Bahan Kul Bab 3 Stereokimia 3

Stereokimia pada Karbon Sp3

IV.

Seri Sikloheksana Konfogurasi Isomer cis – trans

Konformasi Interkonvensi

 Representasi bidang datar

1

2

2

1

trans

cis

 Representasi ruang (spatial) merupakan bentuk yang mendekati realita (kenyataan)

Kelenturan struktur memungkinkan terbentuknya dua konformasi kursi.  Isomer cis ( disubtitusi 1,2)

1

1

N

2

2

H

trans

cis

Memperhitungkan hibridisasi sp3 dari atom-atom karbon (sudut 109,50) problem yang sama untuk turunan di subtitusi 1,3 atau 1,4

3

2

cis

H H

2

95%

4 3

2

2

trans

cis

ax

eq eq ax

eq

5%

1

1

Untuk diingat :

H

H

Trans

4 3

 Isomer trans ( disubtitusi 1,2)

1

1 3

50%

50%

eq ax

eq ax

eq

Bentuk-bentuk yang disukai : - setiap gugus aksial yang berhubungan dengan interaksi 1,3 diaksial (vanderwaals) yang saling tidak menolak. Bentuk konformasi dengan subtituen berada pada posisi ekuatorial .

ax

Ikatan-ikatan yang paralel pada sumbu tiga dimensi adalah aksial (ax),sedangkan yang lainnya ekuatorial (eq). Garis penuh berada di atas bidang dan garis putus-putus itu berada dibawah bidang.

H H H H

1

Seri Linear Jenuh Isomer erythro – threo Rotameri

Representasi Cram

Representasi Newman a. Atom C* mempunyai dua subtituen identik 2 dengan 2

*

H

*

CH3 -CHBr - CHBr - COOH

*

CH3 -CHBr - CHBr - COOH CH3

*

a.

Br

CH3

H

H

Br

Br Br

H

Br

Br H

H

CH3

eklip

COOH

CH3 COOH

H

Br

Br COOH

Erythro

H COOH

Br Br H

Threo

Br Br

H

H

CH3 COOH

dua isomer

isomer threo

*

CH3 - CHBr - CHBr - CH3

*

CH3 - CHBr - CHBr - CH3

H

CH3

H

*

*

b.

CH3 COOH

gaus atau goyang

isomer erythro

b. Atom C* dengan keseluruhan atom c nya identik 2 dengan 2

H

H

Br

CH3 1 Br 2

Br

Br CH3 Meso

Br H

Br eklip

H

H

Threo

Br

Br

Br

H

Br

H

gaus atau CH3

CH3

CH3

CH3

H

dua isomer

CH3

CH3 CH3

CH3

Br H

H Br

H

CH3

goyang

isomer meso

isomer threo

bentuk gaus lebih stabil Senyawa meso mempunyai bentuk bidang datar dengan simetri internal Konfigurasi Absolut (Sistem R-S)

Ingat struktur meso :

A C

B

B

C A

Isomer Erytro-Threo hanya dibicarakan jika dua atom C* mempunyai minimal 2 substituen identik 2 dengan 2. Dalam bentuk umum dimana semua substituen adalah berbeda, digunakan konversi R-S. Penggunaannya adalah menyeluruh, bisa dipakai dalam tiap kasus.

*

* - CH - C H Br - CH 2 5

Contoh:

COOH CH3

Ada dua bentuk konfigurasi yang berbeda. H HOOC

H Br

HOOC

Br Bukan merupakan isomer erythro – threo

dan H3C

H

C2H5

C2H5

H

CH3

Tiga tahap untuk menentukan konfigurasi absolut (R-S ) 

tentukan prioritas substituen pada setiap atom C* menurut aturan prioritas Chan, Ingold dan Prolog



tempatkan subtituen yang paling kecil pada bagian belakang dari setiap atom C * dengan representasi cram



pembacaan terhadap bentuk baru tersebut menempatkan mata pada atom C* yang paling depan, kemudian urutkan nomor yang sudah ditentukan. Jika urutan (1,2,3) berputar ke arah kanan = R, sebaliknya jika berputar ke arah kiri = S.

Contoh :

H Br

COOH

COOH H Br Prioritas C (1) Br, 1 COOH. C (2) H HO C2H5 C (2) CH 3 OH, C (1), C2H5, CH3 2 C2H5 CH3 Penempatan substituen yang OH paking kecil di belakang Penentuan prioritas Stereokimia dari senyawa di atas adalah R – R

Isomer Optik 1. Umum

H Br 1

COOH 2 R 3 2

HO 1

C2H5 CH3 3 pembacaan

R



Cahaya biasa Gelombang elektromagnetika adalah merupakan pergerakan dari dua medan. Medan listrik E

dan medan magnet B

yang keduanya saling tegak lurus. Dalam bidang (P)

tegak lurus dengan arah pergerakan dari sinar, medan listrik dan medan magnet bervibrasi kesemua arah kondisi saling tegak lurus dengan pergerakan dari sinar. E

p

po

*

E E

o

B B B



Cahaya terpolarisasi – bidang Jika cahaya alamiah melewati suatu polarisator vektor medan listrik E bervibrasi dalam suatu bidang tertentu : bidang vibrasi (V). Vektor medan magnet B bervibrasi pada suatu bidang tertentu tegak lurus dengan sebelumnya ( E ). E

P

E

P

O

O B

B

B

Bidang tegak lurus dengan P dan memberikan 

Catatan : Lihat buku Fessenden jilid I Untuk : - cahaya biasa - cahaya terpolarisasi begitu pula dengan sudut .

Interaksi antara vektor (E ) medan listrik suatu cahaya terpolarisasi bidang dan suatu substan optis aktif ditunjukkan melalui suatu rotasi dalam bentuk sudut alpa pada bid vibrasi (V). Kanan (d) = + Kiri (lev) (l) = Rotasi optik spesifik suatu molekul didefinisi menurut hukum Biot

(α ) tλ =

α l.d

E v

E

2. Optis Aktif pada molekul Disimetri Suatu molekul disebut disimetri jika bayangan cerminnya tidak bisa diimpitkan maka disebut senyawa kiral.

Cl Cl

Cl Cl

Br Br

Br Br

Cl Br

Cl

kiral

Cl

Br

Cl

Br Br

molekul kiral

Molekul disimetri umunya mempunyai satu atom C asimetri. C2H5 - * CHCl -CH3 C2H5 H3C

Cl H

sec butil klorida (+)

C2H5 Cl

H

keduanya disebut isomer + dan -

CH3

(- )

Isomer optik, inversi optik, antipot optik, enantiomer - Pasangan enantiomer mempunyai sifat fisik dan kimia yang sama, dibedakan melalui aksi yang berlawanan terhadap bidang……. dari cahaya terpolarisasi bidang (+α) dan (- α). - Enantiomer adalah isomer-isomer yang bisa dipisahkan. Suatu campuran 50% - 50% enantiomer campuran rasenik rotasi optik = 0, biasa dituliskan (±) ā (d.l). - Dua isomer yang bukan enantiomer disebut diastereoisomer, umumnya terdapat dua tipe stereoisomer yaitu enantiomer ( ismer optik) dan diastereoisomer. Diastereoisomer mempunyai sifat fisika dan kimia yang berbeda.

3. Enantiomer dan Diastereoisomer 

Pemisahan rasemat / Resolusi melalui metoda diastereoisomer Campuran rasemat bisa dipisahkan menjadi dua enantiomer yang mengandung gugus asam.

Contohnya : suatu rasemat yang mengandung asam tartarat. COOH – CHOH – CHOH – COOH (+) A = 50% Campuran rasemat (-) A = 50% Campuran tersebut direaksikan dengan suatu basa organik yang optis aktif misalnya (-) B (cinkonin) Reaksi (-) B + (±) A akan menghasilkan dua diastereoisomer (+) A , (-) B dan (-) A, (-) B. Diastereoisomer yang mempunyai sifat fisikokimia yang berbeda

dan mempunyai

solubilitas yang berbeda bisa dipisahkan dengan kristalisasi Isomer bisa dipisahkan makan asamnya akan dilepaskan. (+) A ( -) B

(+) A

(-) A (-) B

(-) A

4. Molekul dissymetri yang tidak mempunyai karbon asimetri Biphenil

Alena H H

H

H

C-C-C R

R

H

H

C-C-C H

R

R

NO2

H R

R

HOOC NO2

O2N COOH

H

H

COOH O2N

HOOC NO2

HOOC

NO2 O2N

NO2

COOH

enantioner

COOH

1

COOH enantioner

2 1. Struktur sp1 karbon sentral menunjukkan disimetri dengan molekul 2. Interaksi sterik kuat antara gugus NO2 dari COOH menyebabkan molekulnya tidak planar

5. Stereoisomer Senyawa yang bisa diimpitkan isomer geometri erythro – thereo atau R dan S, isomer optik isomer erythro CH3

H

s

OH

CH3

HO

H

1

R Pasangan enantiomer

2

s H

OH COOH

HO

H COOH

isomer threo

s

H

CH3

OH

CH3

HO

3 R HO

H

R

pas enantioner thereo

4

H COOH

H

OH COOH

s

(1) dan (2) suatu enantiomer (erytro) (3) dan (4) suatu enantiomer threo (1) dan (3) : (1) dan (4) : (2) dan (4) merupakan diastereoisomer

isomer erythro OH H

HO

CH3 H3C COOH (S,S)

OH

OH OH

H

isomer threo

H H COOH (R,R)

HO

OH H

OH

CH3 H3C

H

H

H

COOH (S,R)

COOH (R,S)

Proyeksi Fisher 

Refresentasi proyeksi fiser berasal dari proyeksi Cram

H

H

CHO OH

OH CH2OH

CHO H

OH

H

OH CH2OH

cram



fisher

Secara formal persentase proyeksi fiser menggunakan perjanjian : a. rantai hidrokarbon yang terpanjang terletak pada sisi vertikal b. Gugus fungsional yang bilangan oksidasinya tinggi diletakan paling atas



Konfigurasi tidak bisa berubah melalui rotasi 1800



Konfigurasi bisa berubah apabila rotasi 1800 keluar bidang atau 900 dalam bidang .

R HOH2C

CH3

H

CH3

proyeksi

COOH

HOH2C

R COOH H putar 900

COOH R H

CH3 CH2OH

COOH putar 1800 H3C

R H CH2OH

STEREOKIMIA

OLEH Dra. YUM ERYANTI, MS

JURUSAN KIMIA, FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS RIAU 2007