kuliah iv stereokimia
TRANSCRIPT
STEREOKIMIA
Berkaitan gan bagaimana penataan atom-atom dalam sebuah molekul dalam ruang tiga dimensi.
Tiga Aspek stereokimia:1.Konformasi molekul: Berkaitan dengan bentuk molekul dan bagaimana bentuk molekul itu diubah akibat adanya putaran bebas disepanjang ikatan C-c tunggal.2.Konfigurasi berkaitan dengan Kiralitas molekul: : bagaimana penataan atom-atom disekitar atom karbon yang mengakibatkan terjadinya isomer.3.Isomer Geometrik : Terjadi karena ketegaran (rigit) dalam molekul yang mengakibatkan adanya isomer . Terjadi pada senyawa alkena dan senyawa siklik
MENGGAMBARKAN PROYEKSI IKATAN TUNGGAL
Ada 2 cara: 1. Proyeksi Fisher 2. Proyeksi NewmanContoh:
C C
H
HO
H
CH2Cl
HH
3-kloro-1-propanol
C
ClH2C
C
OHH
H
H
H
dimensional
Proyeksi Fisher:
C
OH
H H
C HHCH2Cl
Proyeksi Newman
OH
HH
HH
CH2Cl
CH2OH
H
HH
Proyeksi Newman C-2,3
Cl
H
Proyeksi newman C 1, 2
Konformasi Molekul:Berkaitan dengan bentuk-bentuk molekul yang terjadi akibat adanya rotasi bebas disepanjang ikatan C-C jenuh (c-C tunggal)
OH
HH
HH
CH2Cl
OH
H
CH2Cl
HH
H
Proyeksi Newman C-1,2
CH2Cl
H
HH
H
OH
Bentuk Eklip = cisTakstabil dan energi tinggi Bentuk Gauche Bentuk Anti = trans
Energi terendah
CH2Cl
HH
Proyeksi Newman C-1,2C2 yang didepan
OH
60o
60o
gauche
OH
HH
CH2Cl
HH
OH
H
H
OH
H
CH2Cl
H
H
H
C1 yang diputar
C2 yang diputar
Sudut bihedral = o
Sudut 60
KHIRALITAS MOLEKULBerkaitan dengan penataan atom-atom disekitar
suatu atom karbon khiral sehingga menghasilkan berbagai konfigurasi molekul.
Khiralitas adalah sifat dari beberapa molekul yang bayangan cerminnya tidak berimpit satu sama lainnya.
Dua buah stereoisomer yang merupakan bayangan cermin yang tidak berimpit satu sama lainnya disebut enansiomer. Stereoisomer yang bukan enansiomer disebut diastereoisomer.
Senyawa-senyawa yang memiliki enansiomer yang berlebih dari enansiomer lainnya akan memperlihatkan adanya putaran maka senyawa disebut optik aktif.
Senyawa-senyawa yang hanya memiliki satu enantiomer disebut optik aktif murni.
Senyawayang mem9liki dua enansiomer yang jumlahnya sama akan memperlihatkan putaran optisnya sama dengan nol dan disebut campuran rasemat.
Contoh: 2-butanol Adalah molekul khiral berada sebagai dua buah enansiomer yang tidak berimpit satu sama lainnya. Karbon -2 adalah karbon asimetris.
C
CH2CH3H
OHH3C
C- asimetris
C
H3CH2
HOCH3
H
Cermin
Kiralitas dri molekul ditentukan oleh konfigurasinya. Sistim yang digunakan untuk menentukan konfigurasi ini adalah aturan Cahn-Ingold- Prelog yang digunakan untuk menentukan R atau S.Beberapa aturan:1.Atom-atom sekitar atom C-kiral ditentukan prioritasnya berdasarkan berat atom
C
CH2CH3H3C
OHH1
23
4
2. Jika atom itu isotop, maka isotop dengan nomor massa tinggi memperoleh prioritas.
3. Jika kedua atom itu identik, maka maka berat atom dari atom berikutnya digunakan untuk memberikan prioritas.
4. Atom –atom yang terikat oleh ikatan ragkap atau ganda tiga setara dengan mengikat dua atau tiga atom tersebut tunggal.
CH=CR2 CN CH2OH CH
OC
O
C
O
OH
Naiknya prioritas
5. . Setelah ditentukan prioritas maka diatur sedemikian rupa posisi atom-atom dalam molekul. Atom dengan prioritas terendah diletakkan menjauhi pembaca sedangkan tiga atom sisa diarahkan ke pembaca.
C
CH2CH3H3C
OHH1
23
4OH
CH2CH3
CH3
6. Urut prioritas dari tertinggi sampai terendah. Apabila arah urutan searah jarum jam maka ditandai konfigurasinya R dan apabila berlawanan dengan jarum jam maka ditandai konfigurasi S
Untuk memudahkan penetapan konfigurasi juga dapat digunakan penggambaran sistim Proyeksi Fisher.
CH3CH2CH
CH3
HO
CH2CH3
HHO
CH3
CH2CH3
CH3 OH
HKonfigurasi S
CHO
OHH
CH2OH
CHO
CH2OH
HHO
D L
Untuk senyawa-senyawa karbohidrat konfigurasi relatifnya dirujuk pada senyawa gliseraldehid
Hubungan antara stereoisomer dari 2,3,4-trihidroksibutanal
CHO
C-OH
C-OH
H
H
CH2OH
CHO
OHH
CH2OH
C-2 = Skarena H belum pada posisidibelakang sehingga putaran sebenarnyaadalah R
HO CH2OH
CHO
H
C-2 = R
2R, 3R 2S,3Senansiomer
2R,3S
diastereoisomer
2S,3Renansiomer
diastereoisomer
diastereoisomer
IKATAN RANGKAP DUA
C C
Tidak terjadi rotasi bebas (Gugus-gugus yang terikat pada ikatan rangkap tak dapat berputar dengan ikatan rangkap itu sebgai sumbunya. Akibatnya gugus-gugus yang terikat pada C berikatan phi terletaak tetap dalam ruang relatif satu sama lain.
C C
H H
Cl ClC C
H Cl
Cl H
cis-1,2-dikloroetanatd = 60oC
trans-1,2-dikloroetantd = 48oC
Contoh: Dikloroetana
Dua gugus Cl yang terletak pada satu sisi disebut struktur cis dan yang terletak pada sisi –sisi yang berlawanan disebut trans.Kedua senyawa ini bukan merupakan isomer struktur, karena urutan ikatan atom-atom dalam lokasi ikatan rangkapnya sama. Pasangan isomer ini disebut dengan stereoisomer: senyawa yang mempunyai struktur sama, hanya berbeda dalam hal penataan atom-atom dalam ruang dan disebut sebagai isomer geometrik (isomer cis-trans).
Syarat isomer geometrik dalam alkena adalah tiap atom karbon dalam alkena mengikat dua gugus yang berlainan.
Bila pada C yang berikatan rangkap terdapat tiga atau empat gugus yang berlainan maka tak dapat diberikan nama cis- trans, tetapi diberi nama dengan sistim E dan Z.Sistim E dan Z didasarkan pada prioritas gugus-gugus yang terikat pada C yang berikatan rangkap. Jika atom-atom atau gugus yang berprioritas tinggi berada pada sisi yang berlawanan terhadap ikatan phi adalah isomer E (entegegen), sebaliknya jika gugus berprioritas tinggi berada dalam satu sisi disebut Z (zusammen).
C C
Br F
I ClC C
Br Cl
I F
Z-1bromo-2-kloro-2-f luoro-1-iodoetana
E-1bromo-2-kloro-2-fluoro-1-iodoetana
Contoh:
Isomer Geometrik dalam senyawa siklik
CH3
H
OH
CH3
HOH
cis-2-metil-1-sikloheksanol trans-2 metil-1-sikloheksanol
CH3
H
gugus ini dapat berotasi mengelilingiikatan ini
CH3
OH
CH3
OH
cis-2-metil-1-sikloheksanol trans-2 metil-1-sikloheksanol
CH3
OH
Apakah cis atau trans
Jadi untuk 2-metil-1-sikloheksana
cis : a,e atau e,a
trans : a,a atau e,e
Eliminasi pada senyawa linear tergantung pada konformasi semula yang trans-coplanar
CH3
CH(CH3)2
Cl
H
H
- HCl
CH3
CH(CH3)2
H
CH(CH3)2
Cl
H
H
- HClCH(CH3)2
H
HH
CH(CH3)2H
H
1
2