Struktur molekul dalam 3D Stereokimia Struktur molekul dalam 3D

Structural isomerism (constitutional isomers): Isomerisme Structural isomerism (constitutional isomers): - perbedaan adalah pada URUTAN susunan atom (connectivity) dalam suatu molekul - Subklasifikasi: chain isomers, position isomers, functional group isomers

Contoh Molecular Formula Structural isomers C4H10 C3H7Cl C2H6O

BUKAN structural isomer Stereoisomer BUKAN structural isomer Perbedaan pada pengaturan atom- atom dalam ruang (3D): isomer cis- dan trans-

Contoh Cis-2-Butene Trans-2-Butene

molekul-molekul merupakan bayangan cermin Diastereomer: Kategori Enantiomer: molekul-molekul merupakan bayangan cermin Diastereomer: bukan bayangan cermin cis-2-Butene dan trans-2-Butene adalah contoh diastereomer

Subdivisi isomer

Enantiomer hanya bisa terjadi pada molekul yang bersifat chiral. Chiral molecules Enantiomer hanya bisa terjadi pada molekul yang bersifat chiral. Chiral: bayangan cermin tidak saling berhimpit dengan sempurna (superposisi)

Chirality dalam kehidupan

Chiral molecules

Chiral molecules

Keistimewaan chirality

Contoh: 2-butanol

Atom karbon yang berikatan dengan empat gugus yang berbeda Chiral carbon Atom karbon yang berikatan dengan empat gugus yang berbeda Stereogenic Carbon

Jika suatu atom tetrahedral mengikat dua gugus yang sama: Achiral Jika suatu atom tetrahedral mengikat dua gugus yang sama: punya bayangan cermin, tetapi bayangan cermin dari molekulnya dapat berhimpit (superposisi)

Contoh: 2-propanol

Visualisasi (riil/imajiner) Identifikasi plane of symmetry: Menentukan chirality Visualisasi (riil/imajiner) Identifikasi plane of symmetry: bidang yang memotong sebuah molekul sedemikian rupa sehingga separuh molekul tersebut merupakan bayangan cermin

Contoh:

Kaitan dengan chirality Molekul yang memiliki plane of symmetry TIDAK AKAN memiliki sifat chiral.

Aturan penamaan enantiomer Sistem Cahn-Ingold- Prelog

Aturan penamaan enantiomer Beri kode prioritas a, b, c, dan d: Kode d: atom dengan nomor atom terkecil; prioritas paling rendah Isotop: prioritas lebih tinggi untuk isotop dengan massa atom lebih besar Gugus metil dan gugus etil belum bisa ditentukan prioritasnya

Aturan penamaan enantiomer Jika dua atom pada level prioritas yang sama, maka lihat set atom berikutnya Metil: lihat atom berikutnya, yaitu H Etil: lihat atom berikutnya, yaitu C (prioritas lebih tinggi)

Aturan penamaan enantiomer Putar molekul sedemikian rupa sehingga atom dengan prioritas d paling jauh dari kita

Aturan penamaan enantiomer Lihat urutan a-b-c: - searah jarum jam: R-2-Butanol - berlawanan jarum jam: S-2-Butanol

Aturan penamaan enantiomer R = rectus (kanan), S = sinister (kiri) Penentuan prioritas jika terdapat ikatan rangkap:

Contoh prioritas ikatan rangkap Gugus vinil vs. gugus isopropil: Level Vinil Isopropil 1 C 2 C-C-H 3 C-H-H H-H-H >

Contoh Tulis rumus 3D untuk enantiomer glyceraldehyde dan beri kode R/S yang sesuai

Atom karbon yang mengikat 4 gugus berbeda Chiral center Atom karbon yang mengikat 4 gugus berbeda Enantiomers bisa memiliki lebih dari satu chiral center (cholesterol memiliki 8 chiral center, karbohidrat/gula memiliki 2 chiral center) Jumlah stereoisomer max. 2n, n = jumlah chiral center

Penamaan untuk chiral center > 1 Analisis setiap chiral center secara terpisah

Sifat-sifat enantiomer Merupakan senyawa yang BERBEDA tapi sifat-sifat fisisnya sama (titik lebur, titik didih, indeks bias, kelarutan, densitas) Yang berbeda adalah perilaku mereka jika berinteraksi dengan senyawa chiral yang lain (termasuk interaksi dengan cahaya terpolarisasi)

Besarnya perubahan bidang polarisasi tergantung jumlah molekul chiral Optical activity Cahaya terpolarisasi dilewatkan senyawa enantiomer secara terpisah: terjadi perubahan bidang polarisasi, besarnya sama, tetapi arahnya berlawanan (searah jarum jam = +, berlawanan = -) Besarnya perubahan bidang polarisasi tergantung jumlah molekul chiral Lihat File ppt: 3. Aktivitas Optikal

Racemic modification (racemat) Campuran equimolar dari pasangan enantiomer: meniadakan optical activity Dilambangkan sebagai (±), contoh: (±)-2-butanol

Biasanya terjadi pada reaksi enzimatis: Stereoselectivity Biasanya terjadi pada reaksi enzimatis: spesifik menghasilkan salah satu enantiomer saja

Resolution Istilah untuk pemisahan enantiomers Secara teoritis bisa dilakukan dengan cara mereaksikan campuran racemic dengan enatiomer senyawa lain (murni, disebut resolving agent) sehingga dihasilkan diastereomers Diastereomers memiliki titik didih yang berbeda sehingga dapat dipisahkan dengan fraksinasi

Chiral chemistry di industri

thalidomide disaster: - R-thalidomide = mild sedative Reaksi enzimatis Sensitif terhadap bentuk molekul sehingga reaksi enzimatis merupakan reaksi yang stereoselektif. Contoh kasus: thalidomide disaster: - R-thalidomide = mild sedative - S-thalidomide = teratogenik

Pemisahan campuran racemic Pembentukan garam yang bersifat stereoselektif, diikuti kristalisasi Chromatography Pemisahan dengan biokatalis Proses deracemization

Lipitor Diproduksi oleh Pfizer, untuk menurunkan kholesterol Senyawa aktif: (3R, 5S)-3,5-dihidroksiheksanoat memiliki 2 chiral carbon (lebih stereoselective daripada senyawa dengan 1 chiral carbon) Keuntungan Pfizer dari Lipitor ± USD 12 billion per tahun