Tim Dosen Kimia Dasar II/ Kimia Organik Stereokimia Tim Dosen Kimia Dasar II/ Kimia Organik

Pokok bahasan Pengertian stereokimia Isomer dan jenisnya Stereoisomer : Isomer geometri pada hidrokarbon tak jenuh rantai terbuka : cis-trans dan E-Z Isomer geometri pada hidrokarbon jenuh rantai terbuka: konformer goyang - eklips Isomer geometri pada hidrokarbon siklik : aksial - ekuatorial dan cis-trans Isomer geometri pada hidrokarbon yang mempunyai pusat kiral: enansiomer R-S , enansiomer + / - dan enansiomer d-l

PENGERTIAN Stereokimia adalah studi mengenai molekul- molekul dalam ruang tiga dimensi, yakni bagaimana atom-atom dalam sebuah molekul ditata dalam ruangan satu relatif terhadap yang lain

Hidrokarbon

Variasi Struktur Senyawa Organik Variasi jenis & jumlah atom penyusun molekul. Variasi urutan atom yang terikat satu sama lain dalam suatu molekul. Variasi penataan atom penyusun molekul dalam ruang 3 dimensi yang dikarenakan ketegaran (rigidity) dalam molekul

Isomer Isomer adalah suatu molekul dengan jumlah dan jenis atom yang sama tetapi berbeda susunan susunan atomnya Jenis: isomer struktural dan isomer geometrik

Jenis Isomer Isomer struktural Isomer geometrik Jenis & jumlah atom penyusun molekul sama Variasi urutan atom yang terikat satu sama lain dalam suatu molekul. Gugus fungsi sama, beda urutan atom saja Gugus fungsi berbeda  isomer fungsional Isomer geometrik Jenis, jumlah & urutan atom yang terikat satu sama lain dalam suatu molekul sama Variasi penataan atom penyusun molekul dalam ruang 3 dimensi yang dikarenakan ketegaran (rigidity) dalam molekul.

Isomer Struktural

Isomer Fungsional

Stereoisomer Stereoisomer adalah suatu molekul yang mempunyai pelekatan atom yang sama tetapi berbeda susunan atomnya diruangan 3 dimensi Dalam stereoisomer, atom yang menghasilkan isomer berada pada posisi  yang sama namun memiliki pengaturan keruangan yang berbeda Contoh: isomer geometrik

Isomer Geometri Variasi penataan atom penyusun molekul dalam ruang 3 dimensi yang dikarenakan ketegaran (rigidity) dalam molekul Isomer geometri pada hidrokarbon tak jenuh rantai terbuka. Isomer geometri pada hidrokarbon jenuh rantai terbuka. Isomer geometri pada hidrokarbon siklik. Isomer geometri pada hidrokarbon yang mempunyai pusat kiral

1. Isomer geometri pada hidrokarbon tak jenuh rantai terbuka Keterbatasan perputaran atom – atom yang terikat pada masing – masing atom C pada ikatan rangkap yang dikarenakan adanya antaraksi antara orbital p membentuk ikatan . Isomer geometri cis & trans Isomer geometri E & Z.

Sistem dan tatanama cis & trans cis = pada sisi yang sama trans = bersebrangan

E & Z Gugus pada tiap atom C ikatan rangkap diberi prioritas tinggi (1) atau rendah (2) menurut aturan Chan-Ingold-Prelog Jika 1 dari kedua atom C ikatan rangkap berada pada satu sisi  isomer Z (zusammen = bersama) Jika 1 dari kedua atom C ikatan rangkap berada pada sisi yang berbeda  isomer E (entgegen = bersebrangan)

Chan-Ingold-Prelog Atom dengan nomor atom lebih tinggi mempunyai prioritas lebih tinggi

Isotop dengan nomor massa lebih tinggi mempunyai prioritas lebih tinggi D (H12) mempunyai prioritas lebih tinggi dari H11. Jika kedua atom identik maka atom berikutnya digunakan untuk menentukan prioritas

Atom dengan ikatan rangkap 2 atau 3 setara dengan 2 atau 3 kali ikatan tunggal

2. Isomer geometri pada hidrokarbon jenuh rantai terbuka Keterbatasan perputaran atom – atom yang terikat pada masing – masing atom C. Rintangan perputaran atom – atom tidak sebesar rintangan atom – atom yang terikat pada atom C ikatan rangkap. Ikatan  masih memungkinkan atom – atom yang terikat pada atom C untuk berputar (molekul yang memiliki penataan dalam ruang secara berlainan)  konformasi struktur atom  conformational isomers (konfomer) Konfomer goyang (stagerred) Konfomer eklips.

Gambaran mengenai molekul berdimesi tiga

goyang eklips E

a b c d e f

3. Isomer geometri pada hidrokarbon siklik Keterbatasan perputaran atom – atom yang terikat pada masing – masing atom C. Rintangan perputaran atom – atom tidak sebesar rintangan atom – atom yang terikat pada atom C ikatan rangkap, tetapi lebih besar dari pada rintangan pada hidrokarbon rantai terbuka karena pengaruh regangan sudut. Ikatan  pada hibridisasi sp3 mempunyai sudut 109,5o, beberapa ikatan siklik mempunyai sudut ikatan tidak demikian. Besarnya rintangan akibat regangan sebanding selisih sudut ikatan dengan 109, 5o.

Siklopropana mempunyai sudut ikatan 60, siklopentana 108. Molekul siklik besar hampir tidak ada rintangan karena regangan Sikloheksana membentuk konformasi kursi supaya sudut ikatan mendekati 109,5o. Dalam sikloheksana dikenal subtituen: Aksial  ikatan pada salah satu hidrogen terletak dalam bidang cincin Ekuatorial  ikatan ke hidrogen lain yang tegak lurus sumbu

Energi potensial relatif dari konformasi-konformasi sikloheksana Bentuk setengah kursi Bentuk biduk E Bentuk kursi Energi potensial relatif dari konformasi-konformasi sikloheksana

Isomer cis & trans

4. Isomer geometri pada hidrokarbon yang mempunyai pusat kiral Kiralitas adalah suatu keadaan yang menyebabkan dua molekul dengan struktur yang sama tetapi berbeda susunan ruang dan konfigurasinya. Atom yang menjadi pusat kiralitas dikenal dengan istilah atom kiral. Atom kiral adalah atom yang mengikat gugus yang semuanya berbeda. Bila dalam suatu molekul terdapat satu pusat kiral maka akan terdapat dua stereoisomer dari senyawa tersebut yang dikenal dengan istilah enantiomer. Sepasang enantiomer merupakan bayangan cermin satu terhadap yang lainnya. Kedua enantiomer tidak bisa ditumpangtindihkan setelah dilakukan operasi simetri apapun. Bila dalam satu molekul terdapat lebih dari satu pusat kiral maka akan terdapat lebih dari satu pasang enantiomer  diastereoisomer/diastereomer

Molekul kiral dan akiral akiral kiral (enantiomer)

Enantiomer 2-butanol

Enantiomer R & S Singkirkan kebelakang atom dengan prioritas terendah. Beri skala prioritas 3 atom sisanya Gerakan dari prioritas tertinggi (1) ke tengah (2) hingga terendah yang tersisa (3) Jika arah putaran searah jarum jam maka disebut enantiomer rectus (R) Jika arah putaran berlawanan arah jarum jam maka disebut enantiomer sinister (S)

Enantiomer + dan - Pasangan enantiomer yang ditentukan berdasarkan arah putaran terhadap bidang cahaya terpolarisasi bidang. Enantiomer (+) memberikan putaran searah bidang cahaya terpolarisasi bidang (putar kekanan) sudut putaran bidang polarisasi radiasi terpolarisasi linear setelah radiasi tersebut melewati medium kiral disebut rotasi optik. Molekul yang memberikan rotasi optik disebut optis aktif

Enantiomer (+) mempunyai sudut rotasi optik +. Campuran enantiomer (+) & (-) dalam jumlah yang sama disebut campuran rasemat yang memberikan sudut rotasi optik 0. Untuk suatu campuran enantiomer dalam jumlah yang berbeda, sudut rotasi optik merupakan selisih jumlah kedua enantiomer.

Enantiomer (d) & (l) Ditentukan berdasarkan posisi OH pada atom C kedua gliseraldehid berdasarkan proyeksi Fischer. Jika OH berada disebelah kanan maka disebut enantiomer dextro (d). Jika OH berada disebelah kiri maka disebut enantiomer laevus (l). Struktur senyawa dengan lebih dari satu pusat kiral tetapi strukturnya tidak kiral disebut senyawa meso

Latihan Gambarkan konfomer dari 2 butanol Dari senyawa berikut, mana yang mempunyai pusat kiral ? 1-kloro butana 3-kloro-2-butanol 4-bromo-1-klorosikloheksena 1,3-dimetil benzena Gambarkan isomer R & S dari : 3-fenil-2-butanol Asam 2-amino-3-hidroksibutanoat