STEREOKIMIA (TATAP MUKA 7)

STEREOKIMIA

A. KONFIGURASI MUTLAK DAN RELATIF

Susunan atom-atom yang memberikan ciri pada stereoisomer tertentu disebut konfigurasi. Kebanyakan struktur/konfigurasi menggunakan awalan R dan S.Sesuai prosedur yang dikemukakan R.S  Chan (The Cheminal Society, London), Sir Christopher Ingold (Univerisity College, London) dan V. Prelog (Eidgenossiche Technische Hochshule, Zurich) meliputi dua langkah.

Langkah 1. Mengkuti serangkaian aturan berikut, kita menentukan urutan prioritas empat atom atau empat gugus, disebut empat ligan, yang terikat pada pusat khiral, contohnya senyawa CHClBrl, empat atom yang terikat pada pusat khiral atom karbon semuanya berbeda dan prioritas, tergantung pada nomor atom, nomor atom yang lebih tinggi mempunyai prioritas yang lebih tinggi pula. Hingga urutan prioritas I,Br,Cl, H.

Langkah 2.Membayangkan orientasi molekul sedemikian rupa hingga ligan yang paling rendah prioritasnya diarahkan menjauhi dari pandangan mata kita kemudian mengamati susunan ligan yang tertinggal. Jika dimulai urutan ligan yang paling tinggi prioritasnya ke ligan yang prioritasnya ke dua dan kemudian ketiga, mata kita bergerak sesuai dengan arah jarum jam, maka konfigurasi diberi spesifikasi R (kanan) jika kebalikan arah jarum jam konfigurasi dinyatakan S (kiri).

Aturan-aturan

Aturan 1. Jika empat atom yang semuanya berbeda terikat pada pusat khiral, maka prioritas tergantung pada nomor atom, nomor atom yang lebih tinggi mempunyai prioritas yang lebih tinggi. Jika dua atom merupakan isotop dari unsur yang sama, maka atom yang mempunyai nomor massa yang lebih tinggi mempunyai prioritas yang lebih tinggi. Contohnya: pada asam kloro iodo metana asam sulfonat urutannya adalah I, Cl, S dan H.

Aturan 2. Jika prioritas relative dua gugus tidak dapat ditentukan berdasarkan atura 1, maka prioritas ditentukan terhadap atom berikut dalam gugus dengan arah menjauhi pusat khiral. Jika dua atom terikat pada pusat khiral sama, maka kita membandingkan atom-atom yang terikat pada setiap atom yang pertama. Contohnya: pada senyawa sek-butil klorida, pada senyawa ini dua atom yang terikat pada pusat khiral adalah karbon. Pada CH3 atom-atom kedua adalah H, H, H: sedangkan pada C2H5 atom kedua adalah C, H, H . karena karbon mempunyai nomor atom yang lebih tinggi.

Aturan 3. Bila terdapat ikatan rangkap dua atau rangkap tiga, maka kedua atom dipandang sebagai kelipatan dua at kelipatan tiga.

B. PEMISAHAN CAMPURAN RASEMIK

            Pemisahan dari campuran rasemik menjadi komponen-komponennya D dan L, dikenal sebagai pemisahan rasemat.

Ada beberapa cara yang dapat digunakan

1.) Pemisahan secara mekanik

            Cara ini dapat dikerjakan bilamana bentuk-bentuk zatnya mempunyai bentuk Kristal tertentu yang baik, dan bentuk-bentuk D dan L merupakan bayangan cermin satu terhadap lainnya, hingga dengan demikian zat tersebut dapat diambil dengan tangan. Cara ini telah dilakukan oleh Pasteur dalam usahanya memisahkan asam-asam tartrat.

2.) Cara biokimia

            Pasteur dalam percobaan menemukan bahwa bila mikroorganisme panicillium glaucum ditumbuhkan di dalam larutan encer berair dari garam-garam nutriet (garam-garam fosfat ammonium) yang mengandung asam rasemat, yang mula-mula merupakan larutan yang tak aktip, ternyata lama-kelamaan menjadi putar kekiri. Mikro organism ternyata merusak d-tartrat dan akibatnya terjadi bentuk L.

            Telah diketahui bahwa perusakan satu dari dua enantiomer dapat dilakukan oleh mold atau bacteria atau bahkan oleh organism-organisme yang lebih tinggi. Misalnya dl-mandelonitrile akan menjadi putar kekiri bila direaksikan oleh enzim emulsion.

3.) Dengan menggunkan senyawa-senyawa yang aktip optic

            Cara ini yang paling sering digunakan. Pada cara ini digunakan basa yang aktif optic (alkaloid) seperti l-morphine, i-kuinin atau i-brucin, hingga kalau ditambahkan pada campuran dl-asam akan membentuk dua buah garam yang tidak enentiomer melainkan diastereoisomer.

TUGAS STRUKTUR II

1.      Jelaskan mengapa suatu sikloheksana terdisubstitusi-cis- 1,3 lebih stabil dari pada struktur-trans-padanan nya

Jawab: Bagaimana juga dari suatu sikloheksana harus ada aksial dan ekuatorial Karena kedua subtituennya dapat berposisi ekuatorial. Tetapi bila kedua subtituen itu 1,3 satu terhadap yang lain pada suatu cincin sikloheksana, maka cis-isomer lebih stabil dari pada trans-isomer. Karena kedua subtituen dalam 1,3-isomer, dapat berposisi ekuatorial. Dalam trans-1,3-isomer.

2.      Tuliskan proyeksi fischer untuk semua konfigurasi yang mungkin dari 2,3,4 pentanatriol. Tunjukan pasangan-pasangan enantiomernya.

Jawab: Karena proyeksi fischer mengembangkan rumus untuk menyatakan molekul gula, yang digunakann tersederhana untuk menggambarkan tipe proyeksi fischer yang lazim dipakai: 2,3-dihidroksipropanal (gliseraldehida), dan 2,3,4-trihidroksibutana (eritrosa).

Eritrosa mempunyai 2 karbon kiral yaitu (karbon 2 dan 3).

STEREOKIMIA (TATAP MUKA 6)

STEREOKIMIA

Stereokimia adalah ilmu yang mempelajari tentang struktur 3 dimensi dari molekul. Perlu kita ketahui bahwa stereokimia ini sangatlah penting  bahkan karena seterokimia ini, sebuah struktur yang memiliki rumus molekul sama hanya karena susunannya berbeda akan mengakibatkan fungsi yang berbeda pula, hal ini sering terjadi di dunia kesehatan. pada produk hasil sintesis. produk berupa rasemat, yaitu dua produk isomer yang berlawanan strukturnya.

A.    Isomeri geometri dalam alkena dan senyawa siklik

Isomer geometri adalah isomer yang terjadi pada dua molekul yang mempunyai rumus molekul sama, tetapi berbeda dalam penataan atom atom dalam ruang. Selalu ingat bahwa sebenarnya molekul molekul itu ada pada ruang tiga dimensi yang atom atomnya berikatan dengan penataan sedemikian rupa. Isomer geometri terjadi karena ketegaran (rigidity) dalam molekul dan hanya dijumpai dalam dua kelompok senyawa yaitu alkena dan senyawa siklik Jika suatu gugus atau atom terikat oleh ikatan sigma saja (sp3, umumnya pada senyawa yang berikatan tunggal), maka gugus atau atom yang terikat tersebut dapat berputar sedemikian rupa sehingga bentuk molekulnya akan selalu sama.

Contoh :

Berbeda halnya dengan gugus atau atom yang terikat oleh ikatan rangkap dimana ada ikatan sigma dan pi dalam molekul (sp2). Gugus atau atom ini tidak dapat berotasi tanpa mematahkan ikatan pi –nya terlebih dahulu. Sehingga ada sifat ketegaran adalam molekul yang menyebabkan jika letak atom atau gugusnya berbeda, maka sifat senyawa tersebut berbeda pula. Artinya lagi kedua senyawa tersebut adalah berbeda.

Contoh :

Kedua senyawa diatas adalah berbeda dimana pada senyawa pertama letak atom Cl-nya sesisi sedangkan pada senyawa kedua letak atom Cl-nya berbeda sisi. Senyawa pertama tidak mudah diubah menjadi senyawa kedua, begitu juga sebaliknya karena ikatan rangkap antara atom karbonnya berisifat tegar.

Jika dalam senyawa, dua gugus atau atom yang sama terletak pada satu sisi ikatan pi, maka disebut dengan cis, dan jika letaknya berlwanan disebut dengan trans.

Perbedaan kedua senyawa dapat dibuktikan dari perbedaan sifat fisikanya seperti titik didih kedua senyawa yang berbeda. Senyawa cis-1,2-dikloroetena memiliki titik didh 60 derajat celsius sedangkan senyawa trans-1,2-dikloroetena memiliki titik didih 48 derajat celsius.

B.     Konformasi dan kiralitas senyawa rantai terbuka

Bila alkana yang mempunyai 2 atau lebih atom karbon diputar mengelilingi garis ikatan karbonnya akan menghasilkan tatanan 3 dimensi yang berbeda. Setiap tatanan 3 dimensi atom menghasilkan rotasi pada sumbu ikatan tunggal yang disebut konformasi.

Contohnya pada molekul etana yang digambarkan dengan proyeksi Newman yang dimaksud dengan gambar proyeksi Newman adalah gambar yang diperoleh dengan cara memandang molekul tersebut dari arah sumbu ikatan karbon.

Pada konformasi “goyang”, ketiga ikatan C-H pada atom karbon yang satu berjauhan dengan tiga ikatan C-h pada atom karbon yang berdampingan. Sebaliknya pada konformosi “eklips” ketiga ikatan C-H pada atom karbon yang satu berdekatan dengan tiga ikatan C-H atom karbon yang berdampingan.

Dalam suatu molekul rantai terbuka, atom-atomnya memiliki peluang takterhingga jumlah penataan/posisinya di dalam suatu ruang. Gugus-gugus fungsi yangterikat pada ikatan karbon-karbon dalam senyawa alkana dapat berotasi dengan bebasmengelilingi ikatan tersebut. Oleh karena itu atom-atom dalam suatu senyawa rantai

terbuka dapat memiliki posisi yang tak terhingga banyaknya di dalam ruang relatifsatu terhadap yang lain. Pengaturan posisi atom yang bervariasi/berbeda-beda yangdiakibatkan oleh rotasi ini disebut konformasi.Untuk menggambarkan konformasi, digunakan tiga jenis rumus yaitu :1. Rumus dimensional2. Rumus bola-dan-pasak3. Proyeksi NewmanProyeksi Newman adalah pandangan ujung ke ujung dari dua atom karbon sajadalam molekul itu, sementara ikatan antar karbon tidak terlihat. Ketiga ikatan darikarbon depan tampak menuju pusat proyeksi sementara ketiga ikatan dari karbon belakang hanya tampak sebagian.Contoh molekul yang digambarkan dengan 3 jenis rumus ini adalah 3-kloro-1- propanol.

.

ISOMER STRUKTUR SENYAWA HIDROKARBON DAN SISTEM NOMENKLATUR (TATAP MUKA 5)

ISOMER STRUKTUR SENYAWA HIDROKARBON DAN SISTEM NOMENKLATUR

A.    SISTEM NOMENKLATUR

Sistem nomenklatur adalah penamaan unsur yang jauh sebelumnya pada teori atom suatu zat, meski waktu itu belum diketahui yang mana unsur dan senyawa. Ketika teori atom berkembang nama unsur yang telah digunakan pada masa lampau tetap di pakai contohnya unsur “cuprum” dalam Bahasa Inggris dikenal dengan copper, dan dalam Bahasa Indonesia dikenal dengan istilah tembaga. Contoh lain, dalam Bahasa Jerman “Wasserstoff” berarti “hidrogen”, dan “Sauerstoff” berarti “oksigen”.

Menurut IUAPAC nama unsur tidak diawali dengan huruf kapital, kecuali berada di awal kalimat pada abad ke-20. Sistem nomenklatur pada sistem penamaan senyawa kimia yang menciptakan sistem penamaan spesies kimia yang baik.

Pada teori John Dalton mengemukakan simbol yang lebih sederhana yang didasarkan adanya lingkaran yang digunakan untuk menggambarkan molekul.

Pada teori Berzelius mengemukakan sistem tipografi dimana tipografi untuk menunjukan simbol yang digunakan adalah nama singkatan dan nama latin dalam suatu senyawa.

B.     ISOMER STRUKTURAL

Isomer struktural adalah senyawa dari rumus kimia yang sama memiliki struktur dan sifat yang berbeda didasarkan bagaimana konstituen atom mereka diurut sebagai contoh ada dua isomer yaitu dengan rumus kimia C4H10, CH3CH2CH2CH3 butena yaitu normal dan metilpropana (CH3)2CHCH2CH3.

Isomer struktural karbon tidak dibatasi hanya untuk karbon dan hidrogen, meskipun mereka adalah contoh paling terkenal dari isomer struktural C3H8O atau isopropil alkohol kadang-kadang didefinisikan sebagai “alkohol” dengan rumus CH3CH(OH)CH3.

Jenis-jenis isomer struktural

-Isomer Rantai

Isomer ini yang mempunyai percabangan rantai karbon contohnya adalah isomer butana C4H10 yang terletak pada rantai lurus sedangkan yang lainnya adalah rantai bercabang.

-Isomer Posisi

Isomer ini adalah kerangka karbon yang dasar tetap tidak berubah namun kelompok yang berpindah dalam kerangka itu contohnya C3H7Br.

-Isomer Fungsional

Dalam isomer ini mengandung gugus fungsional yang berbeda yaitu mereka yang berbeda dari senyawa (seri homolog yang berbeda). Contohnya rumus molekul C3H6O.

C.     ISOMER PADA ALKANA

Isomer pada alkana adalah struktur alkana yang dapat berupa rantai lurus atau rantai bercabang. Alkana yang mengandung tiga atom karbon atau kurang tidak mempunyai isomer seperti CH₄, C₂H₆ dan C₃H₈ karena hanya memiliki satu cara untuk menata atom-atom dalam struktur ikatannya sehingga memilki rumus molekul dan rumus struktur molekul

Contoh

Dalam senyawa alkana juga ada yang rumus molekulnya sama, tetapi rumus struktur molekulnya berbeda. Mulai dari alkana dengan rumus molekul C₄H₁₀mempunyai dua kemungkina struktur ikatan untuk menata atom-atom karbonnya seperti di bawah ini:

Untuk senyawa tersebut disebut isomer karena perbedaan hanya pada kerangka struktur maka isomernya disebut isomer kerangka.

Untuk pentana memiliki tiga struktur ikatan menata atom karbonnya

Adapun contoh jumlah atom C pada rumus molekul suatu alkana yaitu

Jumlah atom C	C4	C5	C6	C7	C8	C9	C10
Rumus molekul	C4H10	C5H12	C6H14	C7H16	C8H18	C9H20	C10H22
Jumlah isomer	2	3	5	9	18	35	75

KLASIFIKASI SENYAWA ORGANIK (TATAP MUKA 4)

KLASIFIKASI SENYAWA ORGANIK SENYAWA

Hidrokarbon

Dalam bidang kimia, hidrokarbon adalah sebuah senyawa yang terdiri dari unsur atom karbon (C) dan atom hidrogen (H). Seluruh hidrokarbon memiliki rantai karbon dan atom-atom hidrogen yang berikatan dengan rantai tersebut.

 

A.    Senyawa Rantai Terbuka

Senyawa hidrokarbon rantai terbuka disebut juga alifatik, adalah senyawa hidrokarbon yang memiliki rantai karbon terbuka, baik lurus, bercabang, berikatan tunggal atau pun berikatan rangkap 2 dan berikatan rangkap 3.

Hidrokarbon alifatik dapat dibagi menjadi 3 seri homolog berdasarkan tingkat saturasi.

1.      Alkana/Parafin yang tanpa ikatan rangkap 2 atau pun ikatan rangkap 3.

2.      Alkena/Olefin yang mengandung satu atau lebih ikatan rangkap 2, contohnya di-olefin (diena) atau poliolefin.

3.      Alkuna yang memiliki satu atau lebih ikatan rangkap tiga.

B.     Senyawa Rantai Tertutup

Senyawa hidrokarbon rantai tertutup disebut juga siklik, adalah senyawa hidrokarbon yang memiliki rantai saling berhubungan antar ujungnya, yang membentuk lingkaran, rantai tertutup juga dapat memiliki cabang.

Rantai tertutup diklasifikasikan menjadi dua yaitu Alisiklik dan Aromatik. 1.Hidrokarbon Alisiklik adalah rantai tertutup yang tidak mempunyai ikatan rangkap atau hanya memiliki satu ikatan rangkap contohnya seperti Sikloalkana (tidak memiliki ikatan) dengan rumus (CnH₂n) dan Sikloalkena (ikatang rangkap 2) dengan rumus (CnH₂-²)

2. Hidrokarbon Aromatik mengandung ikatan rangkap dua terkonjugat. Hal ini berarti tiap atom karbon pada cincin terhibrididasi sp² sehingga menambah stabilitas. Contohnya yang paling umum adalah benzena.

C.    Senyawa Homosiklik

Suatu senyawa cincin memiliki satu jenis atom dalam struktur: contohnya seperti benzena, senyawa siklik yang atom lingkarnya tersusun oleh atom karbon.

1.      Benzena adalah salah satu senyawa aromatik yang paling dikenal karena salah satu yang paling sederhana dan paling stabil.

2.      Senyawa siklik senyawa yang terdapat heteroatom di dalamnya, yang dapat hadir dalam bentuk subsitun yang menempel di luar cincin atau sebagai bagian dalam cincin.

D.    Senyawa Heterosiklik

Senyawa heterosiklik adalah sejenis senyawa kimia yang mempunyai strukrur senyawa cincin yang mengandung atom selain karbon, seperti belerang, nitrogen, atapun oksigen.Senyawa aromatik dapat berupa cincin aromatik yang sederhana ataupun cincin non aromatik sama seperti cincin benzena. Cincin heterosiklik dapat bersifat oromatik sama seperti pada cincin benzena.