STEREOKIMIA

Stereokimia

     Membahas mengenai stereokimia tidak terlepas dari orientasinya itu sendiri. Stereokimia merupakan studi mengenai molekul-molekul dalam ruang tiga dimensi, yakni bagaimana atom-atom dalam sebuah molekul ditata dalam ruangan satu relative terhadap yang lain. Jika dianalogikan perbedaan dari isomer struktur dan stereokimia ini seperti sistem duduk dalam perkuliahan, jika isomer struktur dianalogikan sebagai tempat duduk yang posisinya sama namun, dalam satu kelas itu berbeda-beda orang yang menempatinya setiap hari,  stereokimia dianalogikan perubahan dari arah atau orientasi tempat duduknya. Orientasi sendiri berarti arah kemana suatu atom menghadap secara geometris.

     Hidrokarbon terdiri dari hidrokarbon jenuh (yang berantai tunggal) dan hidrokarbon tak jenuh  (yang berantai rangkap baik itu rangkap dua maupun rangkap tiga).

Variasi struktur senyawa organic

• 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

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

     Isomer geometri merupakan isomer yang jenis, jumlah & urutan atom yang terikat satu sama lain dalam suatu molekul sama, namun mempunyai perbedaan  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

Isomer geometri pada hidrokarbon tak jenuh rantai terbuka

     Terdapat keterbatasan perputaran atom – atom yang terikat pada masing – masing atom C pada ikatan rangkap yang dikarenakan adanya antaraksi antara orbital p membentuk ikatan p. Contohnya : etana.

     Dalam  setiap satu atom C pada etana terdapat 3 ikatan sigma dan 1 ikatan p, di ikatan p terdapat elektron bebas. Dengan adanya ikatan p pergerakan atom-atom disepanjang ikatan sigma tidak leluasa. Hal inilah yang menyebabkan ketegaran (rigidity).

Isomer geometri cis dan trans

Cis : gugus sejenis terletak pada sisi yang sama

Trans : gugus sejenis terletak pada sisi yang bersebrangan.

Isomer geometri E dan 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 à isomer Z (zusammen = bersama)
• Jika 1 dari kedua atom C ikatan rangkap berada pada sisi yang berbeda à isomer E (entgegen = bersebrangan)

Aturan Deret

Untuk menentukan skala prioritas, maka dikembangkan aturan deret. Aturan deret ini dibentuk berdasarkan sistem tatanama Chan-Ingold-Prelog (untuk menghormati ahli kimia yang mengembangkan sistem ini)

Aturan tersebut adalah:

1)      Jika atom yang dipermasalahkan berbeda, maka urutan deret ditentukan berdasarkan nomor atom. Atom dengan nomor atom tinggi memperoleh prioritas.

2)   Bila atom tersebut merupakan isotopnya, maka isotop dengan nomor massa tinggi

      memperoleh prioritas.

3)      Jika pada atom karbon ikatan rangkap mengikat dua atom yang sama, maka nomor atom (dari) atom-atom berikutnya digunakan untuk menentukan prioritas. Jika atom-atom tersebut juga mengikat atom-atom identik, maka prioritas ditentukan pada titik pertama kali dicari perbedaan dalam menyusuri rantai. Atom-atom yang mengikat suatu atom dengan prioritas tinggi, akan diprioritaskan (atom tunggal yang berprioritas tinggi).

4. Atom-atom yang terikat pada ikatan rangkap (C=C) atau ganda tiga (C≡C) diberi kesetaraan (equivalencies) ikatan tunggal, sehingga atom-atom tersebut dapat dianggap sebagai gugus-gugus berikatan tunggal dalam menentukan prioritas. Tiap atom yang berikatan rangkap (C=C) diduakalikan, sedangkan ikatan rangkap tiga (C≡C) ditigakalikan

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 s masih memungkinkan atom – atom yang terikat pada atom C untuk berputar (molekul yang memiliki penataan dalam ruang secara berlainan) à konformasi struktur atom à conformational isomers(konfomer)

• Konfomer goyang (stagerred)
• Konfomer eklips.

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 à diastereoisomer/diastereomer.

Permasalahan :

Mengapa bila dalam suatu molekul terdapat satu pusat kiral maka akan terdapat dua stereoisomer dari senyawa tersebut yang dikenal dengan istilah enantiomer?