STEREOKIMIA
Tatanan struktur atom-atom yang menyusun molekul dalam bentuk tiga dimensi Prinsip-prinsip ilmu stereokimia Isomer konstitusi Stereoisomer (enansiomer dan diastereoisomer) Kiralitas dan bidang simetri Proyeksi molekul (Fisher dan Newman) Pemisahan enansiomer
Teori valensi dan struktur yang dikemukakan oleh Kekule (1858) buat sementara dapat diterima untuk menjelaskan bagaimana atom terikat dalam zat organik membentuk molekul. Hasil penelitian selanjutnya menemukan isomerisomer yang apabila ditinjau dari segi valensi dan struktur yang ada tidak mungkin untuk diterangkan. Pasteur
(1848) dalam penelitiannya terhadap asam anggur (asam rasemat) menemukan bahwa turunan rasemat ini dengan garam amonium natrium ternyata memberikan dua macam bentuk kristal. Pasteur memisahkan dua jenis kristal ini dengan menggunakan kaca pembesar dan piset. Hasil analisa kimia memberikan bahwa kadua jenis zat ini mempunyai sifat kimia dan fisika yang sama kecuali rotasi optiknya. Besar rotasi optik ini sama tetapi yang satu memutar ke kiri dan yang lain memutar ke kanan
Pada tahun 1874 Van’t Hoff seorang ahli kimia Belanda mengemukakan teori “the arrangement of atoms in space”, yang merupakan pelopor dari apa yang sekarang dikenal dengan “kimia ruang” (Stereokimia : Stereochemistry).
Untuk jasa-jasanya Van’t Hoff pada tahun 1901 dianugerahi Hadiah Nobel yang sekaligus merupakan orang pertama yang yang menerima hadiah ini untuk bidang kimia.
STEREOKIMIA : cabang Kimia Organik yang mempelajari senyawa organik dari segi struktur secara tiga dimensi dan kaitannya dengan sifat-sifat kimia dan fisika zat tersebut
Senyawa-senyawa organik yang mempunyai rumus molekul yang sama sering disebut isomer. Isomer-isomer yang mempunyai struktur/gugus fungsi yang berbeda disebut isomer konstitusi. Isomer konstitusi di atas masih bisa dibedakan atas: Isomer rantai misalnya butana, isobutana. Isomer posisi misalnya 1-kloropropana,2-kloropropana. Isomer gugus fungsi misalnya etanol, dimetileter.
Contoh
ISOMER RUANG (Stereoisomer) Senyawa-senyawa yang merupakan isomer ruang bukanlah tergolong pada isomer konstitusi (pembentuk), tapi dibedakan satu sama lain atas susunan atom dalam dimensi ruang. Contoh : trans asam butendiot (asam fumarat) dan cis asam butendioat (asam maleat).
sekalipun secara sepintas lalu kedua zat di atas kelihatan sama, tetapi sebenarnya merupakan dua macam zat yang berbeda. Perbedaan ini akan menjadi nyata dengan memperhatikan sifat-sifat fisika kedua zat tersebut di bawah ini.
Lihat contoh berikut
Isomer juga dapat terbentuk karena perbedaan melekatnya suatu gugus dalam molekul. Contoh lain dari isomer ruang adalah (-) asam laktat dan (+) asam laktat, yang strukturnya dapat digambarkan dibawah ini.
Berbeda dengan isomer seperti asam maleat dan asam f umarat, kedua asam ini mempunyai sifat fisika dan kimia sama kecuali sudut putar optik
Stereoisomer ini dapat dibedakan atas : 1. Enansiomer (Enantiomer) Merupakan pasangan isomer, dimana yang satu merupakan bayangan cermin dari yang lain dengan sifat kimia dan fisika yang sama, kecuali rotasi optik; yang satu memutar kanan dan yang lain kekiri. Contoh : (-) asam laktat & (+) asam laktat. 2. Diasteroisomer (Diastereomer). Adalah stereoisomer yang bukan merupakan bayangan cermin satu sama lain. Contoh : - asam maleat & asam fumarat - kinina & kinidina.
ENANSIOMER DAN MOLEKUL KAIRAL (“Chiral molecule”)
Enansiomer hanya bisa terjadi apabila atom-atom tertentu dalam molekul adalah Kairal (Yunani, Cheir = tangan) yang berarti ikatan-ikatan gugus pada atom ini dengan bayangan cerminnya tidak “Superposable”. (berhimpit).
Konsep Kairalitas (“Chirality”) ini dapat dijelaskan sbb; Bola, piring, gelas, tongkat, dengan bayangan cerminnya adalah “Superposable” berimpit, dan benda-benda ini disebut non-kairal atau akairal (“achiral”)
Contoh2 benda yang tidak kairal
Telapak tangan, sekalipun sama-sama mempunyai bahagian yang sama dengan bayangan cerminnya, tapi bayangan ini tidak bisa didempetkan menjadi satu objek yang identik, dikatakan bahwa bentuk telapak tangan dengan bayangan cerminnya tidak “superposable”.
Konsep superposable ini dapat digambarkan sebagai tangan kanan dengan sarung tangan kanan. Tangan kanan tidak akan cocok dengan sarung tangan kiri, ini disebut “non superposable
Apakah suatu molekul organik kairal atau tidak dapat diperlihatkan dengan contoh senyawa sederhana berikut.
Ternyata dengan membuat model, molekul ini walau bagaimanapun memutar atau menjungkir balikan molekul ini ternyata tidak “superposable” dengan bayangan cerminnya → Kairal.
Cara yang paling mudah untuk mengetahui apakah suatu atom C Kairal atau tidak adalah dengan melihat gugus yang terikat. Apabila gugus-gugus yang terikat semuanya berbeda → Kairal.
Secara umum kairalitas akan menimbulkan adanya aktifitas optik, dimana sentyawea terszebut akan memutar bidang polarisasi.
Aktifitas optik juga bisa disebabkan oleh adanya tidak adanya bidang simetri walaupun ada atom karbon dalam molekul yang kairal
Aktifitas optik ini juga bisa terjadi dengan adanya “halangan ruang” untuk rotasi sepanjang ikatan. (mis. Beberapa senyawa nitrogen, allena, karboksilat siklik
KAIRAL DAN BIDANG SIMETRI
(a)
(b)
(c)
(a) dan (b) masing-masing punya bidang simetri → tidak kairal (c) tidak punya bidang simetri → Kairal.
Pasangan enansiomer asam 6,6-dinitrofenat
Perhatikan 2 enansiomer 2- butanol diatas. Apabila diberi nama menurut tata nama IUPAC kedua senyawa ini akan bernama 2- butanol, sedangkan kedua senyawa tersebut jelas berbeda.
Molekul dengan atom C kairal bisa jadi tidak aktif optik karena memiliki titik simetri
