Stereokimia II
KONFIGURASI MUTLAK (ABSOLUTE)
Konfigurasi mutlak yaitu konfigurasi yang penataan atom-atomya tak terbantahkan dalam ruang tiga dimensi. Selain itu konfigurasi mutlak didefinisikan sebgai urutan penataan keempat gugus disekitar suatu atom karbon kiral. Konfigurasi mutlaksuatu enantiomer adalah khas struktur molekulnya. System untuk menyatakan konfigurasi mutlak ialah system (R) dan (S) atau system Chand-Ingold-Prelog. Huruf Rberasal dari kata latin Rectus, “kanan” sedangkan S dari kta latin sinister,”Kiri”. Arah orientasi R adalah searah dengan jarum jam sedangkan arah orientasi S berlawnan dengan arah jarum jam.
Penentuan setiap gugus yang melekat pada pusat kiral berdasarkan nomor atom yang bersangkutan. Nomor atom yang lebih berat memiliki prioritas yang lebih utama, sehingga atom hidrogen (H) pada urutan paling akhir. Jika keseluruhan prioritas disekitar kiral pusat telah ditentukan. jika urutan prioritas gugus tersusun menurut arah jarum jam disekitar pusat kiral, karbon kiral menerima konfigurasi R (Rectus) dan jika sebaliknya sebagai konfigurasi S (Sinister). Cara penentuan konfigusai R atau S sebagai berikut :
1. Urutkan prioritas keempat atom yang terikat pada pusat kiral berdasarkan nomor atomnya. Diketahui nomor atom Br = 35, Cl = 17, F = 9, H = 1, maka urutan prioritas keempat atom di atas adalah Br > Cl > F > H.
Sebagian masyarakat mungkin kurang memperhatikan sifat optis suatu senyawa organik, padahal reaksi kimia dalam sistem biologis makhluk hidup sangat stereospesifik. Artinya suatu stereoisomer akan menjalani reaksi yang berbeda dengan stereoisomer pasangannya dalam sistem biologis makhluk hidup. Bahkan terkadang suatu stereoisomer akan menghasilkan produk yang berbeda dengan stereoisomer pasangannya dalam sistem biologis makhluk hidup.
Permasalahan :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 endapan. Kenapa basa aktif optic yang digunakanl-morphine, i-kuinin atau i-brucin? Apakah ada basa optic lain yang bisa digunakan?
2. Gambarkan proyeksi molekul sedemikian rupa hingga atom dengan prioritas terendah ada di belakang atau putar struktur (1) dan (2) sehingga atom H ada di belakang.
3. Buat anak panah mulai dari atom/gugus berprioritas paling tinggi ke prioritas yang lebih rendah
4. Bila arah anak panah searah jarum jam, konfigurasinya adalah R. Bila arah anak panah berlawanan dengan arah jarum jam, konfigurasinya adalah S. Jadi konfigurasi struktur (1) adalah S, sedangkan konfigurasi struktur (2) adalah R.
Konfigurasi Relatif
Konfigurasi relative adalah konfigurasi yang membandingkan penataan atom-atom dalam ruang tiga dimensi dalam suatu senyawa dengan senyawa yang lain. Konfigurasi relatife menggunakan arah orientasi D (Dekstro) dan L (Levo). Dekstro memutar kekanan (+) dan lev memutar kekiri (-). System penggambaran konfigurasi relative dengan menggunakan ketentuan proyeksi Fischer. Penggambaran molekul dalam bentuk tiga dimensinya disebut proyeksi Fischer yang ditemukan oleh ilmuan bernama Emil Fischer. Dalam menggambarkan struktur proyeksi Fischer Harus memperhatikan Beberapa aturan , antara lain :
a. Gugus-gugus yang diletakkan horizontal adalah gugus yang mendekati pengamat.
b. Gugus-gugus yang diletakkan vertical adalah gugus yang menjauhi pengamat.
c. Hetero atom (atom selain C dan H) diletakkan pada garis horizontal. Sedangkan C diletakkan pada garis Vertikal.
d. Carbon dengan bilangan oksidasi lebih tinggi diletakkan diatas.
Suatu molekul dikatakan kiral jika molekul tersebut mampu memutar bidang putar polarisasinya. Proyeksi Fischer terhadap gliseraldehida dengan rantai karbon digambarkan secara vertical dengan gambar struktur sebagai berikut :
Pemisahan campuran resemik
Apa itu campuran rasemik?
Campuran rasemik artinya suatu campuran yang mengandung sepasang enantiomer dalam jumlah yang sama. Sepasang enentiomer itu adalah enantiomer R dan enentiomer S.
Campuran rasemik artinya suatu campuran yang mengandung sepasang enantiomer dalam jumlah yang sama. Sepasang enentiomer itu adalah enantiomer R dan enentiomer S.
Sebagian masyarakat mungkin kurang memperhatikan sifat optis suatu senyawa organik, padahal reaksi kimia dalam sistem biologis makhluk hidup sangat stereospesifik. Artinya suatu stereoisomer akan menjalani reaksi yang berbeda dengan stereoisomer pasangannya dalam sistem biologis makhluk hidup. Bahkan terkadang suatu stereoisomer akan menghasilkan produk yang berbeda dengan stereoisomer pasangannya dalam sistem biologis makhluk hidup.
Dalam kebanyakan reaksi di laboratorium, seorang ahli kimia menggunakan bahan baku akiral ataupun rasemik dan memperoleh produk akiral dan rasemik. Oleh karena itu sering kiralitas (atau tiadanya kiralitas) pereaksi dan produk diabaikan dalam bab-bab berikutnya.
Berlawanan dengan reaksi kimia di laboratorium, kebanyakan reaksi biologis mulai dengan pereaksi kiral atau akiral dan menghasilkan produk-produk kiral. Reaksi biologis ini dimungkinkan oleh katalis biologis yanh disebut enzim, yang bersifat kiral. Ingat bahwa sepasang enantiomer mempunyai sifat-sifat kimia yang sama kecuali dalam hal antraksi dengan zat-zat kiral lain. Karena enzim bersifat kiral, maka enzim dapat sangat selektif dalam keguatan katalitiknya. Misalnya, bila suatu organisme mencerna suatu campuran alanina rasemik maka hanya (S)-alanina ang tergabung ke dalam bangunan protein. (R)-alanina tidak digunakan dalam protein, malahan alanina oni dengan bantuan enzim lain dioksidasi menjadi suatu asam keto serta memasuki bagan metabolisme lain.
Dalam laboratorium pemisahan fisis suatu campuran rasemik menjadi enantiomer-enantiomer murni disebut resolusi (atau resolving) campuran rasemik itu. Pemisahan natrium amonium tartarat rasemik oleh Pasteur adalah suatu resolusi campuran tersebut. Enantiomer-enantiomer yang mengkristal secara terpisah merupakan gejala yang sangat jarang, jadi cara Pasteur tidak dapat dianggap sebagai suatu teknik yang umum. Karena sepasang enantiomer itu menunjukkan sifat-sifat fisika dan kimia yang sama, maka tidak dapat dipisahkan dengan cara kimia atau fisika biasa. Sebagai gantinya, ahli kimia terpaksa mengandalkan reagensia kiral atau katalis kiral (yang hampir selalu berasal dari dalam organisme hidup).
Suatu cara untuk memisahkan campuran rasemik atau sekurangnya mengisolasi enantiomer murni adalah mengolah campuran itu dengan suatu mikroorganisme yang hanya akan mencerna salah satu dari enantiomer itu. Misalnya (R)- nikotina murni dapat diperoleh dari (R)(S)- nikotina dengan menginkubasi campuram rasemik itu dengan bakteri Pseudomonas Putida yang mengoksidasi (S)- nikotina tetapi tidak (R)-enantiomer.
Suatu cara untuk memisahkan campuran rasemik atau sekurangnya mengisolasi enantiomer murni adalah mengolah campuran itu dengan suatu mikroorganisme yang hanya akan mencerna salah satu dari enantiomer itu. Misalnya (R)- nikotina murni dapat diperoleh dari (R)(S)- nikotina dengan menginkubasi campuram rasemik itu dengan bakteri Pseudomonas Putida yang mengoksidasi (S)- nikotina tetapi tidak (R)-enantiomer.
Ada beberapa cara yang dapat digunakan
a) 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.
b) 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.
c) Dengan menggunkan senyawa-senyawa yang aktip optic
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 endapan.
saya ingin bertanya :
BalasHapuskenapa Molekul yang mempunyai pusat kiral tidak mungkin mempunyai bidang simetri?
Sebagai contoh Pada 2-kloropropana yang tidak mempunyai pusat kiral (akiral) terdapat bidang simetri yang dapat membagi molekul menjadi dua bagian yang identik. Molekul yang tidak mempunyai pusat kiral disebut molekul akiral, 2- kloropropana merupakan contoh molekul akiral. Sebaliknya, pada 2-klorobutana yang mempunyai pusat kiral tidak terdapat bidang simetri. Molekul yang mempunyai pusat kiral disebut molekul kiral, 2-klorobutana merupakan contoh molekul kiral Pusat kiral pada 2-klorobutana terdapat pada atom karbon nomor dua. Empat gugus berbeda yang terikat pada karbon nomor dua adalah H, CH3, Cl dan C2H5.
HapusKetiadaan bidang simetri menyebabkan perubahan penataan ruang gugus-gugus yang terikat pada pusat kiral akan menghasilkan senyawa yang berbeda. Perbedaan tersebut ditunjukkan oleh perbedaan arah perputaran bidang cahaya terpolarisasi yang berinteraksi dengan molekul kiral tersebut. Terdapat dua kemungkinan penataan ruang gugus-gugus disekitar pusat kiral, sehingga untuk senyawa dengan satu nama yang mempunyai satu pusat kiral akan mempunyai dua senyawa berbeda yang merupakan isomer satu sama lain.
Sebagai contoh, gliseraldehida mempunyai satu pusat kiral, yaitu atom karbon nomor dua. Terdapat empat gugus berbeda yang terikat pada atom karbon nomor 2, yaitu H, CH2OH, CHO dan OH. Keempat gugus berbeda tersebut mempunyai dua cara penataan ruang yang berbeda sehingga terdapat dua bentuk senyawa yang merupakan isomer satu sama lain. Isomer yang satu memutar bidang cahaya terpolarisasi ke kanan (diberi tanda +) dengan besar sudut putar 3, karena itu isomer ini diberi nama d-gliseraldehida. Huruf d ditambahkan di depan nama gliseraldehida untuk menunjukkan arah putaran bidang cahaya terpolarisasi, d diambil dari kata Latin dexter yang artinya kanan. Sementara itu, isomer yang lain memutar bidang cahaya terpolarisasi ke arah sebaliknya, yaitu ke kiri (diberi tanda -) dengan besar sudut putar sama (yaitu 3). Isomer ini diberi nama l-gliseraldehida, huruf l berasal dari kata Latin levo yang artinya kiri.
Secara struktur, kedua isomer tersebut akan merupakan bayangan cermin satu sama lain. Artinya, bila salah satu isomer ditempatkan di depan cermin, maka bayangan cermin yang muncul akan mempunyai struktur yang identik dengan isomer yang lainnya. Akan tetapi, keduanya tidak dapat saling dihimpitkan. Fenomena ini mirip dengan fenomena tangan kiri dan tangan kanan. Kedua tangan tersebut mempunyai bentuk yang merupakan bayangan cermin satu sama lain. Tangan kiri dan bayangan cerminnya (yaitu tangan kanan) hanya dapat dihimpitkan secara saling berhadapan seperti ketika bertepuk tangan, akan tetapi bila dihimpitkan dengan arah hadap yang sama, misalnya sama-sama menghadap ke depan, keduanya pasti tidak dapat berhimpitan. Ini menunjukkan keduanya
merupakan senyawa yang berbeda. Oleh karena itulah muncul istilah kiral, yang berasal dari kata Latin chiros, yang artinya tangan. Bila diperhatikan, l-gliseraldehida dan d-gliseraldehida mempunyai rumus molekul sama, mempunyai urutan penggabungan atom-atom yang sama, tetapi berbeda dalam cara penataan ruang di seputar pusat kiral
Apa yang dimaksut dengan asam keto tolong jelaskan ?
BalasHapusTerimakasih
Senyawa yang terdiri dari asam dan keton, contohnya adalah asam asetoasetik.
HapusTolong berikan contoh konvigurasi relativ ? Dan jelaskan !
BalasHapussebagai contoh Penisillin yang menghambat enzim transpeptidase dalam sintesis dinding sel mikroba, hal ini berhubungan dengan dipeptida D-alanin-D-alanin dari dinding sel mikroba yang mirip dengan struktur penisillin. Sehingga penisilin tidak toksik terhadap manusia yang memiliki L-alanin dalam protein tubuh.
Hapussebagai contoh Penisillin yang menghambat enzim transpeptidase dalam sintesis dinding sel mikroba, hal ini berhubungan dengan dipeptida D-alanin-D-alanin dari dinding sel mikroba yang mirip dengan struktur penisillin. Sehingga penisilin tidak toksik terhadap manusia yang memiliki L-alanin dalam protein tubuh.
HapusReaksi biologis ini dimungkinkan oleh katalis biologis yang disebut enzim, yang bersifat kiral. saya masih belum mengerti mengapa enzim dapat bersifat kiral? tolong jelaskan?
BalasHapuskebanyakan reaksi biologis mulai dengan pereaksi kiral atau akiral dan menghasilkan produk-produk kiral. Reaksi biologis ini dimungkinkan leh katalis biologis yang disebut enzim, yang bersifat kiral. Karena enzim bersifat kiral, maka enzim dapat sangat selektif dalam keguatan katalitiknya. Dalam laboratorium pemisahan fisis suatu campuran rasemik menjadi enantiomer- enantiomer murni disebut resolusi campuran rasemik itu. Pemisahan natrium amonium tartarat rasemik oleh Pasteur adalah suatu resolusi campuran tersebut. Enantiomer- enantiomer yang mengkristal secara terpisah merupakan gejala yang sangat jarang, jadi cara Pasteur tidak dapat dianggap sebagai suatu teknik yang umum. Karena sepasang enantiomer itu menunjukkan sifat-sifat fisika dan kimia yang sama, maka tidak dapat dipisahkan.
Hapuskebanyakan reaksi biologis mulai dengan pereaksi kiral atau akiral dan menghasilkan produk-produk kiral. Reaksi biologis ini dimungkinkan leh katalis biologis yang disebut enzim, yang bersifat kiral. Karena enzim bersifat kiral, maka enzim dapat sangat selektif dalam keguatan katalitiknya. Dalam laboratorium pemisahan fisis suatu campuran rasemik menjadi enantiomer- enantiomer murni disebut resolusi campuran rasemik itu. Pemisahan natrium amonium tartarat rasemik oleh Pasteur adalah suatu resolusi campuran tersebut. Enantiomer- enantiomer yang mengkristal secara terpisah merupakan gejala yang sangat jarang, jadi cara Pasteur tidak dapat dianggap sebagai suatu teknik yang umum. Karena sepasang enantiomer itu menunjukkan sifat-sifat fisika dan kimia yang sama, maka tidak dapat dipisahkan.
Hapuskebanyakan reaksi biologis mulai dengan pereaksi kiral atau akiral dan menghasilkan produk-produk kiral. Reaksi biologis ini dimungkinkan leh katalis biologis yang disebut enzim, yang bersifat kiral. Karena enzim bersifat kiral, maka enzim dapat sangat selektif dalam keguatan katalitiknya. Dalam laboratorium pemisahan fisis suatu campuran rasemik menjadi enantiomer- enantiomer murni disebut resolusi campuran rasemik itu. Pemisahan natrium amonium tartarat rasemik oleh Pasteur adalah suatu resolusi campuran tersebut. Enantiomer- enantiomer yang mengkristal secara terpisah merupakan gejala yang sangat jarang, jadi cara Pasteur tidak dapat dianggap sebagai suatu teknik yang umum. Karena sepasang enantiomer itu menunjukkan sifat-sifat fisika dan kimia yang sama, maka tidak dapat dipisahkan.
HapusReaksi biologis ini dimungkinkan oleh katalis biologis yang disebut enzim, yang bersifat kiral. saya masih belum mengerti mengapa enzim dapat bersifat kiral? tolong jelaskan?
BalasHapusPada saat apa Suatu molekul dikatakan kiral?
BalasHapusMolekul kiral adalah molekul yang mempunyai bayangan cermin tidak superimposabel (tidak dapat bertumpukan ). Suatu molekul organik disebut molekul kiral jika terdapat minimal 1 atom C yang mengikat empat gugus yang berlainan . Molekul-molekul kiral memiliki sifat optis, yang artinya suatu molekul kiral memiliki kemampuan untuk memutar bidang cahaya terpolarisasi pada alat yang disebut polarimeter. Perbedaan antara molekul kiral dan akiral adalah bahwa hanya senyawa kiral yang tidak dapat berhimpit.
HapusMolekul kiral adalah molekul yang mempunyai bayangan cermin tidak superimposabel (tidak dapat bertumpukan ). Suatu molekul organik disebut molekul kiral jika terdapat minimal 1 atom C yang mengikat empat gugus yang berlainan . Molekul-molekul kiral memiliki sifat optis, yang artinya suatu molekul kiral memiliki kemampuan untuk memutar bidang cahaya terpolarisasi pada alat yang disebut polarimeter. Perbedaan antara molekul kiral dan akiral adalah bahwa hanya senyawa kiral yang tidak dapat berhimpit.
Hapus