STEREOKIMIA

RESUME PERTEMUAN KE 7

STEREOKIMIA

Stereokimia merupakan sebuah subdisiplin kimia, melibatkan studi tentang penataan ruang relatif atom yang membentuk struktur molekul dan manipulasi mereka. Cabang penting dari stereokimia adalah studi tentang molekul kiral.

1.  Konfigurasi mutlak dan relatif

A.    Konfigurasi mutlak

Sampai tahun 1956, konfigurasi mutlak tidak ada senyawa optik aktif dikenal. Sebaliknya, konfigurasi ditugaskan relatif terhadap standar, gliseraldehida., Yang awalnya dipilih oleh E. Fischer (sekitar 1885) untuk tujuan menghubungkan konfigurasi karbohidrat. Fischer sewenang-wenang ditugaskan 3a konfigurasi untuk dekstrorotatori gliseraldehida, yang dikenal sebagai D - (+) - gliseraldehida. The levorotatory enansiomer, 3b, ditunjuk sebagai L - (-) - gliseraldehida. (Jika Anda tidak yakin tentang terminologi D dan L, atau aturan untuk menulis Fischer rumus proyeksi, ulasan Bagian 5-3C dan 5-4.)

 

Penetapan Konfigurasi Sistem ( R  ) atau( S  )

·         Bayangkan molekul dalam bentuk 3D, putarmolekul hingga gugus berprioritas rendahberada di belakang.

·         Gambar panah dari gugus berprioritas palingtinggi ke rendah.

·         Searah jarum jam = (R ), berlawanan jarum jam = (S) =>

Pengaturan yang tepat dari substituen di sebuah pusat stereogenik dikenal sebagai konfigurasi mutlak molekul. Hal ini biasanya dicapai dengan memecahkan struktur kristal x-ray dari molekul, metode yang tidak selalu tersedia, atau dengan kesimpulan berdasarkan reaksi kimia dari stereokimia tertentu yang melibatkan senyawa yang konfigurasi mutlak diketahui.

Susunan atom dalam molekul optik aktif, berdasarkan interkonversi kimia dari atau ke senyawa yang dikenal, adalah konfigurasi relatif. Relatif, karena tidak ada cara untuk mengetahui hanya dengan melihat struktur apakah penugasan (+) atau (-) berkorelasi dengan isomer tertentu, R atau S.

B.     Konfigurasi relatif

konfigurasi relatif dapat dibentuk dengan cara kimia melalui reaksi di mana konfigurasi di pusat kiral yang menarik adalah baik tidak berubah atau terbalik stereospecifically. Sebagai contoh, pertimbangkan urutan reaksi yang ditunjukkan pada dimana konfigurasi (+) - asam laktat berkaitan dengan asam amino (+) - alanin. Karena (+) - asam laktat telah berhubungan dengan L - (-) - gliseraldehida, maka bahwa konfigurasi mutlak L - (+) - asam laktat dan L - (+) – alanin . Ketika ada beberapa karbon kiral dalam suatu molekul, konfigurasi pada satu pusat biasanya berhubungan langsung atau tidak langsung untuk gliseraldehida, dan konfigurasi di pusat-pusat lainnya relatif bertekad untuk yang pertama. Dengan demikian dalam bentuk aldehida gula penting, (+) - glukosa, ada empat pusat kiral, dan jadi ada 24 = 1624 = 16 stereoisorners mungkin. Proyeksi rumus isomer yang sesuai dengan bentuk aldehida glukosa alami.

Namun, konfigurasi dari-asam amino yang memiliki lebih dari satu karbon kiral ditentukan oleh karbon kiral terendah-nomor, yang merupakan alpha karbon ke grup karboksil. Dengan demikian, meskipun alam a-amino acid, treonin, memiliki jenis yang sama persis pengaturan substituen sebagai gula alami, threose, treonin oleh konvensi asam amino milik L-series, sedangkan threose oleh konvensi gula milik ke D-series:

 

2.     Pemisahan campuran Rasemik

Campuran rasemik merupakan 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 maupun resemik dan memperoleh produk akiral dan resemik. Oleh karena itu sering kiralitas preaksi dan produk diabaikan.

Berlawanan dengan reaksi kimia di laboratorium, kebanyakan reaksi biologis mulai dengan pereaksi kiral atau akiral yang menghasilkan produk-produk kiral. Reaksi biologis ini dimungkinkan oleh katalis biologis yang disebut enzyme, yang bersifat kiral. Karena ersifat kiral mereka bisa berlaku sangat selektif dalam kegiatan kataliknya. Misalnya, bila suatu organisme mencernakan campuran alanine resemik, maka hanya (S) alanine yang tergabung ke dalam bangunan protein. (R) alanine tak digunakan dalam protein. 

Teknik yang sangat umum untuk memisahkan sepasang enantiomer ulah mereaksikan mereka dengan suatu regansiral kiral sehingga diperoleh sepasang produk diastereometik. Jadi, sepasang diastereomer dapat dipisahkan oleh cara fisika biasa, seperti kristalisasi. Sebagai ilustrasi, (R) (S)-RCO2H suatu campuran resemik asam karbosilat akan dipisahkan secara laboratorium ®-RCO2H dan (S)-RCO2H ialah kedua enantiomer itu. Suatu karbosilat akan bereaksi dengan suatu amina, membentuk suatu garam.

Reaksi asam (R) (S) karbosilat dengan suatu amina, yang berupa suatu enantiomer murni menghasilkan sepasang garam diastereomer. Garam amina dari asam (R) dan garam amina dari asam (S).

Dalam reaksi ini produk yang mungkin hanyalah garam (R,S) dan garam (S,S) yang bukan enantiomer satu dari yang lain. Enantiomer kedua garam ini masing-masing ialah garam (S,R) dan garam (R,R). Tak satupun garam ini akan terbentuk, karena hanya digunakan (S) amina.

Setelah pemisahan, masing-masing garam diasterometik ini diolah dengan basa kuat untuk memperoleh kembali aminanya. Amina dan ion karbosilat dapat dipisahkan oleh ekstraksi dengan pelarut seperti dietil eter .

Resolusi asam resemik bergantung pada pembentukan garam, dengan menggunakan suatu enantiomer tunggal suatu amina kiral. Amina lazim digunakan adalah amfetamina, yang dapat diperoleh sebagai enantiomer-enantiomer secara komersial dan strikhina dalam alam.

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.