Pertemuan keenam : STEREOKIMIA

STEREOKIMIA

       Stereokimia adalah studi mengenai molekul-molekul dalam ruang tiga dimensi, yakni bagaimana atom-atom dalam sebuah molekul ditata dalam ruangan satu relatif terhadap yang lain.

 Stereoisomer adalah senyawa berlainan yang mempunyai struktur sama, berbeda hanya dalam hal penataan atom-atom dalam ruangan.

1.      Isomer geometrik atau isomer cis-trans

Isomer geometri adalah stereoisomer yang berbeda karena gugus-gugus berada pada satu sisi atau pada sisi-sisi yang berlawanan terhadap letak ketegaran molekul. Molekul di alam tidaklah diam atau statis, namun melakukan banyak gerakan, diantara gerakan yang paling umum adalah translasi (gerak lurus), rotasi (memutar), dan vibrasi (bergetar). Salah satu gerak yang akan kita tinjau adalah gerak rotasi. Ikatan rangkap dua karbon-karbon pada alkena tidak dapat memutar (melintir) sebab jika diputar akan memutuskan ikatan rangkap, tentunya memerlukan energi cukup besar sehingga mengakibatkan ketegaran diantara ikatan rangkap tersebut. Akibat dari ketegaran, ikatan rangkap menimbulkan isomer tertentu pada alkena. Contoh pada alkena mempunyai 2 isomer geometri yaitu cis dan trans. Syarat utama adanya isomer cis-trans adalah adanya ikatan rangkap 2   atom C (C = C), yang tiap-tiap atom C pada ikatan rangkap itu mengikat atom atau gugus atom yang berbeda. Perhatikan 2 senyawa berikut :

CH2=CH-CH3    bila digambarkan sebagai berikut

Coba perhatikan C sebelah kiri, atom C tersebut mengikat 2 atom yang sama yaitu atom H, sedang C sebelah kiri mengikat 2 gugus atom berbeda yaitu  H dan CH3.

Perhatikan   2- butena   CH3-CH=CH-CH3,  bila digambarkan sebagai berikut:

C sebelah kiri, atom C tersebut mengikat 2 gugus atom yang berbeda yaitu atom H dan gugus –CH3,begitu juga C sebelah kiri mengikat 2 gugus atom berbeda yaitu  H dan CH3.  Jadi :

·         1-propena (CH2=CH-CH3) tidak mempunyai isomer cis-trans

·         2-butena CH3-CH=CH-CH3 mempunyai isomer cis-trans.

Isomer cis-trans terjadi bila tiap-tiap atom C yang berikatan rangkap mengikat gugus atom berbeda. Keisomeran geometri menghasilkan 2 bentuk isomer yaitu  : Cis dan Trans. Ketika gugus substituen berorientasi pada arah yang sama, diastereomer ini disebut sebagai cis, sedangkan ketika subtituen berorientasi pada arah yang berlawanan, diastereomer ini disebut sebagai trans. Jadi 2-butena CH3-CH=CH-CH3 mempunyai isomer cis-trans sbb :

Notasi E/Z

Bromin mempunyai prioritas CIP yang lebih tinggi daripada klorin, sehingga alkena ini merupakan isomer Z.

Sistem penamaan isomer cis/trans tidaklah efektif ketika terdapat lebih dari dua substituen pada ikatan ganda. Notas E/Z dapat digunakan untuk kasus seperti ini. Z (berasal dari Bahasa Jerman zusammen) berarti bersama dan berkorespondensi dengan istilah cis; E (berasal dari Bahasa Jerman entgegen) berarti berlawanan dan berkorespondensi dengan istilah trans.

Sebuah konfigurasi molekul disebut E atau Z tergantung pada kaidah prioritas Cahn-Ingold-Prelog.

Kaidah Prioritas Cahn-Ingold-Prelog.

1.      Atom dengan nomor massa lebih tinggi mempunyai prioritas lebih tinggi.

2.      Isotop dengan nomor massa lebih tinggi mempunyai prioritas lebih tinggi.

3.      Jika kedua atom identik atom berikutnya yang menentukan prioritas.

4.      Atom dengan ikatan rangkap 2/3 setara dengan 2/3 kali ikatan tunggal.

Untuk setiap atom yang melekat pada ikatan ganda, diperlukan penentuan substituen mana yang memiliki prioritas lebih tinggi.

Z (Zusamen)   : Jika dua substituen berprioritas leih tinggi berada pada sisi yang sama;

E (Engegen)   : Jika dua subsituen berprioritas lebih tinggi berada pada sisi yang berbeda berlawanan, susunan ini disebut E.

2.      Konformasi dan Kiralitas

Konformasi adalah penataan atom atau gugus-gugus yang terikat oleh ikatan sigma dalam ruang secara berlainan akibat rotasi atom/ gugus tersebut mengelilingi ikatan tersebut. Kiralitas (chirality) adalah bagaimana penataan kiri atau kanan atom – atom disekitar sebuah atom karbon dapat mengakibatkan isomeri.