Chapter 5 2
Definisi-Definisi
Chapter 5 3
Stereoisomer
• Struktur sama dgn tata ruang bebeda.
Contoh : HOOC-CH=CH-COOH
mempunyai isomer cis-trans.
Chapter 5 4
Chirality
• “Kaidah Tapak Tangan”: Sarung tangan kanan tidak sama dengan sarung tangan kiri. Kaki kiri beda dengan kaki kanan
• Objek bayangan cermin berbeda dengan benda aslinya. =>
Chapter 5 5
Chirality Dalam Molekul
• Ismer cis adalah achiral.
• isomer trans adalah chiral.
• Enantiomers: nonsuperimposable dengan bayangan cermin, molekul berbeda. =>
Chapter 5 6
Stereocenters
• Contoh: • Karbon Asymmetrik
• Karbon ikatan rangkap dalam bentuk isomer
cis-trans .
=>
Chapter 5 7
Karbon Chiral
• Karbon tetrahedral mempunyai 4 gugus yang berbeda disebut chiral.
• Jika hanya ada satu atom karbon chiral dalam molekulnya, bayangan cerminya merupakan snyawa yang berbeda (enansiomer).
=>
Chapter 5 8
Symetri Bidang Cermin
• Jika ada dua gugus yang sama , karbon disebut
achiral.
• Suatu molekul yang mempunyai bidang cermin
didalam bukan chiral.*
Perhatian ! Apabila
tidak ada bidang
simetri, molekul
mungkin chiral atau
achiral. Lihat apakah
bayangan cerminnya
dapat superimposed ?
=>
Chapter 5 9
Nomenklatur(R), (S)
• Molekul yang berbeda (enensiomer) harus
mempunai nama yang berbeda.
• Biasanya hanya satu enensiomer yang
mempunyai biologically active.
• Konfigurasi seputar atom chiral adalah spesifik
ditandai dengan
with (R) dan (S).
=>
Chapter 5 10
Aturan Cahn-Ingold-Prelog
• Berikan nomor prioritas setiap gugus fungsi yang
terikat pada atom karbon chiral.
• Atom yang mempunyai nomor atom paling tinggi
diberikan prioritas utama.
• Jika ada yang sama, lihat pada atom berikutnya.
• Ikatan rangkap dua atau tiga , sama seperti dua atau
tiga kali ikatan tunggal dari atom yang sama. =>
Chapter 5 11
Assign Priorities
H
C
C
C
H
C
O
OH
O
HO
maleic acid, mp 138 C toxic irritant
Chapter 5 12
Tanda (R) Atau (S)
• Pengamatan 3D, putar molekul sehingga gugus dengan prioritas paling rendah berada dibelakang.
• Gambarkan dengan tanda panah dari gugus prioritas
paling tinggi ke yang paling rendah.
• Searah jarum jam = (R), Berlawanan jarum jam = (S) =>
Chapter 5 13
Sifat-Sifat Enantiomers
• Mempunya ttk didih, titik leleh, dan kerapatan
yang sama .
• Mempunyai refractive index yang Same
• Arah putaran yang berbeda dalam polarimeter
• Interaksi berbeda dengan molekul chiral yang
lain.
=>
Chapter 5 14
Plane-Polarized Light
• Polarizing filter –
calcite crystals
or plastic sheet.
• When two filters
are used, the
amount of light
transmitted
depends on the
angle of the
axes.
=>
Chapter 5 15
Polarimetry
• Use monochromatic light, usually sodium D
• Movable polarizing filter to measure angle
• Clockwise = dextrorotatory = d or (+)
• Counterclockwise = levorotatory = l or (-)
• Not related to (R) and (S)
=>
Chapter 5 16
Specific Rotation Observed rotation depends on the length
of the cell and concentration, as well as
the strength of optical activity,
temperature, and wavelength of light.
[] = (observed)
c l
c is concentration in g/mL
l is length of path in decimeters.
=>
Chapter 5 17
Calculate []D
• A 1.00-g sample is dissolved in 20.0 mL
ethanol. 5.00 mL of this solution is
placed in a 20.0-cm polarimeter tube at
25C. The observed rotation is 1.25
counterclockwise.
=>
Chapter 5 18
Perbedaan Biological
=>
Chapter 5 19
Campuran Racemat
• Jumlahnya sama antara d- dan l-enansiomer.
• Notasi: (d,l) or ()
• Tidak aktif-optik.
• Campuran kemungkinan mempunyai perbedaan dalam
b.p. dan m.p. dari enantiomernya!
=>
Chapter 5 20
Produk Racemat
Jika pereaksi oprik inaktif dipakai untuk mendapatkan
molekul chiral, campuran rasemat dari enensiomer
akan terjadi.
=>
Chapter 5 21
Optical Purity
• Also called enantiomeric excess.
• Amount of pure enantiomer in excess of the racemic mixture.
• If o.p. = 50%, then the observed rotation will be only 50% of the rotation of the pure enantiomer.
• Mixture composition would be 75-25. =>
Chapter 5 22
Calculate % Composition
The specific rotation of (S)-2-iodobutane is
+15.90. Determine the % composition of a
mixture of (R)- and (S)-2-iodobutane if the
specific rotation of the mixture is -3.18.
=>
Chapter 5 23
Chirality Konformer
• Jika molekul konformer mempunyai dua chiral
berada dalam kesetibangan dengan bayangan
cerminnya , molekul tersebut bukan chiral. ( Cis-
1,2-dibromosikloheksana, merupakan campuran
rasemat)
• Menyimpulkan chirality dengan melihat pada
konformer yang paling simetri.
• Sikkloheksana dianggap sebagai planar the most
symetric conformation).
=>
Chapter 5 24
Mobile Conformers
Chapter 5 25
Konformer Nonmobile
Jika konformer mempunyai hambatan sterik ,
mungkin adalah merupakan enansiomer.
=>
Chapter 5 26
Allena • Senyawa Chiral yang tidak mempunyai karbon
chiral.
• Karbon mempunyai hibridisasi sp yang bertetangga dengan ikatan rangkap : -C=C=C-
• Atom karbon akhir harus mempunyai gugus yang berbeda.
Allene is achiral. =>
Chapter 5 27
Proyeksi Fischer
• Gambaran flat dari molekul 3 D.
• Karbon chiral adalah perpotongan garis vertikal dan
garis horizontal .
• Garis hirizontal menghadap kita, keluar bidang.
• Garis vertikal membelakangi bidang.
Chapter 5 28
Aturan Fischer
• Rantai karbon pada garis vertikal.
• Karbon teroksidasi menempati paling atas.
• Putar dalam bidang 180o tidak merubah
molekul.
• Jangan putar 90o !
• Jangan memutar keluar bidang!
=>
Chapter 5 29
Bayangan Cermin Fischer
• Mudah digambar, mudah menentukan enansiomer, mudah menentukan bidang cermin.
• Contoh:
Chapter 5 30
Fischer (R) and (S)
• Lowest priority (usually H) comes forward, so assignment rules are backwards!
• Clockwise 1-2-3 is (S) and counterclockwise 1-2-3 is (R).
• Example: (S)
(S) =>
Chapter 5 31
Diastereomers
• Stereoisomers bukan merupakan bayangan cermin.
• isomers Geometrik (cis-trans).
• Molekul dengan 2 atau lebih atom karbon chiral . =>
Chapter 5 32
Alkenes
Cis-trans isomers are not mirror images,
so these are diastereomers.
=>
Chapter 5 33
Senyawa Siklis
• Memungkinkan isomer Cis-trans
• Mungkinjuga mempunyai enansiomer.
• Contoh: trans-1,2-dimetilsiklopentana.
=>
Chapter 5 34
Dua atau Lebih Atom Karbon Chiral
• Enantiomer? Diastereomer? Meso? Beri tanda
(R) atau (S) pada setiap atom carbon khiral.
• Enantiomers mempunyai konfigurasi yang
berlawanan pada karbon khiral .
• Diastereomers beberapa sama , beberapa
konfigurasi berlawanan.
• Meso mempunyai bidang cermin internal.
• Jumlah Maximum isomer adalah 2n, dimana n =
jumlah karbon khiral
=>
Chapter 5 35
Contoh
Chapter 5 36
Peraturan Fischer-Rosanoff
• Sebelum 1951, hanya dikenal knfigurasi relatif.
• Gula dan asam amino dengan konfigurasi relatif
sama seperti (+)-glyceraldehyda dengan tanda D
dan yang sama dengan (-)-glyceraldehyde diberi
tanda L
• Dengan X-ray crystallography, sekarang kita
dapat mengenal konfigurasi absolut: D adalah (R)
dan L adalah (S).
• Tidak ada hubungannya antara dextro atau
levoratory.
=>
Chapter 5 37
D and L Assignments
*
* * =>
Chapter 5 38
Sifat-Sifat Diastereomer
• Diastereomers sifat-sifat fisik berbeda
seperti : m.p., b.p.
• Dapat dipisahkan dengan mudah.
• Enantiomers berbeda hanya dalam reaksi
dengan molekul chiral yang lain dan
membelokkan cahaya yang
dipolarisasikan.
• Enantiomers sulit dilalukan pemisahan. =>
Chapter 5 39
Pemisahan Enantiomer
Campuran rasemat beraksi dengan suatu senyawa khiral menghasilkan diastereomer,
yang dapat dipisahkan.
=>
Chapter 5 40
Pemisahan Chromatografi senyawa Enantiomers
=>
Chapter 5 41