STEREOKIMIA (pertemuan-6)

STEREOKIMIA

A.isomeri geometri dalam alkena dan senyawa siklik

Isomeri geometri terdapat pada senyawa senyawa alkena yang pada setiap atom karbon ikatan rangkapnya mengikat dua gugus yang berbeda.

Isomeri geometri didefinisikan sebagai peristiwa terdapatnya beberapa senyawa

berbeda yang mempunyai rumus molekul sama, dan perbedaan di antara

senyawa-senyawa tersebut terletak pada cara penataan gugus-gugus di sekitar ikatan rangkap.

isomeri geometri adalah cis-1,2-dibromoetena dan trans-1,2-dibromoetena.

Biasanya struktur suatu alkena ditulis seakan-akan atom-atom karbon sp2 dan atom-atom yang terikat pada mereka terletak semuanya pada bidang kertas. dalam hal ini, satu cuping ikatan pi dapat dibayangkan berada di atas kertas, dan cuping yang lain berada di bawah kertas.

Persyaratan isomeri Geometrik dalam alkena ialah bahwa  setiap atom karbon yang terlibat dalam ikatan pi mengikat dua gugus yang berlainan, misalnya H dan Cl, atau CH3 dan Cl. Jika salah satu atom karbon berikatan rangkap itu mempunyai dua gugus yang identi, misalnya dua atom H atau dua gugus CH3, maka tak mungkin terjadi isomeri Geometrik.

Keduanya merupakan dua senyawa berbeda, salah satunya dibuktikan dari perbedaan titik didihnya. Urutan penggabungan atom-atom kedua senyawa tersebut sama, tetapi penataan ruang atom-atom disekitar ikatan rangkapnya berbeda, jadi keduanya tidak termasuk isomeri struktur, tetapi stereoisomeri, khususnya isomeri geometri. Perbedaan nama keduanya ditunjukkan dengan awalan cis dan trans. Awalan cis digunakan untuk memberi nama alkena dengan dua gugus pada kedua karbon berikatan rangkap terletak pada sisi yang sama. Sebaliknya, awalan trans digunakan untuk memberi nama alkena dengan dua gugus pada kedua karbon berikatan rangkap terletak pada sisi yang bersebrangan.Persyaratan isomeri geometri adalah tiap karbon yang terlibat dalam ikatan rangkap harus mengikat dua gugus yang berlainan, misalnya H dan F, atau CH3 dan CH2

CH3. Jika salah satu karbon atau kedua karbon yang berikatan rangkap mengikat dua gugus yang identik, misalnya dua atom Br atau dua gugus CH3,maka tak mungkin terjadi isomeri geometri.

Selain pada alkena, isomeri geometri ditemukan pula pada senyawa siklis atau sikloalkana. Pembahasan isomeri geometri pada senyawa siklis akan dilanjutkan pada kegiatan belajar berikutnya. Berbeda dengan isomeri geometri yang harus terjadi pada senyawa berikatan rangkap dua atau senyawa siklis, isomeri konfigurasi berlangsung pada senyawa berikatan tunggal yang tidak mempunyai bidang simetri. Salah satu ciri senyawa yang tidak mempunyai bidang simetri adalah terdapat satu atau lebih atom karbon kiral atau asimetris, yaitu atom karbon yang mengikat 4 (empat) gugus berbeda. Cara penataan 4 (empat) gugus berbeda pada suatu atom karbon kiral disebut konfigurasi. Oleh karena itu, peristiwa terdapatnya beberapa senyawa berbeda yang mempunyai rumus molekul sama, dan perbedaannya terletak pada konfigurasi atom karbon kiral (penataan empat gugus berbeda di sekitar atom karbon kiral) disebut isomer konfigurasi.

Tiap atom karbon dalam cincin sikooheksana terikat pada atom-atom karbon tetangganya dan juga apada dua atom gugus lainnya.Ikatan pada dua gugus lain ini dinyatakan oleh garis-garis vertikal.Suatu gugus yang terikat pada ujug atom garis vertikal dikatakan berada

diatas bidang cincin,dan gugus yang terikat pada ujung bawah garis vertikal dikatakan berada dibawah bidang cincin.Bila dua gugus berada dalam sisi-sisi berlawanan dari cincin merka adalah trans,dan apabila berada dalam satu sis maka mereka dalah cis.Penandaan analog langsung pada cis dan trans dalam alkena.

Tata Nama (E) dan (Z)

Bila tiga atau empat gugus yang terikat pada atom-atom karbon dalam suatu

ikatan rangkap berlainan, maka pemberian tatanama isomer cis-trans kadang-kadang

sulit,

Pada contoh di atas bahwa Br dan Cl dapat dikatakan trans atau bentuk cis

pada I dan Cl. Tetapi struktur itu dalam keseluruhannya tak dapat dinamai sebagai cis

atau trans. Maka dikembangkan sistem penamaan isomer yang lebih umum yaitu

istem (E) dan (Z). Sebuah konfigurasi molekul disebut E atau Z tergantung pada

kaidah prioritas Cahn-Ingold-Prelog (nomor atom yang lebih tinggi memiliki prioritas

lebih tinggi). Untuk setiap atom yang melekat pada ikatan ganda, diperlukan

penentuan substituen mana yang memiliki prioritas lebih tinggi. Huruf (E) berasal dari

bahasa Jerman yaitu entgegen artinya berseberagan sedangkan (Z) yaitu Zusammen

artinya bersamasama.

Sistem (E) dan (Z) ini didasarkan pada suatu pemberian prioritas kepada

atom atau gugus yang terikat pada masing-masing ataom karbon ikatan rangkap. Jika

atom atau gugus yang berprioritas tinggi berada pada sisi yang berlawanam (dari)

ikatan pi, maka isomer itu adalah (E). Jika gugus gugus priorotas tinggi itu berada

dalam satu sisi, maka isomer itu (Z). Atom dengan bobot atom yang lebih tinggi

memperoleh prioritas yang lebih tinggi. Atom Iod memiliki bobot yang lebih tinggi

dari atom Brom, sehingga atom Iod berprioritas tinggi, dan atom Chlor lebih

diprioritaskan daripada Fluor.

Atom : F Cl Br I

Bobot atom : 19 35,5 80 127

Aturan Deret

Untuk menentukan skala prioritas, maka dikembangkan aturan deret. Aturan

deret ini dibentuk berdasarkan sistem tatanama Chan-Ingold-Prelog Aturan tersebut

adalah:

1. Jika atom yang dipermasalahkan berbeda, maka urutan deret ditentukan

berdasarkan nomor atom. Atom dengan nomor atom tinggi memperoleh

prioritas.

F Cl Br I

Naiknya prioritas

2. Bila atom tersebut merupakan isotopnya, maka isotop dengan nomor

massa tinggi memperoleh prioritas.

hidrogen deuterium

Naiknya prioritas

3. Jika pada atom karbon ikatan rangkap mengikat dua atom yang sama,

maka nomor atom (dari) atom-atom berikutnya digunakan untuk

menentukan prioritas. Jika atom-atom tersebut juga mengikat atom-atom

identik, maka prioritas ditentukan pada titik pertama kali dicari perbedaan

dalam menyusuri rantai. Atom-atom yang mengikat suatu atom dengan

prioritas tinggi, akan diprioritaskan (atom tunggal yang berprioritas

tinggi).

4. Atom-atom yang terikat pada ikatan rangkap (C=C) atau ganda tiga

(C C) diberi kesetaraan (≡ equivalencies) ikatan tunggal, sehingga atom-

atom tersebut dapat dianggap sebagai gugus-gugus berikatan tunggal

dalam menentukan prioritas. Tiap atom yang berikatan rangkap (C=C)

diduakalikan, sedangkan ikatan rangkap tiga (C C) ditigakalikan, sebagai≡

contoh:

Isomer Geometrik dalam Senyawa Siklik

Isomer geometrik (cis-trans) pada penjelasan di atas, dapat diakibatkan oleh

rotasi yang tidak bebas dalam suatu ikatan rangkap. Seperti halnya senyawa alkena,

dalam senyawa siklik juga terjadi isomer geometrik cis-trans.

B.Konformasi dan kiralitas senyawa rantai terbuka

Dalam senyawa rantai terbuka gugus-gugus yang terikat oleh ikatan sigma dapat berotasi mengelilingi ikatan itu.Atom-atom dalam suatu molekul rantai terbuka dapat memiliki tak-terhingga banyak posisi dalam ruang relatif satu terhadap yang lain.

Untuk mengemukan konfirmasi akan digunakan 3 rumus: rumus dimensional,rumus bola dan pasak dan proyeksi Newton (disarankan  menggunakan model molekul dalam memperbandingkan konformasi yang berlainan).Suatu rumus bola dan pasak dan rumus dimensional adalah representasi tiga-dimensi dari model molekul suatu senyawa.Suatu proyeksi Newton adalah pandangan ujung ke ujung dari dua taom karbon saja dalam molekul itu.Ikatan yang menghubungkan kedua atom ini tersembunyi.

Konformasi Alkana
Bila alkana yang mempunyai 2 atau lebih atom karbon diputar mengelilingi garis ikatan karbon-karbonmaka akan menghasilkan tatanan 3 dimensi yang berbeda-beda. Setiap tatanan 3 dimensi atom-atom yang dihasilkan oleh rotasi pada sumbu ikatan tunggal disebut konformasi. 
Contohnya, molekul etana yang digambarkan dengan proyeksi Newman. Yang dimaksud gambar proyeksi Newman adalah gambar molekul yang diperoleh dengan cara memandang molekul tersebut dari arah sumbu ikatan karbon-karbon.

 

pabila dilakukan pemutaran mengelilingi sumbu ikatan C-C berturut-turut sebesar 60, 120, 180, 240, dan 300 derajat maka diperoleh konformasi sebagai berikut

Apabila diamati keenam konformer tersebut ternyata hanya terdapat 2 konformer yang ekstrem yaitu konformasi goyang (staggered) dan eklips (eclipsed). Konformasi "goyang" dan "eklips" ditunjukkan oleh gambar dibawah ini

Pada konformasi "goyang", ketiga ikatan C-H pada atom karbon yang satu berjauhan dengan tiga ikatan C-H pada atom karbon yang berdampingan. Sebaliknya pada konformasi "eklips", ketiga ikatan C-H pada atom karbon yang satu berdekatan dengan tiga ikatan C-H atom karbon yang berdampingan.