Tugas Terstruktur II

1. Jelaskan mengapa suatu sikloheksana terdistubsituent cis- cis 1,3 lebih stabil dari pada  trans padanannya.

Jawaban:
Bentuk cis dan trans pada sikloheksana adalah isomer geometris dan pada suhu kamar tak dapat saling-diubah satu menjadi lainnya, dan masing-masing isomer dapat memiliki aneka ragam konformasi. pada kasus tersubstitusi 1,3–dimetilsikloheksana, maka konformasicislebih disukai (lebih stabil) daripada posisitrans, karena pada karena pada posisi cis adalah ekuatorial (e,e), sedangkan pada posisi trans adalah aksial-ekuatorial (a,e)

2. Tuliskan proyeksi fischer untuk semua konfigurasi yang mungkin dari 2,3,4 pentanatriol. Tunjukkan pasangan-pasangan enantiomernya.

Jawaban: 

Stereokimia 2

Suatu molekul organik disebut molekul kiral jika terdapat minimal satu atom C yang mengikat empat gugus yang berlainan seperti senyawa Alanine. Sistem tata nama isomer optik diperkenalkan Chan-Ingold-Prelog yang menglasifikasikan atom C kiral sebagai R atau S. Sistem tata nama ini sering dinamakan konfigurasi mutlak/absolut. Contohnya (2R,3S)-2,3 dibromo pentana. Pada tulisan ini tidak akan dijelaskan aturan penamaan R dan S, tetapi para pembaca dapat membacanya di literatur organik tingkat kuliah. Dengan sistem tata nama ini diperkenalkan dua klasifikasi stereoisomer, yaitu enantiomer dan diastereoisomer. Definisi dari enantiomer dan diastereoisomer sedikit rumit tetapi akan dijelaskan secara sederhana.

1. (2R,3S)-2,3 dibromo pentana dan (2S,3R)-2,3 dibromo pentana
2. (2R,3S)-2,3 dibromo pentana dan (2R,3R)-2,3 dibromo pentane

Sekarang penjelasan berikut ini :

·        Jika di antara sepasang stereoisomer tidak ada atom C kiral yang memiliki konfigurasi yang sama, maka stereoisomer tersebut adalah enantiomer. Seperti contoh pertama (2R,3S)-2,3 dibromo pentana dan (2S,3R)-2,3 dibromo pentana.

·        Jika di antara sepasang stereoisomer terdapat minimal satu atom C kiral yang memiliki konfigurasi yang sama, maka stereoisomer tersebut adalah diastereoisomer. Seperti contoh kedua (2R,3S)-2,3 dibromo pentana dan (2R,3R)-2,3 dibromo pentana.

Konfigurasi Relatif

Konfigurasi relatif adalah konfigurasi yang membandingkan penataan atom-atom dalam ruang tiga dimensi dalam suatu senyawa dengan yang lainnya.

caranya adalah dengan membandingkan atom-atom dari 3 dimensi dalam senyawa-senyawa yang asimetrik(tidak sama), yang mengiikat 4 atom yang berbeda. Konfigurasi relatif ini merupakan konfigurasi yang dipakai di zaman dahulu, sebab pada saat itu teknologi belum berkembang seperti saat sekarang ini.

Dengan mengunakan Proyeksi Fischer, sistem penggambaran konfigurasi gugus disekitar pusat kiral yang berbeda (susunan ruang atom atau gugus yang menempel pada karbon kiral), yaitu konvensi D dan L. Metode ini banyak digunakan dalam biokimia dan kimia organik terutama untuk karbohidrat dan asam amino.

contoh yang sering dibahas dalam konfigurasi relatif adalah

1. pusat asimetri glukosa><gliseraldehid

2.glipeptida><ogpeptida

Konfigurasi Absolut (Mutlak)

pada konfigurasi ini, atom-atom tidak akan terbantai lagi karena orientasinya sudah pasti. aturan mengenai konfigurasi absolut, digunakan "mozher method.

konfigurasi mutlak adalah penataan atom-atom pada ruang 3D ( tiga dimensi) yang sudah pasti.

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 menentukan konfigurasi R/S

1.    Urutkan keempat gugus atau atom yang terikat pada atom C kiral, sesuai urutan priorita saturan deret Chan-Ingold-Prelog

2.    Proyeksikan molekul itu sedemikian sehingga gugus yang berprioritas rendah berarah kebelakang

3.    Pilih gugus dengan prioritas tertinggi dan tariklah suatu anak panah bengkok ke gugus dengan prioritas tertinggi berikutnya

4.    Jika panah ini searah jarum jam, maka konfigurasinya adalah R, jika berlawanan arah konfigurasi S

Stereokimia

Stereokimia merupakan ilmu yang mempelajari tentang struktur 3 dimensi dari suatu molekul. Perlu diketahui, bahwa stereokimia ini sangatlah penting. Bahkan karena sterokimia ini, sebuah struktur yang memiliki rumus molekul sama hanya karena susunannya berbeda akan mengakibatkan fungsi yang berbeda pula.

Sistem duduk dalam perkuliahan, merupakan analogi dari perbedaan antara isomer struktur dan stereokimia. Isomer struktur dianalogikan sebagai tempat duduk siswa yang mempunyai posisi sama jika terjadi perubahan, maksudnya adalah tidak setiap hari kan semua orang duduk pada tempat yang sama? sedangkan stereokimia dianalogikan dengan perubahan dari arah posisi tempat duduk seorang mahasiswa tanpa berpindah dari teman-teman disampingnya.

Stereoisomer

Stereoisomer adalah suatu molekul yang mempunyai pelekatan atom yang sama tetapi berbeda susunan atomnya berada diruangan 3 dimensi. Dalam stereoisomer, atom yang menghasilkan isomer berada pada posisi  yang sama namun memiliki pengaturan keruangan yang berbeda. Contohnya adalah isomer geometrik

Isomer Geometri

Isomeri Geometri adalah isomer yang disebabkan oleh perbedaan penataan ruang atom-atom dalam molekul. Isomeri ini berbeda dengan isomer yang lain, sebab isomeri jenis ini hanya terjadi pada senyawa yang memiliki ikatan yang kaku dengan dua sisi yang berlainan.

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. Pada senyawa alkana, dimana ikatan antar karbon adalah ikatan tunggal, maka molekul akan dapat berputar pada sumbunya dengan putaran yang bebas.

Perhatikan, kita ambil contoh senyawa butana (CH3-CH2-CH2-CH3):

Kedua struktur diatas adalah struktur dari senyawa yang sama, meskipun gugus –CH₃ sepertinya berlainan tempat, namun karena molekul dapat berputar, maka struktur tersebut dapat kembali ke struktur semula, dan ini dapat terjadi dalam waktu yang sangat cepat.

Adapun untuk senyawa yang mengandung ikatan rangkap (seperti alkena), ikatan rangkap tersebut akan bersifat kaku sehingga tidak dapat berputar. Nah, karena ikatan rangkap ini tidak dapat berputar, maka ketika ada dua senyawa yang memiliki struktur berbeda, itu artinya kedua senyawa tersebut memang merupakan dua senyawa yang berbeda sifat. Dengan kata lain, dua senyawa tersebut adalah isomer satu sama lain. Perhatikan perbandingan di bawah ini :

Pasangan senyawa pada contoh nomor 2 diatas masuk dalam kategori isomer geometri atau nama lainnya isomericis-trans. Jadi, isomeri geometri atau isomeri cis-trans terjadi karena gugus-gugus berada pada satu sisi atau pada sisi yang berlawanan terhadap letak ikatanrangkap dua. Dalam hal ini, ikatan rangkap membentuk semacam jembatan yang memiliki dua cabang.

Syarat terjadinya isomeri geometri adalah:

1.      Harus ada dua gugus yang berbeda yang terikat pada atom C yang sama.

2.      Isomer cis terjadi jika gugus yang sama terletak sesisi(melewati jembatan), sedangkan isomer trans terjadi jika gugus yang sama terletak berseberangan.

Contoh : 2-butena (CH3–CH=CH–CH3) memiliki dua isomer geometri,    yaitu :

Pada isomer geometri yang lebih ditonjolkan adalah posisi orientasi suatu atom dengan ikatannya. posisi menyatakan urutan atom-atom yang terikat satu sama lain, sedangkan orientasi adalah arah, kemana suatu atom akan menghadap secara geometri

Isomer E-Z

Aturan Penentuan Prioritas:

1. Setiap atom yang berikatan langsung dengan atom-atom karbon ikatan rangkap ditentukan prioritasnya berdasarkan nomor atomnya, dengan ketentuan bahwa nomoratom lebih tinggi mempunyai prioritas yang lebih tinggi pula.

2. Jika 1 dari kedua atom C ikatan rangkap berada pada satu sisi à isomer Z (zusammen= bersama)*.

3. Jika 1 dari kedua atom C ikatan rangkap berada pada sisi yang berbeda à isomer E (entgegen= bersebrangan)

Pusat atom kiral

Atom C kiral adalah atom karbon yang mempunyai empat substituen yang berbeda. Untuk mempelajari kiralitas, dapat menggunakan tangan manusia sebagai perumpaaan. Perhatikan contoh kiralitas asam amino berikut ini.

Aturan Cahn Ingold Prelog

Ahli ini lebih memprioritaskan atom yang memiliki nomor atom lebih tinggi.

Isomer Struktural Senyawa Hidrokarbon dan Sistem Nomenklatur

Sistem nomenklatur

Pada tahun 1800, pada awal kimia organik baru muncul, semua senywa organik yang ditemukan belum diketahui strukturnya dan untuk mengindentifikasinya harus diberi nama. Para ahli kimia yang memberi nama senyawa organik tersebut lebih menekankan pada sifatnya, asalnya, atau sekadar memuaskan penemunya. 

Nama resmi dari unsur kimia ditentukan oleh organisasi IUPAC. Menurut IUPAC, nama unsur tidak diawali dengan huruf kapital, kecuali berada di awal kalimat. Dalam paruh akhir abad ke-20, banyak laboratorium mampu menciptakan unsur baru yang memiliki tingkat peluruhan cukup tinggi untuk dijual atau disimpan. Nama-nama unsur baru ini ditetapkan pula oleh IUPAC, dan umumnya mengadopsi nama yang dipilih oleh penemu unsur tersebut.

Jumlah karbon	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	20	30
Awalan	Met-	Et-	Prop-	But-	Pent-	Heks-	Hept-	Okt-	Non-	Dek-	Undek-	Dodek-	Tridek-	Tetradek-	Pentadek-	Eikos-	Triakont

Rumus =          Awalan(Prefix) + Induk(Parent) + Akhiran(sufix)

a. isomer struktural

Isomer struktural adalah senyawa dari rumus kimia yang sama yang memiliki struktur dan sifat yang berbeda didasarkan pada bagaimana konstituen atom mereka diurut.sebagai contoh, ada 4 buah atom C, dimana salah satunya berbentuk rantai panjang dan satunya memiliki cabang.

 b. isomer posisi

merupakan molekul yang mempunyai posisi gugus fungsi yang berbeda, melekat pada rantai induk yang sama.

c. isomer gugus fungsi

merupakan isomer struktur yang memiliki rumus molekul yang sama, namun atom-atomnya terhubung dengan cara lain sehingga membentuk gugus fungsi yang berbeda.

pertanyaan:

Apa yang menyebabkan sudut ikatan pada H-C-H lebih pendek dibandingkan sudut ikatan H-C-C ?

 

jawab:

 

jika tolakan antar pasangan elektron dalam kulit valensi atom sama besar maka seharusnya sudut ikatan sesuai dengan perkiraan. namun, pada kenyataannya perkiraan yang diharapkan tidak sesuai. ada perbedaan kekuatan tolakan antara PEI dan PEB, dimana gaya tolak PEB lebih kuat dari PEI sehingga sudut ikatan di antara ketiga PEI lebih kecil dari perkiraan.  Hal ini disebabkan karena pasangan elektron bebas memerlukan ruang lebih besar dibandingkan pasangan elektron ikatan. Ikatan pergerakan elektron yang terjadi pada PEB lebih leluasa dibandingkan PEI yang kaku dan tegar akibat terikat diantara dua atom.

Sehingga PEB memerlukan ruang gerak yang lebih besar dari PEI dan berdampak pada tolakan PEB lebih besar dibandingkan tolakan pada PEI.