Stereokimia:

Isomeri geometri dalam alkena dan senyawa siklik

Stereokimia

Molekul-molekul dalam ruang tiga dimensi yakni bagaimana atom-atom dalam sebuah molekul ditata dalam ruangan satu relatif terhadap yang lain. Ada 3 aspek stereokimia yaitu:

1.    Isomer geometrik, yaitu bagaimana ketegaran atau rigidity dalam molekul dapat mengakibatkan isomeri.

2.    Konformasi molekul, yaitu bentuk molekul dan bagaimana bentuk molekul ini dapat berubah.

3.    Kirality molekul, yaitu bagaimana penataan kiri atau kanan atom-atom di sekitar sebuah atom karbon dapat mengakibatkan isomeri.

Banyak faktor yang menyebabkan timbulnya variasi dalam struktur senyawa organik. Selain akibat jumlah atom atau jenis atom dalam molekul, pola ikatan dan struktur ruang juga membuat senyawa organik memiliki banyak variasi. Adanya senyawa-senyawa organik yang memiliki rumus molekul sama tetapi berbeda dalam hubungan ikatannya atau berbeda susunan ruangnya disebut isomer (ke-isomeran).

Isomer dapat dibedakan menjadi dua kelompok besar, yaitu isomer konstitusional dan isomer ruang (stereoisomer). Isomer konstitusional memiliki ciri perbedaan hubungan ikatan atom-atomnya.  Isomer konstitusional dapat dibagi lagi menjadi dua, yaitu isomer struktural dan isomer fungsional.

Isomer struktur adalah isomeri dengan perbedaan terletak pada urutan penggabungan atom-atom penyusun molekul. Sedangkan isomer fungsional menyatakan senyawa dengan rumus molekul sama tetapi memiliki gugus fungsi yang berbeda. Untuk senyawa-senyawa yang memiliki rumus molekul sama tetapi susunan ruangnya berbeda, digunakan istilah stereoisomer.

1.1.  Stereoisometri

Stereoisomeri merupakan peristiwa terdapatnya beberapa senyawa berbeda dengan rumus molekul sama, dan perbedaan antara senyawa-senyawa tersebut terletak pada cara penataan atom-atom dalam ruang, tetapi urutan penggabungan atom-atomnya tidak berbeda. Terdapat berbagai jenis stereoisomeri, yaitu isomeri geometri (atau isomeri cis-trans), dan isomeri konfigurasi.

1.    Isomer geometri dalam senyawa alkena.

Isomer 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.

Syarat isomer geometri dalam alkena, yaitu tiap atom karbon yang terlibat dalam ikatan pi mengikat dua gugus yang berlainan, misalnya H dan Cl.

Keduanya merupakan dua senyawa berbeda. Urutan penggabungan atom-atom kedua senyawa tersebut sama, tetapi penataan ruang atom-atom di sekitar 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 berseberangan. Selain pada alkena, isomeri geometri ditemukan pula pada senyawa siklis atau sikloalkana.

2. Isomer geometri dalam senyawa siklik.


  Atom atom yang bergabung dalam suatu cincin, tidak bebas berotasi mengelilingi ikatan ikatan sigma cincin tersebut.

Oleh karena strukturnya yang siklik, sikloalkana memiliki dua sisi yaitu sisi atas dan bawah. Hal ini memungkinakn sikloheksana memiliki kemungkinan isomerisme berdasarkan letak substituennya. Contohnya, ada dua bentuk isomer dari 1,2-dimetilsiklopropana. Pertama dengan dua gugus metil pada sisi yang sama, kedua dengan gugus metil pada posisi yang berlawanan. Kedua bentuk isomer merupakan molekul yang stabil, dan dapat dikonfersi dari bentuk satu ke bentuk lainnya tanpa memecah cincin atau tanpa membentuk ikatan baru.



     Konformasi dan kiralitas senyawa rantai terbuka


Contoh Konformasi senyawa terbuka 3-kloro-1-propanol

atom-atom dalam suatu senyawa rantai terbuka dapat memiliki posisi yang tak terhingga banyaknya di dalam ruang relatif satu terhadap yang lain. Pengaturan posisi atom yang bervariasi/berbeda-beda yang diakibatkan oleh rotasi ini disebut konformasi

Untuk menggambarkan konformasi, digunakan tiga jenis rumus yaitu :

1. Rumus dimensional

2. Rumus bola-dan-pasak

3. Proyeksi Newman

Bentuk senyawa siklik

A.    Ring strain

Semua senyawa siklik (kecuali siklopentana) menderita terikan (tegang karena tidak leluasa), karena sudut ikatan (bond angle) mereka menyimpang dari sudut tetrahedral 109,5⁰.

B.     Melipatnya Cincin dan Tolakan Hidrogen-hidrogen

seandainya cincin sikloheksana datar, maka semua atom hidrogen akan tereklipskan. Tetapi dalam konformer lipatan, semua hidrogen bersifat goyang. Siklopentana akan mempunyai sudut ikatan hampir optimal

108 derajat) seandainya datar. Tetapi siklopentana juga sedikit terlipat, sehingga atom-atom hidrogen yang terikat pada karbon cincin bersifat goyang. Siklobutana (sudut ikatan datar 90 derajat) juga terlipat, meskipun pelipatan ini menyebabkan sudut ikatan lebih tegang. Siklopropana harus datar; secara geometris, tiga titik (atau tiga atom karbon menentukan sebuah bidang. Atom-atom hidrogen mau tidak mau bersifat eklips.

 KIRALITAS SENYAWA RANTAI TERBUKA


Molekul dikatakan kiral bila tidak dapat diimpitkan pada bayangan cerminnya. Ciri struktur yang sangat lazim yang menyebabkan terjadinya kiralitas dalam molekul ialah bahwa molekul itu mengandung sebuah atom karbon sp3 dengan empat gugus yang berlainan, sehingga disebut atom karbon asimetrik atau atom karbon kiral.

Atom yang menjadi pusat kiralitas dikenal dengan istilah atom kiral. Atom kiral adalah atom yang mengikat gugus yang semuanya berbeda.

Apabila dalam suatu molekul terdapat satu pusat kiral maka akan terdapat dua stereoisomer dari senyawa tersebut yang dikenal dengan istilah enantiomer yang merupakan bayangan cermin satu terhadap yang lainnya juga Kedua enantiomer tidak bisa ditumpang tindihkan setelah dilakukan operasi simetri apapun.

Bila dalam satu molekul terdapat lebih dari satu pusat kiral maka akan terdapat lebih dari satu pasang enantiomer diastereoisomer/diastereomer .