ENANTIOMER: KARAKTERISTIK, SIFAT DAN CONTOH - KIMIA - 2024

The enantiomer adalah mereka pasang senyawa organik (anorganik) yang terdiri dari dua gambar cermin tidak superimposibel satu atas lainnya. Ketika yang terjadi sebaliknya - misalnya, dalam kasus bola, tongkat golf, atau garpu - mereka disebut sebagai objek akiral.

Istilah kiralitas diciptakan oleh William Thomson (Lord Kelvin), yang mendefinisikan bahwa suatu benda adalah kiral jika tidak dapat ditumpangkan dengan bayangan cerminnya. Misalnya, tangan adalah elemen kiral, karena pantulan tangan kiri, meskipun berputar, tidak akan pernah sesuai dengan aslinya.

Salah satu cara untuk mendemonstrasikannya adalah dengan meletakkan tangan kanan di atas tangan kiri, menemukan bahwa satu-satunya jari yang tumpang tindih adalah di tengah. Faktanya, kata kiral berasal dari kata Yunani cheir, yang berarti "tangan".

Dalam kasus garpu di gambar atas, jika pantulannya dibalik, itu akan pas di bawah aslinya, yang diterjemahkan sebagai objek akiral.

Karbon asimetris

Bentuk geometris apa yang harus dimiliki oleh sekumpulan atom agar dapat dianggap kiral? Jawabannya adalah tetrahedral; artinya, untuk senyawa organik, atom karbon harus memiliki susunan tetrahedral di sekelilingnya. Namun, meskipun ini berlaku untuk sebagian besar senyawa, tidak selalu demikian.

Agar senyawa hipotetis CW _{4 ini} menjadi kiral, semua substituen harus berbeda. Jika tidak demikian, pantulan tetrahedron bisa tumpang tindih setelah beberapa rotasi.

Jadi, senyawa C (ABCD) adalah kiral. Ketika ini terjadi, atom karbon yang terikat pada empat substituen yang berbeda dikenal sebagai karbon asimetris (atau karbon stereogenik). Ketika karbon ini "dilihat" di cermin, pantulannya dan ini membentuk pasangan enansiomer.

Diilustrasikan pada gambar atas adalah tiga pasang enansiomer senyawa C (ABCD). Mempertimbangkan hanya pasangan pertama, pantulannya tidak dapat ditumpuk, karena ketika membalik hanya huruf A dan D yang bertepatan, tetapi bukan C dan B.

Bagaimana pasangan enansiomer lainnya terkait satu sama lain? Senyawa dan citranya dari pasangan enansiomer pertama adalah diasteromer dari pasangan lainnya.

Dengan kata lain, diasteromer adalah stereoisomer dari senyawa yang sama, tetapi tanpa produk refleksi mereka sendiri; artinya, mereka bukanlah bayangan cermin Anda.

Cara praktis untuk mengasimilasi konsep ini adalah melalui penggunaan model, beberapa di antaranya yang sederhana seperti yang dirangkai dengan bola anime, beberapa tusuk gigi, dan beberapa massa plastisin untuk mewakili atom atau kelompok.

Tata nama

Mengubah tempat dua huruf menghasilkan enansiomer lain, tetapi jika tiga huruf dipindahkan, operasi kembali ke gabungan awal dengan orientasi spasial yang berbeda.

Dengan cara ini, mengubah dua huruf memunculkan dua enansiomer baru dan, pada saat yang sama, menjadi dua diastereomer baru dari pasangan awal.

Namun, bagaimana Anda membedakan enansiomer ini satu sama lain? Ini adalah saat konfigurasi RS absolut muncul.

Peneliti yang mengimplementasikannya adalah Cahn, Sir Christopher Ingold dan Vladimir Prelog. Untuk alasan ini dikenal sebagai Sistem Notasi Cahn-Ingold-Prelog (RS).

Aturan atau prioritas urutan

Bagaimana cara menerapkan pengaturan absolut ini? Pertama, istilah "konfigurasi absolut" mengacu pada pengaturan spasial yang tepat dari substituen pada karbon asimetris. Dengan demikian, setiap tata ruang memiliki konfigurasi R atau S sendiri-sendiri.

Gambar atas mengilustrasikan dua konfigurasi absolut untuk sepasang enansiomer. Untuk menetapkan salah satu dari keduanya sebagai R atau S, aturan urutan atau prioritas harus diikuti:

1- Substituen dengan nomor atom tertinggi adalah substituen dengan prioritas tertinggi.

2- Molekul diorientasikan sedemikian rupa sehingga atom atau kelompok berprioritas terendah berada di belakang bidang.

3- Panah dari tautan digambar dan sebuah lingkaran digambar dengan arah prioritas menurun. Jika arah ini searah jarum jam, pengaturannya adalah R; jika berlawanan arah jarum jam, maka pengaturannya adalah S.

Dalam kasus gambar, bola merah yang ditandai dengan angka 1 sesuai dengan substituen dengan prioritas tertinggi, dan seterusnya.

Bola putih, bola dengan angka 4, hampir selalu berhubungan dengan atom hidrogen. Dengan kata lain, hidrogen adalah substituen dengan prioritas terendah dan dihitung terakhir.

Contoh konfigurasi absolut

Dalam senyawa pada gambar atas (asam amino l-serin), karbon asimetris memiliki substituen berikut: CH ₂ OH, H, COOH dan NH ₂ .

Menerapkan aturan sebelumnya untuk senyawa ini, substituen dengan prioritas tertinggi adalah NH ₂ , diikuti oleh COOH dan, terakhir, CH ₂ OH. Substituen keempat dipahami sebagai H.

Gugus COOH memiliki prioritas di atas CH ₂ OH, karena karbon membentuk tiga ikatan dengan atom oksigen (O, O, O), sedangkan gugus lainnya hanya satu dengan OH (H, H, O).

Karakteristik enansiomer

Enansiomer kekurangan elemen simetri. Elemen-elemen ini dapat berupa bidang atau pusat simetri.

Jika senyawa ini ada dalam struktur molekul, sangat mungkin senyawa tersebut adalah akiral dan oleh karena itu tidak dapat membentuk enansiomer.

Properti

Sepasang enansiomer menunjukkan sifat fisik yang sama, seperti titik didih, titik leleh, atau tekanan uap.

Namun, sifat yang membedakannya adalah kemampuan untuk memutar cahaya terpolarisasi, atau yang sama: setiap enansiomer memiliki aktivitas optiknya sendiri.

Enansiomer yang memutar cahaya terpolarisasi searah jarum jam memperoleh konfigurasi (+), sedangkan enantiomer yang memutarnya berlawanan arah jarum jam memperoleh konfigurasi (-).

Rotasi ini tidak bergantung pada pengaturan spasial substituen pada karbon asimetris. Akibatnya, gabungan konfigurasi R atau S dapat berupa (+) dan (-).

Selain itu, jika konsentrasi kedua enansiomer (+) dan (-) sama, cahaya terpolarisasi tidak menyimpang dari jalurnya dan campuran secara optik tidak aktif. Jika ini terjadi, campuran tersebut disebut campuran rasemat.

Pada gilirannya, pengaturan spasial mengatur reaktivitas senyawa ini terhadap substrat stereospesifik. Contoh stereospesifikitas ini terjadi pada kasus enzim, yang hanya dapat bekerja pada enansiomer tertentu, tetapi tidak pada bayangan cerminnya.

Contoh

Dari banyak kemungkinan enansiomer, tiga senyawa berikut dicontohkan:

Thalidomide

Manakah dari dua molekul yang memiliki konfigurasi S? Yang kiri. Urutan prioritasnya adalah sebagai berikut: pertama atom nitrogen, kedua gugus karbonil (C = O), dan ketiga gugus metilen (–CH ₂ -).

Saat menelusuri grup, gunakan arah jarum jam (R); Namun, karena hidrogen menunjuk keluar dari bidang, konfigurasi yang dilihat dari sudut belakang sebenarnya sesuai dengan S, sedangkan dalam kasus molekul di sebelah kanan, hidrogen (yang berprioritas terendah) menunjuk kembali satu kali dari pesawat.

Salbutamol dan limonene

Manakah dari dua molekul yang merupakan enansiomer R: atas atau bawah? Dalam kedua molekul, karbon asimetris terkait dengan gugus OH.

Menetapkan urutan prioritas untuk molekul di bawah ini yang memberikan sebagai berikut: pertama OH, kedua cincin aromatik dan ketiga grup CH ₂ -NH-C (CH ₃ ) ₃ .

Melalui kelompok, sebuah lingkaran digambar searah jarum jam; oleh karena itu, ini adalah enansiomer R. Jadi, molekul bawah adalah enansiomer R, dan yang teratas adalah S.

Dalam kasus senyawa (R) - (+) - limonene dan (S) - (-) - limonene, perbedaannya terletak pada sumber dan baunya. Enansiomer R ditandai dengan adanya bau jeruk, sedangkan enansiomer S memiliki bau lemon.

Referensi

1. TW Graham Solomons, Craigh B. Fryhle. Kimia organik. (Edisi Kesepuluh, p 188-301) Wiley Plus.
2. Francis A. Carey. Kimia organik. Dalam Stereokimia. (Edisi keenam, Hlm. 288-301). Mc Graw Hill.
3. Zeevveez. (1 Agustus 2010). Refleksi Cermin Garpu. : Diperoleh pada 17 April 2018, dari: flickr.com
4. GP Moss. Terminologi dasar stereokimia (Rekomendasi IUPAC 1996) Kimia Murni dan Terapan, Volume 68, Edisi 12, Halaman 2193–2222, ISSN (Online) 1365-3075, ISSN (Cetak) 0033-4545, DOI: doi.org
5. Arsip Molekul Minggu Ini. (1 September 2014). Thalidomide. Diperoleh pada 17 April 2018, dari: acs.org
6. Jordi picart. (29 Juli 2011). Penetapan konfigurasi R dan S ke pusat kiral. . Diperoleh pada 17 April 2018, dari: commons.wikimedia.org