Nomenklatur, Karakteristik, Properti, dan Contoh Enantiómeros



itu enansiomer adalah pasangan senyawa organik (dan anorganik) yang terdiri dari dua gambar cermin yang tidak dapat saling tumpang tindih. Ketika kebalikannya terjadi - misalnya, dalam kasus bola, klub golf atau garpu - mereka dikatakan sebagai benda achiral..

Istilah chirality diciptakan oleh William Thomson (Lord Kelvin), yang mendefinisikan bahwa suatu objek adalah chiral jika tidak dapat tumpang tindih dengan gambar cerminnya. Misalnya, tangan adalah elemen kiral, karena pantulan tangan kiri, meskipun ternyata, tidak akan pernah bertepatan dengan aslinya..

Salah satu cara untuk menunjukkan hal di atas adalah dengan meletakkan tangan kanan di sebelah kiri, dan menemukan bahwa satu-satunya jari yang tumpang tindih adalah jari tengah. Sebenarnya, kata chiral berasal dari kata Yunani Cheir, yang berarti "tangan".

Untuk kasus garpu gambar atas, jika pantulannya berubah, itu akan cocok dengan yang asli, yang diterjemahkan sebagai objek achiral.

Indeks

  • 1 Karbon asimetris
  • 2 Nomenklatur
    • 2.1 Aturan urutan atau prioritas
  • 3 Karakteristik enantiomer
  • 4 Properti
  • 5 Contoh
    • 5.1 Thalidomide
    • 5.2 Salbutamol dan limonene
  • 6 Referensi

Karbon asimetris

Bentuk geometris apa yang harus dimiliki set atom agar dianggap kiral? Jawabannya adalah tetrahedral; yaitu, untuk senyawa organik atom karbon harus memiliki susunan tetrahedral di sekitarnya. Namun, meskipun ini berlaku untuk sebagian besar senyawa, ini tidak selalu terjadi.

Sehingga senyawa CW hipotetis ini4 menjadi kiral, semua substituen harus berbeda. Jika tidak dengan cara ini, pantulan tetrahedron bisa tumpang tindih setelah beberapa rotasi.

Dengan demikian, 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 "menatap" cermin, pantulannya dan ini membentuk pasangan enansiomer.

Pada gambar atas tiga pasangan enantiomerik senyawa C (ABCD) diilustrasikan. Mempertimbangkan hanya pasangan pertama, refleksinya tidak superimposable, karena ketika membalik hanya huruf A dan D bertepatan, tetapi tidak C dan B.

Hubungan apa yang dimiliki oleh pasangan enansiomer lainnya? Senyawa dan gambarnya dari pasangan enansiomer pertama adalah diastereomer dari pasangan lainnya.

Dengan kata lain, diastereomer adalah stereoisomer dari senyawa yang sama, tetapi tanpa menjadi produk dari refleksi mereka sendiri; artinya, itu bukan bayangan cerminnya.

Cara praktis untuk mengasimilasi konsep ini adalah melalui penggunaan model, beberapa di antaranya sesederhana yang dipersenjatai dengan bola anime, beberapa tongkat dan beberapa massa plastisin untuk mewakili atom atau kelompok.

Nomenklatur

Perubahan tempat dua huruf menghasilkan enansiomer lain, tetapi jika tiga huruf diubah, operasi kembali ke senyawa asli dengan orientasi spasial yang berbeda.

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

Namun, bagaimana cara membedakan enansiomer ini dari satu sama lain? Di sinilah konfigurasi R-S absolut muncul.

Para peneliti yang mengimplementasikannya adalah Cahn, Sir Christopher Ingold dan Vladimir Prelog. Untuk alasan ini dikenal sebagai sistem notasi (R-S) dari Cahn-Ingold-Prelog.

Aturan urutan atau prioritas

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

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

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

2- Molekul diorientasikan sehingga atom atau kelompok titik prioritas lebih rendah di belakang pesawat.

3- Gambar panah tautan dan gambar lingkaran ke arah prioritas yang menurun. Jika arah ini sama searah jarum jam, konfigurasinya adalah R; jika berlawanan arah jarum jam, maka konfigurasinya adalah S.

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

Bola putih, yaitu dari nomor 4, hampir selalu sesuai dengan atom hidrogen. Dengan kata lain: hidrogen adalah substituen dengan prioritas terendah dan yang terakhir.

Contoh konfigurasi absolut

Dalam komposit gambar atas (asam amino l-serin), karbon asimetris memiliki substituen berikut: CH2OH, H, COOH dan NH2.

Menerapkan aturan di atas untuk senyawa ini, substituen dengan prioritas tertinggi adalah NH2, diikuti oleh COOH dan, akhirnya, CH2OH. Substituen keempat dipahami sebagai H.

Grup COOH memiliki prioritas di atas CH2OH, karena karbon membentuk tiga ikatan dengan atom oksigen (O, O, O), sedangkan yang lain hanya membentuk satu dengan OH (H, H, O).

Karakteristik enansiomer

Enantiomer tidak memiliki elemen simetri. Elemen-elemen ini dapat berupa bidang atau pusat simetri.

Ketika ini hadir dalam struktur molekul, sangat mungkin bahwa senyawa tersebut bersifat akiral dan, oleh karena itu, tidak dapat membentuk enansiomer..

Properti

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

Namun, satu sifat yang membedakan mereka adalah kemampuan untuk memutar cahaya terpolarisasi, atau apa yang sama: masing-masing enantiomer memiliki aktivitas optik sendiri.

Enantiomer yang memutar cahaya terpolarisasi searah jarum jam memperoleh konfigurasi (+), sedangkan yang memutar ke arah sebaliknya memperoleh konfigurasi (-).

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

Selain itu, jika konsentrasi enansiomer (+) dan (-) keduanya sama, cahaya terpolarisasi tidak menyimpang dari lintasannya dan campurannya tidak aktif secara optik. Ketika ini terjadi, campuran tersebut disebut campuran rasemat.

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

Contohnya

Dari banyak enansiomer yang mungkin, kami memiliki tiga senyawa sebagai contoh berikut:

Thalidomide

Manakah dari dua molekul yang memiliki konfigurasi S? Yang di sebelah kiri. Urutan prioritas adalah sebagai berikut: pertama atom nitrogen, kedua gugus karbonil (C = O), dan ketiga gugus metilen (-CH2-).

Saat melewati grup, gunakan arah searah jarum jam (R); Namun, ketika hidrogen menunjuk keluar dari pesawat, konfigurasi yang terlihat dari sudut belakang sebenarnya sesuai dengan S, sedangkan dalam kasus molekul di sebelah kanan, hidrogen (prioritas terendah) menunjuk kembali satu kali dari pesawat.

Salbutamol dan limonene

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

Menetapkan urutan prioritas untuk molekul di bawah ini yang memberikan yang berikut: pertama OH, kedua cincin aromatik dan ketiga kelompok CH2-NH-C (CH3)3.

Melewati kelompok-kelompok, sebuah lingkaran digambar searah jarum jam; oleh karena itu, itu adalah enansiomer R. Dengan demikian, molekul di bawah adalah enansiomer R, dan yang teratas adalah S.

Untuk kasus senyawa (R) - (+) - limonene dan (S) - (-) - limonene, perbedaannya ada pada sumber dan baunya. Enansiomer-R ditandai dengan memiliki aroma jeruk, sedangkan en-enansiomer memiliki bau lemon..

Referensi

  1. T. Graham Solomon, Craigh B. Fryhle. Kimia Organik. (Edisi Kesepuluh, halaman 188-301) Wiley Plus.
  2. Francis A. Carey. Kimia Organik Masuk Stereokimia. (Edisi keenam., P. 288-301). Mc Graw Hill.
  3. Zeevveez. (1 Agustus 2010). Refleksi Cermin Garpu. [Gambar]: Diperoleh pada 17 April 2018, dari: flickr.com   
  4. G. P. 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. Molekul dari Arsip Minggu. (1 September 2014). Thalidomide. Diperoleh pada 17 April 2018, dari: acs.org
  6. Jordi picart. (29 Juli 2011). Penugasan konfigurasi R dan S di pusat kiral. [Gambar] Diperoleh pada 17 April 2018, dari: commons.wikimedia.org