STEREOKIMIA

A.   KONFIGURASI MUTLAK DAN RELATIF

1.    KONFIGURASI MUTLAK

Senyawa kiral adalah ketika adanya empat ligan yang berbeda terikat pada atom karbon dimana dapat menghasilkan molekul asimetris.

Contohnya :

Enantiomer adalah dua streoisomer yang dimana memperlihatkan namun tidak dapat dihimpitkan terhadap bayangan cerminnya. Diastreomers pada umumnya memiliki paling tidak dua pusat asimetris dimana bias salah satu diantaranya memiliki konfigurasi yang sama dan bukan merupakan bayangan cerminnya.sebagian besar senyawa kiral memiliki pusat kiral yang umumnya diwakili oleh karbon tetrahedral, meskipun atom lain seperti nitrogen, sulfur, fosfat, dapat juga ditemukan dalam stereoisomer. Senyawa yang memiliki sedikitnya dua enantiomer adalah senyawa kiral.

Sifat utama dari stereoisomer adalah diwakili oleh perputaran cahaya terpolaralisasi kearah yang berbeda. Berlawanan arah jarum jam maka disebut levo dan searah jarum jam disebut dektro.

Canh-ingold-prelog adalah suatu konvensi yang dimana memiliki sistem yang paling sukses untuk menunjukkan konfigurasi-konfigurasi senyawa umum dan juga sistem ini menggunakan huruf R capital dan juga S kapital untuk setiap pusat kiral dalam suatu molekul dan juga merupakan pilihan dimana untuk menentukkan konfigurasi pusat kiral molekul obat.

Dalam penentuan setiap gugus yang melekat pada pusat kiral didasarkan pada nomor atom yang bersangkutan. Nilai nomor atom yang dimiliki suatu atom lebih tinggi maka atom tersebut akan menjadi prioritas yang lebih diutamakan. Sehingga atom hidrogen yang hanya memiliki satu atom berakhir pada urutan yang paling akhir. Seandainya urutan prioritas suatu gugus tersusun menurut arah jarum jam disekitar pusat kiral maka karbon kiral menerima konfigurasi R (rectus) dan jika sebaliknya sebagai konfigurasi S (sinister). Adapun cara untuk untuk menentukan konfigurasi sebagai R atau S:

·        Urutkan prioritas keempat atom yang terikat pada pusat kiral berdasarkan nomor atomnya. Jika diketahui atom Br = 35, Cl =17, F=9, H= 1. Jadi urutan prioritas dari keempat atom ini adalah Br > Cl > F > H.

·        Gambarlah proyeksi molekul sedemikian rupa sehingga atom yang paling kecil nomor atomnnya diletakkan dibelakang.

·        Buatlah anak panah yang mana dimulai dari atom atau gugus yang memiliki prioritas paling tinggi ke prioritas yang paling rendah.

·        Bila anak panah searah jarum jam maka konfigurasinya adalah R. sebaliknya jika anak panah berlawanan dengan arah jarum jam maka konfigurasinya adalah S. jadi konfigurasi struktur (1) adalah S dan konfigurasi struktur (2) adalah R.

2.    Konfigurasi relatif

Jika menggunakan konfigurasi fisher maka sistem penggambaran konfigurasi gugus yang berada disekitar pusat kiral akan berbeda  dimana susunan ruang atom atau gugus yang menempel pada karbon kiral yaitu konvensi D dn L. Dalam biokimia dan kimia organik yang dimana metode ini banyak digunakan dalam kedua bidang tersebut. Dalam kimia organik dan biokimia terutama karbohidrat dan asam amino. Dimana gliseraldehida dengan rantai karbon ditetapkan sebagai senyawa standar untuk menentukan konfigurasi semua karbohidrat. Proyeksi fischer terhadap griseraldehida dengan rantai karbon yang digambarkan secara vertikal dengan karbon yang paling teroksidasi harus berada pada bagian yang paling atas. Gugus OH yang berada disebelah pusat kiral digambarkan pada sisi sebelah kanan untuk isomer D dan disebelah kiri untuk isomer L. dalam hal ini maka berarti setiap gula yang memiliki streokimia yang sama dengan D-gliseraldehida termasuk gula seri D (misalnya D-glukosa) sedangkan gula yang memiliki stereokimia yang sama dengan L-giliseraldehida berarti seri L.

Sistem ini analog untuk asam amino, jika proyeksi fisher digambarkan rantai karbon vertikal dengan atom karbon yang paling teroksidasi berada palinga atas. Maka asam amino yang ditemukan dalam protein manusia diketahui memiliki gugus NH pada posisi sebelah kiri fisher yang dimana juga sama dengan posisi L-gliseraldehida. Sehingga asam-asam amino ini dikenal dengan asam amino seri L . hal ini sangat menguntungkan dan bermanfaat dalam bidang kesehatan khususnya dalam bidang farmasi dimana dalam merancang obat dengan uji toksisitas selektif, dan yang diketahui asam amino pada mikroorganisme diketahui memiliki konfiguasi yang berlawanan yaitu seri-D. seperti contoh dimana pensilin yang menghambat enzim transpeptidase dalam sintesis dinding sel mikroba. Hal ini berhubungan dengan dipeptida D-alanin-D-alanin dari dinding sel mikroba yang mirip dengan struktur penisilin, sehingga penisilin tidak toksis terhadap manusia yang memiliki L-alanin dalam protein tubuh.

B.   Pemisahan campuran resemik

Suatu campuran dimana memiliki sepasang enantiomer dengan jumlah yang sama dan sepasang enantiomer itu adalah enantiomer R dan enantiomer S dan hali ini disebut dengan campuran resemik.

Sebagian orang ada yang mungkin kurang memperhatikan sifat optis suatu senyawa organik padahal dalam suatu reaksi kimia dalam sistem biologis makhluk hidup sangat stereospesifik dimana artinya suatu stereoisomer akan menjalani reaksi yang berbeda dengan stereoisomer pasangannya dalam sistem biologis mahluk hidup. Bahkan pada lain hal suatu stereoisomer dapat menghasilkan produk yang berbeda dengan stereoisomer pasangannya dalam sistem biologis mahluk hidup.

Dikebanyakan reaksi dilaboratorium dimana seorang ahli kimia dapat menggunakan bahan baku akiral ataupun rasemik dan memperoleh produk akiral dan resemik. Dengan hal ini dapat seringnya kiralitas (tiadanya kiralitas) pereaksi dan produk diabaikan dalam bab-bab berikutnya.

Berlainan dengan reaksi kimia yang ada dilaboratorium, kebanyakan reaksi biologis mulai dengan pereaksi kiral ataupun akiral dan menghasilkan produk-produk kiral. Reaksi biologis ini di bantu oleh katalis biologis yang disebut enzim. Dalam laboratorium pemisahan fisis ataupun campuran rasemik menjadi enantiomer-enantiomer murni disebut resolusi campuran rasemik itu. Pemisahan natrium ammonium tartarat  rasemik oleh Pasteur adalah suatu resolusi campuran tersebut. Enantiomer-enantiomer yang mengkristal secara terpisah merupakan suatu gejala yang sangat jarang jadi ahli kimia mengandalkan reagensia kiral atau katalis kiral yang dimana hampir selalu berasal dari dalam organisme hidup.

Cara untuk memisahkan campuran rasemik atau sekurangnya mengisolasi enantiomer murni atau mengolah campuran itu dengan suatu mikroorganisme yang hanya akan mencerna salah satu dari enantiomer itu.

Pemisahan enantiomer dari rasemat atau dengan pemisahan rasemat adalah masalah biasa dalam penelitian stereokimia sama halnya pada preparasi senyawa aktif biologi dalam obat. Masalahnya adalah berbeda dengan diastereomer dan tipe jenis isomer lainnya, enantiomer menunjukkan sifat fisika kimia yang sama.

Pemisahan enantiomer adalah penelitian yang telah banyak dilakukan dalam analisis kimia terutama dalam bidang biologi dan farmasi karena obat kiral diberikan sebagai salah satu enantiomer atau sebagai campuran rasemat. Dapat terjadi bahkan sering kali dua enantiomer dari dua obat rasemat yang sama memilki efek farmakologi yang berbeda. Contohnya, S(+)-propanol sangan lebih aktif daripada enantiomernya. Anastetik ketamin diberikan kepada campuran rasemat dan R(+) ketamin lebih potensi daripada R(-) ketamin. Disamping itu bentuk  R(+) oleh hadirnya competent campuran dalam rasemat obat, sehingga saat ini kecenderungan industri farmasi dalam mempersiapkan obat dalam suatu enantiomernya saja. Hal ini dikarenakan hasilnya dari beberapa obat melalui reaksi stereoselektif atau melalui proses penyiapan pemisahan enantiomer bias memberikan bahan yang tidak murni. Jadi diperlukan metode analisis yang sangat sensitive karena daya pemisahan yang tinggi maka diperlukan untuk mengontrol proses sintesis senyawa kiral untuk sediaan farmasi.

Satu pendekatan dalam pemisahan enantiomer kadang ditunjukkan dalam pemisahan enantiomer secara tidak langsung dan hal itu melibatkan penggabungan enantiomer dengan reagen kiral tambahan untuk merubah molekul tersebut menjadi diastereomer. Senyawa diastereomer tersebut bias kemudian dipisahkan dengan beberapa teknik pemisahan akiral.

Pada saat ini metode pemisahan secara langsung biasanya dapat dilakukan dengan cara yang mana enantiomer ditempatkan didalam lingkungan kiral. Sebagai suatu prinsip penggunaan selector atau kiral irradiasi bias membedakan dengan jelas antara dua enantiomer. Kiral selector dapat merupakan suatu molekul atau permukaan kiral yang cocok.