KONFIGURASI MUTLAK DAN RELATIF

KONFIGURASI MUTLAK DAN RELATIF

            Kiral berasal dari bahasa Yunani "cheir" yang artinya tangan. Coba bayangkan tangan kiri berada di depan cermin, tentu saja bayangannya adalah tangan kanan. Sekarang posisikan tangan kiri dan tangan kanan menghadap ke bawah atau ke arah lantai. Kemudian letakan tangan kiri di atas tangan kanan anda. Terlihat, tangan kanan tidak bisa diimpitkan dengan tangan kiri kita         

            Hal yang sama juga berlaku bagi molekul-molekul organik tertentu. Sebutlah A dan B yang analog dengan tangan kiri dan tangan kanan kita. A dan B sering disebut sebagai stereoisomer (isomer ruang) atau isomer optis. Harus diingat, suatu molekul organik disebut molekul kiral jika terdapat minimal satu atom C yang mengikat empat gugus yang berlainan seperti senyawa Alanine. Molekul-molekul kiral memiliki sifat yang sangat unik yaitu sifat optis. Artinya suatu molekul kiral memiliki kemampuan untuk memutar bidang cahaya terpolarisasi pada alat yang disebut polarimeter.

1. Konfigurasi Elektron Relatif (Ketentuan Fischer)

        Proyeksi fischer ini dikemukakan pada abad 19 oleh seorang ahli kimia berkebangsaan jerman yaitu Emil Fischer. Ia mengemukakan bahwa rumus proyeksi untuk menunjukkan penataan ruang (dari) gugus-gugus disekitar atom kiral. Karena fischer mengembangkan rumus-rumus ini untuk menyatakan molekul gula, maka disini akan digunaka gula tersederhana untuk menggambarkan tipe proyeksi fischer yang lazim dipakai dewasa ini : 2,3-dihidroksipropanal (biasanya disebut gliseraldehida) dan 2,3,4-trihidroksibutana (eritrosa). Gliseraldehida mempunyai satu atom karbon kiral (karbon 2), sementara eritrosa mempunyai dua karbon kiral (karbon2 dan3).

                    Dalam menggambarkan suatu proyeksi Fischer, diandaikan bahwa molekul itu diulur (stretched) sepenuhnya dalam bidang kertas dengan semua substituennya eklips, tanpa memperdulikan konformasi apapun yang disukai. Rumus-rumus eritrosa tersebut diatas menunjukkan konformasi yang digunakan untuk proyeksi Fischer. Menurut perjanjian, gugus karbonil (atau gugus berprioritas tata nam tertinggi) diatruh pada atau didekat ujung teratas. Jadi karbon teratas adalah karbon 1. Tiap titik potong garis horizontal dan vertikal menyatakan sebuat atom karbon kiral. Tiap garis horizontal melambangkan suatu ikatan ke arah pembaca, sementara garis vertikal melambangkan ikatan kebelakang menjauhi pembaca.        Proyeksi Fischer dapat diputar 180^o dalam bidang kertas, tetapi proyeksi ini tidak boleh dijungkirbalikkan maupun diputar dengan sembarang sudut lain. Salah satu dari dua operasi ini akan menghapus rumus itu dari dalam proyeksi Fischer dan mengakibatkan struktur yang salah. Proyeksi Fischer adalah suatu cara singkat dan mudah untuk memaparkan molekul kiral. Oleh adanya keterbatasan proyeksi ini, seperti misalnyaketerbatasan dalam hal rotasi proyeksi Fischer harus diterapkan dengan hati-hati. Disarankan agar mengubah dulu proyeksi Fischer ke rumus dimensional atau bola dan pasak (atau menggunakan model molekul) bila akan melakukan manipulasi ruang.  

           

  
2. Konfigurasi ElektronMutlak (ketetapan Chad Ingold Prelog)

        Urutan penataan keempat gugus disekitar suatu atom karbon kiral disebut Konfigurasi Mutlak disekitar atom itu. Sepasang enantiomer mempunyai konfigurasi yang berlawanan. Arah pemutaran bidang polarisasi cahaya oleh suatu enantiomer adalah suatu sifat fisika. Konfigurasi mutlak suatu enantiomer adalah khas struktur molekulnya. Tak terdapat hubungan yang sederhana antara konfigurasi mutlak suatu enentiomer tertentu dan arah perputaran bidang polarisasi cahaya olehnya.

Telah ditunjukkan bagaimana raha pemutaran bidang polarisasi cahaya dapat dinyatakan oleh (+) dan (-). Toh diperlukan juga suatu sistem untuk menyatakan konfigurasi mutlak itu. Yakni, penataan yang sesungguhnya dari gugus-gugus disekeliling suatu karbon kiral. Sistem itu adalah sitem (R) dan (S) atau sistem Chand Ingold Prelog. Huruf (R) berasal dari kata latin “rectus” yang berarti “kanan”, sedangkan (S) dari kata latin “sinister” berarti “kiri”. Atom karbon kiral apa saja mempunyai konfigurasi (R) atau konfigurasi (S). Oleh karena itu satu enantiomer adalah (R) dan enantimer lain adalah (S).

           

            Dalam sistem (R) dan (S), gugus-gugus diberi urutan prioritas, dengan menggunkan perangkat aturan yang sama seperti yang digunakan dalam sisitem (E) dan (Z) hanya saja urutan prioritas ini digunakan dengan craa sedikit berbeda. Untuk memberikan konfigurasi (R) atau (S) kepada suatu karbon kiral:

1. Urutkan keempat gugus (atau atom) yang terikat pada karbon kiral itu menurut urutan prioritas atau aturan deret Chan-Ingold-Prelog
2. Proyeksikan molekul itu sedemikian sehingga gugus yang berprioritas rendah berarah kebelakang.
3. Pilih gugus dengan prioritas tertinggi dan tarik suatu anak panah bengkok ke gugus dengan prioritas tertinggi berikutnya.
4. Jika anak panah ini searah dengan jarum jam , maka konfigurasi itu adalah (R). Jika arah anak panah berlawanan dengan jarum jam maka konfigurasi (S).

PEMISAHAN CAMPURAN RESEMIK

Campuran rasemik artinya suatu campuran yang mengandung sepasang enantiomer dalam jumlah yang sama. Lalu bagaimana caranya memperoleh suatu enantiomer dengan enantiomeric excess (EE) yang tinggi? Enantiomeric excess artinya persentase suatu enantiomer yang berkonfigurasi R dikurangi persentase enantiomer pasangannya yang berkonfigurasi S dalam suatu campuran atau sebaliknya. Harus diingat dua prinsip dasar isomer optik yaitu:

1. Sepasang enantiomer memiliki sifat-sifat fisika (titik didih, kelarutan, dan lain-lain) yang sama tetapi berbeda dalam arah rotasi polarimeter dan interaksi dengan zat kiral lainnya.
2. Sepasang diastereoisomer memiliki sifat-sifat fisika dan sudut rotasi polarimeter yang berbeda satu sama lain. Bahkan sering dalam bereaksi mengambil cara yang berlainan. Artinya kita bisa memisahkan campuran dua diastereoisomer dengan cara-cara fisika (destilasi, kristalisasi, dan lain-lain). Akan tetapi tidak bisa memisahkan campuran dua enantiomer dengan cara-cara fisika, karena sepasang enantiomer memiliki properti fisika yang sama. Kesimpulannya, kita dapat dengan mudah memisahkan campuran dua diastereoisomer, tapi akan kesulitan memisahkan campuran dua enantiomer.