STEREOKIMIA. Yang dipelajari:

STEREOKIMIA

Yang dipelajari:

• Isomer geometrik : bagaimana kerigitan molekul dapat mengakibatkan isomeri.

• Konformasi molekul : bentuk molekul dan bagaimana bentuk ini dapat

berubah.

• Kiralitas molekul: bagaimana penataan atom-atom disekitar atom karbon dapat mengakibatkan isomeri

STEREOKIMIA

 Stereoisomerisme adalah susunan atom dalam molekul yang konektivitas tetap sama tetapi pengaturan mereka dalam ruang berbeda di setiap isomer (atom

dihubungkan dalam urutan yang sama).

 Dua jenis utama stereoisomerisme adalah cis-trans atau Z-E isomerisme optik

 Cis-trans atau Z-E isomerisme: The cis dan trans -1,2- dibromoethenes isomer tidak dapat mudah di

interkonfersikan karena pembatasan ikatan rangkap karbon-karbon. Keduanya memiliki sama molekul

rumus C₂H₂Br2 .

 Tapi susunan atom mereka dalam ruang berbeda. Cis- dan trans -1,2-dibromoethenes tidak bayangan cermin satu sama lain, dengan demikian, mereka karena itu tidak enantiomer dan diastereomer ⁴

 Jika alkena tersebut trisubstituted atau

tetrasubstituted, istilah cis dan trans biasanya tidak diterapkan tetapi E-Z sistem tata nama diterapkan untuk diastereomer alkena.

 Cahn Ingold-Prelog-(CIP) aturan yang digunakan untuk menetapkan prioritas untuk masing-masing ujung

ganda obligasi.

 Jika R 1 > R 2 dan R 3 > R 4 kemudian alkena dengan R 1 dan R 3 di sisi yang sama ditunjuk Z dari zusammen kata Jerman, yang berarti bersama-sama. Jika R 1 dan R 3 berada di seberang sisi kemudian alkena ditunjuk E dari Entgegen kata Jerman, yang berarti berlawanan. ⁵

 Untuk contoh, (Z) -dan (E)-3-kloro-2-pentenes adalah sebagai berikut:

6

Senyawa adalah kiral jika itu adalah non-superimposable pada cermin gambar. enantiomer dua isomer optik yang merupakan refleksi dari satu sama lain.

Senyawa tersebut memiliki sifat fisik yang sama, kecuali untuk kemampuan mereka untuk memutar bidang

terpolarisasi cahaya, yang dilakukan dalam besaran yang sama tetapi dalam arah yang berlawanan.

Campuran dari jumlah yang sama dari kedua enantiomer dikatakan campuran rasemat.

 Diastereomer dapat memiliki sifat fisik yang berbeda dan reaktivitas yang berbeda.

 Senyawa dapat memiliki 2ⁿ stereoisomer, dimana n adalah jumlah stereocentres.

 Asam tartarat berisi dua pusat asimetris, tapi dua dari konfigurasi adalah sama dan bersama-sama disebut senyawa meso.

 Suatu senyawa meso secara optik tidak aktif (atau akiral) karena mengandung sebuah pesawat simetri internal.

 Sisa dua konfigurasi adalah (+) -dan (-) -gambar cermin, sehingga enantiomer.

 Bentuk meso adalah diastereomer dari bentuk-bentuk lain.

7



Dalam reaksi stereoselektif, satu stereoisomer terbentuk dalam jumlah besar daripada yang lain.



Ketika stereoisomer adalah enantiomer selektivitas ini dikenal sebagai

enantioselectivity.

8

 Ketika masing-masing reaktan stereoisomeric membentuk produk stereoisomeric berbeda reaksi dikenal sebagai

reaksi stereospesifik.

 Misalnya, penambahan: cbr 2 (Dibromo-karbena, dibuat dari bromoform dan basis) ke cis-2-butena memberikan cis -2,3-dimetil-1, 1 -dibromocyclopropane (1.32), sedangkan penambahan: cbr 2 ke trans-isomer eksklusif

menghasilkan trans-siklopropana 1.33.

9

 Oleh karena itu, semua reaksi stereospesifik juga reaksi stereoselektif. Namun, tidaksemua reaksi stereoselektif selalu stereospesifik.

 Ketika molekul yang sudah berisi setidaknya satu

stereocentre mengalami reaksi mana stereocentre baru dibuat, ada kemungkinan pembentukan dua (atau

lebih) produk stereoisomeric.

 Misalnya, pengurangan 1.34 mengarah ke

diastereoisomer produk 1.35 dan 1.36 dengan

Diastereoselektivitasnya 83% (selain bentuk si) (1.35).

10

WHAT DO YOU THINK ABOUT

STEREOSELEKTIVITAS?

PENGERTIAN

STEREOSELEKTIVITAS



Reaksi stereoselektivitas adalah reaksi dimana satu stereoisomer dari suatu produk terbentuk

istimewa atas yang lain.



Mekanisme ini tidak mencegah pembentukan dua atau lebih

stereoisomer tetapi mencegah satu

pradominasi.

WHY NEED

Stereoselectivity?

DIPERLUKAN STEREOSELEKTIVITAS DISEBABKAN :

 Pada umumnya molekul organik mempunyai beberapa pusat reaktif sehingga jika dilakukan reaksi kerap kali menghasilkan produk lebih dari satu.

 Itulah yang menyebabkan industri organik tidak ada satu produk tetapi ada produk samping,

sehingga harus dilakukan seleksi

JENIS-JENIS STEROSELEKTIVITAS

1.

Stereoselektif dehidrohalogenasi

2.

Stereoselektif penambahan norbomena

3.

Stereoselektif penambahan taizol untuk aldehid

4.

Stereoselektif Sharpless Oksidasi

5.

Stereoselektif reaksi penambahan bach 2005

6.

Stereoselktif biosintesis

1. S

TEREOSELEKTIF DEHIDROHALOGENASI

2. S

TEREOSELEKTIF

P

ENAMBAHAN

N

ORBONEMA

3. S

TEREOSELEKTIF

P

^ENAMBAHAN

T

IAZOL UNTUK ALDEHIDA

18

4. S

TEREOSELEKTIF

S

^HARPLEES

O

^KSIDASI

19

5. S

TEREOSELEKTIF

R

EAKSI DENGAN KARBOKATION BATCH

2005

20

6. S

TEREOSELEKTIF

B

^IOSINTESIS

21

Reaksi yang menggunakan steroselektivitas

Reaksi

Wittig Reaksi

Aldol Reaksi Mannic

REAKSI WITTIG

Reaksi wittig dibagi menjadi 2:

1. Reaksi Wittig Z- selektif

2. Reaksi Wittig E - selektif

Reaksi Wittig Z-selektif

Tahap 1: Pembentukan Ylid tidak stabil Sifat selektivitas reaksi Wittig dipilih oleh jenis dari penggunaan fosfonium ylid .

Reaksi Z-selektif disukai dengan fosfonium ylid tidak stabil seperti pada contoh di bawah ini :

23

Tahap 2: Reaksi wittig Z-selektif



Reaksi Wittig Z-stereoselektif terdiri dari langkah pertama stereoselektif membentuk oxaphosphetane syn.



Hal ini kemudian diikuti oleh penghapusan

stereospesifik pada intermediate untuk membentuk alkena Z.

24

Tahap 1:

Reaksi Wittig E-selektif membutuhkan ylids stabil dimana substituen pada karbon tersebut berkonjugasi atau

stabilisasi anion, seperti gugus karbonil. Mekanisme pembentukan ylid ini telah dihilangkan di sini sebagai

molekul yang cukup stabil untuk pertimbangan bahan awal.

Tahap 2: Reaksi wittig E-selektif

Karena stabilisasi sehingga konjugasi atau kelompok stabilisasi anion memasok fosfonium ylid , hasil

intermediate yang dihasilkan adalah oxaphosphetane anti.

Lalu kemudian mengalami langkah kedua stereospesifik untuk menghasilkan alkena E.

25

REAKSI ALDOL

Reaksi aldol adalah salah satu reaksi pembentukan ikatan karbon-karbon yang penting dalam kimia organik

26

 Reaksi aldol dapat menunjukkan "stereokontrol yang berdasarkan substrat", yaitu kiralitas pada kedua

reaktannya dapat memengaruhi stereokimia hasil reaksi.

 Jika enolat mempunyai

sebuah stereopusat (stereocenter) pada posisi alfa, stereokontrol yang baik dapat dicapai.

27

Stereoselektivitas: stereopusat alfa pada elektrofil

Ketika enolat menyerang aldehida dengan sebuah stereopusat alfa, stereokontrol yang baik juga

dimungkinkan.

Pemantauan yang umum pada E enolat menunjukkan seleksi diastereomuka Felkin, sedangkan Z enolat

menunjukan selektivitas anti-Felkin.

Model umum selektivitas ini ditunjukkan pada gambar berikut

28

29

Mekanisme reaksi Mannich dimulai dengan pembentukkan ion iminium dari amina dan formaldehida.

30

 Karena reaksi berjalan dalam lingkungan asam, senyawa dengan gugus fungsi karbonil akan bertautomer menjadi bentuk enol. Setelah itu, ia akan menyerang ion iminium.

31

P

^ERBEDAAN

S

TEREOSPESIFIK DAN

S

TEREOSELEKTIF DALAM

K

^IMIA

O

^RGANIK

 Reaksi stereospesifik adalah reaksi dimana stereokimia reaktan sepenuhnya menentukan stereokimia produk tanpa pilihan.

o Reaksi stereoselektif adalah reaksi dimana terdapat pilihan jalur, namun stereoisomer produk terbentuk

karena jalur reaksi yang menjadi lebih menguntungkan atau disukai dari pada jalur lain yang tersedia.

o CONTOH

o Brominasi alkena merupakan salah satu contoh reaksi

stereospesifik. Kedua karbon terikat ke salahs atu bromida kemudian bromida lain datang melalui bagian belakang menyerang salah satu karbon.

Hidrogenasi alkena selalu stereoselektif. Jika terdapat

gugus metil atau tertbutil lebih disukai bentuk trans. ³²

 Stereo selektivitas merupakan suatu reaksi Reaksi di mana hanya satu stereoisomer antara campuran

stereoisomer bereaksi.

 Juga reaksi yang dapat pada prinsipnya menghasilkan dua atau lebih stereoisomer tetapi sebenarnya

menghasilkan satu (atau hampir hanya satu) produk stereoisomer.

33

Reaksi eliminasi E2 ini stereoselektif karena hanya diastereomer trans bereaksi.

Sintesis yang baik adalah sintesis yang hanya menghasilkan satu produk atau produk yangdiminta mempunyai presentasi yang tinggi.

Oleh karena itu para ahli sintesis organik melakukan teknik sintesis yang biasa disebut reaksi kemoselektif, regioselektif atau stereoselektif.

1. Pada Kemoselektif maka pereaksinya yang akan diganti-ganti.

2. Pada Regioselektif atinya dimasukkan pereaksi,

pereaksi masuk di daerah tertentu atau diarahkan ke daerah tertentu.

3. Pada Stereoselektif maka reaksi diarahkan pada stereo tertentu. Misalnya diarahkan pada posisi

Cis bukan pada para ³⁴



Pada umumnya molekul organik mempunyai beberapa pusat reaktif sehingga jika

dilakukan reaksi kerap kali menghasilkan produk lebih dari satu.



Hal ini yang menyebabkan industri organik tidak ada satu produk tetapi ada produk

samping, sehingga harus diseleksi.



Selain itu reaksi-reaksi organik kebanyakan menghasilkan produk yang tidak diinginkan.



Kesemua hal tersebut diperlukan strategi yang jitu/tepat,untuk menghindarinya yaitu dengan pengaturan stereospesifik.

35

A. Biasanya digunakan kontrol :

1. kontrol termodinamika ( suhu ) 2. kontrol kinetika (jumlah molekul)

3. Menggunakan gugus pengarah (auxiliary), Jadi banyak yang digunakan tetapi

sebagai pengarah.

B. Pengaturan kinetika

(jumlah molekul), artinya konsentrasinya diturunkan atau dikurangi.

C. Gugus pengarah

³⁶

SENYAWA OPTIS AKTIF

Bila dibutuhkan enantiomer tunggal, tanpa memandang banyaknya pusat khiral kita dapat menggunakan baik material start yang optis aktif yang terjadi dalam alam ataupun kita dapat meresolusi selama sintesis

37

RESOLUSI

Dalam prinsip, resolusi harus pada

tingkat dini dalam sintesis, karena ini

menghindari material yang tidak disukai

terbawa serta (enantiomer salah)

Analisis dengan metode amida menuntun kembali ke amina (6) yang dapat dibuat dari keton (7) suatu produk friedel crafts yang

sederhana

38

amina (6) merupakan zat khiral yang pertama sehingga resolusi dikerjakan pada tingkat ini dengan menggunakan senyawa optis aktif yang terjadi secara alami

39

M

ATERIAL START OPTIS AKTIF

Satu strategi dalam sintesis suatu molekul target yang

optis aktif adalah diskoneksi pada kerangka dari salah satu senyawa yang tersedia ini dan menggunakan reaksi stereo spesifik dalam sintesis untuk sintesis umum, diskoneksi dari R adalah paling baik dan bersama ini juga

meninggalkan fragmen (9) yang mempunyai kerangka asam glutamat (10)

40

silverstein memilih X = OTs dalam (9) dan menggunakan reagen organo tembaga untuk sinton R- sebagai reagen grignard sering

bereaksi tidak tepat dalam alkilasi dan akan bereaksi dengan lakton

41

R

EAKSI STEREOSPESIFIK

dalam reaksi SN2 mekanisme menuntut penyerangan dari belakang, oleh karena itu inversi sehingga R- (11) memberikan S- (12) sedang S- (11) memberikan R- (12)

PENGGUNAAN EPOKSIDA

Epoksida membentuk jembatan antara geometri alkena dan stereokimia sp3.

42

43

44

45

REAKSI STEREOSELEKTIF

 Keton (4-(tert-butyl)cyclohexan-1-one) dapat

direduksi menjadi 2 alkohol cis (a) atau trans (b).

 Trans alokohol yang di equatorial (b) lebih stabil dan lebih dinilai dalam kondisi kesetimbangan yaitu

dengan reduksi dengan Al (Opr-i)3.

 Tetapi, garis pendekatan (4-(tert-butyl)-1,1-dimethyl- 1-oxo-1l7-cyclohexane) untuk membentuk cis alkohol (a) adalah lebih baik dan ini lebih dinilai dalam

kondisi dari kontrol kinetik yaitu dengan reduksi dengan reagen besar yang reaktif.

46

47

K

ONTROL DALAM REAKSI STEREOSELEKTIF

Alkohol (1S)-3-(dimethylamino)-1-phenylcyclohexan- 1-ol), yang diperlukan untuk membuat suatu

analgesik, jelas dapat dibuat dengan adisi pH pada amino keton (3-(dimethylamino)cyclohexan-1-one) yaitu produk adisi michael yang sederhana

48

K

ONTROL DALAM SENYAWA LAIN

 Hidrogenasi alkena merupakan contoh yang

bagus disebabkan satu tempat dari alkena yang datar harus berbeda dalam kontak dengan

katalis dan selektifitas yang menguntungkan

tempat yang kurang berdesakan biasanya tinggi.

 Hidrogenasi (47) memberikan proporsi besar dari cis dekalon dengan yang kurang stabil.

49

 Sintesis cis amina (49) sebagai analgesik potensial oleh allen dan hanbury merupakan hal yang tepat.Amina harus

dimasukkan dengan reduksi dan hidrogenasi oksim

(50)mengikat hidrogen pada tempat yang berhadapan dengan gugus Ar

50

T ERIMA KASIH

51