Stereokimia

Stereokimia merupakan studi mengenai molekul-molekul dalam ruang tiga dimensi, artinya bagaimana atom-atom dalam sebuah molekul diatur dalam ruang satu terhadap ruang yang lainnya. Stereokimia berkaitan dengan bagaimana penataan atom-atom dalam sebuah molekul dalam ruangtigadimensi.
Agar dapat berinteraksi dengan reseptor dan menimbulkan respon biologis, molekul obat harus mempunyai struktur dengan derajad kespesifikan yang tinggi. Interaksi obat-reseptor dipengaruhi oleh distribusi muatan elektronik dalam obat dan reseptor serta bentuk konformasi obat dan reseptor sedangkan aktivitas obat tergantung pada stereokimia molekul obat, jarak antar atom atau gugus dan distribusi elektronik dan konfigurasi molekul. Perbedaan aktivitas farmakologis dari stereoisomer disebabkan oleh perbedaan dalam distribusi isomer dalam tubuh, perbedaan dalam sifat-sifat interaksi obat-reseptor dan perbedaan dalam adsorpsi isomer-isomer pada permukaan reseptor.
Ada beberapa pendapat mengenai sterokimia menurut para ahli,yaitu:

1. Jean-Baptiste Biot (1774-1862)

Sejarah stereokimia dimulai pada 1815 ketika Biot melakukan eksperimen menggunakan "cahaya terpolarisasi." Lampu biasa terdiri dari cahaya bergetar. Namun, ketika lampu biasa disaring, sebuah cahaya tunngal terpolarisasi diperoleh. Biot melewatkan sinar terpolarisasi melalui berbagai larutan dan mencatat bahwa larutan tertentu seperti gula dapat memutar cahaya terpolarisasi. Dia juga menemukan tingkat rotasi adalah ukuran langsung dari konsentrasi dari larutan.

2.  Louis Pasteur (1822-1895)

Pada tahun 1848 Pasteur memisahkan zat optik tidak aktif (asam tartarat) menjadi dua komponen optik aktif. Setiap komponen optik aktif memiliki sifat identik dengan asam tartarat (kepadatan, titik lebur, kelarutan, dll) akan tetapi salah satu komponen diputar cahaya terpolarisasi searah jarum jam (+) sedangkan komponen lain diputar cahaya terpolarisasi dengan jumlah yang sama berlawanan (-). Pasteur membuat proposal yang masih berdiri sebagai dasar stereokimia: Molekul-molekul kembar asam tartarat adalah bayangan cermin satu sama lain.
Penelitian tambahan oleh Pasteur mengungkapkan bahwa salah satu komponen dari asam tartrat dapat dimanfaatkan untuk gizi oleh mikro-organisme tetapi yang lain tidak bisa. Berdasarkan percobaan ini, Pasteur menyimpulkan bahwa sifat biologis zat kimia tidak hanya tergantung pada sifat dari atom yang terdiri dari molekul tetapi juga pada cara di mana atom-atom ini tertata dalam ruang.

3. Jacobus van't Hoff (1852-1911)

Pada tahun 1874 sebagai mahasiswa di Universitas Utrecht, van't Hoff mengusulkan karbon tetrahedral. Proposal didasarkan pada bukti dari jumlah isomer: Konversi CH4 menjadi CH3Y (Y = Cl, Br, F, I, OH, dll) menghasilkan hanya satu struktur. Ketika CH3Y diubah menjadi CH2YZ (CH2Cl2, CH2ClBr, CH2BrF, dll), hanya satu struktur yang pernah diamati.

4. Emil Fisher (1852-1919)

Pada tahun 1894 Fisher dilakukan salah satu prestasi paling luar biasa dalam sejarah kimia: Dia mengidentifikasi 16 stereoisomer untuk aldohexoses (C6H12O6), anggota yang paling menonjol yang D-glukosa.
Fisher menggunakan representasi silang (sekarang disebut Fisher proyeksi) untuk membedakan bentuk tiga dimensi. Proyeksi Fisher ditampilkan untuk D dan Lglucose (D / L inovasi lain Fisher).

5. Vladmir Prelog (1906-1998)

Prelog dianugerahi Hadiah Nobel dalam bidang kimia (1975) untuk penelitian stereokimia alkaloid, antibiotik, enzim, dan senyawa alam lainnya. Dia merancang perbedaan stereokimia digunakan saat ini untuk konfigurasi gambar cermin: R / S sebutan untuk enantiomer dan Z / E untuk isomer geometris.
Tiga Aspek stereokimia:

1. Konformasi molekul: Berkaitan dengan bentuk molekul dan bagaimana bentuk molekul itu diubah akibat adanya putaran bebas disepanjang ikatan C-C tunggal.
2. Konfigurasi berkaitan dengan Kiralitas molekul: Bagaimana penataan atom-atom disekitar atom karbon yang mengakibatkan terjadinya isomer.
3. Isomer Geometrik terjadi karena ketegaran (rigit) dalam molekul yang mengakibatkan adanya isomer.

Isomer adalah senyawa-senyawa karbon yang memiliki rumus molekul sama tetapi rumus strukturnya berbeda. Pada senyawa hidrokarbon, rumus kimia menunjukkan jumlah atom karbon dan setiap unsur yang terdapat dalam satu molekul senyawa. Rumus kimia senyawa propana adalah C3H6, rumus kimia ini menunjukkan bahwa setiap molekul propana terdiri atas tiga atom karbon dan enam atom hidrogen.
Rumus struktur molekul adalah rumus kimia yang menunjukkan cara atom-atom diikatkan antara satu sama lain dengan ikatan kovalen dalam struktur molekul senyawa tersebut.
Keisomeran senyawa hidrokarbon adalah suatu fenomena, karena dua atau lebih senyawa hidrokarbon memiliki rumus kimia yang sama, tetapi memiliki struktur molekul yang berbeda. Struktur-struktur molekul yang berbeda tetapi rumus kimianya sama ini disebut isomer. Terdapat 4 jenis isomer, yaitu :

1. Isomer Kerangka
2. Isomer Posisi atau Isomer Struktur
3. Isomer Fungsi
4. Isomer Geometri

Variasi struktur senyawa organic :

1.      Variasi jenis dan jumlah atom penyusun

2.      Variasi urutan atom yang terikat satu sama lain dalam suatu molekul

3.      Variasi penataan atom penyusun molekul

  

Stereoisomer – Isomer Geometri

Isomer Geometrik (juga dikenal sebagai isomer cis / trans ) merupakan salah satu bentuk dari isomer. Apa yang dimaksud dengan stereoisomer? Apa yang dimaksud dengan isomer? Isomer adalah molekul yang memiliki molekuk formula yang sama namun susuan 3D yang berbeda. Tidak termasuk molekul hasil perputaran dari molekul tersebut secara  penuh atau hasil rotasi ikatan ikatan tunggal. Saat atom membuat berbagai macam isomer dengan membentuk struktur yang berbeda hal ini dikenal dengan isomer struktural. Isomer struktural bukanlah suatu bentuk dari stereoismer  dan dijelaskan lebih lanjut pada halaman lain. Apa yang dimaksud dengan stereoisomer? Dalam stereoisomer, atom yang menghasilkan isomer berada pada posisi  yang sama namun  memiliki pengaturan keruangan yang berbeda. Isomer geometrik adalah salah satu contoh dari stereoisomer.  Isomer geometri adalah senyawa-senyawa yang mempunyai rumus molekul sama tetapi struktur ruangnya berbeda.

Contoh pada alkena mempunyai 2 isomer geometri yaitu cis dan trans.

Syarat utama adanya isomer cis-trans adalah adanya ikatan rangkap 2   atom C (C = C), yang tiap-tiap atom C pada ikatan rangkap itu mengikat atom atau gugus atom yang berbeda.

Perhatikan 2 senyawa berikut :

CH₂=CH-CH₃    bila digambarkan sebagai berikut

 Coba perhatikan C sebelah kiri, atom C tersebut mengikat 2 atom yang sama yaitu atom H, sedang C sebelah kiri mengikat 2 gugus atom berbeda yaitu  H dan CH_3.

Perhatikan   2- butena   CH₃-CH=CH-CH_3,  bila digambarkan sebagai berikut:

C sebelah kiri, atom C tersebut mengikat 2 gugus atom yang berbeda yaitu atom H dan gugus –CH₃,begitu juga C sebelah kiri mengikat 2 gugus atom berbeda yaitu  H dan CH_3.  Jadi :

-       1-propena (CH₂=CH-CH₃) tidak mempunyai isomer cis-trans

-       2-butena CH₃-CH=CH-CH₃ mempunyai isomer cis-trans.

 Isomer cis-trans terjadi bila tiap-tiap atom C yang berikatan rangkap

 mengikat gugus atom berbeda.

Keisomeran geometri menghasilkan 2 bentuk isomer yaitu  :bentuk cis (jika gugus-gugus sejenis terletak pada sisi yang sama) dan bentuk trans (jika gugus-gugus sejenis terletak berseberangan).

Jadi 2-butena CH₃-CH=CH-CH₃ mempunyai isomer cis trans sebagai berikut :

Isomer Optis Aktif