Stereokimia organik (2 SKS)
• Penggambaran proyeksi Fischer, Newman, senyawa kiral.
Aturan Cahn-Ingold-Prelog serta konfigurasi absolut.
Stereokimia sistim cincin gabungan dan sistim cincin
dengan jembatan. Stereokimia dan reaktivitas: reaksi
substitusi, eliminasi, adisi dan penataan ulang.
• Buku pegangan: Juaristi,E., 1991, Introduction to
stereochemistry and conformational analysis, John Wiley &
Sons, Inc.
• Buku Bacaan:
- Mc Murry,J, 1994, Organic Chemistry, Second Edition,
Brook-Cole.
- Buxton, S.R., Roberts, S.M., 1998, Guide to Organic
Stereochemistry, Longman.
- Hallas., G., 1965, Organic Stereochemistry, Mc Graw-Hill,
Co., Ltd.
Pengantar: Perkembangan
Stereokimia Organik
Minggu ke-1
Penemu Stereokimia
• Jean Baptiste Biot (Ahli Fisika Prancis–1815):
- Menemukan molekul mempunyai aktivitas
optik (Optically Active). Interaksi molekul
dengan sinar bidang terpolarisasi.
- Bahan-bahan alam seperti: glukosa, nikotin,
sukrosa memutar bidang sinar terpolarisasi.
Penemuan Pasteur tentang Enantiomers
Louis Pasteur menemukan garam sodium
ammonium asam tartat mempunyai dua bentuk
kristal
Louis Pasteur
1822-1895
Pemisahan enantiomers
Penemuan Enantiomers
Louis Pasteur (1850):
- Sifat optical activity disebabkan
oleh penyusunan atom dalam
molekul yang tidak simetri.
- Rekristaliasi asam tartrat (tartaric
acid):
- dua bentuk kristal merupakan
bayangan cermin.
- Masing-masing kristal
berotasi berlawanan arah.
Aktivitas Optik (Optical Activity)
• Sifat sinar secara umum (tidak terpolarisasi)
bervibrasi ke segala arah.
• Sinar bidang terpolarisasi:
– sinar tersusun dari gelombang yang bervibrasi
hanya pada satu bidang.
– diperoleh dari melewatkan sinar tidak
terpolarisasi melalui penyaring/filter polarisasi.
Aktivitas Optik (Optical Activity)
• Ketika sinar terpolarisasi melalui larutan yang
mengandung satu senyawa dengan aktivitas
optik menyebabkan sinar terpolarisasi akan
berputar. Bila senyawa tidak memutar sinar
terpolarisasi disebut tidak mempunyai
Aktivitas Optik (Optically inactive)
• Putaran sinar terpolarisasi bisa searah jarum
jam (+) atau berlawanan jarum jam (-).
Aktivitas Optik (Optical Activity)
• Polarimeter
Aktivitas Optik (Optical Activity)
[ ] 
Dimana
 (observed )
c l
 = putaran spesific
c = konsentrasi dalam g/mL
l = panjang tabung sampel dalam dm
 (observed) = putaran yang diamati
Aktivitas Optik (Optical Activity)
• Sudut putar teramati tergantung pada :
– Aktivitas optik
– Konsentrasi sampel
– Panjang tabung sampel
• Specific rotation [] dapat digunbakan sebagai
sifat fisik karakteristik suatu senyawa bila:
– Sudut putar diamati menggunakan panjang
tabung sampel 10-cm dan konsentrasi 1 g/mL.
Aktivitas Optik (Optical Activity)
Suatu larutan 2.0 g (+)-glyceraldehyd dalam 10.0
mL aquadest ditempatkan pada tabung 100 mm
polarimeter. Menggunakan sinar sodium D line,
memberikan putaran 1.74o pada suhu 25oC.
Hitunglah putaran specific (+)-glyceraldehyd.
Penyelesaian:
[ ] 
 (observed )
c l
Aktivitas Optik (Optical Activity)
Hasil pengamatan  (obs) = 1.74o
1m
10 dm
l  100. mm 

 1.00 dm
1000 mm 1 m
2.0 g
c
 0.20 g mL
10.0 ml
Tentukan []:
 1.74
o
[ ] 
 8.7
0.20 1.00
Aktivitas Optik (Optical Activity)
• Senyawa yang memutar sinar terpolarisasi
searah jarum jam disebut dextrorotary.
•d
• (+) Konvensi IUPAC
• Senyawa yang memutar sinar terpolarisasi
berlawanan arah jarum jam disebut
levorotary.
•l
• (-)
Konvensi IUPAC
Aktivitas Optik (Optical Activity)
CH3
CH3
C
C
H
CH2CH3
HO
+13.5o rotation
(+)-2-butanol
H
OH
o
-13.5 rotation
(-)-2-butanol
CH
CH3CH2
3
• Arah dan besar sudut putar ditentukan secara
C
experiment.
H
CH CH
2
3
– Tidak ada hubungan penamaan konfigurasi
HO (R) dan
(S) dengan arah putaran.
Benda khiral
Latihan:
Manakah benda di bawah ini yang khiral?
Bayangan cermin
Bayangan cermin
Karbon Kiral
• van’t Hoff dan Le Bel (1874): menggambarkan
bagaimana atom dalam molekul tersusun
dalam suatu bidang.
• Senyawa 2-butanol
– Struktur I dan II adalah bayangan cerminnya
(gambar a dan b)
– I dan II tidak saling berimpit (superposable) 
enantiomers
– 2-butanol merupakan molekul kiral.
• Senyawa 2-propanol
– Bukan molekul kiral
• Enantiomers dan Molekul Kiral
• Molekul Kiral:
– Tidak saling berimpit pada senyawa
bayangan cerminnya
– Dapat berada sebagai pasangan
enantiomers
• Pasangan enantiomer
– Molekul kiral dan senyawa bayangan
cerminnya.
• Molekul achiral
– Dapat berimpit pada bayangan cerminnya.
•
•
Molekul Khiral jika:
– Tersusun dari satu karbon tetrahedral dengan
empat gugus yang berbeda akan selalu Kiral
– Tersusun lebih dari satu satu karbon tetrahedral
dengan empat gugus yang berbeda tidak selalu
Kiral
Pusat Stereogenic
» Karbon pada pusat stereogenic center diberi
label suatu asterisk (*)
Tentukan atom karbon asimetri dalam
struktur di bawah ini:
Pentingnya stereokimia?
• Enzym mampu
membedakan
stereoisomers:
• Aktivitas Biologi tergantung pada Chiralitas
• Ikatan spesifik reseptor sisi kiral dengan molekul
kiral lebih disukai hanya pada satu sisi.
Pentingnya stereokimia?
Thalidomide digunakan pengobatan morning sickness (1957 – 1961)
• Satu enantiomer berguna untuk mengurangi morning sickness
• Satu enantiomer menyebabkan keguguran.
25
2
2
I
I
Pentingnya stereokimia?
H2N
I
I
H
C
HO
CO2H
CH2
O
I
I
I
I
H
NH2
C
HO
CH2
O
CO2H
I
I
I
(S)-(-)-thyroxine
biologically active
I
H2N
H
(R)-(+)-thyroxine
inactive
Pentingnya stereokimia?
• Sifat aktivitas obat tergantung pada
stereokimianya:
HN
HN
O
O
CH3
NH3NH
CH
O
NHCH3
Cl
Cl
Cl
O
CH3NH
Cl
(S)-ketamine
(R)-ketamine
anesthetic
hallusinogen
CH
Pentingnya stereokimia?
O
3
• Stereokimia memegang peranan penting
H
dalam penentuan sifat dan reaksi
senyawa
H3C
CH2
organik.
CH3
CH3
O
H3C
H
CH2
Caraway seed
O
H
H2C
CH3
spearmint
Pentingnya stereokimia?
CH 3
O
H 3C C
(R)-carvone
caraway and dill seed oils
H
CH 2
CH 2
H 3C C
H
(S)-carvone
spearmint oil
O
CH 3
Pentingnya stereokimia?
CH 3
(R)-limonene
odor of oranges
H 3C C
H
CH 2
CH 2
H 3C C
H
(S)-limonene
odor of lemons
CH 3
• Synthesis Molekul Khiral
– Reaksi kimia pada umumnya yang menghasilkan
molekul kiral dalam bentuk campuran rasemat.
– Dibutuhkan sintesis asimetris (pereaksi khiral, katalyst
khiral, chromatography khiral).
31
Nobel Prize – 2001
tentang stereokimia
Their research
deals with the fact
that many
molecules appear
in two forms that
are mirror images
of each other, just
like the left and
right hands.
Sub-disiplin Stereokimia
• Stereokimia Statik
– Mempelajari penyusunan tiga dimensi atom
dalam molekul
• Stereokimia Dinamis
– Mempelajari hubungan sterik pada molekul yang
mengalami perubahan konfigurasi selama reaksi
kimia.