Stereokimia Lanjut Persenyawaan Kimia Organik

Stereokimia

Stereoisomer merupakan molekul yang memiliki konstitusi yang sama, tetapi berbeda disposisi kelompok di tiga dimensi. Dengan kata lain atom-atom terhubung satu sama lain dengan cara yang sama, mereka hanya berbeda sehubungan dengan orientasi relatif dalam ruang tiga dimensi.

Stereokimia adalah masalah penting dalam sintesis apa pun. Stereokimia menggambarkan dua poin utama. Pertama, pemutusan harus dilakukan pada ikatan C-C di mana salah satu atom karbon adalah pusat stereogenik. Pemutusan ikatan yang jauh dari pusat stereogenik biasanya mengarah pada retrosintesis yang kurang efisien dan kurang diinginkan, dan seringkali lebih sulit. Masalah kedua berkaitan dengan mesin pencari. Mencari struktur yang tepat dengan steroid yang utuh (struktur enantiopure) mungkin tidak menghasilkan hit, sedangkan pencarian yang sama untuk struktur rasemik dapat menghasilkan banyak hit atau setidaknya struktur terkait yang dapat membantu perencanaan. Memang, mungkin lebih bermanfaat untuk memulai pencarian dengan senyawa rasemik dan menggunakan informasi itu untuk memandu setiap pencarian dengan senyawa enantiopure.

Perbedaan dalam struktur 3 dimensi ini mencegah enansiomer yang tidak aktif dari memiliki efek biologis di situs pengikatan ini. Dalam beberapa kasus, bagian dari molekul yang mengandung pusat kiral mungkin berada di wilayah yang tidak berperan dalam kemampuan molekul untuk berinteraksi dengan targetnya. Dalam hal ini, enansiomer individu dapat menampilkan farmakologi yang sangat mirip atau bahkan setara di lokasi target mereka. Bahkan dalam kasus-kasus ini, enansiomer mungkin berbeda dalam profil metaboliknya serta afinitasnya terhadap reseptor, pengangkut, atau enzim lain.

Senyawa Dengan Beberapa Pusat Kiral

Kiral didefinisikan sebagai objek di mana gambar cermin tidak dapat ditumpangkan. Contoh yang baik adalah tangan Anda; adalah gambar cermin tetapi tidak bisa ditumpangkan. Menerjemahkan ini ke molekul organik, stereocenter adalah pusat karbon dengan 4 substituen unik yang diatur sedemikian rupa sehingga gambar cermin tidak dapat ditumpangkan. Jadi, mereka “mirip” dengan molekul yang berbeda walaupun mereka memiliki substituen yang sama. Jika kita mengubah pengaturan substituen, kita selalu dapat menemukan 2 pengaturan untuk setiap substituen, konfigurasi R atau S. Dengan demikian, setiap stereocenter harus memiliki 2 stereoisomer.

2 gambar cermin dari molekul kiral disebut enantiomer. Seperti tangan, enansiomer datang berpasangan. Kedua molekul pasangan enansiomer memiliki komposisi kimia yang sama dan dapat ditarik dengan cara yang sama dalam 2 dimensi (misalnya, struktur obat pada kemasan paket), tetapi dalam lingkungan kiral seperti reseptor dan enzim dalam tubuh, mereka dapat berperilaku berbeda. Rasemat (sering disebut campuran rasemat) adalah campuran dengan jumlah yang sama dari kedua enansiomer dari obat kiral. Sifat chiralitas dalam obat-obatan paling sering muncul dari sebuah atom karbon yang melekat pada 4 kelompok berbeda, tetapi dapat juga ada sumber sifat kiralitas lainnya. Enansiomer tunggal kadang-kadang disebut sebagai isomer tunggal atau stereoisomer.

Sekarang, lihat senyawa C, dimana konfigurasinya adalah S di pusat kiral 1 dan R di pusat kiral 2. Senyawa A dan C adalah stereoisomer: mereka memiliki rumus molekul yang sama dan konektivitas ikatan yang sama, tetapi susunan atom yang berbeda di space (ingat bahwa ini adalah definisi istilah 'stereoisomer). Namun, mereka bukan gambar cermin satu sama lain. Sehingga mereka bukan enansiomer. Menurut definisi, mereka adalah diastereomer satu sama lain. Perhatikan bahwa senyawa C dan B juga memiliki hubungan diastereomer, dengan definisi yang sama.

Jadi, senyawa A dan B adalah sepasang enansiomer, dan senyawa C adalah diastereomer keduanya. Apakah senyawa C memiliki enansiomernya sendiri? Senyawa D adalah gambar cermin dari senyawa C, dan keduanya tidak dapat ditumpangkan. Oleh karena itu, C dan D adalah sepasang enantiomer. Senyawa D juga merupakan diastereomer senyawa A dan B.

Sebagai contoh, enansiomer molekul dengan stereokimia R, R adalah S, S. Hubungan antara molekul R, R dan R, S adalah apa yang digambarkan sebagai diastereomer, yang berbeda dalam beberapa tetapi tidak semua stereosenter.

Inilah cara lain untuk memandang keempat stereoisomer, di mana satu pusat kiral dikaitkan dengan merah dan biru lainnya. Pasangan enantiomer ditumpuk bersama.

Kita tahu, bahwa enansiomer RR harus SS dan kedua pusat kiral berbeda. Kita juga tahu bahwa RS dan SR adalah diastereomer RR, karena dalam setiap kasus satu dengan pusat kiral berbeda.

Sekarang, mari kita memperluas analisis kita ke molekul gula dengan tiga pusat kiral. Melalui semua kombinasi yang memungkinkan, kami menghasilkan delapan stereoisomer total - empat pasang enansiomer.

Satu lagi definisi pada titik ini: diastereomer yang berbeda hanya pada satu pusat kiral tunggal disebut epimer. Misalnya, RRR dan SRR adalah epimer:

stilah epimers berguna karena dalam jalur biokimiawi, senyawa dengan pusat kiral ganda di isomerisasi pada satu pusat spesifik oleh enzim yang dikenal sebagai epimerase. Dua contoh reaksi yang dikatalisis epimerase di bawah ini.

Permasalahan :

1. Bagaimana sifat-sifat dari enantiomer tersebut ?

2. Bagaimana membedakan antara Chiral dengan Achiral ?

3. Bagaimana cara menentukan apakah suatu molekul tersebut sebagai Enantiomer, Diastereomer atau Senyawa Meso ?

• Twitter
• Facebook
• Google
• Tumblr
• Pinterest

Artikel Terkait