STEREOKIMIA

Stereokimia adalah susunan ruang dari atom dan gugus fungsi dalam molekul umumnya molekul organik dalam obyek tiga dimensi yang merupakan hasil hibridisasi dan ikatan secara geometri dari atom dalam molekul. Artinya bagaimana atom-atom dalam sebuah molekul diatur dalam ruang satu terhadap ruang yang lainnya.

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. Etena adalah salah satu hidrokarbon yang memiliki bangun stereokimia contohnya pada gambar berikut :

·         Berhadapan : Akan terjadi interaksi yang lebih besar

·         Tidak berhadapan (tolak belakang ) : akan terjadi interaksi yang lebih kecil .

Variasi struktur senyawa organic

1.      Variasi jeni dan jumlah atom penyusunan molekul .

2.      Variasi urutan atom (posisi) yang terikat satu sama yang lainnya .

3.      Variasi penataan atom penyusun molekul dalam raungan tiga dimensi yang dikarenakan ketegaran (rigidity) dalam molekul .

Ada beberapa pendapat mengenai sterokimia menurut para ahli,yaitu:

·         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.

·         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.

·         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. van't Hoff menyadari bahwa keempat hidrogen dalam CH4 harus setara (lingkungan yang sama) dan geometris persegi itu dikesampingkan karena akan membentuk dua struktur sebagai berikut :

Untuk CH4 tetrahedral, empat hidrogen setara berada di sudut dengan sudut HCH dari 109,5

Karbon tetrahedral tidak hanya bekerja sama dengan tidak adanya isomer CH3Y dan CH2YZ, tetapi juga meramalkan adanya isomer bayangan cermin. Ketika karbon membuat empat ikatan tunggal dengan empat kelompok berbeda seperti CHFClBr, nonsuperimposable cermin-gambar molekul (enantiomer) Ini menampilkan sifat fisik hampir sama kecuali untuk arah rotasi dari cahaya terpolarisasi. Sebuah campuran yang sama dari si kembar cermin gambar secara optik tidak aktif sejak rotasi membatalkan satu sama lain. Sebuah karbon dengan empat kelompok yang berbeda dikatakan memiliki "pusat kiral." Contoh molekul yang mengandung satu atau lebih pusat kiral ditunjukkan dengan tanda bintang merah. Meskipun atom hidrogen tidak ditampilkan,  menganggap mereka hadir untuk memberikan karbon empat obligasi. Sebagai jumlah pusat kiral (C *) meningkat, begitu juga jumlah stereoisomer (struktur yang sama tetapi berbeda dalam orientasi ruang). Jumlah maksimum stereoisomer yang mungkin adalah 2x di mana x adalah jumlah pusat kiral per molekul.

·         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).

·    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.

STEREOISOMER

Stereoisomer adalah molekul isomer yang memiliki rumus molekul yang sama dan urutan atom terikat (konstitusi), namun berbeda dalam orientasi tiga dimensi atom mereka di ruang angkasa. Hal Ini berbeda dengan isomer struktural, yang berbagi rumus molekul yang sama, tetapi koneksi obligasi atau berbeda pesanan mereka. Menurut definisi, molekul yang stereoisomer satu sama lain mewakili isomer struktural yang sama.

ISOMER GEOMETRI

Isomer geometri adalah senyawa-senyawa yang mempunyai rumus molekul sama tetapi struktur ruangnya berbeda. Isomer geometri disebabkan oleh susunan atom dalam ruang. Jadi bila ada 2 senyawa hidrokarbon yang bentuk strukturnya sama, baik kerangkanya maupun letak gugus fungsionalnya sama, masih mungkin berbeda jenis jika susunan atom dalam ruangnya berbeda.    
A. Jenis , jumlah dan urutan  atom dalam posisi satu sama lainnya dalam suatu molekul yang sama .

       B. Variasi penataan atom ppenyusun dalam ruang tiga dimensi yang dikarenakan ketegaran (rigidity) dalam molekul .

·         ISOMER GEOMETRI CIS TRAN

CH3CH=CHCH3 ( 2-butena)

Pada gambar diatas kedua atom karbon yang mengikat ikatan rangkap tiap-tiap karbonnya baik yang sebelah kiri maupun yang sebelah kanan ikatan rangkap mempunyai dua gugus yang berbeda yaitu CH3 dan H . Hal ini yang dimaksud mengikat gugus yang berbeda pada tiap-tiap karbon yang berikatan rangkap . Jadi pada bentuk senyawa di atas mempunyai isomer Cis-Trans yang digambarkan sebagai berikut  :

 
Bila gugus yang sama dalam kedua karbon yang berikatan rangkap ( C=C ) terletak dalam satu sisi disebut Cis, sedangkan bila gugus yang sama dalam kedua karbon yang berikatan rangkap terletak berseberangan disebut trans.
 

·         ISOMER GEOMETRI E-Z

Stereoisomerisme tentang ikatan ganda muncul karena rotasi ikatan rangkap dibatasi, menjaga substituen relatif satu sama lain tetap. Jika dua substituen pada setidaknya satu ujung ikatan ganda adalah sama, maka tidak ada stereoisomer dan ikatan ganda tidak stereocenter, misalnya propena, CH3CH = CH2 mana dua substituen di salah satu ujung keduanya H.

Secara tradisional, ganda stereokimia obligasi digambarkan sebagai cis atau trans mengacu pada posisi relatif substituen di kedua sisi ikatan ganda. Contoh paling sederhana dari isomer cis-trans adalah ethenes 1,2-Disubstituted, seperti dichloroethene (C₂H₂Cl₂) isomer ditunjukkan di bawah.

 
Molekul isomer Dichloroethene adalah cis-1,2-dichloroethene dan molekul II adalah trans-1,2-dichloroethene. Karena ambiguitas sesekali, IUPAC mengadopsi sistem yang lebih ketat dimana substituen pada setiap akhir ikatan rangkap ditugaskan prioritas berdasarkan nomor atom mereka. Jika substituen-prioritas tinggi berada di sisi yang sama dari ikatan, itu ditugaskan Z (Zusammen Ger, Bersama-sama). Jika mereka berada di sisi yang berlawanan, itu adalah E  ( Entgegen Ger, berlawanan). Pada isomer geometri E dan Z menggunakan aturan Chan - Ingold- Prelog yakni gugus pada tiap atom C diberi prioritas tinggi atau rendah . Sejak klorin memiliki nomor atom lebih besar dari hidrogen, itu adalah kelompok prioritas tertinggi. Menggunakan nama molekul digambarkan di atas, molekulnya adalah (Z) -1,2-dichloroethene dan molekul II adalah (E) -1,2-dichloroethene. Hal ini tidak terjadi bahwa Z dan cis atau E dan trans selalu dipertukarkan . Pertimbangkan fluoromethylpentene berikut:
 

Fluoromethylpentene Nama yang tepat untuk molekul ini adalah baik trans-2-fluoro-3-methylpent-2-ene karena gugus alkil yang membentuk rantai tulang punggung (yaitu, metil dan etil) berada di ikatan ganda dari satu sama lain, atau (Z) -2-fluoro-3-methylpent-2-ene karena kelompok prioritas tertinggi pada setiap sisi ikatan rangkap berada di sisi yang sama dari ikatan rangkap. Fluoro adalah kelompok prioritas tertinggi pada sisi kiri ikatan rangkap, dan etil adalah kelompok prioritas tertinggi di sisi kanan dari molekul. Istilah cis dan trans juga digunakan untuk menggambarkan posisi relatif dari dua substituen pada cincin; cis jika di sisi yang sama, jika tidak trans .