A.
Konfigurasi Mutlak dan
relatif
Ketentuan Fischer (Konfigurasi Relatif)
Dengan mengunakan Proyeksi Fischer, sistem penggambaran
konfigurasi gugus disekitar pusat kiral yang berbeda (susunan ruang atom atau
gugus yang menempel pada karbon kiral), yaitu konvensi D dan L. Metode ini
banyak digunakan dalam biokimia dan kimia organik terutama untuk karbohidrat
dan asam amino. Gliseraldehida ditetapkan sebagai senyawa standar untuk
menentukan konfigurasi semua karbohidrat. Proyeksi Fischer terhadap gliseraldehida
dengan rantai karbon digambarkan secara vertikal, dengan karbon yang paling
teroksidasi (aldehid) berada pada bagian paling atas, dengan gambar struktur
sebagai berikut :
Gugus OH pada pusat kiral digambarkan pada sisi sebelah kanan
untuk isomer D dan sisi sebelah kiri untuk isomer L. Ini berarti setiap gula
yang memiliki stereokimia yang sama dengan D-gliseraldehida termasuk gula seri
D (misalnya D-glukosa), sedangkan gula yang memiliki stereokimia yang sama
dengan L-gliseraldehida termasuk gula seri L. Di mana penentuan D atau L
berdasarkan pada asimetris pada atom karbon molekul yang kedua dari belakang,
yang merupakan C5 pada gambar sebagai berikut :
Situasi ini analog untuk asam amino, jika proyeksi Fischer
digambarkan (rantai karbon vertikal dengan atom karbon yang paling teroksidasi
berada paling atas), maka semua asam amino “alami” yang ditemukan dalam protein
manusia, diketahui memiliki gugus NH3+ pada posisi sebelah kiri proyeksi
Fischer, yang sama dengan L-gliseraldehida, sehingga asam-asam amino ini
dikenal sebagai asam amino seri L. Hal ini sangat menguntungkan dan bermanfaat
dibidang kesehatan, khususnya bidang Farmasi dalam hal rancangan obat dengan
uji toksisitas selektif, di mana diketahui asam amino pada mikroorganisme
memiliki konfigurasi yang berlawanan yaitu seri D, sebagai contoh Penisillin
yang menghambat enzim transpeptidase dalam sintesis dinding sel mikroba, hal
ini berhubungan dengan dipeptida D-alanin-D-alanin dari dinding sel mikroba
yang mirip dengan struktur penisillin. Sehingga penisilin tidak toksik terhadap
manusia yang memiliki L-alanin dalam protein tubuh.
2. Ketentuan Cahn-Ingold-Prelog (Konfigurasi Absolut)
Sistem yang paling sukses untuk menunjukkan konfigurasi
senyawa-senyawa umum adalah konvensi Cahn-Ingold-Prelog. Cahn (dari inggris),
Ingold (dari Swiss), dan Prelog (Swiss) mengusulkan cara penentuan konfigurasi
atom karbon stereogenik baru yang didasarkan atas aturan pronitas (priority
rule) atau aturan urutan (sequence rule). System ini menggunakan huruf R atau S untuk
setiap pusat kiral dalam molekul dan merupakan pilihan untuk menentukan konfigurasi
pusat kiral molekul obat. Penentuan setiap gugus yang melekat pada pusat kiral
berdasarkan nomor atom yang bersangkutan. Nomor atom yang lebih berat memiliki
prioritas yang lebih utama, sehingga atom hidrogen (H) pada urutan paling
akhir. Jika keseluruhan prioritas disekitar kiral pusat telah ditentukan. jika
urutan prioritas gugus tersusun menurut arah jarum jam disekitar pusat kiral,
karbon kiral menerima konfigurasi R (Rectus) dan jika sebaliknya sebagai
konfigurasi S (Sinister). Cara penentuan konfigusai R atau S sebagai berikut:
1. Urutkan prioritas keempat atom yang terikat pada pusat
kiral berdasarkan nomor atomnya. Diketahui nomor atom Br = 35, Cl = 17, F = 9,
H = 1, maka urutan prioritas keempat atom di atas adalah Br > Cl > F >
H.
2. Gambarkan proyeksi molekul sedemikian rupa hingga atom
dengan prioritas terendah ada di belakang atau putar struktur (1) dan (2)
sehingga atom H ada di belakang.
3. Buat anak panah mulai dari atom/gugus berprioritas paling
tinggi ke prioritas yang lebih rendah.
4. Bila arah anak panah searah jarum jam, konfigurasinya
adalah R. Bila arah anak panah berlawanan dengan arah jarum jam, konfigurasinya
adalah S. Jadi konfigurasi struktur (1) adalah S, sedangkan konfigurasi
struktur (2) adalah R.
B. Pemisahan campuran rasemik.
Campuran rasemik artinya suatu campuran yang mengandung
sepasang enantiomer dalam jumlah yang sama. Sepasang enentiomer itu adalah
enantiomer R dan enentiomer S. Suatu stereoisomer akan menjalani reaksi yang
berbeda dengan stereoisomer pasangannya dalam sistem biologis makhluk hidup.
Bahkan terkadang suatu stereoisomer akan menghasilkan produk yang berbeda
dengan stereoisomer pasangannya dalam sistem biologis makhluk hidup.
Dalam
kebanyakan reaksi di laboratorium, seorang ahli kimia menggunakan bahan baku
akiral ataupun rasemik dan memperoleh produk akiral dan rasemik. Oleh karena
itu sering kiralitas (atau tiadanya kiralitas) pereaksi dan produk diabaikan dalam
bab-bab berikutnya.
Berlawanan
dengan reaksi kimia di laboratorium, kebanyakan reaksi biologis mulai dengan
pereaksi kiral atau akiral dan menghasilkan produk-produk kiral. Reaksi
biologis ini dimungkinkan oleh katalis biologis yanh disebut enzim, yang
bersifat kiral. Ingat bahwa sepasang enantiomer mempunyai sifat-sifat kimia
yang sama kecuali dalam hal antraksi dengan zat-zat kiral lain. Karena enzim
bersifat kiral, maka enzim dapat sangat selektif dalam keguatan katalitiknya.
Misalnya, bila suatu organisme mencerna suatu campuran alanina rasemik maka
hanya (S)-alanina ang tergabung ke dalam bangunan protein. (R)-alanina tidak
digunakan dalam protein, malahan alanina oni dengan bantuan enzim lain
dioksidasi menjadi suatu asam keto serta memasuki bagan metabolisme lain.
Dalam
laboratorium pemisahan fisis suatu campuran rasemik menjadi
enantiomer-enantiomer murni disebut resolusi (atau resolving) campuran rasemik
itu. Pemisahan natrium amonium tartarat rasemik oleh Pasteur adalah suatu
resolusi campuran tersebut. Enantiomer-enantiomer yang mengkristal secara
terpisah merupakan gejala yang sangat jarang, jadi cara Pasteur tidak dapat
dianggap sebagai suatu teknik yang umum. Karena sepasang enantiomer itu
menunjukkan sifat-sifat fisika dan kimia yang sama, maka tidak dapat dipisahkan
dengan cara kimia atau fisika biasa. Sebagai gantinya, ahli kimia terpaksa
mengandalkan reagensia kiral atau katalis kiral (yang hampir selalu berasal
dari dalam organisme hidup).
Suatu
cara untuk memisahkan campuran rasemik atau sekurangnya mengisolasi enantiomer
murni adalah mengolah campuran itu dengan suatu mikroorganisme yang hanya akan
mencerna salah satu dari enantiomer itu. Misalnya (R)- nikotina murni dapat
diperoleh dari (R)(S)- nikotina dengan menginkubasi campuram rasemik itu dengan
bakteri Pseudomonas Putida yang mengoksidasi (S)- nikotina tetapi tidak
(R)-enantiomer.
Assalamualaikum warahmatullah Hermaliza. Saya ingin sedikit bertanya "Mengapa campuran rasemik dapat dipisahkan?"
BalasHapuswaalaikumsalam
HapusSecara mendasar, proses pemisahan dapat diterangkan sebagai proses perpindahan massa. Proses pemisahan sendiri dapat diklasifikasikan menjadi proses pemisahan secara mekanis atau kimiawi. Pemilihan jenis proses pemisahan yang digunakan bergantung pada kondisi yang dihadapi. Pemisahan secara mekanis dilakukan kapanpun memungkinkan karena biaya operasinya lebih murah dari pemisahan secara kimiawi. Untuk campuran yang tidak dapat dipisahkan melalui proses pemisahan mekanis (seperti pemisahan minyak bumi), proses pemisahan kimiawi harus dilakukan.
Proses pemisahan suatu campuran dapat dilakukan dengan berbagai metode. Metode pemisahan yang dipilih bergantung pada fase komponen penyusun campuran. Suatu campuran dapat berupa campuran homogen (satu fase) atau campuran heterogen (lebih dari satu fase). Suatu campuran heterogen dapat mengandung dua atau lebih fase: padat-padat, padat-cair, padat-gas, cair-cair, cair-gas, gas-gas, campuran padat-cair-gas, dan sebagainya. Pada berbagai kasus, dua atau lebih proses pemisahan harus dikombinasikan untuk mendapatkan hasil pemisahan yang diinginkan.
dan senyawa rasemik sendiri memiliki kriteria senyawa yang dapat dipisahkan
Assalamualaikum hermaliza, saya ingin bertanya mengenai ketentuan Cahn-ingold-prelog. Mengapa pada Ketentuan Cahn-Ingold-Prelog (Konfigurasi Absolut) Nomor atom yang lebih berat memiliki prioritas yang lebih utama ?
BalasHapuswaalaikumsalam
HapusSistem yang paling sukses untuk menunjukkan konfigurasi senyawa-senyawa umum adalah konvensi Cahn-Ingold-Prelog. System ini menggunakan huruf R atau S untuk setiap pusat kiral dalam molekul dan merupakan pilihan untuk menentukan konfigurasi pusat kiral molekul obat.
Penentuan setiap gugus yang melekat pada pusat kiral berdasarkan nomor atom yang bersangkutan. Nomor atom yang lebih berat memiliki prioritas yang lebih utama, sehingga atom hidrogen (H) pada urutan paling akhir. Jika keseluruhan prioritas disekitar kiral pusat telah ditentukan. jika urutan prioritas gugus tersusun menurut arah jarum jam disekitar pusat kiral, karbon kiral menerima konfigurasi R (Rectus) dan jika sebaliknya sebagai konfigurasi S (Sinister)
assalamualaikum hermaliza sarah, mengapa proyeksi fischer bisa dikatakan sebagai suatu cara singkat dan mudah untuk memamparkan molekul kiral? mohon dijelaskan. terimakasih
BalasHapuswaalaikumsalam
HapusDengan mengunakan Proyeksi Fischer, sistem penggambaran konfigurasi gugus disekitar pusat kiral yang berbeda (susunan ruang atom atau gugus yang menempel pada karbon kiral), yaitu konvensi D dan L. Metode ini banyak digunakan dalam biokimia dan kimia organik terutama untuk karbohidrat dan asam amino. Gliseraldehida ditetapkan sebagai senyawa standar untuk menentukan konfigurasi semua karbohidrat. Proyeksi Fischer terhadap gliseraldehida dengan rantai karbon digambarkan secara vertikal, dengan karbon yang paling teroksidasi (aldehid) berada pada bagian paling atas, dengan gambar struktur yg ada di postingan saya