Kimia Organik Lanjut-Sterekimia

Senyawa Piran dan Furan

BAB I

PENDAHULUAN

A.  Latar Belakang

Kimia organik dapat dikatakan jauh lebih banyak menyentuh kehidupan sehari-hari, karena hampir semua reaksi-reaksi yang menyangkut organisme hidup melibatkan senyawa-senyawa organik. Ahli-ahli kimia telah demikian tinggi kemampuannya sehingga  telah dapat menciptakan zat-zat organik melalui proses sintesis yang tak ditemukan di alam. Sudah barang tentu dalam merencanakan pembuatan atau sintesis ini harus memerlukan pengetahuan tentang ikatan dan struktur dari senyawa-senyawa organik.

Dalam kehidupan kita sehari-hari tidaklah terlepas dari senyawa organic karena ia merupakan penyusun sebagian besar system kehidupan. Kimia organic sendiri adalah bagian dari ilmu kimia yang mempelajari senyawa karbon. Melihat betapa banyaknya peran ilmu kimia organic dalam kehidupan sehari-hari sehingga kimia organic menempati peran yang penting pula dari banyak bidang studi. Sebagian besar penyusun makhluk hidup di bumi yang tersusun atas gugus karbonil yang terdapat dalam bentuk persenyawaannya dikenal sebagai senyawa organik. Penulisan makalah ini di latar belakang ioleh matakuliah Kimia Organik Lanjut pada semester V yang salah satu pokok bahasannya adalahStereokimia-stereoisomer pada senyawa siklik. Stereokimia sendiri dikenal sebagai studi mengenai molekul-molekul dalam ruang tiga dimensi serta pengaruh dari bentuk tiga dimensi dari molekul ini yang mempengaruhi sifat kimia dan fisik dari suatu senyawa. Stereokimia dikenal pula sebagai kimia ruang dimana ia memiliki peran penting di dalam ilmu kimia organic sebab bagiannya yang menjadi satu-kesatuan dari kehidupan.

B.  Rumusan Masalah :

1.    Apakah pengertian dari stereoisometri dan stereokomia?

2.    Bagaimana bentuk struktur dari senyawa alena?

3.    Apa yang dimaksud dengan senyawa furan dan piran?

4.    Bagaimana struktur dari senyawa furan dan piran?

5.    Bagaimana cara menggambarkan proyeksi Haworth?

C.  Tujuan :

Dapat mengetahui tentang yang berkaitan dengan stereoisomer-stereoisomer pada senyawa Alena, Furan maupun Piran.

D.  Manfaat :

1.    Mahasiswa mengetahui pengertian streoisometri-stereokimia

2.    Mahasiswa mengetahui bentuk struktur dari senyawa alena

3.    Mahasiswa dapat mengetahui apa itu senyawa furan dan piran

4.    Mahsiswa dapat mengetahui struktur dari senyawa furan dan piran

5.    Mahasiswa dapat mengetahui cara menggambarkan proyeksi haworth

 

BAB II

PEMBAHASAN

A.  STEREOISOMER

Isomer adalah molekul yang memiliki molekul 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 deikenal dengan isomer struktural. Isomer struktural bukanlah suatu bentuk dari stereoismer dan dijelaskan lebih lanjut pada halaman lain.

Dalam stereoisomer, atom yang menghasilkan isomer berada pada posisi yang sama namun memiliki pengaturan keruangan yang berbeda. Stereoisomer terbagi menjadi 2 yaitu isomer optikal dan isomer geometric.

1.    Isomer Optikal

Dinamakan isomer optikal karena efek yang terjadi pada polarisasi sinar. Substansi sederhana yang menghasilkan isomer optikal dikenal sebagai enansiomer.

2.    Isomer Geometrik

Isomer Geometrik (juga dikenal sebagai isomer cis / trans ) merupakan salah satu bentuk dari isomer. Halaman ini menjelaskan apa yang dimaksud dengan stereoisomer dan bagaimana anda bisa mengetahui kemungkinan adannya isomer geometri dari sebuah molekul.

B.  STEREOISOMER PADA SENYAWA ALENA

Alkadiena merupakan hidrokarbon tak jenuh yang mempunyai 2 buah ikatan rangkap  dua dalam satu molekul. Misal: Propadiena atau alena dengan struktur H₂C=C=CH₂ yang linear seolah memiliki atom pusat divalen.

Senyawa ini (alkadiena) tergolong ke dalam hidrokarbon alifatik tak jenuh yang mempunyai rumus umum CnH2n-2. Cara penamaan senyawa-senyawa alkadiena sama seperti pada alkena, alkadiena ditentukan dari rantai terpanjang yang mengandung dua buah ikatan rangkap dua. Akhiran  nama induk –ena pada alkena,diganti akhiran untuk rantai induk alkadiena adalah –diena.

Contoh: isomernya C₃H₄ (Propuna Propadiena)

Diena diklasifikasi sesuai kedudukan ikatan rangkap dua. Senyawa yang mengandung ikatan rangkap dua berseling dengan ikatan tunggal disebut diena terkonjugasi.

 

                       C          C        C        C

   

Struktur umum diena terkonjugasi

Bila dua ikatan rangkap dua terpisah paling sedikit oleh satu atom karbon jenuh, senyawa disebut diena terisolasi.

 

                 C            C           C          C           C              

                     Struktur umum diena terisolasi

Klas terakhir, senyawa yang mengandung satu atom karbon yang mengikat dua ikatan rangkap dua karbon-karbon disebut diena terakumulasi. Senyawa jenis ini sukar dibuat, sebagai contoh alena CH₂=C=CH₂ atau propadiena dan CH₂=C=CH-CH₃ disebut 1,2 butadiena.

 

                         C            C             C    

                     Struktur umum diena terakumulasi

Struktur dari alena

Alena adalah sebuah senyawa yang satu karbon atom memiliki ikatan ganda dengan masing-masing dua pusat karbon yang berdekatan. Alena diklasifikasikan sebagai poliena dengan diena cumulated . Senyawa induk dari Alena adalah propadiene . Senyawa dengan struktur Alena jenis tetapi dengan lebih dari tiga atom karbon yang disebut kumulena. Jauh lebih reaktif daripada yang lain yang paling Alena alkena . Sebagai contoh, reaktivitas mereka dengan gas klor lebih seperti reaktivitas alkynes.

Karbon pusat Alena membentuk dua ikatan sigma dan dua ikatan pi Karbon pusat , dan dua karbon terminal . Sudut ikatan yang dibentuk oleh tiga karbon adalah 180 °, menunjukkan geometri linear untuk karbon dari Alena.

Atom karbon luar masing-masing terkait dengan dua atom lain atau kelompok berdasarkan ikatan tunggal. Alena yang diena dengan reaksi khas alkena. Dalam kondisi dasar, mereka sering mengkonversi ke alkynes Dalam Alena, kedua ikatan ganda terletak pada bidang yang tegak lurus satu sama lain. Akibatnya, dalam Alena dari tipe R₁ R₂ C: C: CR₃ R_4, gugus R₁ dan R₂ terletak pada bidang tegak lurus terhadap bidang yang mengandung R₃ dan R_4. Dalam keadaan ini, molekul kiral dan dapat menunjukkan aktivitas optik.

Senyawa-senyawa pada ikatan rangkap seperti alena memungkinkan terbentuknya isomer geometri. Setiap sepasang ikatan rangkap dua karbon-karbon dapat membentuk isomer cis dan trans atau Z dan E, jika setiap atom karbon alifatik tak jenuh mengikat dua substituent yang berbeda.

H                                 H                                 CH₃                             H

            C=C=C                                                           C=C=C

CH₃                             CH₃                             H                                 CH₃

       Z-1,3-dimetilalena                                          E-1,3-dimetilalena

cis-1,3-dimetilalena                                         trans-1,3-dimetilalena

C.  STEREOISOMER PADA SENYAWA FURAN DAN PIRAN

Dalam kimia, piran adalah cincin heterosiklik beranggota enam yang terdiri dari lima atom karbon dan sebuah atom oksigen dan mengandung dua ikatan rangkap dua. Rumus molekulnya adalah C₅H₆O. Terdapat dua isomer piran yang berbeda tergantung pada lokasi ikatan rangkapnya. Pada 2H-piran, karbon jenuh terdapat pada posisi 2, sedangkan pada 4H-piran, karbon jenuhnya terdapat pada posisi 4.

Walaupun piran sendiri tidak begitu penting dalam kimia, terdapat bermacam-macam turunan piran yang merupakan molekul biologis yang penting. 4H-Piran dengan mudah berdisproporsionasi menjadi dihidropiran dan ion pirilium yang sangat mudah dihirolisis pada media larutan.

Istilah piran juga sering digunakan untuk analog cincin jenuh yang lebih tepatnya dirujuk sebagaitetrahidropiran. Dalam hal ini, monosakarida yang megandung sistem cincin beranggota enam dikenal sebagai piranosa. Oleh karena itu, bentuk cincin beranggota enam glukosa juga dikenal sebagai D-glukopiranosa.

Piran
Nama IUPACPiran
Nama lain 2H-Piran, 4H-Piran
Identifikasi
Nomor CAS
SMILES	C1=CC=CCO1 (2H) C1=CCC=CO1 (4H)
Sifat
Rumus molekul	C5H6O
Massa molar	82,1 g/mol
Senyawa terkait
Senyawa terkait	Dihidropiran Tetrahidropiran
Kecuali dinyatakan sebaliknya, data di atas berlaku pada temperatur dan tekanan standar (25°C, 100 kPa) Sangkalan dan referensi

Suatu monosakarida dalam bentuk hemiasetal cincin lima anggota disebut furanosa. Furanosa diambil dari nama furan, senyawa heterosiklik oksigen lima anggota. Serupa dengan piranosa yaitu monosakarida dalam bentuk cincin enam anggota, diambil dari nama piran. Istilah furanosa dan piranosa seringkali digabung dengan nama monosakaridanya, missal D-glukopiranosa untuk cincin enam anggota dari D-glukosa atau D-fruktofuranosa untuk cincin lima anggota dari fruktosa.

                     

Piran                                           Furan

D.  BENTUK SIKLIK MONOSAKARIDA

Pentosa dan heksosa dapat membentuk struktur siklik melalui reaksi gugus keton atau aldehida dengan gugus OH dari atom C asimetrik terjauh. Glukosa membentuk hemiasetal intra-molekular sebagai hasil reaksi aldehida dari C1 & OH dari atom C5, dinamakan cincin piranosa.

Sistem cincin gula beranggota lima mendapat nama umum furanosa, yaitu berdasar eter siklik induknya, furan, sedangkan sistem cincin gula beranggota enam di anggap sebagai turunan piran dan di sebut piranosa.

   Piran

Untuk menamai gula dalam bentuk tertutup, buanglah ahiran –sa dari nama gula dan tambahi furanosa atau piranosa, sesuai dengan bentuk tertutupnya (cincin beranggota lima atau emnam). Jadi, bentuk siklik dari D- fruktosa yang benar di sebut D- fruktofuranosa dan untuk D- glukosa di namakan D- glukopiranosa.

Ø Cincin piranosa, melalui reaksi antara gugus keton atom C2 dengan OH dari C6.

Ø Cincin furanosa, melalui reaksi antara gugus keto atom C2 dengan OH dari C5.

Ø Bentuk hemiasetal dapat terjadi dalam gula molekul aldosa atau ketosa yang sama dimana karbonil fungsional bereaksi dengan salah satu gugus hidroksilnya. Hasilnya adalah enam-anggota cincin gula yang disebut piranosa. Dalam hal ini atom oksigen dari gugus hidroksil pada C-5 untuk bereaksi membentuk cincin, C-5 harus berotasi untuk membawa atom oksigennya ke atas/naik. Rotasi ini mem-bawa gugus hidroksimetil (C-6) ke posisi di atas cincin. Gambar cincin D-glukopiranosa di bawah ini menunjukkan proyeksi Haworth.

Ø Gula dapat juga membentuk lima-anggota cincin yang disebut dengan furanosa, namun jarang terjadi.

Ø Ketika atom karbon dari gugus karbonil terlibat dalam formasi cincin, untuk menjadi hemiasetal (piranosa atau furanosa), ia menjadi kiral. Dengan gula-D konfigurasi yang memiliki gugus hidroksil di bawah cincin disebut dengan bentuk alpha.

Ø Pembentukan cincin siklik glukosa menghasilkan pusat asimetrik baru pada atom C1. Kedua stereoisomer disebut anomer, α & β.

E.  PROYEKSI HAWORTH

1.    Stereokimia bentuk siklik dari gula digambarkan dengan proyeksi Haworth

Stereokimia bentuk siklik dari gula sering digambarkan dengan proyeksi Haworth, yaitu suatu cara baku untuk menggambrkan kedudukan gugus hidroksil di dalam ruang. Menunnjukkan proyeksi Haworth untuk _D-glukopiranosa dan _D-fruktofuranosa. Kita lihat ada dua kemungkinan untuk masing-masing gula tersebut; ditandai dengan kata alfa dan beta.

Ada dua bentuk yang mungkin. Karena dari bentuk rantai terbuka siklik, terjadilah karbon asimetri baru pada karbon-1 dari aldosa dan karbon-2 pada ketosa. Dalam proyeksi Hworth untuk _D-glukopiranosa misalnya, gugus hidroksil pada karbon-1 yang berasal dari fungsi aldehida(pada gula berantai terbuka) dapat berada diatas (beta atau β) atau dibawah (alfa atau α) bidang cincin piranosa.

Contoh yang lainnya:

Anomer adalah gula tang berbeda stereokimianya hanya pada karbon hemiasetal dan hemiketal. Anomer alfa dan beta dari gula berbentuk siklik berbeda titik lelehnya dan kemampuannya memutar cahaya terkubung-bidang. Alfa _D-glukosa melelh pada 146 ⁰C. perbedaan ini menunjukkan sekali lagi bahwa sekalipun kecil perubahan bentuk molekul atau struktur, pengaruhnya pada sifat fisis molekul cukup besar.

Proyeksi Haworth menunjukkan bentuk cincin dari gula dengan perbedaan pada posisi OH di C1 anomerik :

α (OH di bawah struktur cincin)

β (OH di atas struktur cincin).

2.    Cara Menggambar Proyeksi Haworth

Konversi proyeksi Fisher rantai terbuka menjadi proyeksi Hawort rantai tertutup mudah dilakukan untuk gula _D. semua gugus hidroksil yang berada di sebelah kiri pada proyeksi Fisher mengarahkan ke atas pada proyeksi Haworth. Gugus hidroksil yang berada di sebelah kanan pada proyeksi Fisher mengarah ke bawah pada proyeksi Hawoerth.

Contoh

Gambarka proyeksi Haworth untuk α-_D-glukopiranosa.

Jawaban

Langkah 1: molekul α-_D-glukopiranosa adalah bentuk siklik dari _D-glukosa. Karena itu. Kita proyeksikan _D-glukosa dalam bentuk rantai terbuka.

Langkah 2: kita gambar cincin piranosa beranggota enam dalam bentuk singkat sebagai berikut:

Langkah 3: kita letakkan gugus CH₂OH dari karbon-6 heksosa. Pada gula _D, karbon-6 selalu berada di atas bidang cincin

Langkah 4: kita isi gugus –OH pada karbon-2,3 dan 4. Perhatikan bahwa oksigen pada karbon-5 dari bentuk rantai sekarang berada dalam cincin dan tidak perlu dihiraukan.gugus hidroksil di sebelah kanan pada proyeksi Fisher pergi ke bawah bidang cincin, yang disebelah kiri pergi ke atas bidang. Hydrogen cincin biasanya diabaikan agar jelas

Langkah 5: kita letakkan gugus –OH pada karbon-1 (dalam hal ini alfa) di bawah bidang cincin:

BAB III

PENUTUP

A.  Kesimpulan

Berdasarkan pembahasan diatas, dapat disimpulkan yaitu sebagai berikut:

1.    Isomer pada senyawa alena yang mempunyai struktur CH₂=C=CH₂ hanya memiliki stereoisomer geometri E dan Z karena bentuk strukturnya yang tidak memungkinkan untuk senyawa tersebut membentuk rotasi R dan S.

2.    Piran adalah cincin heterosiklik beranggota enam yang terdiri dari lima atom karbon dan sebuah atom oksigen dan mengandung dua ikatan rangkap dua. Rumus molekulnya adalah C₅H₆O.

3.    Suatu monosakarida dalam bentuk hemiasetal cincin lima anggota disebut furanosa. Furanosa diambil dari nama furan, senyawa heterosiklik oksigen lima anggota.

4.    Stereokimia bentuk siklik dari gula sering digambarkan dengan proyeksi Haworth, yaitu suatu cara baku untuk menggambrkan kedudukan gugus hidroksil di dalam ruang.

B.  Saran

Karena makalah ini dan kami yang menyampaikan materi penuh kekurangan, kami berharap dosen dapat membantu agar teman-teman dapat mengerti dengan cepat.

*MpfD,