Pertemuan 7 : Konfigurasi Mutlak dan Relatif

   Konfigurasi Mutlak dan Relatif

Kadangkala pemisahan campuran rasemik belum dapat menenntukam konfigurasi enatiomer sebagai (R) atau (S) yaitu konfigurasi mutlak sesuatu molekul. Hal ini karena memang sukar untuk menentukan konfigurasi mutlak sebagian kiral. Pengukuran putaran optic tidak memberi maklumat tentang konfigurasi enatiomer. Putaran tentu enatiomer boleh berubah jika panjang gelombang cahaya diubah dan setengah enatiomer mempunyai tanda yang berlainan dalam pelarut berbeda apabila susunan penukar ganti pada suatu pusat kekiralan diketahui, barulah konfigurasi mutlak molekul tersebut dapat diketahui. Ini dapat dilakukan dengan menentukan struktur hablur sinar-X (X-ray crystal structure).

            Susunan atom atau kumpulan dalam molekul aktif optik berdasarkan saling penukaran dari pada atau kepada suatu sebagian yang disebt sebagai konfigurasi relative. Disebut relative karena dengan melihat struktu moleku saja, konfigurasi sesuatu molekul itu tidak dapat ditentukan.

1. Konfigurasi Absolut

      Sistem 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).Pengertian mutlak adalah sepenuhnya atau seutuhnya dan tidak tergantung pada kondisi apapun sebagai syarat.Konfigurasi mutlak itu  sendiri memiliki arti yaitu penataan atom-atom dalam ruang tiga dimensi dalam orientasi yang sudah pasti atau suatu susunan kelompok tentang atom asimetris dan terutama sebuah atom tetrahedrally terikat dengan empat substituent yang berbeda-beda. Urutan penataan keempat gugus disekitar suatu atom karbon kiral sering disebut dengan konfigurasi mutlak di atom itu. Konfigurasi mutlak dalam suatu enantiomer adalah khas struktur dari molekulnya. Dan tak terdapat hubungan yang sederhana diantara konfigurasi mutlak di suatu enantiomer tertentu atau arah pemutarannya di bidang polarisasi cahaya olehnya. Konfigurasi mutlak ( + ).Konfigurasi mutlak menggunakan arah orientasi R (rectus) dan S (sinister) untuk setiap pusat kiral dalam molekul dan merupakan pilihan untuk menentukan konfigurasi pusat kiral molekul obat . Penentuan pusat gugus yang melekat pada pusat kiral berdasarkan nomor atom yang bersangkutan. Arah orientasi R adalah searah jarum jam, sedangkan arah orientasi S adalah berlawanan jarum jam

2. Konfigurasi Relatif

Untuk senyawa yang mempunyai atom C asimetris lebih dari satu, kadang-kadang digambarkan menurut proyeksi Fisher. Ini untuk penyederhanaan, diberi nama atas nama orang yang mengusulkan, yaitu Fisher.

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 molekulyang kedua dari belakang, yang merupakan C5 pada gambar sebagai berikut :

     

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.

•  Pemisahan Campuran Rasemik

     Campuran rasemik adalah suatu ccampuran yang mengandung sepasang enatiomer dalam jumlah yang sama. sepasang enatiomer itu adalah enatiomer R dan enatiomer S.

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.