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. Stereokimia berkaitan
dengan bagaimana penataan atom-atom dalam sebuah molekul dalam ruang tiga
dimensi.
Adapun tiga aspek yang mencakup dari stereokimia ini ialah :
·
Konformasi
molekul: Berkaitan dengan bentuk molekul dan bagaimana bentuk molekul itu diubah akibat adanya putaran bebas
disepanjang ikatan C-C tunggal.
·
Konfigurasi
berkaitan dengan Kiralitas molekul: Bagaimana penataan atom-atom disekitar atom
karbon yang mengakibatkan terjadinya isomer..
·
Isomer
Geometrik : Terjadi karena ketegaran (rigit) dalam molekul yang mengakibatkan
adanya isomer.
Analisis retrosintetis
adalah teknik pemecahan masalah dalam merencanakan sintesis
organik. Ini dilakukan dengan melakukan transformasi molekul target
menjadi struktur-struktur prekursornya yang lebih sederhana tanpa berasumsi
tentang bahan awalnya. Masing-masing bahan prekursor diuji menggunakan metode
yang sama. Prosedur ini diulang-ulang hingga diperoleh struktur paling
sederhana atau yang tersedia di pasaran. E.J Corey memformalkan
konsep ini dalam bukunya The Logic of Chemical Synthesis.[1][2][3]
Kekuatan analisis retrosintesis menjadi bukti
dalam rancangan sintesis. Sasaran analisis retrosintesis adalah penyederhanaan
struktur kimia. Seringkali, suatu sintesis akan memiliki lebih dari satu jalur
sintesis yang mungkin. Retrosintesis cocok untuk mengungkap berbagai
kemungkinan jalur sintesis yang berbeda dan membandingkannya berdasarkan logika
dan panjang jalur.[4]
Perlu suatu basis data untuk setiap tahapan analisis, untuk menentukan komponen
mana yang telah tersedia dalam literatur. Jika hal ini terjadi, tidak perlu
eksplorasi lanjutan terhadap senyawa tersebut.
Diskoneksi
Tahapan retrosintesis yang melibatkan pemutusan ikatan
untuk membentuk dua (atau lebih) sinton.
Retron
Substruktur molekul minimal yang memungkinkan
terjadinya transformasi tertentu.
Pohon
retrosintesis
Suatu grafik asiklik terarah
beberapa (atau semua) kemungkinan retrosintesis dari suatu target tunggal.
Fragmen molekul yang diidealkan. Suatu sinton dan
senyawa ekivalen sintetisnya
yang tersedia secara komersial ditunjukkan dalam gambar di bawah:
Target
Senyawa akhir yang diinginkan.
Transformasi
reaksi sintesis balik; pembentukan bahan awal dari
produk tunggal.
Contoh berikut
akan memudahkan pemahaman konsep analisis retrosintesis.
Dalam merencanakan sintesis asam fenilasetat,
diidentifikasi dua sinton. Sebuah gugus nukleofil "–COOH",
dan gugus elektrofil "PhCH+2". Tentu saja, kedua sinton tersebut
tidak tersedia begitu saja; ekivalen sintesisnya yang sesuai dengan
sinton-sinton direaksikan untuk menghasilkan produk yang diinginkan. Dalam
kasus ini, anion sianida adalah
ekivalen sintesis untuk sinton –COOH; sementara benzil
bromida adalah ekivalen sintesis untuk sinton benzil.
Maka, sintesis asam fenilasetat yang ditentukan berdasarkan analisis
retrosintesis menjadi sebagai berikut:
Kenyataannya,
asam fenilasetat telah disintesis dari benzil sianida,[5]
yang disintesis berdasarkan reaksi antara benzil klorida dengan natrium sianida[6]
STRATEGI
·
Strategi gugus fungsi
Manipulasi gugus fungsi
dapat mengurangi kompleksitas molekul secara signifikan.
·
Strategi stereokimia
Sejumlah
pereaksi kimia memiliki kebutuhan stereokimia
yang berbeda. Transformasi stereokimia (seperti penataan ulang Claisen
dan reaksi Misunobu) dapat
menghilangkan atau memindahkan kekhiralan yang diinginkan sehingga
menyederhanakan target.
·
Strategi struktur tujuan
Mengarahkan
sintesis ke intermediat yang diinginkan dapat mempersempit fokus analisis
secara signifikan. Hal ini memungkinkan teknik pencarian dua arah.
·
Strategi berbasis transformasi
Aplikasi
transformasi untuk analisis retrosintesis dapat menyederhanakan kompleksitas
molekul. Sayangnya, retron berbasis transformasi jarang ada dalam molekul
kompleks, dan tahapan sintesis tambahan seringkali diperlukan agar retron
tersebut ada.
·
Strategi topologis
Identifikasi
satu atau lebih pemutusan ikatan kunci dapat menyebabkan identifikasi
substruktur kunci atau sulit untuk mengidentifikasi transformasi penataan ulang
·
Sangat
disarankan pemutusan tetap mempertahankan struktur cincin
·
Tidak
dianjurkan pemutusan yang menghasilkan cincin yang lebih besar dari 7 anggota.
● Pembentukan produk kiral dari reaktan akiral, contohnya: adisi
hidrogen bromida pada 1-Butena menghasilkan 2-bromobutana (sesuai aturan
Markovnikov):
Produknya memiliki 1 pusat stereogenik, ditandai dengan
bintang, tetapi kedua enantiomer ini berbentuk dalam jumlah yang tepat sama.
Produknya ialah campuran resmik karena ion bromida dapat bergabung
dengannya dari atas atau bawah dengan peluang yang tepat sama, yakni:
 |
Dari reaksi ini diketahui bahwa bila reaksi antara dua reagen akiral
menghasilkan produk kiral, hasilnya selalu campuran rasemik (50 : 50)
enantiomer. Andaikan kita ingin memperoleh setiap enantiomer murni dan bebas
dari enantiomer lain. Proses pemisahan campuran rasemik menjadi
enantiomernya dinamakan resolusi. Karena enantiomer memiliki sifat
akiral yang identik, bagaimana kita memisahkan campuran rasemik ke
dalam komponen-komponennya?
Jawabnya ialah mengonversinya menjadi diastereomer, pisahkan diastereomer
dan kemudian merekonversi diastereomer yang sekarang telah terpisah menjadi
enantiomernya kembali. Untuk memisahkan dua enantiomer pertama-tama kita
reaksikan dengan reagen kiral. Produknya akan berupa sepasang diastereomer.
Diastereomer ini telah kita ketahui berbeda dalam semua jenis sifatnya dan
dapat dipisahkan melalui metode biasa. Prinsip ini diilustrasikan dalam
persamaan berikut:
Sesudah diastereomer-diastereomer ini dipisahkan, kemudian kita melaksanakan
reaksi yang meregenerasi reagen kiral itu dan memisahkan enantiomernya.
Pertanyaan :
Dari reaksi ini diketahui bahwa bila reaksi antara dua reagen akiral
menghasilkan produk kiral, hasilnya selalu campuran rasemik (50 : 50)
enantiomer. Andaikan kita ingin memperoleh setiap enantiomer murni dan bebas
dari enantiomer lain, Karena enantiomer memiliki sifat akiral yang identik,
bagaimana kita memisahkan campuran
rasemik ke dalam komponen-komponennya?
