Download - Akbar a 251 10 080 Stereoisomer
Resume
STEREOISOMER
NAMA : AKBAR
STANBUK : A 251 10 080
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS TADULAKO
2012
“STEREOISOMER KARBOHIDRAT”
Pendahuluan
Kata karbohidrat berasal dari kata karbon dan air. Secara sederhana
karbohidrat didefinisikan sebagai polimer gula. Karbohidrat adalah senyawa karbon
yang mengandung sejumlah besar gugus hidroksil. Karbohidrat paling sederhana bisa
berupa aldehid (disebut polihidroksialdehid atau aldosa) atau berupa keton (disebut
polihidroksiketon atau ketosa). Berdasarkan pengertian di atas berarti diketahui bahwa
karbohidrat terdiri atas atom C, H
dan O. Adapun rumus umum dari karbohidrat adalah:
Cn(H2O)n atau CnH2nOn
Fungsi karbohidrat
Fungsi primer dari karbohidrat adalah sebagai cadangan energi jangka pendek
(gula merupakan sumber energi). Fungsi sekunder dari karbohidrat adalah sebagai
cadangan energi jangka menengah (pati untuk tumbuhan dan glikogen untuk hewan
dan manusia). Fungsi lainnya adalah sebagai komponen struktural sel.
Klasifikasi karbohidrat
Karbohidrat dapat dikelompokkan menurut jumlah unit gula, ukuran dari rantai
karbon, lokasi gugus karbonil (-C=O), serta stereokimia.
Berdasarkan j u m l a h u ni t g u l a dalam rantai, karbohidrat digolongkan menjadi 4
golongan utama yaitu:
1. Monosakarida (terdiri atas 1 unit gula)
2. Disakarida (terdiri atas 2 unit gula)
3. Oligosakarida (terdiri atas 3-10 unit gula)
4. Polisakarida (terdiri atas lebih dari 10 unit gula)
Pembentukan rantai karbohidrat menggunakan ikatan glikosida.
Berdasarkan l o k a s i g ug u s – C = O , monosakarida digolongkan menjadi 2 yaitu:
1. Aldosa (berupa aldehid)
2. Ketosa (berupa keton)
Klasifikasi karbohidrat menurut lokasi gugus karbonil
Berdasarkan ju ml ah ato m Cpada rantai, monosakarida digolongkan menjadi:
1. Triosa (tersusun atas 3 atom C)
2. Tetrosa (tersusun atas 4 atom C)
3. Pentosa (tersusun atas 5 atom C)
4. Heksosa (tersusun atas 6 atom C)
5. Heptosa (tersusun atas 7 atom C)
6. Oktosa (tersusun atas 3 atom C)
Klasifikasi karbohidrat menurut jumlah atom C
Contoh monosakarida
Contoh pertama di atas (sebelah kiri) menunjukkan sebuah monosakarida triosa (memiliki
3 atom C), aldosa (berstruktur aldehid/-COH) sehingga dinamakan gula aldotriosa.
Sedangkan contoh kedua (sebelah kanan) menunjukkan sebuah monosakarida heksosa
(memiliki 6 atom C), ketosa (berstruktur keton/R-CO-R) sehingga dinamakan gula
ketoheksosa.
STEREOKIMIA / STEREOISOMER
Berdasarkan s tere o k i m ia , monosakarida terbagi menjadi beberapa golongan.
Stereokimia adalah studi mengenai susunan spasial dari molekul. Salah satu bagian
dari stereokimia adalah stereoisomer. Stereoisomer mengandung pengertian:
1. memiliki kesamaan order dan jenis ikatan
2. memiliki perbedaan susunan spasial
3. memiliki perbedaan properti (sifat).
Enantiomer merupakan pasangan dari stereoisomer. Dalam hal ini terdapat aturan yaitu:
1. Diberi awalan D dan L
2. Keduanya merupakan gambar cermin yang tak mungkin saling tumpang tindih
Gambar-gambar berikut memberikan penjelasan mengenai perbedaan susunan spasial
dalam enatiomer.
Ilustrasi untuk enantiomer (perhatikan perbedaan susunan spasial yang ada)
Contoh enantiomer dari gula triosa (perhatikan perbedaan susunan spasial yang ada)
Monosakarida-monosakarida penting
Beberapa monosakarida penting bagi tubuh kita di antaranya adalah D-gliseraldehid, D-
glukosa, D-fruktosa, D-galaktosa serta D-ribosa.
1. D-gliseraldehid (karbohidrat paling sederhana)
Karbohidrat ini hanya memiliki 3 atom C (triosa), berupa aldehid (aldosa) sehingga
dinamakan aldotriosa.
D-gliseraldehid (perhatikan bahwa gula ini hanya memiliki 3 atom C sehingga disebut paling
sederhana)
2. D-glukosa (karbohidrat terpenting dalam diet)
Glukosa merupakan aldoheksosa, yang sering kita sebut sebagai dekstrosa, gula anggur
ataupun gula darah. Gula ini terbanyak ditemukan di alam.
D-glukosa (perhatikan bahwa glukosa mengalami siklisasi membentuk struktur cincin)
3. D-fruktosa (termanis dari semua gula)
Gula ini berbeda dengan gula yang lain karena merupakan ketoheksosa.
D-fruktosa (perhatikan bahwa fruktosa mengalami siklisasi membentuk struktur cincin)
4. D-galaktosa (bagian dari susu)
Gula ini tidak ditemukan tersendiri pada sistem biologis, namun merupakan bagian dari
disakarida laktosa.
D-galaktosa (perhatikan bahwa galaktosa mengalami siklisasi membentuk struktur cincin)
Perbedaan pokok antara D-glukosa dan D-galaktosa (perhatikan daerah berarsis lingkaran)
5. D-ribosa (digunakan dalam pembentukan RNA)
Karena merupakan penyusun kerangka RNA maka ribosa penting artinya bagi genetika
bukan merupakan sumber energi. Jika atom C nomor 2 dari ribosa kehilangan atom O,
maka akan menjadi deoksiribosa yang merupakan penyusuna kerangka DNA.
D-ribosa (perhatikan gula ini memiliki 5 atom C)
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.
Pembentukan hemiasetal & hemiketal
Aldehida dapat bereaksi dengan alkohol membentuk hemiasetal. Keton dapat bereaksi dengan
alkohol membentuk hemiketal.
Fruktosa dapat membentuk :
Cincin piranosa, melalui reaksi antara gugus keto atom C2 dengan OH dari C6.
Cincin furanosa, melalui reaksi antara gugus keto atom C2 dengan OH dari C5.
Siklisasi D-glukosa
Cincin beranggota enam = PIRANOSA
Pembentukan cincin siklik glukosa menghasilkan pusat asimetrik baru pada atom C1. Kedua
stereoisomer disebut anomer, a & b.
Proyeksi Haworth menunjukkan bentuk cincin dari gula dengan perbedaan pada posisi OH di
C1 anomerik :
a (OH di bawah struktur cincin)
b (OH di atas struktur cincin).
Dalam solusi, rantai-bentuk terbuka glukosa ('baik' D - atau 'L -') ada dalam keseimbangan
dengan beberapa isomer siklik , masing-masing berisi sebuah cincin karbon ditutup dengan
satu atom oksigen. Dalam larutan air, bagaimanapun, glukosa ada sebagai pyranose selama
lebih dari 99%. Bentuk rantai terbuka terbatas sekitar 0,25% dan furanose ada dalam jumlah
diabaikan. Istilah "glukosa" dan "D-glukosa" biasanya digunakan untuk bentuk-bentuk siklik
juga. Cincin ini berasal dari bentuk rantai terbuka oleh adisi nukleofilik reaksi antara kelompok
aldehid - (C = O) H pada C-1 dan kelompok hidroksil-OH pada C-4 atau C-5, menghasilkan
hemiacetal kelompok-C (OH) HO-. Hemiasetal siklik dapat terbentuk sebagai hasil reaksi
antara gugus hidroksil dan karbonil pada rantai yang sama
Reaksi antara C-1 dan C-5 menciptakan sebuah molekul dengan cincin beranggota enam,
disebut pyranose , setelah eter siklik pyran , molekul sederhana dengan cincin karbon-oksigen
yang sama. Reaksi antara C-1 dan C-4 menciptakan sebuah molekul dengan cincin beranggota
lima, yang disebut furanose , setelah eter siklik furan. Dalam kedua kasus, setiap karbon di atas
ring memiliki satu hidrogen dan satu hidroksil terpasang, kecuali untuk karbon terakhir (C-4
atau C-5) dimana hidroksil diganti oleh sisa molekul terbuka (yang - (CHOH) 2-H atau -
(CHOH)-H, masing-masing).
Reaksi cincin-penutupan membuat karbon C-1 kiral juga, karena empat obligasi menyebabkan-
H, ke-OH, untuk karbon C-2, dan oksigen cincin. Keempat bagian dari molekul dapat diatur
sekitar C-1 ( karbon anomeric ) dalam dua cara yang berbeda, yang ditunjuk oleh prefiks 'α-'
dan 'β-'. Ketika molekul glukopiranosa ditarik dalam proyeksi Haworth , penunjukan 'α-' berarti
bahwa kelompok hidroksil yang melekat pada C-1 dan-CH 2 OH pada C-5 terletak di sisi
berlawanan dari ring pesawat (a trans pengaturan ), 'sedangkan' β-berarti bahwa mereka berada
di sisi yang sama dari pesawat (a cis pengaturan).
Oleh karena itu, terbuka isomer D-glukosa menimbulkan empat isomer siklik yang berbeda: α-
D-glukopiranosa, β-D-glukopiranosa, α-D-glucofuranose, dan β-D-glucofuranose, α-D -
Glucopyranose Glukopiranosa, β-D - Glucopyranose Glukopiranosa, α-D - Glucofuranose
Glucofuranose, β-D - Glucofuranose Glucofuranose.
Rantai lainnya terbuka-isomer L-glukosa juga menimbulkan empat bentuk siklik berbeda L-
glukosa, masing-masing cermin gambar dari D-glukosa yang sesuai.
Cincin glukopiranosa (α atau β) dapat mengasumsikan bentuk non-planar beberapa, analog
dengan 'kursi' dan 'perahu' konformasi dari sikloheksana. Demikian pula, cincin glucofuranose
mungkin beranggapan beberapa bentuk, analog dengan 'amplop' konformasi dari cyclopentane .
Glukopiranosa bentuk glukosa yang mendominasi dalam larutan, dan merupakan bentuk yang
diamati dalam keadaan padat. Mereka adalah padatan kristal berwarna, sangat larut dalam air
dan asam asetat , buruk larut dalam metanol dan etanol . Mereka meleleh pada 146 ° C (α) dan
150 ° C (β), dan terurai pada suhu tinggi ke karbon dan air.
Karena sifat ikatan karbon yang berbentuk tetrahedral, gula piranosa membentuk konfigurasi
“kursi" atau “perahu", tergantung dari gulanya. Penggambaran konfigurasi kursi dari
glukopiranosa di atas lebih tepat dibandingkan dengan proyeksi Haworth.
Anomer α dan β
Posisi gugus-OH pada karbon anomeric merupakan perbedaan penting untuk kimia
karbohidrat.
• Posisi Beta didefinisikan sebagai-OH berada di sisi yang sama dari cincin sebagai # C 6.
Dalam struktur kursi ini menghasilkan proyeksi horisontal.
• Posisi Alpha didefinisikan sebagai-OH berada di sisi berlawanan dari cincin sebagai # C 6.
Dalam struktur kursi ini menghasilkan proyeksi ke bawah.