37 Stereokimia: Konfigurasi R/S & Aturan CIP
Dua molekul bisa punya rumus dan urutan ikatan sama persis, tapi berbeda susunan 3D-nya — dan itu mengubah sifat (bahkan rasa atau efek obat). Konfigurasi R/S adalah cara baku menamai susunan 3D itu, dan jadi modal wajib untuk soal kimia organik OSN-K.
37.1 Karbon kiral (pusat stereo)
Sebuah karbon disebut kiral (stereocenter) bila mengikat empat gugus yang semuanya berbeda. Contoh: karbon tengah pada asam laktat \(\ce{CH3-CHOH-COOH}\) mengikat \(\ce{-H}\), \(\ce{-OH}\), \(\ce{-CH3}\), dan \(\ce{-COOH}\) — empat gugus beda → kiral.
Molekul dengan satu karbon kiral pasti punya bayangan cermin yang tidak bisa ditumpuk pas (seperti tangan kiri vs kanan).
37.2 Aturan prioritas CIP (Cahn–Ingold–Prelog)
Beri peringkat 1 (tertinggi) sampai 4 (terendah) ke keempat gugus:
- Nomor atom lebih besar = prioritas lebih tinggi. Bandingkan atom yang langsung terikat ke karbon kiral. Misal \(\ce{Br}(35) > \ce{Cl}(17) > \ce{O}(8) > \ce{N}(7) > \ce{C}(6) > \ce{H}(1)\).
- Seri (tie-break): jika atom pertama seri, maju satu langkah dan bandingkan kumpulan atom berikutnya (yang tertinggi dulu). Contoh: \(\ce{-CH2OH}\) punya (O,H,H), sedangkan \(\ce{-CH3}\) punya (H,H,H) → \(\ce{-CH2OH}\) menang.
- Ikatan rangkap = atom fantom (duplikat). \(\ce{-CHO}\) diperlakukan seolah C mengikat (O, O, H); \(\ce{C=C}\) jadi C mengikat (C, C, …).
| Gugus | Atom langsung | Set berikutnya | Catatan |
|---|---|---|---|
| \(\ce{-OH}\) | O (8) | — | sangat tinggi |
| \(\ce{-NH2}\) | N (7) | — | |
| \(\ce{-COOH}\) | C (6) | (O, O, O) | C duplikat dari \(\ce{C=O}\) |
| \(\ce{-CHO}\) | C (6) | (O, O, H) | |
| \(\ce{-CH2OH}\) | C (6) | (O, H, H) | |
| \(\ce{-CH3}\) | C (6) | (H, H, H) | terendah antar-karbon |
| \(\ce{-H}\) | H (1) | — | hampir selalu prioritas 4 |
37.3 Menentukan R atau S
- Beri prioritas 1–4 dengan aturan CIP.
- Putar molekul agar gugus prioritas 4 (biasanya \(\ce{-H}\)) menjauh dari kita (ke belakang).
- Tarik panah \(1 \to 2 \to 3\):
- Searah jarum jam → \(R\) (dari rectus, kanan).
- Berlawanan jarum jam → \(S\) (dari sinister, kiri).
Trik swap: kalau prioritas 4 justru menghadap kita (di depan), tentukan arah seperti biasa lalu balik hasilnya (R↔︎S). Tiap satu kali tukar dua gugus = balik konfigurasi.
37.4 Wedge & dash
- Garis tebal baji (wedge, \(\blacktriangleright\)) = gugus menonjol ke arah kita.
- Garis putus-putus (dash) = gugus menjauh ke belakang.
- Garis biasa = di bidang kertas.
Posisi paling enak: \(\ce{-H}\) digambar sebagai dash (sudah di belakang), tinggal baca arah 1→2→3 langsung.
37.5 Enansiomer vs diastereomer
- Enansiomer: bayangan cermin yang tak bisa ditumpuk. Semua pusat stereo terbalik (\(R\!\leftrightarrow\!S\) di tiap pusat). Sifat fisik sama, hanya memutar cahaya terpolarisasi ke arah berlawanan.
- Diastereomer: stereoisomer yang bukan bayangan cermin (sebagian pusat terbalik, sebagian tidak). Sifat fisik (titik leleh, kelarutan) berbeda.
- Untuk \(n\) pusat stereo, maksimum \(2^n\) stereoisomer.
37.6 Proyeksi Fischer (ringkas)
Cara menggambar 3D di kertas datar: rantai terpanjang vertikal, atom paling teroksidasi (mis. \(\ce{-CHO}\), \(\ce{-COOH}\)) di atas.
- Garis horizontal = ke depan (ke arah kita).
- Garis vertikal = ke belakang (menjauh).
Karena horizontal justru ke depan, kalau prioritas 4 ada di garis horizontal, gunakan trik swap (balik hasil R/S).
37.7 Contoh
1. (R)- atau (S)-asam laktat? Misal \(\ce{-OH}\) di kiri, \(\ce{-H}\) di kanan (Fischer), \(\ce{-COOH}\) atas, \(\ce{-CH3}\) bawah. Prioritas: \(\ce{-OH}\) (1) > \(\ce{-COOH}\) (2, set O,O,O) > \(\ce{-CH3}\) (3) > \(\ce{-H}\) (4). \(\ce{-H}\) di horizontal (ke depan). Baca 1→2→3 (\(\ce{OH}\to\ce{COOH}\to\ce{CH3}\)): searah jarum jam = R, tapi karena 4 di depan → balik → \(S\). Inilah (S)-asam laktat (asam laktat alami otot).
2. Bromokloroflorometana \(\ce{CHBrClF}\). Prioritas: \(\ce{Br}(1) > \ce{Cl}(2) > \ce{F}(3) > \ce{H}(4)\) — murni urut nomor atom. Tinggal letakkan \(\ce{H}\) di belakang dan baca arah \(\ce{Br}\to\ce{Cl}\to\ce{F}\).
37.8 Mengapa penting di OSN-K
Penentuan R/S muncul langsung pada pembahasan 2024 soal #29 (stereokimia senyawa organik) dan kembali diuji di pembahasan 2025 bagian spektro & organik (mis. soal #15). Materi ini juga prasyarat untuk membaca proyeksi struktur di banyak soal organik lain.
Lihat sumber lengkap. Dua bacaan inti yang ramah pemula:
- Introduction to Assigning (R) and (S): The Cahn-Ingold-Prelog Rules — Master Organic Chemistry
- Absolute Configuration: R-S Sequence Rules — Chemistry LibreTexts
- Sebuah karbon mengikat \(\ce{-Br}\), \(\ce{-Cl}\), \(\ce{-F}\), \(\ce{-H}\). Urutkan prioritas CIP-nya. (jawab: Br > Cl > F > H)
- Setelah memutar \(\ce{-H}\) (prioritas 4) ke belakang, arah 1→2→3 berlawanan jarum jam. R atau S? (jawab: S)
- Dua stereoisomer yang merupakan bayangan cermin tak-bertumpuk disebut apa? (jawab: enansiomer)