Efek sterik

Efek sterik pada tri-(tert-butil)amina menghasilkan reaksi elektrofilik, seperti pembentukan kation tetraalkilamonium. Sulit bagi elektrofil untuk dapat mendekat sehingga membiarkannya diserang oleh pasangan elektron sunyi dari nitrogen (nitrogen ditunjukkan dengan warna biru)

Efek sterik merupakan suatu efek yang didasarkan pada kenyataan bahwa setiap atom dalam suatu molekul menempati suatu ruang tertentu. Jika atom-atom saling berdekatan, maka akan timbul pelepasan energi terkait yang disebabkan oleh saling tumpang-tindihnya awan elektron (Pauli atau Pertukaran interaksi, atau repulsi Born), dan hal ini dapat berpengaruh pada bentuk molekul tersebut (konformasi) dan reaktivitasnya.

Tipe

Halangan sterik

Halangan sterik terjadi ketika gugus berukuran besar pada suatu molekul mencegah reaksi kimia yang teramati dalam molekul terkait dengan gugus yang lebih kecil. Walaupun halangan sterik terkadang menimbulkan masalah (menghambat reaksi SN2 dengan pembentukan substrat tersier), efek ini juga bisa menjadi alat yang sangat berguna, dan sering dimanfaatkan oleh kimiawan untuk mengubah pola reaktivitas molekul dengan menghentikan reaksi samping yang tidak diinginkan (proteksi sterik) atau dengan mengarahkannya pada satu preferensi untuk satu reaksi stereokimia seperti pada diastereoselektivitas. Hambatan sterik antara gugus yang berdekatan juga bisa membatasi sudut ikatan torsional. Namun, hiperkonjugasi telah disarankan sebagai penjelasan terkait konformasi bersilang (staggered) pada etana karena halangan sterik dari atom hidrogen yang berukuran kecil sangatlah kecil.[1][2] Efek ini bertanggungjawab terhadap bentuk yang teramati pada rotaksana.

Dimetoksitritilasi regioselektif pada gugus 5'-hidroksil primer pada timidina dalam kehadiran gugus 3'-hidroksi sekunder bebas sebagai hasil dari halangan sterik akibat gugus dimetoksitritil dan cincin ribosa (Py = piridina).[3]

Karena suatu asam dan basa Lewis tidak dapat bergabung akibat halangan sterik, mereka dikatan membentuk suatu pasangan Lewis terfrustrasi.[4]

Efek sterik lain

Beberapa jenis efek sterik lain diantaranya:

  • Perlindungan sterik terjadi ketika suatu gugus bermuatan pada suatu molekul terlihat melemah atau dilindungi secara spasial oleh atom yang kurang bermuatan (atau bermuatan lawan), termasuk ion lawan dalam larutan (Perlindungan Debye).[5] Dalam beberapa kasus, untuk sebuah atom agar dapat berinteraksi dengan atom yang terlindungi secara sterik, atom tersebut harus mendekati dari sekitar tempat dimana ada sedikit perisai, sehingga mengendalikan di mana dan dari arah mana interaksi molekuler dapat terjadi.
  • Atraksi sterik terjadi ketika molekul memiliki bentuk atau geometri yang dioptimalkan untuk berinteraksi satu sama lain. Dalam kasus ini, molekul akan bereaksi satu sama lain paling sering dalam pengaturan spesifik.
  • Penyeberangan rantai: suatu rantai, cincin, atau kumpulan cincin tidak dapat berubah dari satu konformasi ke konformasi lainnya apabila ia membutuhkan suatu rantai (atau cincin - cincin tersebut adalah suatu rantai siklik) untuk melewati dirinya sendiri atau rantai lain. Efek ini bertanggung jawab atas bentuk yang teramati pada katenana dan simpul molekul.
  • Tolakan sterik antara berbagai bagian dari sistem molekuler ditemukan sangat penting dalam mengatur arah transformasi yang dimediasi logam transisi dan katalisis. Efek sterik ini bahkan mampu menginduksi pergantian mekanisme pada reaksi katalitik.[6] Tolakan sterik juga terlibat besar dalam menstabilkan koloid oleh pelapisan permukaan dengan suatu polimer, serta dapat menyebabkan pemendekan panjang ikatan, pelepasan perlindungan sterik pada resonansi proton dan peningkatan frekuensi kompresional dalam spektrum IR.[7]
  • Hambatan sterik resonansi terjadi hanya pada cincin benzena. Kehadiran gugus apapun pada posisi orto dalam asam benzoat akan melepas gugus asam karboksilat keluar bidang, dan karenanya hubungan mesomernya dengan cincin benzena akan hilang. Artinya bahwa asam benzoat tersubstitusi-orto lebih kuat daripada asam benzoat tersubstitusi-meta dan para.
  • Hambatan sterik protonasi salah satunya terjadi pada 2,2,6,6-Tetrametilpiperidina dan in,in-difosfina.[8]

Lihat pula

Referensi

  1. ^ Pophristic, Vojislava; Goodman, Lionel (2001). "Hyperconjugation not steric repulsion leads to the staggered structure of ethane". Nature. 411 (6837): 565–8. doi:10.1038/35079036. PMID 11385566. 
  2. ^ Weinhold, Frank (2001). "Chemistry. A new twist on molecular shape". Nature. 411 (6837): 539–41. doi:10.1038/35079225. PMID 11385553. 
  3. ^ Gait, Michael (1984). Oligonucleotide synthesis: a practical approach. Oxford: IRL Press. ISBN 0-904147-74-6. 
  4. ^ Stephan, Douglas W. "Frustrated Lewis pairs": a concept for new reactivity and catalysis. Org. Biomol. Chem. 2008, 6, 1535-1539. doi:10.1039/b802575b
  5. ^ Nagata, Wataru; Terasawa, Tadao; Tori, Kazuo (September 1964). "Steric Effect on Deshielding of the Aromatic C4-Proton by a C5-Proton in an Octahydrophenanthrene Series". Journal of the American Chemical Society. 86 (18): 3746–3749. doi:10.1021/ja01072a027. 
  6. ^ Ananikov, Valentin P.; Szilagyi, Robert; Morokuma, Keiji; Musaev, Djamaladdin G. (2005). "Can Steric Effects Induce the Mechanism Switch in the Rhodium-Catalyzed Imine Boration Reaction? A Density Functional and ONIOM Study". Organometallics. 24 (8): 1938. doi:10.1021/om049156o. 
  7. ^ Zong, Jie; Mague, Joel T.; Pascal, Robert A. (11 September 2013). "Exceptional Steric Congestion in an in,in-Bis(hydrosilane)". Journal of the American Chemical Society. 135 (36): 13235–13237. doi:10.1021/ja407398w. PMID 23971948. 
  8. ^ Zong, J., Mague, J. T., Kraml, C. M., & Pascal Jr, R. A. (2013). "A Congested in, in-Diphosphine." Organic letters, 15(9), 2179-2181. DOI: 10.1021/ol400728m

Pranala luar