Orgaaninen synteesi on orgaanisen kemian ja teknologian osa , joka tutkii eri näkökohtia (menetelmiä, menetelmiä, tunnistamista , laitteita jne.) orgaanisten yhdisteiden , materiaalien ja tuotteiden saamiseksi sekä aineiden hankintaprosessia.
Orgaanisen synteesin tavoitteena on saada arvokkaita fysikaalisia, kemiallisia ja biologisia ominaisuuksia omaavia aineita tai testata teorian ennusteita. Nykyaikainen orgaaninen synteesi on monitahoinen ja mahdollistaa lähes minkä tahansa orgaanisen molekyylin saamisen.
Lukuisat laitokset osallistuvat orgaanisen synteesin tutkimukseen, mukaan lukien Venäjän tiedeakatemian Uralin orgaanisen synteesin instituutti (IOS, Jekaterinburg), joka perustettiin Venäjän tiedeakatemian asetuksella vuonna 1993.
Itsenäisenä tieteenalana se alkoi muotoutua kuuluisan karbamidin ( urean ) synteesin jälkeen tyypillisestä epäorgaanisesta aineesta (ammoniumsyanaatista), jonka toteutti saksalainen kemisti Friedrich Wöhler (Wöhler, Friedrich, 1800-1882) vuonna 1828. [ 1] Tämä synteesi päätti kiistan tutkijoiden vitalistien kanssa, jotka uskoivat, että orgaanisia aineita voidaan tuottaa vain biologisten organismien elinvoiman kustannuksella.
Voimakas sysäys kehitykseen sai sen jälkeen, kun venäläinen kemisti Alexander Butlerov (1828-1886) muotoili orgaanisten molekyylien rakenteen rakenneteorian perusteet , jotka mahdollistivat tietyn rakenteen orgaanisten molekyylien systemaattisen syntetisoinnin.
Orgaanisen synteesin jatkokehitys tapahtuu rinnakkain orgaanisen kemian tieteen kehityksen kanssa . Atomien ja molekyylien rakenteen, kemiallisen sidoksen, kvanttikemian, kinetiikan ja muiden teorioiden edistyminen vaikutti synteesimenetelmien kehittämiseen. Toisaalta useat monimutkaiset synteesit sekä luonnossa tunnetuista aineista ( etikkahappo , indigo , aspiriini jne.) että niistä, joilla ei ole niiden analogeja ( polyhedraanit , monet organoelementtiyhdisteet , synteettiset antibiootit jne.) ovat vaikuttaneet viereiset tieteenalat (biologisesti aktiivisten aineiden kemia, farmakologia , kiinteän olomuodon fysiikka ja kemia jne.), jotka osoittavat tämän orgaanisen kemian alueen riippumattomuuden ja korkean arvon.
Orgaaninen synteesi meni laboratorioiden ulkopuolelle kemiallisen tekniikan kehittymisen ja tuotteiden teollisen merkityksen tunnustamisen jälkeen: karboksyylihapot , polymeerit , liuottimet , väriaineet jne. - aineet, joiden tuotantomäärää kuvaavat numerot, joissa on useita nollia.
Synteesien määrän nopea kasvu johti sen yksittäisten itsenäisten alueiden muodostumiseen, joille on ominaista erityispiirteet: raaka-ainepohja ( petrosynteesi ), menetelmät ( happokatalyysi ), fysikaaliset vaikutukset ( plasmosynteesi ), tuotteiden luonne ( organometallinen synteesi ), tuotteiden käyttötarkoitus ( biologisesti aktiivisten aineiden synteesi ), monimutkaisuus ( hieno orgaaninen synteesi ) tai päinvastoin yksinkertaisuus ( click-synteesi ), väliaineen faasitila (kaasu-, neste- ja kiinteäfaasisynteesi ) , lämpötila ( kryosynteesi , termolyysi ) jne.
Tarve navigoida valtavassa määrässä synteettisiä tekniikoita on johtanut kehittyneiden tietojärjestelmien luomiseen niiden etsimistä ja kuvaamista varten, reagenssien ja synteettisten laitteiden ehdottamiseen.
Orgaanisen synteesin toteutus sisältää seuraavat tieteelliset, organisatoriset ja tekniset vaiheet: kohdemolekyylin rakenteen asettaminen, mahdollisten synteesisuunnitelmien huomioiminen, tuotteiden, laitteiden valinta, kemiallisten reaktioiden suorittaminen, väli- ja kohdetuotteiden eristäminen, niiden analysointi ja puhdistaminen, modifiointi , turvallisuustoimenpiteiden toteuttaminen ja ympäristönvalvonta, taloudellinen analyysi jne.
Lopullinen synteesimenetelmän valinta tapahtuu näiden vaiheiden ja niiden optimoinnin kattavan kattavan analyysin jälkeen.
Seuraava on kaukana tyhjentävä luettelo orgaanisista synteesireaktioista, jotka on luokiteltu syntetisoidun molekyylin kemiallisen luokan muutoksen mukaan:
Usein orgaaniset reaktiot ovat yhdistelmä kahdesta tai useammasta yksinkertaisemmasta reaktiosta, joiden nimi on esimerkiksi: "oksihalogenointi", "hydrohalogenointi" jne. Ainutlaatuisille reaktioille voidaan antaa ne löytäneiden kemistien nimet - Grignardin synteesi , Belousov -reaktio jne.
Luokittelun perustana voidaan käyttää muita kriteerejä - reaktiomekanismi (substituutio, vaihto), teknologinen menetelmä ( krakkaus ) jne.