Химический синтез
Хими́ческий си́нтез — в узком смысле это процесс создания сложных молекул из более простых[1], или менее доступных молекул из более доступных[2]. В широком смысле — это искусственное выполнение химических и физических реакций для получения одного или нескольких продуктов. В зависимости от природы продукта синтез может быть органическим или неорганическим. Количество, полученное в результате химического синтеза, известно как выход реакции.
Выход выражаются в виде массы в граммах (в лабораторных условиях) или в процентах от общего теоретического количества, которое может быть получено на основе ограничивающего реагента. Побочная реакция является нежелательной химической реакцией, происходящим что снижает желаемый выход.
Понятие синтеза в современном смысле этого слова ввёл немецкий химик Герман Кольбе.
История химического синтеза
Органическая химия к началу XIX века находилась эмпирической и описательной фазе. Доминировало мнение, что только «жизненная сила» способна к синтезу органических веществ. Берцелиус в 1833 году пришел к выводу о невозможности органического синтеза вне живых тел[3]. Исследования Гей-Люссаком циана в 1815 году[4], гремучей кисломы Либихом и Гей-Люссаком в 1824[4], синтез мочевины Фридрихом Вёллером[5] существенно мнение химиков не изменили. В 1840 году Дюма и Либих определили органическую химию, как «химию сложных радикалов», поскольку сформировалось мнение, что химические радикалы в химических реакциях сохраняются без изменения. Теория замещения, опубликованная Дюма в 1834 значительно способствовала теории радикалов, которая трансформировалась в теорию эквивалентных остатков Жерара.
Стратегии синтеза
В химическом синтезе существует множество стратегий, которые более сложны, чем прямое преобразование реагента A в продукт реакции B. Для многоступенчатого синтеза химическое соединение синтезируется серией отдельных химических реакций, каждая из которых требует своей обработки[6] Например, лабораторный синтез парацетамола может состоять из трех последовательных частей. Для каскадных реакций в одном реагенте происходят множественные химические превращения, для многокомпонентных реакций до 11 различных реагентов образуют один продукт реакции, а для «телескопического синтеза» один реагент претерпевает множественные превращения без выделения промежуточных продуктов.
Неорганический синтез
Неорганический синтез и металлоорганический синтез применяются для получения соединений со значительным неорганическим содержанием. Наглядным примером является получение противоракового лекарственного средства цисплатин из тетрахлороплатината калия[7]
Органический синтез
Учение об органическом синтезе ценится среди химиков за синтез исключительно ценных или сложных соединений. Лауреат нобелевской премии по химии в области органического синтеза стал Вудворд, Роберт Бёрнс. Если химический синтез начинается с основных лабораторных соединений, процесс считается чисто синтетическим. Если он начинается с продукта, выделенного из растений или животных, а затем переходит к новым соединениям, синтез описывается как полусинтетический.
Синтетический и искусственный
Не следует путать термины «синтетический» и «искусственный». Искусственный материал — полученный путём физической модификации сырья.
Например:
- Синтетические волокна — капрон, нейлон. Искусственное стекло-волокно, вискозное волокно, асбестовые.
- Синтетическая кожа — лабораторный способ выращивания плёнки, подобной коже. Для трансплантции кожи. Искусственная кожа — придание сырью (пористому полимеру) внешнего вида и свойств выделанной кожи животных. В данном случае синтезируется полимер, а не окончательное изделие.
- Синтетическая еда — существует только в фантастических романах. Искусственная еда — полуфабрикаты из сои, содержащие добавки, имитирующие вкус известных и популярных продуктов.
См. также
Примечания
- ↑ Реутов, О. А. (Олег Александрович), 1920-. Органический синтез. — Gos. izd-vo tekhniko-teoreticheskoĭ literatury, 1951.
- ↑ Смит В. А. Бочков А. Ф. Кейпл Рон. Органический синтез. Наука и искусство: учебник. — Москва Мир.
- ↑ Berzelius. Lehrbuch der Chemie. — 3-te Aufl. — Dresden, 1841.
- ↑ 4,0 4,1 Микеле Джуа. История химии / под ред. С.А. Погодина. — Москва: Мир, 1975. — С. 229.
- ↑ Азимов, А. Краткая история химии / А. Азимов.
- ↑ Carey, Francis A. Advanced Organic Chemistry Part B: Reactions and Synthesis / Francis A. Carey, Richard J. Sundberg. — Springer, 2013.
- ↑ (1 May 2006) «The Discovery and Development of Cisplatin». J. Chem. Educ. 83 (5). doi:10.1021/ed083p728. .