סינתזה (כימיה)
סִינְתֶּיזָה היא תהליך יצירתה של מולקולה מסוימת באמצעות תגובה כימית בין מולקולות אחרות.
תהליך זה עשוי לכלול תגובה כימית יחידה, או סדרה של תגובות כימיות בשילוב עם תהליכים פיזיקליים. אופן הסינתזה מוגדר היטב, כך שניתן יהיה לחזור עליו במעבדות שונות ולהגיע לאותן תוצאות. חומר סינתטי הוא חומר שאינו קיים בטבע, אלא נוצר באמצעות סינתזה.
תחילתו של מדע הכימיה האורגנית בסינתזה מקרית: הכימאי הגרמני פרידריך ולר יצר במעבדתו בשנת 1828 את התרכובת האורגנית שתנן (N2H4CO, המרכיב העיקרי בשתן) על ידי אידוי של גבישי אמוניום ציאנטי (NH4OCN). ולר ביצע זאת ללא כוונה תחילה. לפני מאורע חשוב זה סברו הכימאים כי קיים הבדל מהותי מאד (שעל טיבו לא יכלו לעמוד) בין חומרים אורגניים וחומרים אי-אורגניים, ושלעולם לא ניתן יהיה לסנתז את הראשון מהשני. סינתזת השתנן שברה מיתוס זה, ומאז סונתזו בצורה מלאכותית אלפי תרכובות אורגניות.
סינתזה מוגדרת כמוחלטת (טוטאלית) כשמולקולה מורכבת מיוצרת מכמה מולקולות קטנות ופשוטות, אותן ניתן להשיג בקלות. בתגובה סינתטית-למחצה (סמי-סינתטית), לעומת זאת, מייצרים מולקולה מורכבת מכמה מולקולות מורכבות אחרות, אותן נוטלים מעולם הטבע (צמחים, בעלי חיים וכו').
במשמעות מצומצמת יותר, מתייחסת המילה סינתזה לתגובה ישירה בין שני מגיבים ליצירתו של חומר יחיד. המבנה הכללי של סינתזה כזו מתואר בנוסחה:
AB ← A + B
דוגמאות:
- 2NaCl ← Cl2 + 2Na (יצירת מלח בישול)
- SO2 ← O2 + S (יצירת גופרית דו-חמצנית)
- 2Fe2O3 ← 3O2 + 4Fe (היווצרות של חלודה)
- H2CO3 ← H2O + CO2 (פחמן דו-חמצני נמס במים ליצירת חומצה פחמתית)
סינתזה אסימטרית מזורזת
סינתזה אסימטרית מזורזת היא תגובה כימית סטריאוסלקטיבית, אשר התגלתה על ידי ויליאם נולס בשנת 1968. נולס הראה שיש ביכולתם של זרזים כיראליים מסוימים להעביר את תכונת הכיראליות לתוצר. התגובה הסטריאוסלקטיבית שאותה שיפר נולס הייתה תגובת הידרוגנציה. פיתוח נוסף בתחום זה חל בשנות ה-80 של המאה ה-20, עת קארל שארפלס יישם את הזירוז הכיראלי גם עבור תגובת אפוקסידציה, וריוג'י נויורי גילה זרז כיראלי מסוים, שנמצא יעיל ושימושי עבור מגוון רחב של סינתזות אסימטריות מזורזות. שלושתם יחד זכו בפרס נובל לכימיה בשנת 2001, על תגליות אלו. סינתזה אסימטרית מזורזת משמשת כיום במגוון תהליכים תעשייתיים: ייצור תרופות, תעשיית כימיקלים לחקלאות, חומרי טעם וריח, ועוד.
ראו גם
| תגובות כימיות | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| מיון תגובות | |||||
| על-פי מנגנון | |||||
| על-פי תרמודינמיקה |
| ||||
| מונחים | |||||
| קינטיקה של תגובות כימיות | תאוריית ההתנגשויות המולקולריות • אנרגיה חופשית • קבוע קצב • משוואת קצב • שלב קובע המהירות • אנרגיית שפעול • מצב מעבר • חומר ביניים • שיווי משקל כימי • טמפרטורה • לחץ • זרז | ||||
| נושאים נוספים | סטריאוכימיה • סטריאוסלקטיביות • סטריאוספציפיות • כיראליות • אפקט סטרי • היברידיזציה • קונפיגורציה מולקולרית • רזוננס כימי • היפרקוניוגציה • מערכת מצומדת • ארומטיות • כלל הופמן • כלל זייצב • כלל מרקובניקוב • כללי וודוורד-הופמן | ||||
| פורטל כימיה | |||||
