化学合成
化学では、化学合成とは、化学反応を利用して製品、またはいくつかの製品を得ることを意味します。これは、物理的、化学的な操作によって行われます。多くの場合、いくつかの異なる化学反応が使用されます。現代の実験室の使用法では、化学合成は再現性があり(実験が2回目に行われれば、最初の時と同じ結果がある)、信頼できる(条件の小さい変更によって壊れていない)、そして複数の実験室で働くために確立される。
化学者は、組み合わせる化合物を選択することで化学合成の設計を開始します。これらの出発化学物質は、試薬または反応物として知られています。化学者はこれらの試薬に様々なことをして、生成物、つまり中間生成物を合成します。そのためには、反応容器の中で化合物を混合する必要があります。反応容器は、化学反応器であったり、単純なフラスコであったりします。多くの反応では、最終生成物が単離される前に、何らかの形での作業手順が必要となります。
化学合成における生成物の量は、反応収率である。一般的に、化学的収率は、グラム単位の重量として、または生成される可能性のある生成物の総理論量のパーセンテージとして表されます。副反応とは、目的の製品の収率を低下させる不要な化学反応のことです。
化学者アドルフ・ヴィルヘルム・ヘルマン・コルベは、合成という言葉を現代の意味で初めて使った。
戦略
ほとんどの場合、単一の反応では、反応物(出発化学物質)を所望の反応生成物に変換することはできません。化学者は、目的の生成物を作るために最適な反応の順序を見つけるために多くの戦略を持っています。カスケード反応では、単一の反応物の中で複数の化学変化が起こります。多成分反応では、最大11種類の反応物が1つの反応生成物を形成します。テレスコピック合成では、各ステップの後に中間体を分離することなく、1つの反応物が複数の変換を通過します。
有機合成
有機合成は化学合成の中でも特殊なものです。有機合成では有機化合物のみが生成されます。複雑な製品の全合成は、目的の製品に到達するまでに多くのステップを要することがあります。これらのステップには、あまりにも多くの時間がかかることがあります。化学者は、有機合成の技術を持ち、最小のステップ数で合成経路を見つけられるようになりたいと思っています。非常に価値のある化合物や難しい化合物の合成は、ロバート・バーンズ・ウッドワードのような化学者にノーベル化学賞を授与しています。
化学合成が基本的な実験室の化合物から始まり、新しいものを生み出す場合、それは「純粋合成プロセス」です。植物や動物から単離された生成物から始まり、新しい化合物へと進む場合、その合成は「半合成プロセス」と呼ばれます。
その他の意味
ほとんどの場合、化学合成は、所望の製品を作るための全体的な、多くのステップの手順を意味します。時々、化学者は「化学合成」を直接の組み合わせ反応を意味するために使用します。直接組合せ反応では、2つ以上の反応物は、単一の製品を形成するために結合します。直接的な組み合わせ反応の化学式は次のとおりです。
A + B → AB
ここで、AとBは元素または化合物であり、ABはAとBからなる化合物であり、組み合わせ反応の例としては、以下のようなものが挙げられる。
2Na + Cl2 → 2NaCl(食卓塩の形成
S+O2→SO2(二酸化硫黄の生成
CO2 + H2O → H2CO3(二酸化炭素が水に溶けて反応して炭酸になる
4つの特殊な合成ルールがあります。
金属酸化物+H2O→金属(OH)
非金属酸化物+H2O→オキシ酸
金属-塩化物+O2→金属-塩化物
金属酸化物+二酸化炭素→金属炭酸塩(CO3
質問と回答
Q:化学合成とは何ですか?
A:化学合成とは、化学反応を利用して、ある製品、または複数の製品を製造するプロセスです。
Q:試薬や反応物とは何ですか?
A:試薬または反応物とは、化学合成で使用される出発化学物質のことです。
Q:化学者は試薬に対して何をするのですか?
A:化学者は、目的の生成物や中間生成物を合成するために試薬を操作し、混合します。
Q: これらの反応にはどのような容器が使われるのですか?
A: 反応に使用される容器は、化学反応器か単純なフラスコのどちらかです。
Q:化学合成における生成物の量はどのように測定するのですか?
A:化学合成で生成される生成物の量は、通常、グラム単位の重量、または生成され得る全理論量に対するパーセンテージで測定されます。
Q:副反応とは何ですか?
A:副反応とは、不要な化学反応が起こり、目的とする生成物の収量が減少することです。
Q:現在の意味での「合成」という言葉を最初に使ったのは誰ですか?
A:化学者のアドルフ・ヴィルヘルム・ヘルマン・コルベが、現在の意味の "synthesis "を最初に使った人物です。