Una sintesi chimica è una sequenza di reazioni chimiche effettuate volontariamente o che non consentono la produzione di uno o più prodotti finali, talvolta con isolamento di composti chimici intermedi. Le sintesi chimiche possono avvenire a tutti i tipi di scale: dal laboratorio di ricerca (dell'ordine di un grammo o meno) all'industria chimica (spesso dell'ordine di una tonnellata o più) o in natura ( biosintesi ).
Effettuare la sintesi di un composto chimico significa ottenere quest'ultimo da altri composti grazie a reazioni chimiche. Pianificare la sequenza delle reazioni al fine di massimizzare l'efficienza della sintesi (numero di passaggi, resa , semplicità delle reazioni, considerazioni tossicologiche e ambientali ) è la strategia di sintesi .
La chimica organica è innanzitutto una chimica sintetica , si parla di “ sintesi organica ”. Importanti aspetti sintetici si trovano anche nella chimica inorganica e nella chimica dei polimeri .
I reagenti sono i composti di partenza necessari per le varie fasi della sintesi. I prodotti di reazione sono i composti chimici sintetizzati.
Una sintesi può essere selettiva . Nel caso della stereoselettività si parla di “ sintesi asimmetrica ”.
Il termine “disposizione funzionale” descrive qualsiasi reazione che permetta di modificare uno o più gruppi funzionali in una molecola , generalmente senza indicare i dettagli della/e reazione/i interessata/e, che sono il più delle volte banali o minori. I dettagli sono generalmente forniti altrove nel documento.
Quando si evoca una singola trasformazione chimica che può essere descritta con un termine più preciso ( protezione , deprotezione , saponificazione , ecc. ), l'uso del termine generico di “disposizione funzionale” è fortemente sconsigliato.
Campionamento di sostanze (reagenti; catalizzatore , eventuale solvente , ecc. ) in base alle loro caratteristiche (stato, reattività, ecc.) e alle quantità richieste, ad esempio: pesatura con bilancia, misurazione di un volume tramite cilindro graduato .
Sintesi correttaLa sintesi può essere effettuata in diverse condizioni, spesso a caldo (il calore agisce da catalizzatore). Sperimentalmente, la sintesi può essere condotta in un reattore o in un complesso a riflusso ; quest'ultimo permette di riscaldare il mezzo , quindi di accelerare la reazione, e di refrigerare i vapori, il che evita perdite per evaporazione.
Isolamento del prodottoL'isolamento permette di separare il prodotto desiderato, da sintetizzare, da altri prodotti come i resti dei reagenti, gli altri prodotti e l'eventuale catalizzatore. Questo isolamento viene effettuato in modo diverso a seconda del tipo di prodotto ricercato. Nel caso di estrazione liquido-liquido , viene effettuata un'estrazione con solvente in un imbuto separatore . Nel caso di estrazione liquido-solido si effettua una filtrazione Büchner (o filtrazione sotto vuoto) .
Purificazione del prodottoLa purificazione consiste nell'eliminare piccolissime quantità ( tracce ) di impurità nel prodotto grezzo. Per questo, possiamo usare la ricristallizzazione , la distillazione frazionata ...
Identificazione (o analisi) del prodottoL' analisi del prodotto permette di determinarne il grado di purezza e di identificarlo con certezza. Importanti metodi di analisi sono: