Chemische synthese

Chemische syntheseis het kunstmatige bereidingsproces vanchemische verbindingenuit andere chemische verbindingen enelementen.Eenstofdie door chemische synthese bereid is, wordt doorgaans eensynthetische stofgenoemd. De gebruikte uitgangsstoffen kunnen wel van natuurlijke oorsprong zijn. Zo worden in deorganische chemiekunststoffen(plastics)chemisch bereiduitaardolieprodukten.In deanorganische chemiewordtammoniakonder hoge druk en temperatuur bereid uit een mengsel van atmosferischestikstofenwaterstof(verkregen uitwaterdamp): hetHaber-Boschproces.

Wanneer de chemische structuur enopbouwvan een synthetisch bereide (moleculaire) stof hetzelfde is als bij eenstofdie in delevende natuurvoorkomt, is er sprake van eennatuuridentieke(synthetische)stof.

In het geval vanvoedingssupplementenofgeneesmiddelenis het vaak goedkoper om destofte synthetiseren (natuuridentiek na te maken) dan uit planten te halen. De werkzaamheid van de natuurlijke versus de natuuridentieke, synthetische voedingsstof, of hetbiologischeversus het synthetische geneesmiddel, kan verschillen. Bijvoorbeeld, de synthetische vorm vanvitamine E(DL-alfa-tocoferol) heeft een kleinereantioxidatievewerking dan de natuurlijke variant (D-alfa-tocoferol), doordat de chemische opbouw licht afwijkt.Het synthetiseren van verbindingen is een van de kenmerkende taken van eenchemicus.Chemische syntheses worden uitgevoerd in chemischefabriekenen inlaboratoria.

Proces van synthese

De basis van eensyntheseis eenchemische reactie. Een synthese behelst achtereenvolgens het:

1. mengen vangrondstoffenenhulpstoffen;
2. creëren van dejuiste condities(met name de juiste temperatuur);
3. isoleren van degewenste stofuit het mengsel van grondstoffen, gewenste stof enbijproducten.Daarbij moet het gewenste reactieproduct worden gezuiverd van verontreinigingen.

Vaak moet dit proces een aantal keren worden herhaald, waarbij het product telkens dichter bij de gewenste stof komt: demeerstaps-synthese.

Stel dat men een stof X wil synthetiseren. Men kent een manier om X te maken uit stof A en B, maar die stoffen (of een van de twee) zijn niet verkrijgbaar. Dus moet men op zoek naar een methode om A en/of B te maken. De daarvoor benodigde grondstoffen moeten wellicht weer uit andere stoffen gemaakt worden. Het ontwikkelen van een synthesemethode bestaat dan ook vaak uit het zoeken naar eensyntheseroute,waarin de chemicus stapsgewijs tot het resultaat komt.

Bij elke synthesestap zal minder dan de theoretische opbrengst bereikt worden. Een deel van de grondstoffen gaat altijd verloren door vorming vanbijproducten,en een gedeelte van de gewenste stof gaat verloren bij het zuiveren van het product.

Hoe groter het aantal stappen dat nodig is, hoe groter het belang van een hoge opbrengst bij elk van die stappen. Als een syntheseroute bijvoorbeeld uit 5 stappen bestaat, en elke stap heeft een opbrengst van 70% (ofwel er gaat 30% verloren) zal uiteindelijk slechts 17% van de uitgangsstoffen zijn omgezet in product. Dit totaalrendement van de synthese kan in de praktijk het best worden verbeterd door te zoeken naar zo kort mogelijke syntheseroutes.

Zie ook

• asymmetrische synthese
• biosynthese
• combinatiereactie
• organische synthese
• semisynthese
• vastefasesynthese

Bronnen, noten en/of referenties