سنتز ترکیبات
در شیمی، از سنتز یا «سنتز شیمیایی» (Chemical Synthesis) برای انجام یک یا چند واکنش شیمیایی به منظور تولید یک یا چند فرآورده استفاده می‌شود. در آزمایشگاه‌های جدید، سعی بر این است که از روش‌هایی استفاده شود که قابل اعتماد، ایمن و قابل استفاده در آزمایشگاه‌های مختلف باشند و همچنین بتوان به طور مجدد آن‌ها را تولید کرد.
یک سنتز شیمیایی با انتخاب ترکیباتی شناخته شده به عنوان واکنشدهنده یا ریجنت شروع می‌شود. انواع مختلفی از واکنش‌های شیمیایی را می‌توان روی این ترکیبات انجام داد تا بتوان یک فرآورده خاص را سنتز کرد. برای این‌کار می‌توان از راکتورهای شیمیایی یا خیلی ساده‌تر، از بالون ته‌گرد استفاده کرد. بسیاری از واکنش‌ها، قبل از جداسازی محصول نهایی، نیاز به «فرآیندهای آماده‌سازی» (Work-up Procedure) دارند.
مقدار محصول نهایی در سنتز، موسوم به «بازده واکنش» (Reaction Yield) است و معمولا به صورت درصد بیان می‌شود. در بسیاری از سنتز‌های شیمیایی، ,واکنش‌هایی ناخواسته بوجود می‌آیند که به تولید محصولاتی به غیر از ماده مورد نظر منجر می‌شوند. به این نوع از واکنش‌ها، «واکنش‌های فرعی» (Side Reactions) می‌گویند.
روش‌های مختلف سنتز
در سنتز، از استراتژی‌های مختلفی برای تولید یک محصول استفاده می‌کنند که فراتر از بیان ساده تبدیل واکنشدهنده A به واکنشدهنده B است. این استراتژی‌ها در ادامه آمده‌اند.
سنتز آلی
سنتز آلی، بخش ویژه‌ای از سنتز شیمیایی است که به تولید و ساخت ترکیبات آلی می‌پردازد و به یکی از مهم‌ترین بخش‌های شیمی آلی تبدیل شده است. سنتز آلی در دو بخش اصلی مورد مطالعه و بررسی قرار می‌گیرد: «سنتز جامع» (Total Synthesis) و «روش انجام سنتز» (Methodology)
سنتز معدنی
از سنتز معدنی و سنتز «آلی-فلزی» (Organometalllic) در آماده‌سازی ترکیباتی با منشا معدنی استفاده می‌شود. از نمونه‌های آن می‌توان به تهیه داروی ضد سرطان «سیس‌پلاتین» (Cisplatin) از «پتاسیم تتراکلروپلاتینات» (Potassium Tetrachloroplatinate) اشاره کرد
سنتز جامع
سنتز جامع، سنتز کامل یک مولکول پیچیده آلی به کمک پریکرسرهای (پیش‌ماده) طبیعی و در دسترس است. در یک «سنتز خطی» (Linear Synthesis)، مراحل مختلفی به صورت پشت سر هم انجام می‌شوند تا به کمک آن بتوان مولکول‌هایی با ساختارهای ساده تولید کرد. ترکیباتی که در هر مرحله به تولید می‌رسند، «واسط‌های سنتتیک» (Synthetic Intermediates) نام دارند. برای مولکول‌های پیچیده‌تر، از «سنتز همگرا» (Convergent Synthesis) استفاده می‌شود که در آن، قطعات مختلفی از فرآورده نهایی به طور جداگانه سنتز و در نهایت در پایان سنتز، با یکدیگر جفت می‌شوند.
روش انجام سنتز
هر مرحله از سنتز شامل یک واکنش شیمیایی است. ریجنت‌ها و شرایط هر کدام از این واکنش‌ها به منظور بازدهی مناسب و حصول یک فرآورده خالص، باید به دقت طراحی شوند. علاوه بر این، طراحی این واکنش‌ها باید به گونه‌ای باشد که پیچیدگی عملیاتی نداشته باشند. روش‌های متعددی برای تولید مواد واسط و رسیدن به ماده نهایی وجود دارند. حتی روش‌های ابتدایی و اولیه نیز در برخی موارد مورد استفاده قرار می‌گیرند اما معمولا محققانی هستند که به بررسی روش‌های تولید مواد می‌پردازند. برای این‌که این روش‌ها مفید باشند، باید شامل بازده بالا و همچنین، مناسب دامنه وسیعی از مواد باشند.
محققان معمولا از سه مرحله برای توسعه یک روش سنتز استفاده می‌کنند:
- کشف: این مرحله نیازمند دانش وسیع در زمینه شیمی و ریجنت‌های واکنش‌های شیمی است.
- بهینه‌سازی: در این بخش، یک یا دو جزء به عنوان شروع‌کننده واکنش مورد استفاده قرار می‌گیرند که تحت شرایط مختلف دما، حلال، زمان واکنش و... آزمایش می‌شوند تا شرایط بهینه برای بازده و خلوص مناسب مشخص شوند. در مرحله بعد، محققان تلاش می‌کنند تا روش‌های تولید را برای مواد مختلف توسعه دهند.
- مطالعات اهداف و محدودیت‌ها: در این مرحله، گروه‌های تحقیقاتی بزرگ‌تری شروع به انجام عمل سنتز جامع می‌کنند تا این روش را در کاربردهای گسترده و حقیقی بکار بگیرند و محدودیت‌های آن را به عنوان یک روش سنتز مشخص کنند.
ارسال نظر