Chimie organique
Renseignements généraux
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La chimie organique est une discipline spécifique dans la chimie qui implique l' scientifiques étude de la structure, des propriétés, de la composition, des réactions , et de la préparation (par synthèse ou par d'autres moyens) de composés chimiques constitués principalement de carbone et d' hydrogène , qui peuvent contenir un nombre quelconque d'autres éléments, y compris l'azote , l'oxygène , les halogènes , ainsi que le phosphore , silicium et soufre .
La définition originale de la chimie «biologique» est venue de l'idée fausse que les composés organiques ont été toujours liés à la vie des processus. Non seulement les composés organiques soutiennent la vie sur Terre, comme la vie comme nous le savons cela dépend aussi de la chimie inorganique ; Par exemple, beaucoup enzymes se appuient sur des métaux de transition tels que le fer et le cuivre ; et des matériaux tels que des coquillages, des dents et des os sont partie organique, partie inorganique dans la composition. Mis à part le carbone élémentaire, seules certaines classes de composés de carbone (tels que des oxydes, des carbonates , et carbures) sont classiquement considérés inorganique. Biochimie traite principalement avec la chimie naturelle de biomolécules telles que les protéines , des acides nucléiques et des sucres .
En raison de leurs propriétés uniques, composés multi-carbone présentent très grande variété et la gamme des applications des composés organiques est énorme. Ils forment la base de, ou sont les constituants importants de beaucoup de produits ( peintures, plastiques , aliments , explosifs, médicaments, la pétrochimie, pour ne en nommer que quelques-uns) et (à part quelques rares exceptions près), ils forment la base de tous les processus de la vie terrestre.
Les différentes formes et réactivités chimiques des molécules organiques offrent une étonnante variété de fonctions, comme celles de l'enzyme de catalyseurs dans les réactions biochimiques des systèmes vivants. La nature de autopropagating de ces produits chimiques organiques est ce que la vie est tout au sujet.
Tendances en chimie organique comprennent synthèse chirale, la chimie verte, la chimie des micro-ondes, fullerènes et spectroscopie à micro-ondes.
Faits saillants historiques
- Voir aussi: Histoire de la chimie
Au début des chimistes du XIXe siècle pense généralement que les composés d'organismes vivants étaient trop compliqués dans la structure pour être capable de artificielle la synthèse des choses non-vie, et qu'une «force vitale» ou vitalisme conféré les caractéristiques des êtres vivants sur cette forme de matière. Ils ont appelé ces composés "organiques", et ont préféré orienter leurs investigations vers les matériaux inorganiques qui ont semblé plus prometteur.
Chimie organique a reçu un coup de pouce quand il se est rendu compte que ces composés pourraient être traités de manière similaire aux composés inorganiques et pourraient être créés en laboratoire par des moyens autres que la «force vitale». Vers 1816 Michel Chevreul a commencé une étude de savons fabriqués à partir de différents graisses et alcalin. Il a séparé les différents acides qui, en combinaison avec l'alcali, ont produit le savon. Puisque ce étaient tous différents composés, il a démontré qu'il était possible de faire un changement chimique dans diverses graisses (qui viennent traditionnellement des sources organiques), produisant de nouveaux composés, sans "force vitale". En 1828 Friedrich Wöhler premier a fabriqué le produit chimique organique urée (carbamide), un constituant de l'urine, de la inorganique cyanate d'ammonium NH 4 OCN, dans ce qui est maintenant appelé le Synthèse de Wöhler. Bien que Wöhler était, à cette époque, ainsi qu'après, prudent au sujet de réclamer qu'il avait de ce fait détruit la théorie de force vitale, la plupart ont regardé à cet événement comme tournant.
Une grande prochaine étape était quand en 1856 William Henry Perkin, tout en essayant de fabriquer la quinine, encore est accidentellement venu pour fabriquer le bio teindre maintenant appelé Mauve du Perkin, qui en générant une énorme quantité d'argent a considérablement augmenté l'intérêt pour la chimie organique. Une autre étape a été la préparation de laboratoire DDT par Othmer Zeidler en 1874, mais le propriétés insecticides de ce composé ne ont été découverts que beaucoup plus tard.
La percée cruciale pour la théorie de la chimie organique était le concept de la structure chimique, développé indépendamment et simultanément par Friedrich Août et Kekule Archibald Scott Couper en 1858. Les deux hommes suggéré que atomes de carbone tétravalent pourraient relier les uns aux autres pour former un réseau de carbone, et que les modèles détaillés de la liaison atomique pourraient être discernés par des interprétations habiles des réactions chimiques appropriées.
L'histoire de la chimie organique continue avec la découverte du pétrole et sa séparation en fractions selon des gammes d'ébullition. La conversion des types de composés différents ou composés individuels par divers procédés chimiques a créé la chimie de pétrole menant à la naissance de la industrie pétrochimique, qui a fabriqué avec succès artificiels caoutchoucs , les différents organique adhésifs, les additifs de pétrole de propriété-modification, et des plastiques .
Le industrie pharmaceutique a commencé dans la dernière décennie du 19ème siècle, quand l'acide acétylsalicylique (plus communément appelé aspirine ) la fabrication a commencé en Allemagne par Bayer. La première fois qu'une drogue a été systématiquement améliorée était avec arsphénamine (Salvarsan). De nombreux dérivés de la toxiques dangereusement atoxyl ont été systématiquement synthétisé et testé par Paul Ehrlich et son groupe, et le composé avec les meilleures caractéristiques d'efficacité et de toxicité a été choisi pour la production.
Les premiers exemples de réactions organiques et les applications étaient fortuite, comme découverte accidentelle de Perkin de mauve du Perkin. Cependant, à partir du 20ème siècle, les progrès de la chimie organique a permis pour la synthèse de composés spécifiquement sélectionnés ou même des molécules conçues avec des propriétés spécifiques, comme dans la conception de médicaments. Le processus de trouver de nouvelles voies de synthèse pendant composés donnés se appelle la synthèse totale. La synthèse totale des composés naturels complexes commencés par de l'urée , grimpée dans la complexité de glucose et terpinéol, et en 1907, synthèse totale a été commercialisée la première fois par Gustaf avec Komppa camphre. Avantages pharmaceutiques ont été substantiels, par exemple composés cholestérol-connexes ont ouvert des voies à la synthèse des hormones humaines complexes et de leurs dérivés modifiés. Depuis le début du 20ème siècle, complexité des synthèses totales avait augmenté, avec des exemples tels que l'acide lysergique et la vitamine B12 . Les cibles d'aujourd'hui comportent des dizaines de centres stéréogènes qui doivent être synthétisés correctement avec synthèse asymétrique.
Biochimie , la chimie des organismes vivants, leur structure et interactions in vitro et à l'intérieur des systèmes vivants, a seulement commencé au 20ème siècle, ouvrant un nouveau chapitre de chimie organique avec l'énorme portée.
Classification des substances organiques
Description et nomenclature
Classification ne est pas possible sans avoir une description complète des composés individuels. A la différence de la chimie inorganique , dans lequel la description d'un composé chimique peut être réalisée en énumérant simplement les symboles chimiques des éléments présents dans le composé ainsi que le nombre de ces éléments dans la molécule, en chimie organique, la disposition relative de leurs atomes dans un molécule doit être ajouté pour une description complète.
Une façon de décrire la molécule est en dessinant son formule structurale. En raison de la complexité moléculaire, les systèmes simplifiés de notation chimique ont été développées. La dernière version est la formule de ligne-angle, qui réalise la simplicité sans introduire ambiguïté. Dans ce système, les points finaux et les intersections de chaque ligne représentent un carbone et des atomes d'hydrogène peuvent être soit notées ou supposés être présents implicitement. Certains inconvénients de notation chimique sont qu'ils ne sont pas facilement décrites par des mots et ils ne sont pas facilement imprimable. Ces problèmes ont été abordés en décrivant les structures moléculaires à l'aide nomenclature organique.
En raison des difficultés résultant de la très grand nombre et la variété de composés organiques, les chimistes ont réalisé très tôt que la mise en place d'un système internationalement accepté de nommer les composés organiques était d'une importance primordiale. La nomenclature de Genève est né en 1892 à la suite d'un certain nombre de réunions internationales sur le sujet.
Il a également réalisé que la famille de composés organiques a augmenté, le système devrait être étendu et modifié. Cette tâche a finalement été pris en charge par l'Union internationale de chimie pure et appliquée ( IUPAC). Reconnaissant le fait que dans la branche de la biochimie de la complexité des structures organiques augmente, l'organisation de l'UICPA a uni ses forces avec le Union internationale de biochimie et de biologie moléculaire, UIBBM, pour produire une liste de recommandations conjointes sur la nomenclature.
Plus tard, comme le nombre et la complexité des molécules organiques ont augmenté, de nouvelles recommandations ont été faites au sein de l'UICPA de simplification. La première recommandation a été présentée en 1951 une structure cyclique du benzène a été nommé cyclophane. Recommandations plus tard étendu la méthode à la simplification des autres structures cycliques complexes, y compris hétérocycliques, et nommé ces structures Phanès.
Pour la communication ordinaire, pour épargner une description fastidieuse, les recommandations officielles de dénomination IUPAC sont pas toujours suivies dans la pratique, sauf quand il est nécessaire de donner une définition concise à un composé, ou lorsque le nom IUPAC est plus simple (à savoir. Éthanol par rapport alcool éthylique) . Sinon, la commune ou nom trivial peut être utilisé, souvent issu de la source du composé.
En résumé, les substances organiques sont classés par leur agencement structurel moléculaire et par ce que les autres atomes sont présents avec le chef (carbone) constituant dans leur maquillage, tandis que dans une formule structurale, l'hydrogène est implicitement supposé d'occuper tous les valences libres d'un charbon appropriée atome qui restent après avoir tenu compte de branchement, un autre élément (s) et / ou une liaison multiple.
Hydrocarbures et des groupes fonctionnels
Classification commence normalement avec le les hydrocarbures: les composés qui contiennent seulement du carbone et de l'hydrogène. Pour les sous-classes voir ci-dessous. D'autres éléments se présentent dans des configurations atomiques appelés des groupes fonctionnels qui ont une influence déterminante sur les caractéristiques chimiques et physiques du composé; ainsi ceux contenant les mêmes formations atomiques ont des caractéristiques similaires, qui peut être: miscibilité avec l'eau, l'acidité / alcalinité, chimiques réactivité, résistance à l'oxydation, et d'autres. Certains groupes fonctionnels sont également des radicaux, identiques à ceux de la chimie inorganique, défini comme configurations atomiques polaires qui passent au cours des réactions chimiques de l'un composé chimique dans un autre sans changement.
Certains des éléments des groupes fonctionnels (O, S, N, halogènes ) peuvent être autonomes et le nom du groupe ne est pas strictement nécessaire, mais en raison de leur effet décisif sur la façon dont ils modifient les caractéristiques des hydrocarbures dans lesquels ils sont présents ils sont classés avec les groupes fonctionnels, et leur effet spécifique sur les propriétés prête excellent moyen de caractérisation et de classification.
En se référant aux types d'hydrocarbures ci-dessous, un grand nombre, sinon la totalité de la des groupes fonctionnels qui sont typiquement présents à l'intérieur composés aliphatiques sont également représentés au sein de la aromatique et groupe alicyclique de composés, sauf se ils sont déshydratés, ce qui conduirait à la non-réaction de groupes co-option.
Il est fait référence ici à la fois nomenclature organique, qui présente un nombre important (si pas exhaustive) de classes de composés conformes à la présence de différents groupes fonctionnels, par rapport au Recommandations IUPAC, mais aussi certaines basées sur noms triviaux. Mettre composés dans les sous-classes devient plus difficile lorsque plus d'un groupe fonctionnel est présent.
Deux catégories de type chaîne généraux existent: Open Chain composés aliphatiques et chaîne fermée composés cycliques. Ceux dans lesquels à la fois à chaîne ouverte et cycliques sont présents parties sont normalement classés avec ce dernier.
Composés aliphatiques
Les hydrocarbures aliphatiques sont subdivisés en trois groupes, série homologue en fonction de leur état de saturation: paraffines alcanes sans aucune doubles ou triples liaisons, des oléfines alcènes avec des doubles liaisons, qui peuvent être des mono-oléfines ayant une double liaison unique, le di-oléfines ou des di-ènes avec deux ou poly-oléfines ayant plus. Le troisième groupe avec une triple liaison est nommé d'après le nom de l'organe le plus court de la série homologue que les acétylènes alcynes. Le reste du groupe est classé en fonction des groupes fonctionnels présents.
Selon un autre aspect aliphatiques peuvent être à chaîne droite ou des composés à chaîne ramifiée, et le degré de ramification affecte également des caractéristiques, comme indice d'octane ou indice de cétane dans la chimie du pétrole.
Composés aromatiques et alicycliques
Composés cycliques peuvent, à nouveau, être saturés ou insaturés. En raison de l'angle de liaison de carbone, les configurations les plus stables contiennent six atomes de carbone, tandis que les anneaux mais avec cinq atomes de carbone sont également fréquents, d'autres sont plus rares. Les hydrocarbures cycliques divisent en alicycliques et aromatiques (également appelés arènes).
Du les composés alicycliques cycloalcanes ne contiennent pas de liaisons multiples, tandis que le cycloalcènes et les cycloalkynes font. Typiquement ce dernier type ne existe que sous la forme de grands anneaux, appelé macrocycles. L'élément le plus simple de la famille est le cycloalcane à trois chaînons cyclopropane.
Les hydrocarbures aromatiques contiennent doubles liaisons conjuguées. Un des exemples les plus simples de ceux-ci est le benzène , dont la structure a été formulée par Kekulé qui le premier a proposé la délocalisation ou principe de résonance pour expliquer sa structure. Pour les composés cycliques «classiques», aromaticité est conférée par la présence de 4n + 2 électrons pi délocalisés, où n est un entier. L'instabilité particulière (antiaromaticité) est conféré par la présence de 4n électrons pi conjugués.
Les caractéristiques des hydrocarbures cycliques sont de nouveau modifiées si hétéroatomes sont présents, ce qui peut exister comme des substituants attachés à l'extérieur de l'anneau (exocyclique) ou en tant que membre de l'anneau lui-même (endocyclique). Dans le cas de ce dernier, l'anneau est appelée hétérocycle. Pyridine et furane sont des exemples d'hétérocycles aromatiques tandis que pipéridine et le tétrahydrofuranne sont des hétérocycles alicycliques correspondants. L'hétéroatome de molécules hétérocycliques est généralement de l'oxygène, le soufre ou l'azote, ce dernier étant particulièrement courant dans des systèmes biochimiques.
Anneaux peuvent fusionner avec d'autres cycles sur un bord pour donner des composés polycycliques. Le bases nucléosidiques de purine sont hétérocycles aromatiques polycycliques notables. Anneaux peuvent également fusionner sur un «coin» de telle sorte que un atome (presque toujours carbone) a deux liaisons aller à un anneau et deux à l'autre. De tels composés sont appelés et spiro sont importants dans un certain nombre de des produits naturels.
Polymères
Une propriété importante de carbone en chimie organique est qu'il peut former certains composés, les molécules individuelles qui sont capables de se accrocher les unes aux autres, formant ainsi une chaîne ou un réseau. Le processus est appelé polymérisation et les chaînes ou réseaux des polymères, tandis que le composé servant de source est un monomère. Deux principaux groupes de polymères existent: celles fabriquées artificiellement sont appelés polymères industriels ou des polymères synthétiques et ceux qui se produisent naturellement biopolymères.
Depuis l'invention du premier polymère synthétique, bakélite, la famille se est rapidement développée avec l'invention des autres. Les polymères organiques synthétiques sont communs le polyéthylène ou le polyéthylène, le polypropylène, nylon, Téflon ou PTFE, le polystyrène , les polyesters, polyméthacrylate de méthyle (communément connu comme le plexiglas ou plexiglas) le polychlorure de vinyle ou PVC, et polyisobutylène artificielle ou synthétique importante caoutchouc aussi le polymérisé butadiène, un composant de caoutchouc.
Les exemples sont des termes génériques, et de nombreuses variétés de chacun de ceux-ci peuvent exister, avec leurs caractéristiques physiques affinés pour une utilisation spécifique. La modification des conditions de la polymérisation modifie la composition chimique du produit par modification longueur de la chaîne, ou ramification, ou la tacticité. Avec un seul monomère comme un début le produit est un homopolymère. En outre, le composant (s) secondaire peut être ajouté pour créer une hétéropolymère (co-polymère) et le degré de regroupement des différents composants peuvent également être contrôlés. Les caractéristiques physiques, telles que la dureté, la densité , mécanique ou résistance à la traction, résistance à l'abrasion, résistance à la chaleur, la transparence, la couleur, etc. dépendront de la composition finale.
Biomolécules
La chimie biomoléculaire est une catégorie importante au sein de la chimie organique qui est souvent étudié par biochimistes. De nombreuses molécules de groupe multi-fonctionnels complexes sont importants dans les organismes vivants. Certains sont à longue chaîne biopolymères, et ceux-ci comprennent les protéines , l'ADN , ARN et la les polysaccharides tels que amidons et chez les animaux celluloses dans les plantes. Les autres classes principales sont les acides aminés (blocs de construction de monomère de protéines), des hydrates de carbone (qui comprend les polysaccharides), le des acides nucléiques (qui comprennent l'ADN et l'ARN en tant que polymères) et les lipides . En outre, la biochimie des animaux contient de nombreuses petites molécules intermédiaires qui aident à la production d'énergie à travers le Cycle de Krebs, et produit isoprène, un hydrocarbure le plus commun chez les animaux. Isoprènes chez les animaux font l'importante stéroïde de structure ( cholestérol) et l'hormone stéroïde composés; et dans les plantes forment terpènes, terpénoïdes, certains alcaloïdes, et un ensemble unique d'hydrocarbures structurels appelés polyisoprenoids de biopolymères présents dans sève de latex qui est la base pour la fabrication de caoutchouc .
Buckyballs
Buckminsterfullerenes, également connu sous le nom Buckyballs, sont parmi les molécules les plus fascinants d'ingénierie par les chimistes organiques à ce jour. Leur structure sphérique manifeste de nombreuses propriétés électroniques et de nouvelles recherches dans les nanotubes de carbone synonymes est fascinant.
Autres
Les composés organiques contenant des liaisons carbone-azote, de l'oxygène et les halogènes ne sont normalement pas regroupées séparément. D'autres sont parfois mis en grands groupes dans la chimie organique et discutés sous des titres tels que chimie organique soufré, chimie organométallique, chimie organique de phosphore et organosilicié chimie.
Caractéristiques des substances organiques
Les composés organiques sont généralement lié de façon covalente. Cela permet de structures uniques telles que chaînes et anneaux de carbone longues. La raison de carbone est excellent à former des structures uniques et qu'il ya autant de composés carbonés, ce est que les atomes de carbone forment des liaisons covalentes stables avec une très autre ( concaténation). Contrairement aux matériaux inorganiques, les composés organiques fondent typiquement, bouillir, sublimer ou décomposer en dessous de 300 ° C. Les composés organiques neutres tendent à être moins solubles dans l'eau par rapport à de nombreux inorganiques sels , à l'exception de certains composés organiques tels que des composés ioniques et des bas poids moléculaire des alcools et des acides carboxyliques où une liaison hydrogène se produit.
Les composés organiques tendent à se dissoudre dans organiques solvants qui sont soit des substances pures comme éther ou l'alcool éthylique , ou des mélanges, tels que les solvants paraffiniques tels que les divers les éthers de pétrole et alcools blancs, ou la gamme des dissolvants aromatiques purs ou mélangés obtenus à partir du pétrole ou de goudron fractions par séparation physique ou par conversion chimique. Solubilité dans les solvants différents dépend du type de solvant et de la des groupes fonctionnels si présent. Des solutions sont étudiées par la science de la chimie physique. Comme sels inorganiques, des composés organiques peuvent également former des cristaux . Une propriété unique de carbone dans des composés organiques est sa valence qui ne dispose pas toujours d'être repris par des atomes d'autres éléments, et quand il ne est pas, un état appelé Résultats insaturation. Dans de tels cas, nous parlons de carbone-carbone doubles liaisons ou triples liaisons. Les doubles liaisons en alternance avec une chaîne unique sont appelés doubles liaisons conjuguées. Une structure aromatique est un cas particulier dans lequel la chaîne conjugué est un anneau fermé.
Structure moléculaire élucidation
Les composés organiques sont constitués d'atomes de carbone, des atomes d'hydrogène, et des groupes fonctionnels. La valence de carbone est de 4, et de l'hydrogène est égal à 1, les groupes fonctionnels sont généralement 1. A partir du nombre d'atomes de carbone et des atomes d'hydrogène dans une molécule de la degré d'insaturation peuvent être obtenus. Beaucoup, mais pas toutes les structures peuvent être envisagées par la règle de valence simple qui il y aura une obligation pour chaque numéro de valence. La connaissance de la formule chimique d'un composé organique ne est pas suffisante parce que beaucoup d'informations isomères peuvent exister. Composés organiques existent souvent comme mélanges. Parce que de nombreux composés organiques sont relativement faibles points d'ébullition et / ou organiques se dissolvent facilement dans des solvants , il existe de nombreux procédés pour la séparation de mélanges en constituants purs qui sont spécifiques à la chimie organique tel que distillation , cristallisation et de Chromatographie techniques. Il existe plusieurs méthodes pour déduire la structure d'un composé organique. Dans l'usage général sont (par ordre alphabétique):
- Cristallographie: Ce est la méthode la plus précise pour déterminer géométrie moléculaire; Cependant, il est très difficile de faire pousser des cristaux de taille et de haute qualité suffisante pour obtenir une image claire, de sorte qu'il reste une forme secondaire de l'analyse. Cristallographie a vu un usage particulièrement étendu en biochimie (détermination de la structure des protéines) et à la caractérisation de catalyseurs organométalliques, qui possèdent souvent important symétrie .
- Analyse élémentaire: Une méthode destructive utilisée pour déterminer la composition élémentaire d'une molécule. Voir aussi la spectrométrie de masse, ci-dessous.
- La spectroscopie infrarouge: Principalement utilisé pour déterminer la présence (ou l'absence) de certaines des groupes fonctionnels.
- Spectrométrie de masse : Utilisé pour déterminer le poids moléculaire et d'un composé à partir du motif de fragmentation de sa structure. Haute résolution spectrométrie de masse peut souvent identifier la formule précise d'un composé par la connaissance des masses et des abondances isotopiques; il est ainsi parfois utilisé à la place de l'analyse élémentaire.
- Résonance magnétique (RMN) nucléaire identifie différents noyaux en fonction de leur environnement chimique. Ce est la technique spectroscopique le plus important et couramment utilisé pour les chimistes organiques, permettant souvent l'attribution complète de la connectivité d'atome et même la stéréochimie donnée la bonne série d'expériences de spectroscopie (par exemple, spectroscopie de corrélation).
- Rotation optique: la distinction entre deux énantiomères d'un composé chiral basées sur le signe de rotation de la lumière polarisée plane. Si le rotation spécifique d'un énantiomère qui est connu, l'amplitude de rotation donne également le rapport des énantiomères dans un échantillon mélangé, bien HPLC avec une colonne chirale peut également fournir cette information.
- Spectroscopie UV / VIS: Utilisé pour déterminer le degré de conjugaison dans le système. Alors qu'il était encore parfois utilisée pour caractériser des molécules, UV / VIS est plus couramment utilisé pour quantifier la quantité d'un composé connu est présent dans un échantillon (habituellement liquide).
Des procédés supplémentaires sont fournis par la chimie analytique .
Réactions organiques
Réactions organiques sont des réactions chimiques impliquant des composés organiques . Bien que pur hydrocarbures subir certaines des catégories limitées de réactions, beaucoup plus de réactions qui subissent composés organiques sont largement déterminés par des groupes fonctionnels. La théorie générale de ces réactions implique une analyse minutieuse des propriétés telles que la affinité électronique des atomes clés, forces de liaison et encombrement stérique. Ces questions peuvent déterminer la stabilité relative de courte durée intermédiaires réactifs, qui déterminent habituellement directement le chemin de la réaction. Un exemple de réaction commun est une réaction de substitution écrit:
- Nu - + CX → C-Nu + X -
où X est quelque groupe fonctionnel et Nu est un nucléophile.
Il ya de nombreux aspects importants d'une réaction spécifique. Si elle se produire spontanément ou non est déterminé par le énergie libre de Gibbs changement de la réaction. La chaleur qui est nécessaire soit produites, soit par la réaction se trouve de le total enthalpie changement. D'autres préoccupations incluent si des réactions secondaires se produisent dans les mêmes conditions de réaction. Toutes les réactions secondaires qui se produisent typiquement produisent des composés indésirables qui peuvent être ne importe où de très facile ou très difficile à séparer du composé désiré.
Chimie organique de synthèse
Chimie organique de synthèse est un sciences appliquées comme il borde l'ingénierie , la "conception, l'analyse, et / ou la construction d'œuvres à des fins pratiques". La synthèse organique d'un composé nouveau est une tâche de résolution de problèmes, lorsqu'une synthèse est conçu pour une molécule cible en sélectionnant des réactions optimales à partir de matières de départ optimale. Composés complexes peuvent avoir des dizaines d'étapes de réaction qui développent séquentiellement la molécule souhaitée. La synthèse se déroule en utilisant la réactivité des groupes fonctionnels dans la molécule. Par exemple, un composé carbonyle peut être utilisé comme un nucléophile en le convertissant en un énolate, ou en tant que électrophile; la combinaison des deux est appelé la réaction d'aldolisation . Conception de synthèses utiles dans la pratique nécessite toujours la réalisation de la synthèse réelle dans le laboratoire. La pratique scientifique de la création de nouvelles voies de synthèse pour les molécules complexes est appelé synthèse totale.
Il existe plusieurs stratégies pour concevoir une synthèse. La méthode moderne de rétrosynthèse, développé par EJ Corey, commence avec la molécule cible et le relie à pièces selon des réactions connues. Les morceaux, ou les précurseurs proposées, reçoivent le même traitement, jusqu'au matières premières disponibles et idéalement peu coûteux sont atteints. Ensuite, le rétrosynthèse est écrit dans le sens inverse pour donner de la synthèse. Un «arbre synthétique" peut être construit, car chaque composé et aussi chaque précurseur a de multiples synthèses.
