In der Chemie beschreibt die Synthese (von griechisch synthesis ‚Zusammenstellung‘) den Prozess der Stoffherstellung. Dabei werden aus Elementen oder einfacheren Verbindungen neue, kompliziertere Stoffe erzeugt. Im Gegensatz zum Vermischen von Stoffen, bei dem die Ausgangsstoffe wieder getrennt werden können, entsteht bei einer Synthese ein neuer Stoff. Dieser kann nicht einfach in seine Bestandteile zerlegt werden. Die Synthese kann im Labormaßstab durchgeführt werden, um eine bestimmte Verbindung zu erzeugen. In der Industrie werden Synthesen im größeren Maßstab eingesetzt, um z.B. Medikamente, Kunststoffe oder Düngemittel herzustellen.
Reaktionsbedingungen
Die Ausbeute und Eigenschaften des Produkts hängen von verschiedenen Faktoren ab, die man Reaktionsbedingungen nennt. Dazu gehören:
- Temperatur
- Druck
- Verhältnis der Ausgangsstoffe
- Katalysatoren
- pH-Wert
- Lösungsmittel
Synthesearten
Die Totalsynthese ist die künstliche Herstellung eines Naturstoffs, ohne dabei auf Zwischenprodukte aus anderen Quellen zurückzugreifen. Anders als bei der Partialsynthese (siehe weiter unten) werden hier alle Bausteine des Naturstoffs im Labor aus einfachen Grundstoffen synthetisiert. Sie ermöglicht es, die komplexen Moleküle der Natur im Labor nachzubauen und so neue Wege für die Medizin und andere Anwendungsbereiche zu erschließen. Ein Beispiel wäre die Synthese von Vitamin C aus Glucose.
Die Partialsynthese ist eine Methode zur Herstellung von Naturstoffen, bei der Zwischenprodukte aus anderen Quellen verwendet werden. Im Gegensatz zur Totalsynthese werden hier nicht alle Bausteine des Moleküls aus einfachen Grundstoffen synthetisiert. Die Partialsynthese ist einfacher, schneller und ressourcenschonender als die Totalsynthese, da sie auf bereits vorhandenen Zwischenprodukten aufbaut. Allerdings kann die Auswahl der Zwischenprodukte begrenzend sein und die Synthese komplexer Naturstoffe erschweren. Die Partialsynthese wird häufig in der Medizin und Pharmazie eingesetzt, um Naturstoffe herzustellen, die in der Therapie von Krankheiten eingesetzt werden können. So z.B. Penicillin oder Artemether.
Die Biosynthese ist die chemische Herstellung von organischen Verbindungen in lebenden Organismen. In den Zellen von Pflanzen, Tieren und Mikroorganismen finden unzählige biochemische Reaktionen statt, die komplexe Moleküle wie Proteine, Fette, Kohlenhydrate und DNA aufbauen. Die Biosynthese ist von zentraler Bedeutung für das Leben auf der Erde. Sie ermöglicht die Bildung der komplexen Moleküle, aus denen alle Lebewesen bestehen. Die Biosynthese spielt auch eine wichtige Rolle in der Medizin und Pharmazie, da viele Medikamente aus Naturstoffen hergestellt werden, die durch Biosynthese in Organismen produziert werden. Beispiele wären hier die Photosynthese oder die Glykolyse.
Die Festphasensynthese ist eine Methode zur Herstellung von Substanzen, bei der die Reaktionen an einem polymeren Träger stattfinden. Das Grundmolekül wird zunächst an den Träger gebunden, und dann wird eine Reihe von Reaktionen und Waschschritten durchgeführt, um das gewünschte Zielmolekül zu erzeugen. Die Festphasensynthese ist effizienter als die klassische Synthese in Lösung, da mehrere Reaktionsschritte in einem Durchgang durchgeführt werden können. Zudem sind die Produkte der Festphasensynthese in der Regel reiner als die Produkte der klassischen Synthese. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Festphasensynthese automatisiert werden kann. Das vereinfacht die Herstellung von komplexen Molekülen. Die Merrifield-Synthese ist ein frühes Beispiel für die Festphasensynthese. Sie wird zur Herstellung von Peptiden verwendet.
Chemische Synthesereaktionen: Von Rohstoffen zu Wirkstoffen
Chemische Synthesereaktionen sind die Grundlage für die Herstellung einer Vielzahl von Produkten, die wir in unserem täglichen Leben verwenden und lassen sich grob in zwei Kategorien einteilen.
Sie dienen einerseits zur Herstellung von Rohstoffen wie Ammoniak (mittels Haber-Bosch-Verfahren), einem wichtigen Ausgangsmaterial für Düngemittel. Weitere Beispiele: Herstellung von Methylchlorsilanen als Zwischenprodukt für Silikone, Synthese von Schwefelsäure, Chlor und anderen Grundchemikalien.
Andererseits werden mittels Synthese Wirkstoffe hergestellt, wie z.B. Acetylsalicylsäure (ASS), der bekannte Wirkstoff in Aspirin. Weitere Beispiele: Herstellung von Arzneistoffen wie Penicillin, Paracetamol und Ibuprofen, Synthese von Pflanzenschutzmitteln, Vitaminen und Duftstoffen.
Dieser Eintrag basiert auf dem Artikel Synthese (Chemie) aus der freien Enzyklopädie Wikipedia. Es gilt die GNU-Lizenz für freie Dokumentation. Eine Liste der Autoren ist auf Wikipedia verfügbar.
[…] erhielt die BASF ein Patent für ein Verfahren zur Methanolgewinnung aus kohlestämmigem Synthesegas. Matthias Pier, Alwin Mittasch und Fritz Winkler entwickelten das Verfahren und setzten es für […]