有機合成化學
有機合成化學是化學合成的一個特殊分支，涉及有機化合物的有意構造。[1] 有機分子通常比無機化合物複雜，它們的合成已發展成為有機化學最重要的分支之一。在有機合成化學的一般領域內有幾個主要的研究領域：全合成，半合成和方法學。
目錄
全合成領域
天然前體合成複雜有機分子
有機合成化學的重要研究全合成化學，是從簡單的市售（石油化學）或天然前體完全化學合成複雜的有機分子。可以通過線性或收斂方法完成總合成。在一個線性合成 -通常足夠簡單結構-幾個步驟接連執行的一個直至分子完整;每個步驟中生成的化合物稱為合成中間體。[2]最常見的是，合成中的每個步驟都是指為修飾起始化合物而進行的單獨反應。
關鍵中間體
對於更複雜的分子，會聚的合成該方法可能是優選的，該方法涉及單獨製備幾個「小片」（關鍵中間體），然後將其組合以形成所需的產品。]收斂的合成具有產生更高的產率的優點，相對於線性合成。
現代有機合成之父
羅伯特•伯恩斯•伍德沃德（Robert Burns Woodward）曾因數種全合成技術而獲得1965年諾貝爾化學獎（例如，他於1954年合成的士的寧[3]），被視為現代有機合成之父。一些近代實例包括文德的，[4]霍爾頓的，[5]NICOLAOU的，[6]和Danishefsky的所述的抗癌治療劑的全合成[7]，紫杉醇（商品名，紫杉醇）。
方法學
方法學研究通常涉及三個主要階段：發現，優化以及範圍和局限性的研究。該發現需要對適當試劑的化學反應性有廣泛的了解和經驗。優化是一個過程，其中在多種溫度，溶劑，反應時間條件下，對反應中的一種或兩種起始化合物進行測試等，直到找到產品產量和純度的最佳條件為止。最後，研究人員試圖將該方法擴展到各種不同的起始材料，以找到範圍和侷限性。
適用範圍和侷限
總的合成有時用於展示新方法並在實際應用中證明其價值。這些應用涉及主要行業，特別是聚合物（和塑料）和製藥。一些綜合在研究或學術水平上是可行的，但不適用於工業水平的生產。這可能導致該過程的進一步修改。
立體選擇性合成
大多數複雜的天然產物是手性的，並且手性分子的生物活性隨對映異構體而變化。歷史上，總合成的目標是外消旋混合物，即兩種可能的對映異構體的混合物，之後可通過手性拆分分離外消旋混合物。
在二十世紀下半葉，化學家開始開發立體選擇性催化和動力學拆分的方法，據此，反應只能直接產生一種對映異構體，而不是外消旋混合物。早期的例子包括立體選擇性氫化（例如，如所報導的威廉諾爾斯和野依良治，和官能團修飾，如不對稱環氧化的百里夏普勒斯;這些特定的成就，這些工人被授予了2001年諾貝爾化學獎。這樣的反應為化學家提供了更多的對映體純分子選擇的起點，以前只能使用天然的起始原料。
純對映體的形式
使用羅伯特•伍德沃德（Robert B. Woodward）率先的技術和合成方法學的新發展，化學家通過理解立體控制，可以將簡單的分子轉化為更複雜的分子，而不會發生不想要的消旋作用，從而使最終的目標分子以純對映體的形式合成。這樣的技術被稱為立體選擇性合成。
應用
反應的試劑和條件
合成的每個步驟都涉及一個化學反應，並且必須設計用於每個反應的試劑和條件，以盡可能少的步驟得到足夠的純產物收率。文獻中可能已經存在一種用於製造早期合成中間體之一的方法，通常將使用該方法，而不是為了「重新發明輪子」而努力。
但是，大多數中間體是從未有過的化合物，通常使用方法學研究人員開發的一般方法來製備。為了有用，這些方法需要提供高產量，並且對於各種各樣的基材都可靠。對於實際應用，其他障礙包括安全性和純度的工業標準。
綜合設計
逆向合成分析的開發
Elias James Corey在逆向合成分析的基礎上為合成設計帶來了一種更正式的方法，為此他於1990年獲得了諾貝爾化學獎。在這種方法中，使用標準規則從產品中反向計劃合成。以圖形方式顯示了將母體結構「分解」為可實現的組成部分的步驟，該方案使用逆向合成箭頭（繪製為⇒，實際上表示「由...製成」）。[8]