Opération physique qui consiste à combiner des corps, simples ou composés,
pour obtenir des corps plus complexes.
Pour synthétiser de nouvelles molécules, les chimistes ont développé des
réactions qui font passer d'une fonction organique à une autre. Ainsi, un
alcool secondaire est oxydé en cétone et, inversement, une cétone peut être
réduite en alcool. De telles réactions constituent les processus de base de la
synthèse. Parmi celles-ci, on compte notamment l'estérification, l'hydrolyse,
les réactions d'addition, de substitution, etc. Certains enchaînements de ces
réactions conduisent à des transformations plus élaborées. Ces réactions, très
efficaces pour les molécules simples (ne comportant qu'une seule fonction),
manquent souvent de sélectivité pour la synthèse de molécules
multifonctionnelles. Il convient alors de protéger la fonction que l'on veut
préserver. De cette façon, pour synthétiser une molécule cible, on commence
par définir une voie pour y accéder, puis on assemble des fragments
constitutifs de la molécule au moyen de séquences classiques, elles-mêmes
décomposables en réactions de base. Ces étapes sont généralement accompagnées
d'opérations de protection et de retour à l'état non protégé. En fait, la
recherche de cette voie d'accès se fait à rebours : étant donné la molécule à
obtenir, on examine les réactions susceptibles d'y conduire.
La préparation de l'acide cobyrique, antécédent intermédiaire de synthèse de la
vitamine B12, est un bon exemple de la puissance d'une stratégie convergente
par opposition à une succession de réactions. Avec des rendements de 80 %, une
suite de 47 étapes débutant avec 100 g de produit conduirait à 3 mg d'acide
cobyrique. Les 47 étapes de la synthèse convergente en produisent 1 400 fois
plus. Dans celle-ci, certaines étapes communes à la synthèse des intermédiaires
A, B, C et D réduisent à 37 le nombre de réactions différentes à mettre au
point.
Les fondements de la chimie organique furent établis alors que la valence du
carbone était inconnue. Puis la chimie théorique a suscité à son tour des
expériences de laboratoire dont les résultats ont conduit à de nombreuses
synthèses réalisées à l'échelle industrielle. Grâce à la pétrochimie, de plus
en plus de molécules de base sont aujourd'hui disponibles. De nombreux dérivés
du benzène ainsi que des hydrocarbures halogénés, disponibles autrefois en
faibles quantités, sont utilisés maintenant comme solvants industriels. Par
synthèse organique, encore, sont fabriquées les matières de base des branches
majeures de l'industrie : plastiques, composites, médicaments, etc. Ainsi, pour
nombre de médicaments, leurs molécules actives n'étaient pas connues il y a
seulement quelques décennies.
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