రసాయన సంశ్లేషణ
రసాయన సంశ్లేషణ (రసాయన కలయిక) అనేది ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ఉత్పత్తులను పొందడానికి రసాయన చర్యలను కృత్రిమంగా నిర్వహించడం.[1] ఇది భౌతిక మరియు రసాయన మార్పుల ద్వారా జరుగుతుంది, సాధారణంగా ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ చర్యలను కలిగి ఉంటుంది. ఆధునిక ప్రయోగశాల వినియోగంలో, ఈ ప్రక్రియ పునరుత్పత్తి చేయదగినది మరియు నమ్మదగినది.
రసాయన సంశ్లేషణలో ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ సమ్మేళనాలు (వీటిని రీజెంట్లు లేదా రియాక్టెంట్లు అని పిలుస్తారు) ఉంటాయి, ఇవి కొన్ని పరిస్థితులలో మార్పుకు లోనవుతాయి. కావలసిన ఉత్పత్తిని రూపొందించడానికి వివిధ రకాల చర్యలను ఉపయోగించవచ్చు. తుది ఉత్పత్తిని వేరు చేయడానికి అనేక చర్యలకు కొంత ప్రాసెసింగ్ ("వర్క్-అప్") లేదా శుద్దీకరణ ప్రక్రియ అవసరం.[1]
రసాయన సంశ్లేషణ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన మొత్తాన్ని చర్య దిగుబడి అని పిలుస్తారు. సాధారణంగా, దిగుబడులను గ్రాములలో (ప్రయోగశాల సెట్టింగ్‌లో) ద్రవ్యరాశిగా లేదా పరిమితి కారకం ఆధారంగా ఉత్పత్తి చేయగల మొత్తం సైద్ధాంతిక పరిమాణంలో శాతంగా వ్యక్తీకరించబడతాయి.[2] సైడ్ రియాక్షన్ అనేది కావలసిన దిగుబడిని తగ్గించగల అవాంఛిత రసాయన చర్య. రసాయన సందర్భంలో 'సంశ్లేషణ' (synthesis) అనే పదాన్ని మొదట రసాయన శాస్త్రవేత్త హెర్మన్ కోల్బే ఉపయోగించారు.[3]
వ్యూహాలు
రసాయన సంశ్లేషణ సమర్థవంతమైన మరియు ఖచ్చితమైన పరమాణు పరివర్తనలను సాధించడానికి వివిధ వ్యూహాలను ఉపయోగిస్తుంది, ఇవి కేవలం ఒక రియాక్టెంట్ A ని నేరుగా చర్య ఉత్పత్తి B గా మార్చడం కంటే సంక్లిష్టమైనవి. ఈ వ్యూహాలను చర్య క్రమాలను నిర్వహించే విధానాలుగా వర్గీకరించవచ్చు.
చర్య క్రమాలు
మల్టీస్టెప్ సంశ్లేషణలో వరుస రసాయన చర్యలు ఉంటాయి, ప్రతి దశ తదుపరి దశకు వెళ్ళే ముందు మధ్యంతరాలను వేరు చేయడానికి దాని స్వంత వర్క్-అప్ అవసరం.[4] ఉదాహరణకు, పారాసెటమాల్ సంశ్లేషణకు సాధారణంగా మూడు వేర్వేరు చర్యలు అవసరం. డైవర్జెంట్ సంశ్లేషణ ఒక సాధారణ మధ్యంతరంతో ప్రారంభమవుతుంది, ఇది విభిన్న చర్య మార్గాల ద్వారా బహుళ తుది ఉత్పత్తులుగా విడిపోతుంది. కన్వర్జెంట్ సంశ్లేషణ ఒక సంక్లిష్టమైన తుది ఉత్పత్తిని సృష్టించడానికి స్వతంత్రంగా సంశ్లేషణ చేయబడిన బహుళ మధ్యంతరాల కలయికను కలిగి ఉంటుంది. వన్-పాట్ సంశ్లేషణ ఒకే పాత్రలో బహుళ చర్యలను కలిగి ఉంటుంది, ఇది మధ్యంతరాలను వేరు చేయకుండానే వరుస పరివర్తనలను అనుమతిస్తుంది, తద్వారా పదార్థ నష్టం, సమయం మరియు అదనపు శుద్దీకరణ అవసరాన్ని తగ్గిస్తుంది. కాస్కేడ్ చర్యలు, వన్-పాట్ సంశ్లేషణలో ఒక ప్రత్యేక రకం, ఒకే రియాక్టెంట్ లోపల వరుస పరివర్తనలను ప్రారంభించడం ద్వారా ప్రక్రియను మరింత క్రమబద్ధీకరిస్తాయి, వనరుల వినియోగాన్ని తగ్గిస్తాయి.
ఉత్ప్రేరక వ్యూహాలు
రసాయన సంశ్లేషణలో ఉత్ప్రేరకాలు చర్యలను వేగవంతం చేయడం మరియు నిర్దిష్ట పరివర్తనలను ప్రారంభించడం ద్వారా కీలక పాత్ర పోషిస్తాయి. ఫోటోరెడాక్స్ ఉత్ప్రేరకం చిన్న అణువుల క్రియాశీలతను మరియు లోహ ఉత్ప్రేరకాల ఆక్సీకరణ స్థితిని నియంత్రించడం ద్వారా చర్య పరిస్థితులపై మెరుగైన నియంత్రణను అందిస్తుంది. బయోక్యాటలిసిస్ ఎంజైమ్‌లను ఉత్ప్రేరకాలుగా ఉపయోగించి తేలికపాటి పరిస్థితులలో అధిక నిర్దిష్టతతో రసాయన చర్యలను వేగవంతం చేస్తుంది.
రియాక్టివిటీ నియంత్రణ
కీమోసెలెక్టివిటీ ఒక అణువులోని నిర్దిష్ట ఫంక్షనల్ గ్రూప్ చర్య జరిపేలా చూస్తుంది, అదే సమయంలో ఇతర గ్రూపులు ప్రభావితం కాకుండా ఉంటాయి. ప్రొటెక్టింగ్ గ్రూపులు ఎంపిక చేసిన చర్యలను ప్రారంభించడానికి రియాక్టివ్ సైట్‌లను తాత్కాలికంగా మాస్క్ చేస్తాయి. కైనెటిక్ నియంత్రణ త్వరగా ఉత్పత్తులను ఏర్పరిచే చర్య మార్గాలకు ప్రాధాన్యత ఇస్తుంది, ఇవి తరచుగా తక్కువ స్థిరమైన సమ్మేళనాలను ఇస్తాయి. దీనికి విరుద్ధంగా, థర్మోడైనమిక్ నియంత్రణ అత్యంత స్థిరమైన ఉత్పత్తుల ఏర్పాటుకు అనుకూలంగా ఉంటుంది.
అధునాతన ప్రణాళిక మరియు పద్ధతులు
రెట్రోసింథటిక్ విశ్లేషణ అనేది లక్ష్య అణువును సరళమైన పూర్వగాములుగా విడగొట్టడం ద్వారా సంక్లిష్ట సంశ్లేషణలను ప్లాన్ చేయడానికి ఉపయోగించే ఒక వ్యూహం. ఫ్లో కెమిస్ట్రీ అనేది ఒక నిరంతర చర్య పద్ధతి, ఇక్కడ రియాక్టెంట్లను రియాక్టర్ ద్వారా పంప్ చేస్తారు, ఇది చర్య పరిస్థితులపై ఖచ్చితమైన నియంత్రణను మరియు స్కేలబిలిటీని అనుమతిస్తుంది. ఈ విధానం టామక్సిఫెన్ వంటి ఔషధాల భారీ ఉత్పత్తిలో ఉపయోగించబడింది.[5]
ఆర్గానిక్ సంశ్లేషణ
ప్రధాన వ్యాసం: Organic synthesis, biochemistry
ఆర్గానిక్ సంశ్లేషణ అనేది ఆర్గానిక్ సమ్మేళనాల సంశ్లేషణతో వ్యవహరించే రసాయన సంశ్లేషణ యొక్క ప్రత్యేక రకం. ఒక సంక్లిష్ట ఉత్పత్తి యొక్క టోటల్ సంశ్లేషణ కోసం, ఆసక్తి ఉన్న ఉత్పత్తిని సంశ్లేషణ చేయడానికి వరుసగా బహుళ ప్రక్రియలు అవసరం కావచ్చు, దీనికి చాలా సమయం పడుతుంది. పూర్తిగా సింథటిక్ రసాయన సంశ్లేషణ ప్రాథమిక ల్యాబ్ సమ్మేళనాలతో ప్రారంభమవుతుంది. సెమీసింథటిక్ ప్రక్రియ మొక్కలు లేదా జంతువుల నుండి సహజ ఉత్పత్తులతో ప్రారంభమై, వాటిని కొత్త సమ్మేళనాలుగా మారుస్తుంది.
అకర్బన సంశ్లేషణ
అకర్బన సంశ్లేషణ మరియు ఆర్గానోమెటాలిక్ సంశ్లేషణ గణనీయమైన అకర్బన కంటెంట్ కలిగిన సమ్మేళనాలను తయారు చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు. దీనికి ఒక ఉదాహరణ పొటాషియం టెట్రాక్లోరోప్లాటినేట్ నుండి క్యాన్సర్ నిరోధక ఔషధం సిస్ప్లాటిన్ తయారీ.[6]
గ్రీన్ కెమిస్ట్రీ
గ్రీన్ కెమిస్ట్రీని ఉపయోగించి రసాయన సంశ్లేషణ కార్యకలాపాలను సరళీకృతం చేసే కొత్త సింథటిక్ పద్ధతులు మరియు పరికరాల రూపకల్పనను ప్రోత్సహిస్తుంది మరియు పర్యావరణానికి హాని చేయని ద్రావణాలను కోరుకుంటుంది. కీలక సూత్రాలలో అణు ఆర్థిక వ్యవస్థ (atom economy) ఉంటుంది, ఇది అన్ని రియాక్టెంట్ అణువులను తుది ఉత్పత్తిలో చేర్చడం మరియు రసాయన ప్రక్రియలలో వ్యర్థాలు మరియు అసమర్థతలను తగ్గించడం లక్ష్యంగా పెట్టుకుంది. గ్రీన్ కెమిస్ట్రీలోని ఆవిష్కరణలు మరింత స్థిరమైన మరియు సమర్థవంతమైన రసాయన సంశ్లేషణకు దోహదపడతాయి, సాంప్రదాయ పద్ధతుల యొక్క పర్యావరణ మరియు ఆరోగ్య ప్రభావాలను తగ్గిస్తాయి.[7]
అప్లికేషన్లు
రసాయన సంశ్లేషణ వివిధ పరిశ్రమలలో కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది, ఇది పదార్థాలు, మందులు మరియు సాంకేతికతల అభివృద్ధిని సాధ్యం చేస్తుంది.
ఉత్ప్రేరకం: పెట్రోలియం రిఫైనింగ్, పెట్రోకెమికల్ ఉత్పత్తి మరియు కాలుష్య నియంత్రణతో సహా అనేక పారిశ్రామిక ప్రక్రియలకు ఉత్ప్రేరకాల అభివృద్ధి చాలా ముఖ్యమైనది. రసాయన ప్రక్రియల ద్వారా సంశ్లేషణ చేయబడిన ఉత్ప్రేరకాలు ఈ కార్యకలాపాల సామర్థ్యాన్ని మరియు స్థిరత్వాన్ని మెరుగుపరుస్తాయి.[9]
వైద్యం: ఆర్గానిక్ సంశ్లేషణ ఔషధ ఆవిష్కరణలో కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది, ఇది రసాయన శాస్త్రవేత్తలు ఆర్గానిక్ అణువులను మార్చడం ద్వారా కొత్త మందులను అభివృద్ధి చేయడానికి మరియు ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి అనుమతిస్తుంది.[9] అదనంగా, వైద్య ఇమేజింగ్ మరియు క్యాన్సర్ చికిత్సల కోసం లోహ సమ్మేళనాల సంశ్లేషణ రసాయన సంశ్లేషణ యొక్క ముఖ్యమైన అప్లికేషన్, ఇది అధునాతన రోగనిర్ధారణ మరియు చికిత్సా పద్ధతులను సాధ్యం చేస్తుంది.[10]
బయోఫార్మాస్యూటికల్స్: మోనోక్లోనల్ యాంటీబాడీలు మరియు ఇతర బయోలాజిక్స్‌తో సహా బయోఫార్మాస్యూటికల్స్ ఉత్పత్తిలో రసాయన సంశ్లేషణ కీలకం. రసాయన సంశ్లేషణ ఈ చికిత్సలలో ఉపయోగించే ఆర్గానిక్ మరియు జీవసంబంధిత సమ్మేళనాల సృష్టిని మరియు మార్పును అనుమతిస్తుంది. DNA రికాంబినెంట్ టెక్నాలజీ మరియు సెల్ ఫ్యూజన్ వంటి అధునాతన పద్ధతులు నిర్దిష్ట వ్యాధుల కోసం రూపొందించబడిన బయోలాజిక్స్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి రసాయన సంశ్లేషణపై ఆధారపడతాయి, అవి సమర్థవంతంగా పనిచేస్తాయని మరియు వ్యాధులను ఖచ్చితంగా లక్ష్యంగా చేసుకుంటాయని నిర్ధారిస్తాయి.[11]
ఇవి కూడా చూడండి
- బైల్‌స్టెయిన్ డేటాబేస్
- బయోసింథసిస్
- కెమికల్ ఇంజనీరింగ్
- క్లిక్ కెమిస్ట్రీ
- ఎలక్ట్రోసింథసిస్
- మెథడ్స్ ఇన్ ఆర్గానిక్ సింథసిస్
- ఆర్గానిక్ సంశ్లేషణ
- పెప్టైడ్ సంశ్లేషణ
- టోటల్ సంశ్లేషణ
- ఆటోమేటెడ్ సంశ్లేషణ
సూచనలు
- ↑ 1.0 1.1 (1996). "Vogel's Textbook of Practical Organic Chemistry". Prentice Hall. ISBN 0-582-46236-3.
- ↑ (2016-06-27). 12.9: Theoretical Yield and Percent Yield. Chemistry LibreTexts.
- ↑ Kolbe, H.. (1845). Beiträge zur Kenntniss der gepaarten Verbindungen. Annalen der Chemie und Pharmacie. 54 (2) 145–188. doi:10.1002/jlac.18450540202.
- ↑ (2013). "Advanced Organic Chemistry Part B: Reactions and Synthesis". Springer.
- ↑ Flow chemistry. Vapourtec.
- ↑ (1 May 2006). "The Discovery and Development of Cisplatin". J. Chem. Educ.. 83 (5) 728. doi:10.1021/ed083p728.
- ↑ (September 9, 2008). "Green chemistry for chemical synthesis". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 105 (35) 13197–13202. doi:10.1073/pnas.0804348105.
- ↑ (2011-01-01). Comprehensive Biotechnology (Second Edition). 189–199. Academic Press. ISBN 978-0-08-088504-9. doi:10.1016/b978-0-08-088504-9.00162-8.
- ↑ 9.0 9.1 APPLICATIONS OF ORGANIC CHEMISTRY IN ENGINEERING AND BIOTECHNOLOGY: AN OVERVIEW. Lead & Mentor.
- ↑ Inorganic Synthesis. Socratica.
- ↑ (February 10, 2020). Think : Thermal : Part Two : Uses and Benefits to the biopharmaceutical industry. Thermal Product Solutions.
బాహ్య లింకులు
మూలం: ఇంగ్లీష్ వికీపీడియాలోని “Chemical synthesis” వ్యాసానికి అనువాదం. మూల వ్యాసం: https://en.wikipedia.org/wiki/Chemical_synthesis ఈ అనువాదం స్వయంచాలకంగా రూపొందించబడింది.
