То́нкий органи́ческий си́нтез, область современной химической науки и промышленности, связанная с малотоннажным производством органических веществ сложного строения. Для тонкого органического синтеза характерны многостадийность и связанные с этим трудности при масштабировании, относительно высокие энерго- и трудозатраты, проблемы с большими объёмами отходов, а также экологические проблемы. Именно тонкие превращения в большинстве технологических процессов, большое количество переходов в продвижении к целевому веществу характеризуют специфику тонкого органического синтеза, а не масштабы производства. Основными источниками сырья для тонкого органического синтеза являются продукты основного органического синтеза. Термин «Тонкий органический синтез» используется главным образом в русскоязычной литературе.

Продукты тонкого органического синтеза – это биологически активные соединения для нужд медицины (витамины, гормоны, пищевые добавки и др.), сельского хозяйства (инсектициды, фунгициды, гербициды, дефолианты, стимуляторы роста растений и животных, средства борьбы с болезнями растений и животных), красители, синтетические органические душистые вещества, органические полупроводники и вещества со специальными оптическими и электрическими свойствами, вспомогательные вещества для полимерной промышленности (стабилизаторы, пластификаторы, антиоксиданты и т. д.), поверхностно-активные вещества (детергенты, флотореагенты и т. д.), присадки к смазочным маслам и другим нефтепродуктам, реактивы для научных исследований и диагностических процедур. Характерной особенностью практического использования продукции тонкого органического синтеза является то, что она даже в относительно малых количествах в значительной мере определяет качество продукции многих отраслей промышленности.

ФПортрет Николая Зинина. Середина 19 в.Портрет Николая Зинина. Середина 19 в.ормирование направлений тонкого органического синтеза исторически связано с развитием органической химии и органического синтеза, интенсивный расцвет которого пришёлся на середину 19 – начало 20 вв., когда были открыты новые классы органических соединений, осуществлён синтез сложных природных веществ (красители ализарин и индиго, алкалоид никотин и др.). В эти годы создавались первые синтетические лекарственные вещества, интенсивно развивалась химия синтетических красителей. Работы Н. Н. Зинина послужили основой создания отечественной анилинокрасочной промышленности.

В 1930-х гг. возникла новая отрасль тонкого органического синтеза – промышленность синтетических душистых веществ, бурное развитие которой привело к их массовому производству (как по ассортименту, так и по масштабам – тоннажу). С 1950-х гг. разрабатываются многочисленные методы получения большого ассортимента органических соединений, которые стали использовать для синтеза различных пищевых добавок. С развитием биотехнологии тонкий органический синтез используют и для воспроизведения сложных биологических макромолекул и макромолекулярных комплексов.

Современный тонкий органический синтез связан с развитием теоретической органической химии и органического синтеза, успехи и достижения которых определяются постановкой и успешным решением таких фундаментальных проблем, как разработка новых эффективных реакций и катализаторов, обеспечивающих высокую регио- и стереоселективность, выявление связи химической структуры веществ с их реакционной способностью и полезными свойствами (биологической активностью, цветностью, запахом и др.). Это подтверждается работами учёных-химиков: Р. Б. Вудворда (Нобелевская премия, 1965, за выдающийся вклад в искусство органического синтеза), который также внёс существенный вклад в развитие стереоспецифичного синтеза, разработав совместно с Р. Хофманом (Нобелевская премия, 1981) правила (правила Вудворда – Хофмана), объясняющие стереохимию продуктов органических реакций; Э. Дж. Кори (Нобелевская премия, 1990, за развитие теории и методологии органического синтеза), который является автором и популяризатором принципов ретросинтетического анализа, а также концепции синтонов; Б. Шарплесса (Нобелевская премия, 2001, за исследования в области хирально катализируемых реакций окисления) – одного из авторов очень продуктивного энантиоселективного эпоксидирования, а также Ноёри Рёдзи и У. Ноулза (Нобелевская премия, 2001, за исследования в области хирально катализируемых реакций гидрирования), впервые синтезировавших промышленные энантиоселективные катализаторы. Важным прорывом в органическом синтезе вообще и в тонком органическом синтезе в частности стало развитие гомогенного катализа, особенно в реакциях кросс-сочетания (Р. Ф. Хек, Нэгиси Эйити и Судзуки Акира, Нобелевская премия, 2010, применение реакций кросс-сочетания с использованием палладиевых катализаторов в органическом синтезе), на которые приходится значительная часть всех реакций при производстве лекарственных препаратов.

Основа научно-технического прогресса в области тонкого органического синтеза, как и в любой отрасли химической промышленности, – создание нового процесса, что зависит, как правило, от разработки новой реакции, позволяющей предложить новую схему синтеза, более эффективную по числу стадий, исходному сырью, качеству получаемых веществ. Синтетические схемы получения органических соединений отличаются исключительным разнообразием и, на первый взгляд, часто имеют мало общего. Однако наиболее общие и важные пути синтеза основаны, в сущности, на использовании относительно ограниченного круга веществ с высокой и разнообразной реакционной способностью, являющихся как бы универсальными фрагментами при построении сложных структур (ацетоуксусный и малоновый эфиры, соединения, получаемые из ацетилена, – т. н. ацетиленовое дерево, магний- и литийорганические соединения, фосфораны, диены и диенофилы и т. д.). Основным критерием на сегодняшний день является эффективность синтеза. Это означает, что современные синтезы должны отвечать экологическим требованиям («зелёной химии»), которые включают необходимость сохранять ресурсы и избегать использования токсичных реагентов и растворителей. Такой подход имеет преимущества не только для природы, но и с экономической точки зрения, поскольку позволяет уменьшить длительность производственного процесса, а также количество отходов. Наиболее значимыми и перспективными точками роста тонкого органического синтеза являются комбинаторная химия, клик-химия (подход в органическом синтезе, основанный на использовании реакций, позволяющих быстро и надёжно получать новые вещества путём соединения между собой базовых элементов; К. Бертоцци, М. Мельдаль и Б. Шарплесс, Нобелевская премия, 2022, за развитие методов клик-химии и биоортогональной химии), биомиметические реакции, «домино»-реакции (подход в органическом синтезе, который заключается в последовательном образовании новых химических связей в одну стадию, без изменения условий реакции), однореакторный синтез, твердофазный синтез, органический самораспространяющийся высокотемпературный синтез.

Тонкий органический синтез тесно связан с развитием не только органической химии, но и других отраслей химической науки и технологии и, в свою очередь, оказывает непосредственное влияние на развитие химии, биохимии, молекулярной биологии и других наук биологического профиля.