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Síntesis química es el proceso de obtener compuestos químicos a partir de sustancias más simples. El objetivo principal de la síntesis química, además de producir nuevas sustancias químicas, es el desarrollo de métodos más económicos y eficientes para sintetizar sustancias naturales ya conocidas, como por ejemplo el ácido acetilsalicílico (presente en las hojas del sauce) o el ácido ascórbico o vitamina C, que ya se encuentra de forma natural en muchos vegetales. También la síntesis química permite obtener productos que no existen de forma natural, como el acero, los plásticos o los adhesivos. Actualmente hay catalogados unos once millones de productos químicos de síntesis y se calcula que cada día se obtienen unos 2000 más. El progreso científico ha permitido un gran desarrollo de las técnicas de síntesis química, como la síntesis en fase sólida o la química combinatoria. Inicialmente estos productos se obtenían de manera casual mientras que, en la actualidad, es posible realizar simulaciones por ordenador antes de experimentar en el laboratorio.
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