有機合成化学
無機化学と異なり有機化学では、単純な有機化合物から官能基変換や C−C 結合生成などの手法の組み合わせでより複雑な化合物を合成する。言い換えると、使用する化学反応の特性や、適用する順番など複数の化学反応の組み合わせから成る合成計画(あるいは合成戦略とも呼ばれる)に基づいて目的の化合物が合成されるし、また合成計画の如何によって目的の化合物が得られたり、得られなかったりもする。
次に二つの架橋化合物、キュバン (cubane, C8H8) とフラーレン (fullerene, C60) を例に挙げて、有機合成化学的な合成アプローチと無機化学的な合成アプローチを示す。

フラーレン (C60)
キュバンは有機合成化学的手法で段階的に構造が変換・変形されて最終成績体に至る。一方、フラーレンは無機化学的に反応条件を発見された至適条件に設定することで、自己組織的に構造が構築される。
有機合成化学においては、新しい化学反応や新しい概念に基づく合成計画を研究することにより、いままで合成が困難であった一連の新規化合物を合成できるようにしたり、あるいは単に合成収率が良いというだけでなく、経済的あるいは環境的にもより効率的な合成計画を編み出すことが目的となる。
有機合成化学では新規化合物を導出する合成計画や、より合理的かつ効率的な合成計画を導出する方法論が研究対象となる。すなわち有機合成化学では目標化合物が存在していて、それを合成する手法をあるいはそれに付随する概念が研究対象となる。その合成手法の完成形として、一般的あるいは入手可能な単純な化合物から出発して合成困難な化合物へと至る一連の化学反応のプロセスが合成計画として立案される。
合成計画では化合物の一部分に着目し、その部位に対してある化学反応を適用することにより官能基変換や置換基の導入を行うのであるが、実際には化合物全体が反応条件にさらされるので、適用した化学反応が着目点以外の部位に対しても影響する可能性がある。また、合成計画のプロセスを入れ替えると、それによってプロセスの各段階での置換基や中間体の構造は変化する。したがって、目的の部分に対して化学反応が作用するように合成計画の各段階は良く吟味する必要がある。
複雑な天然由来の化学物質などを目標とし、有機化学の手法のみを組み合わせて合成することを全合成という。有機合成化学において一大テーマであり、ロバート・バーンズ・ウッドワードをはじめ著名な有機化学者によって多くの化合物の全合成研究が行われ、その過程で様々な新規化学反応が発見・開発されるとともに社会に医薬品等を人工的に供給する手段を提供してきた。
全合成研究を進める意義としては、分光学的に決定された化合物の構造が実際に正しいか確認すること、天然からは微量しか得られない化合物を人工的に多量に供給すること、全合成の過程で新規化学反応を発見すること、などがあげられる。現在では、極めて複雑な化合物でも複数の反応を組み合わせることで合成が可能となっている。
一方、きわめて複雑な化合物を目標とする場合、反応工程が数十段階に達し、全体の収率が極めて低いケースも珍しくない。このような全合成研究には莫大な研究費と時間が費やされるものの、他の研究グループによって追試されたり、工業的な合成法として採用されたりする可能性が極めて低いため、研究者の自己満足であるという批判もしばしば行われている。
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