Hvad er en tilføjelsesreaktion inden for kemi?

I en additionsreaktion reagerer to stoffer, der kaldes reagenser, med hinanden til dannelse af et produkt. Additionreaktioner adskilles fra andre typer reaktioner ved deres mangel på biprodukt; hovedproduktet er det eneste stof, der produceres ved reaktionen. Disse reaktioner bruges til at skabe forbindelser, der ikke kunne skabes på nogen anden måde.

En additionsreaktion muliggøres ved tilstedeværelsen af ​​dobbelt- eller tredobbeltbindinger i et af reagensmolekylerne. Ved at nedsætte styrken af ​​bindingen til en enkelt eller dobbeltbinding giver reaktionen plads i molekylstrukturen til en anden binding. De to molekyler kombineres således til et ved at danne en ny binding på dette sted.

En vigtig additionsreaktion er Diels-Alder-reaktionen, der også kaldes dien-syntese. To professorer i kemi, Kurt Alder og Otto Diels, udviklede denne syntese i 1928. Opdagelsen af ​​denne proces fik de to videnskabsfolk en fælles tildeling af 1950-Nobels pris for kemi.

Opdagelsen af ​​den originale Diels-Alder-reaktion blev efterfulgt af udvidelsen af ​​forskning i dien-syntese, hvilket førte til udviklingen af ​​mange forskellige reaktioner i samme klasse. Alle dien-syntese-reaktioner danner molekyler med carbonringe i deres strukturer, men nogle af de reaktioner, der falder ind i denne klasse, kaldet hetero Diels-Alder-reaktioner, erstatter andre atomer i ringen. I Aza Diels-Alder-reaktioner danner for eksempel reaktionsadskillelsen et molekyle indeholdende en ring sammensat af fem carbonatomer og et nitrogenatom. Oxo Diels-Alder-reaktioner skaber carbonringe, der indeholder et iltatom.

Den originale Diels-Alder-additionsreaktion kombinerer et molekyle med fire carbonatomer med et andet molekyle med to carbonatomer. Fire-carbon molekylet kaldes dien, og det andet molekyle kaldes dienophile på grund af dets tilbøjelighed til at reagere med diener. Hvert af carbonatomer i dienophilbindingerne med et af de endelige carbonatomer i dienkæden. Dette danner ringen til seks kulhydrater.

Disse reaktioner er vigtige, fordi de giver forskere mulighed for at skabe naturlige stoffer i laboratoriet, som ikke tidligere kunne genskabes. Camphor fremstilles for eksempel syntetisk under anvendelse af en Diels-Alder-reaktion. Processen bruges også til at fremstille harpikser og olier, der efterligner de produkter, der er fremstillet af dyr og planter i den naturlige verden. Generelt er de syntetiserede stoffer ret stabile.