Was ist in der Chemie eine Additionsreaktion?
Bei einer Additionsreaktion reagieren zwei als Reagenzien bezeichnete Substanzen miteinander, um ein Produkt zu bilden. Additionsreaktionen unterscheiden sich von anderen Reaktionstypen durch das Fehlen von Nebenprodukten; Das Hauptprodukt ist die einzige Substanz, die bei der Reaktion entsteht. Diese Reaktionen werden verwendet, um Verbindungen zu erzeugen, die auf keine andere Weise erzeugt werden könnten.
Eine Additionsreaktion wird durch das Vorhandensein von Doppel- oder Dreifachbindungen in einem der Reagensmoleküle ermöglicht. Durch Verringern der Bindungsstärke zu einer Einfach- oder Doppelbindung macht die Reaktion Platz in der Molekülstruktur für eine andere Bindung. Somit verbinden sich die beiden Moleküle zu einem Molekül, indem sie an dieser Stelle eine neue Bindung eingehen.
Eine wichtige Additionsreaktion ist die Diels-Alder-Reaktion, die auch als Diensynthese bezeichnet wird. Zwei Chemieprofessoren, Kurt Alder und Otto Diels, entwickelten diese Synthese 1928. Die Entdeckung dieses Prozesses brachte den beiden Wissenschaftlern eine gemeinsame Auszeichnung mit dem Nobelpreis für Chemie von 1950 ein.
Der Entdeckung der ursprünglichen Diels-Alder-Reaktion folgte die Ausweitung der Forschung zur Diensynthese, die zur Entwicklung vieler verschiedener Reaktionen in derselben Klasse führte. Alle Dien-Synthesereaktionen bilden Moleküle mit Kohlenstoffringen in ihrer Struktur, aber einige der Reaktionen, die in diese Klasse fallen, sogenannte Hetero-Diels-Alder-Reaktionen, substituieren andere Atome in den Ring. Bei Aza Diels-Alder-Reaktionen bildet die Additionsreaktion beispielsweise ein Molekül, das einen Ring aus fünf Kohlenstoffatomen und einem Stickstoffatom enthält. Oxo-Diels-Alder-Reaktionen erzeugen Kohlenstoffringe, die ein Sauerstoffatom enthalten.
Die ursprüngliche Diels-Alder-Additionsreaktion kombiniert ein Molekül mit vier Kohlenstoffatomen mit einem anderen Molekül mit zwei Kohlenstoffatomen. Das Molekül mit vier Kohlenstoffatomen wird Dien genannt, und das andere Molekül wird Dienophil genannt, da es dazu neigt, mit Dienen zu reagieren. Jedes der Kohlenstoffatome im Dienophil bindet an eines der Endkohlenstoffatome in der Dienkette. Dies bildet den Ring aus sechs Kohlenstoffen.
Diese Reaktionen sind wichtig, weil sie es Wissenschaftlern ermöglichen, im Labor natürliche Substanzen zu erzeugen, die zuvor nicht nachgebildet werden konnten. Kampfer wird zum Beispiel synthetisch unter Verwendung einer Diels-Alder-Reaktion hergestellt. Das Verfahren wird auch zur Herstellung von Harzen und Ölen verwendet, die die von Tieren und Pflanzen in der Natur hergestellten Produkte imitieren. Im Allgemeinen sind die synthetisierten Substanzen ziemlich stabil.