Wat is een additiereactie in de chemie?

In een additiereactie reageren twee stoffen, reagentia genoemd, met elkaar om een ​​product te vormen. Toevoegingsreacties onderscheiden zich van andere soorten reacties door hun gebrek aan bijproduct; het hoofdproduct is de enige stof die door de reactie wordt geproduceerd. Deze reacties worden gebruikt om verbindingen te maken die op geen enkele andere manier kunnen worden gemaakt.

Een additiereactie wordt mogelijk gemaakt door de aanwezigheid van dubbele of drievoudige bindingen in een van de reagensmoleculen. Door de sterkte van de binding tot een enkele of dubbele binding te verminderen, maakt de reactie in de moleculaire structuur ruimte voor een andere binding. Aldus combineren de twee moleculen tot een door een nieuwe binding op deze locatie te vormen.

Een belangrijke additiereactie is de Diels-Alder-reactie, die ook dieen-synthese wordt genoemd. Twee hoogleraren scheikunde, Kurt Alder en Otto Diels, ontwikkelden deze synthese in 1928. De ontdekking van dit proces leverde de twee wetenschappers een gezamenlijke prijs van de 1950 Nobelprijs voor scheikunde op.

De ontdekking van de oorspronkelijke Diels-Alder-reactie werd gevolgd door de uitbreiding van onderzoek naar dieensynthese, wat leidde tot de ontwikkeling van veel verschillende reacties in dezelfde klasse. Alle dieen-synthesereacties vormen moleculen met koolstofringen in hun structuren, maar sommige reacties die in deze klasse vallen, hetero-Diels-Alder-reacties genoemd, vervangen andere atomen in de ring. In Aza Diels-Alder-reacties bijvoorbeeld, vormt de additiereactie een molecuul dat een ring bevat bestaande uit vijf koolstofatomen en één stikstofatoom. Oxo Diels-Alder-reacties creëren koolstofringen die een zuurstofatoom bevatten.

De originele Diels-Alder-additiereactie combineert een molecuul met vier koolstofatomen met een ander molecuul met twee koolstofatomen. Het vier-koolstofmolecuul wordt het dieen genoemd en het andere molecuul wordt het dienofiel genoemd vanwege zijn neiging om te reageren met diënen. Elk van de koolstofatomen in de dienofiele bindingen met een van de eindkoolstofatomen in de dieenketen. Dit vormt de ring van zes koolstofatomen.

Deze reacties zijn belangrijk omdat wetenschappers hiermee in het laboratorium natuurlijke stoffen kunnen maken die niet eerder konden worden nagebouwd. Kamfer, bijvoorbeeld, is synthetisch gemaakt met behulp van een Diels-Alder-reactie. Het proces wordt ook gebruikt om harsen en oliën te maken die de producten van dieren en planten in de natuurlijke wereld nabootsen. Over het algemeen zijn de gesynthetiseerde stoffen redelijk stabiel.