Vad är en tillsatsreaktion inom kemi?
I en tilläggsreaktion reagerar två ämnen som kallas reagens med varandra för att bilda en produkt. Tilläggsreaktioner skiljer sig från andra typer av reaktioner genom sin brist på biprodukt; huvudprodukten är den enda substans som produceras genom reaktionen. Dessa reaktioner används för att skapa föreningar som inte kunde skapas på något annat sätt.
En tillsatsreaktion möjliggörs genom närvaron av dubbel- eller trippelbindningar i en av reagensmolekylerna. Genom att minska styrkan hos bindningen till en enda eller dubbelbindning ger reaktionen utrymme i molekylstrukturen för en annan bindning. Således kombineras de två molekylerna till en genom att bilda en ny bindning på denna plats.
En viktig tillsatsreaktion är Diels-Alder-reaktionen, som också kallas dien-syntes. Två professorer i kemi, Kurt Alder och Otto Diels, utvecklade denna syntes 1928. Upptäckten av denna process fick de två forskarna en gemensam utmärkelsen 1950 Nobelpriset för kemi.
Upptäckten av den ursprungliga Diels-Alder-reaktionen följdes av utvidgningen av forskning om dien-syntes, vilket ledde till utvecklingen av många olika reaktioner i samma klass. Alla diensyntesreaktioner bildar molekyler med kolringar i deras strukturer, men några av de reaktioner som faller inom denna klass, kallad hetero Diels-Alder-reaktioner, ersätter andra atomer i ringen. I Aza Diels-Alder-reaktioner, till exempel, bildar tillsatsreaktionen en molekyl som innehåller en ring bestående av fem kolatomer och en kväveatom. Oxo Diels-Alder-reaktioner skapar kolringar som innehåller en syreatom.
Den ursprungliga Diels-Alder-additionsreaktionen kombinerar en molekyl med fyra kolatomer med en annan molekyl med två kolatomer. Fyra-kolmolekylen kallas dien och den andra molekylen kallas dienofilen på grund av dess benägenhet att reagera med diener. Var och en av kolatomerna i dienofilen binder till en av slutkolatomerna i dienkedjan. Detta bildar ringen på sex kolatomer.
Dessa reaktioner är viktiga eftersom de tillåter forskare att skapa naturliga ämnen i labbet som inte tidigare kunde återskapas. Camphor, till exempel, tillverkas syntetiskt med användning av en Diels-Alder-reaktion. Processen används också för att skapa hartser och oljor som efterliknar de produkter som tillverkas av djur och växter i den naturliga världen. I allmänhet är de syntetiserade ämnena ganska stabila.