Vad är en tilläggsreaktion i kemi?

I en tilläggsreaktion reagerar två ämnen som kallas reagens med varandra för att bilda en produkt. Tillsatsreaktioner skiljer sig från andra typer av reaktioner genom deras brist på biprodukt; Huvudprodukten är den enda ämnet som produceras av reaktionen. Dessa reaktioner används för att skapa föreningar som inte kunde skapas på något annat sätt.

En tilläggsreaktion möjliggörs genom närvaron av dubbla eller trippelbindningar i en av reagensmolekylerna. Genom att minska styrkan hos bindningen till en enda eller dubbelbindning gör 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 tilläggsreaktion 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 tilldelning av Nobelpriset 1950 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 dien-syntesreaktioner bildar molekyler med kolringar i sina strukturer, men några av de reaktioner som faller i denna klass, kallade hetero diels-alder reaktioner, ersätter andra atomer i ringen. I AZA Diels-Alder-reaktioner bildar till exempel tillsatsreaktionen en molekyl som innehåller en ring sammansatt av fem kolatomer och en kväveatom. Oxo Diels-Alder-reaktioner skapar kolringar som innehåller en syreatom.

Den ursprungliga Diels-Alder-tilläggsreaktionen 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 dienes. Var och en av kolatomerna i dienofilen binds med en av slutkolatomerna i dienkedjan. Detta bildar ringen av sex kol.

Dessa reaktioner är viktiga eftersom de tillåter forskare att skapa naturliga ämnen i labbet som inte kunde återskapas tidigare. Camphor görs till exempel syntetiskt med hjälp av en diels-alder-reaktion. Processen används också för att tillverka hartser och oljor som efterliknar produkterna av djur och växter i den naturliga världen. Generellt sett är de syntetiserade ämnena ganska stabila.