In una reazione di addizione, due sostanze chiamate reagenti reagiscono tra loro per formare un prodotto. Le reazioni di addizione si distinguono dagli altri tipi di reazioni per la loro mancanza di sottoprodotto; il prodotto principale è l’unica sostanza prodotta dalla reazione. Queste reazioni vengono utilizzate per creare composti che non potrebbero essere creati in nessun altro modo.
Una reazione di addizione è resa possibile dalla presenza di doppi o tripli legami in una delle molecole del reagente. Diminuendo la forza del legame a un legame singolo o doppio, la reazione fa spazio nella struttura molecolare per un altro legame. Pertanto, le due molecole si combinano in una formando un nuovo legame in questa posizione.
Un’importante reazione di addizione è la reazione di Diels-Alder, che è anche chiamata sintesi di diene. Due professori di chimica, Kurt Alder e Otto Diels, svilupparono questa sintesi nel 1928. La scoperta di questo processo valse ai due scienziati un premio congiunto del Premio Nobel per la chimica del 1950.
La scoperta dell’originale reazione di Diels-Alder è stata seguita dall’espansione della ricerca sulla sintesi del diene, che ha portato allo sviluppo di molte reazioni diverse nella stessa classe. Tutte le reazioni di sintesi del diene formano molecole con anelli di carbonio nelle loro strutture, ma alcune delle reazioni che rientrano in questa classe, chiamate reazioni etero Diels-Alder, sostituiscono altri atomi nell’anello. Nelle reazioni di Aza Diels-Alder, ad esempio, la reazione di addizione forma una molecola contenente un anello composto da cinque atomi di carbonio e un atomo di azoto. Le reazioni Oxo Diels-Alder creano anelli di carbonio che contengono un atomo di ossigeno.
L’originale reazione di addizione di Diels-Alder combina una molecola con quattro atomi di carbonio con un’altra molecola con due atomi di carbonio. La molecola a quattro atomi di carbonio è chiamata diene e l’altra molecola è chiamata dienofilo a causa della sua propensione a reagire con i dieni. Ciascuno degli atomi di carbonio nel dienofilo si lega con uno degli atomi di carbonio terminali nella catena dienica. Questo forma l’anello di sei atomi di carbonio.
Queste reazioni sono importanti perché consentono agli scienziati di creare sostanze naturali in laboratorio che non potevano essere ricreate in precedenza. La canfora, ad esempio, viene prodotta sinteticamente utilizzando una reazione di Diels-Alder. Il processo viene anche utilizzato per produrre resine e oli che imitano i prodotti realizzati da animali e piante nel mondo naturale. In genere le sostanze sintetizzate sono abbastanza stabili.