Insertioreaktio

Insertioreaktio on kemiallinen reaktio, jossa atomi tai atomiryhmä liittyy kahden muun atomin välisen kovalenttisen sidoksen väliin muodostaen sidoksen molemman aikaisemman sidoksen muodostavan atomin kanssa. Yleisesti tämä voidaan kuvata reaktioyhtälöllä
A + B–C → B–A–C

Insertioreaktiot tapahtuvat tyypillisesti hyvin reaktiivisille kemiallisille lajikkeille ja esimerkiksi karbeenien, karbenoidien ja organometalliyhdisteiden insertioreaktiot ovat yleisiä, mutta myös eräitä muita insertioreaktioita tunnetaan. Insertioreaktion käänteisreaktio on ekstruusioreaktio. Insertioreaktiot ovat tyypillisiä niin kutsutun click-kemian reaktioita.

Insertioreaktioiden tyyppejä
Keteenit reagoivat monien yksinkertaisten sidosten kanssa insertioreaktioilla muodostaen karbonyylijohdannaisen. Reaktioiden tarkkaa mekanismia ei tunneta, mutta insertioreaktioita tapahtuu keteenien ja muun muassa C-H-, C-O-, C-S-, ja C-Cl-sidosten väliin esimerkiksi orgaanisten halogeenien, ortoestereiden, asetaalien ja tioasetaalien kanssa. Keteenit pystyvät insertoitumaan myös organometalliyhdisteisiin ja eräisiin epäorgaanisiin yhdisteisiin muun muassa typen ja rikin klorideihin.

Karbeeneille ja karbenoideille insertioreaktiot ovat hyvin tyypillisiä. Karbeenit kykenevät insertoitumaan muun muassa C-H-, C-O- sekä C-Cl-sidoksiin. Myös kahden hiiliatomin väliseen sidokseen insertoituminen on mahdollista, mutta harvinaista. Karbeenien insertioreaktiot ovat niin kutsuttuja homologaatioreaktioita, joissa hiilivetyketju kasvaa yhdellä tai useammalla atomilla. Karbeenien insertion reaktiomekanismi riippuu karbeenien tyypistä. Singlettikarbeenit reagoivat yhtäaikaismekanismilla, kun triplettikarbeenit muodostavat hiilivedystä ensin radikaalin vedyn abstraktiolla ja samalla karbeenista itsestäänkin muodostuu radikaali. Nämä kaksi radikaalia reagoivat keskenään muodostaen lopullisen insertiotuotteen.

Organometalliyhdisteissä insertioreaktio voi tapahtua metallin ja hiilen, vedyn tai halogeenin väliseen sidokseen. Tyypillisiä insertoituvia reagensseja ovat esimerkiksi alkeenit ja hiilimonoksidi. Organometalleille tapahtuvat insertiot ovat tärkeitä useissa teollisissa katalyyttisissä prosesseissa esimerkiksi alkeenien polymeroinneissa.

Lähteet

Orgaaniset reaktiot