Σε μια αντίδραση προσθήκης, δύο ουσίες που ονομάζονται αντιδραστήρια αντιδρούν μεταξύ τους για να σχηματίσουν ένα προϊόν. Οι αντιδράσεις προσθήκης διακρίνονται από άλλους τύπους αντιδράσεων λόγω της έλλειψης υποπροϊόντων τους. το κύριο προϊόν είναι η μόνη ουσία που παράγεται από την αντίδραση. Αυτές οι αντιδράσεις χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία ενώσεων που δεν θα μπορούσαν να δημιουργηθούν με κανέναν άλλο τρόπο.
Μια αντίδραση προσθήκης καθίσταται δυνατή με την παρουσία διπλών ή τριπλών δεσμών σε ένα από τα μόρια του αντιδραστηρίου. Μειώνοντας την ισχύ του δεσμού σε έναν απλό ή διπλό δεσμό, η αντίδραση δημιουργεί χώρο στη μοριακή δομή για έναν άλλο δεσμό. Έτσι, τα δύο μόρια συνδυάζονται σε ένα σχηματίζοντας έναν νέο δεσμό σε αυτή τη θέση.
Μια σημαντική αντίδραση προσθήκης είναι η αντίδραση Diels-Alder, η οποία ονομάζεται επίσης σύνθεση διενίου. Δύο καθηγητές χημείας, ο Kurt Alder και ο Otto Diels, ανέπτυξαν αυτή τη σύνθεση το 1928. Η ανακάλυψη αυτής της διαδικασίας χάρισε στους δύο επιστήμονες ένα κοινό βραβείο με το Νόμπελ Χημείας του 1950.
Η ανακάλυψη της αρχικής αντίδρασης Diels-Alder ακολουθήθηκε από την επέκταση της έρευνας στη σύνθεση διενίου, η οποία οδήγησε στην ανάπτυξη πολλών διαφορετικών αντιδράσεων στην ίδια κατηγορία. Όλες οι αντιδράσεις σύνθεσης διενίου σχηματίζουν μόρια με δακτυλίους άνθρακα στις δομές τους, αλλά μερικές από τις αντιδράσεις που εμπίπτουν σε αυτήν την κατηγορία, που ονομάζονται αντιδράσεις ετερο Diels-Alder, αντικαθιστούν άλλα άτομα στον δακτύλιο. Στις αντιδράσεις Aza Diels-Alder, για παράδειγμα, η αντίδραση προσθήκης σχηματίζει ένα μόριο που περιέχει έναν δακτύλιο που αποτελείται από πέντε άτομα άνθρακα και ένα άτομο αζώτου. Οι αντιδράσεις Oxo Diels-Alder δημιουργούν δακτυλίους άνθρακα που περιέχουν ένα άτομο οξυγόνου.
Η αρχική αντίδραση προσθήκης Diels-Alder συνδυάζει ένα μόριο με τέσσερα άτομα άνθρακα με ένα άλλο μόριο με δύο άτομα άνθρακα. Το μόριο τεσσάρων άνθρακα ονομάζεται διένιο και το άλλο μόριο ονομάζεται διενόφιλο λόγω της τάσης του να αντιδρά με διένια. Καθένα από τα άτομα άνθρακα στο διενόφιλο δεσμό με ένα από τα ακραία άτομα άνθρακα στην αλυσίδα διενίου. Αυτό σχηματίζει τον δακτύλιο των έξι ανθράκων.
Αυτές οι αντιδράσεις είναι σημαντικές γιατί επιτρέπουν στους επιστήμονες να δημιουργήσουν φυσικές ουσίες στο εργαστήριο που δεν μπορούσαν να αναδημιουργηθούν στο παρελθόν. Η καμφορά, για παράδειγμα, παρασκευάζεται συνθετικά χρησιμοποιώντας μια αντίδραση Diels-Alder. Η διαδικασία χρησιμοποιείται επίσης για την παραγωγή ρητινών και ελαίων που μιμούνται τα προϊόντα που παράγονται από ζώα και φυτά στον φυσικό κόσμο. Γενικά, οι συντιθέμενες ουσίες είναι αρκετά σταθερές.