Ключовата разлика между хидратирането и хидрогенирането е, че хидратирането се отнася до добавянето на водни молекули към органично съединение, докато хидрогенирането се отнася до добавянето на водородна молекула към органично съединение.
Хидратирането и хидрогенирането са важни в реакциите на химичен синтез. И двете реакции включват отваряне на двойна връзка в органично съединение чрез добавяне на заместител към въглеродните атоми в двойната връзка. Заместителите, които се добавят в тези процеси, са различни един от друг.
Какво е хидратация?
Хидратацията е добавянето на водна молекула към органично съединение. Органичното съединение обикновено е алкен, който има двойна връзка между два въглеродни атома. Водната молекула се добавя към тази двойна връзка под формата на хидроксилна група (OH–) и протон (H+). Следователно водната молекула се дисоциира на нейните йони преди това добавяне. Хидроксилната група е прикрепена към един въглероден атом на двойната връзка, докато протонът е прикрепен към другия въглероден атом.
Фигура 01: Проста реакция на хидратация
Тъй като включва разкъсване и образуване на връзка, реакцията е силно екзотермична. Това означава; реакцията освобождава енергия под формата на топлина. Това е поетапна реакция; в първия етап алкенът действа като нуклеофил и атакува протона на водната молекула и се свързва с него чрез по-малко заместения въглероден атом. Тук реакцията следва правилото на Маркоников.
Втората стъпка включва прикрепването на кислородния атом на водната молекула към другия въглероден атом (силно заместен въглероден атом) на двойната връзка. В този момент кислородният атом на водната молекула носи положителен заряд, защото носи три единични връзки. След това идва друга водна молекула, която поема допълнителния протон от прикрепената водна молекула, оставяйки хидроксилната група при по-малко заместения въглероден атом. Така тази реакция води до образуването на алкохол. Въпреки това, алкините (тройна връзка, съдържаща въглеводороди) също могат да претърпят реакция на хидратация.
Какво е хидрогениране?
Хидрогенирането е процесът на добавяне на водородна молекула към органично съединение. Освен това тази реакция включва третиране на органично съединение с водороден газ. Обикновено реакцията протича в присъствието на катализатор като никел, паладий или платина. Некаталитичните хидрогенации са възможни само при много високи температури. Също така, този процес е важен за редуцирането на ненаситени органични съединения. Това означава; хидрогенирането може да отвори двойни връзки или тройни връзки в органични съединения и да ги превърне в съединения, съдържащи единични връзки.
Процесът на хидрогениране има три компонента: ненаситен субстрат, източник на водород и катализатор. Реакционните условия като температура и налягане варират в зависимост от вида на ненаситеното съединение и катализатора. Субстратът може да бъде или алкен, или алкин. Хидрогенирането може да се извърши по два начина: хомогенна катализа и хетерогенна катализа.
При хомогенна катализа металът на катализатора се свързва както с алкен, така и с водород, за да даде междинен продукт (междинен комплекс алкен-катализатор-водород). След това се извършва прехвърлянето на един водороден атом от метал към въглерод в двойната връзка (или тройната връзка). Това, което се случва след това, е прехвърлянето на другия водороден атом от източника на водород към алкиловата група с едновременно дисоцииране на алкана.
Фигура 02: Три стъпки на хидрогениране
При хетерогенна катализа ненаситената връзка се свързва с катализатора, докато източникът на водород претърпява дисоциация на два водородни атома. След това настъпва обратима стъпка, при която един водороден атом се свързва с ненаситената връзка. Накрая възниква необратима реакция, когато другият водороден атом се свързва с алкиловата група.
Каква е разликата между хидратация и хидрогениране?
Хидратирането и хидрогенирането са важни процеси в химичния синтез. Ключовата разлика между хидратацията и хидрогенирането е, че хидратацията се отнася до добавянето на водни молекули към органично съединение, докато хидрогенирането се отнася до добавянето на водородна молекула към органично съединение.
Инфографиката по-долу обобщава разликата между хидратация и хидрогениране.
Обобщение – Хидратация срещу хидрогениране
Хидратирането и хидрогенирането са важни процеси в химичния синтез. Ключовата разлика между хидратацията и хидрогенирането е, че хидратацията се отнася до добавянето на водни молекули към органично съединение, докато хидрогенирането се отнася до добавянето на водородна молекула към органично съединение.
