Основное различие между гидратацией и гидрированием заключается в том, что гидратация относится к присоединению молекул воды к органическому соединению, тогда как гидрирование относится к присоединению молекулы водорода к органическому соединению.
Гидратация и гидрирование играют важную роль в реакциях химического синтеза. Обе эти реакции включают раскрытие двойной связи в органическом соединении путем добавления заместителя к атомам углерода в двойной связи. Заместители, добавляемые в этих процессах, отличаются друг от друга.
Что такое увлажнение?
Гидратация – это присоединение молекулы воды к органическому соединению. Органическое соединение обычно представляет собой алкен, который имеет двойную связь между двумя атомами углерода. К этой двойной связи присоединяется молекула воды в виде гидроксильной группы (OH–) и протона (H+). Следовательно, молекула воды перед этим присоединением диссоциирует на свои ионы. Гидроксильная группа присоединена к одному атому углерода двойной связи, а протон присоединен к другому атому углерода.
Рисунок 01: Простая реакция гидратации
Поскольку она включает разрыв и образование связи, реакция является сильно экзотермической. Это означает; реакция высвобождает энергию в виде тепла. Это ступенчатая реакция; на первой стадии алкен действует как нуклеофил, атакует протон молекулы воды и связывается с ним через менее замещенный атом углерода. Здесь реакция следует правилу Марконикова.
Вторая стадия включает присоединение атома кислорода молекулы воды к другому атому углерода (высокозамещенному атому углерода) двойной связи. В этот момент атом кислорода молекулы воды несет положительный заряд, потому что он несет три одинарные связи. Затем появляется другая молекула воды, которая поглощает лишний протон присоединенной молекулы воды, оставляя гидроксильную группу у менее замещенного атома углерода. Таким образом, эта реакция приводит к образованию спирта. Однако алкины (углеводороды, содержащие тройную связь) также могут вступать в реакцию гидратации.
Что такое гидрогенизация?
Гидрирование – это процесс присоединения молекулы водорода к органическому соединению. Кроме того, эта реакция включает обработку органического соединения газообразным водородом. Обычно реакция протекает в присутствии катализатора, такого как никель, палладий или платина. Некаталитическое гидрирование возможно только при очень высоких температурах. Также этот процесс важен для восстановления ненасыщенных органических соединений. Это означает; гидрирование может открывать двойные или тройные связи в органических соединениях и превращать их в соединения, содержащие одинарные связи.
Процесс гидрирования состоит из трех компонентов: ненасыщенного субстрата, источника водорода и катализатора. Условия реакции, такие как температура и давление, варьируются в зависимости от типа ненасыщенного соединения и катализатора. Субстрат может быть либо алкеном, либо алкином. Гидрирование может происходить двумя способами: гомогенный катализ и гетерогенный катализ.
В гомогенном катализе металл катализатора связывается как с алкеном, так и с водородом с образованием промежуточного продукта (промежуточный комплекс алкен-катализатор-водород). Затем происходит перенос одного атома водорода с металла на углерод по двойной связи (или тройной связи). Далее происходит перенос другого атома водорода от источника водорода к алкильной группе с одновременной диссоциацией алкана.
Рисунок 02: Три этапа гидрогенизации
В гетерогенном катализе ненасыщенная связь связывается с катализатором, а источник водорода подвергается диссоциации на два атома водорода. Затем происходит обратимая стадия, когда один атом водорода связывается с ненасыщенной связью. Наконец, происходит необратимая реакция, когда другой атом водорода присоединяется к алкильной группе.
В чем разница между гидратацией и гидрогенизацией?
Гидратация и гидрирование являются важными процессами в химическом синтезе. Ключевое различие между гидратацией и гидрированием заключается в том, что гидратация относится к присоединению молекул воды к органическому соединению, тогда как гидрирование относится к присоединению молекулы водорода к органическому соединению.
Ниже на инфографике показана разница между гидратацией и гидрированием.
Резюме – Гидратация против гидрогенизации
Гидратация и гидрирование являются важными процессами в химическом синтезе. Ключевое различие между гидратацией и гидрированием заключается в том, что гидратация относится к присоединению молекул воды к органическому соединению, тогда как гидрирование относится к присоединению молекулы водорода к органическому соединению.
