A hidratálás és a hidrogénezés közötti legfontosabb különbség az, hogy a hidratálás vízmolekulák szerves vegyülethez való hozzáadását jelenti, míg a hidrogénezés egy hidrogénmolekula szerves vegyülethez való hozzáadását jelenti.
A hidratálás és a hidrogénezés fontosak a kémiai szintézis reakcióiban. Mindkét reakció magában foglalja a kettős kötés felnyitását egy szerves vegyületben azáltal, hogy egy szubsztituenst adnak a kettős kötésben lévő szénatomokhoz. Az ezekben a folyamatokban hozzáadott szubsztituensek különböznek egymástól.
Mi az a hidratálás?
A hidratálás egy vízmolekula hozzáadása egy szerves vegyülethez. A szerves vegyület általában egy alkén, amely két szénatom között kettős kötést tartalmaz. Ehhez a kettős kötéshez hidroxilcsoport (OH–) és proton (H+) formájában adjuk hozzá a vízmolekulát. Emiatt a vízmolekula ionokra disszociál, mielőtt ezt a hozzáadást elvégezné. A hidroxilcsoport a kettős kötés egyik szénatomjához, míg a proton a másik szénatomhoz kapcsolódik.
01. ábra: Egyszerű hidratálási reakció
Mivel a kötés felszakításával és kötés kialakításával jár, a reakció erősen exoterm. Azt jelenti; a reakció során energia szabadul fel hő formájában. Ez egy lépésenkénti reakció; az első lépésben az alkén nukleofilként működik, és megtámadja a vízmolekula protonját, és a kevésbé szubsztituált szénatomon keresztül kötődik hozzá. Itt a reakció a Markonikov-szabályt követi.
A második lépésben a vízmolekula oxigénatomja kapcsolódik a kettős kötés másik szénatomjához (nagyon szubsztituált szénatom). Ezen a ponton a vízmolekula oxigénatomja pozitív töltést hordoz, mivel három egyes kötést hordoz. Ezután jön egy másik vízmolekula, amely felveszi a hozzákapcsolt vízmolekula extra protonját, így a hidroxilcsoport a kevésbé szubsztituált szénatomon marad. Így ez a reakció alkohol képződéséhez vezet. Az alkinok (szénhidrogéneket tartalmazó hármas kötés) azonban hidratációs reakción is keresztülmenhetnek.
Mi az a hidrogénezés?
A hidrogénezés egy hidrogénmolekula szerves vegyülethez való hozzáadásának folyamata. Ezenkívül ez a reakció egy szerves vegyület hidrogéngázzal történő kezelését foglalja magában. Általában a reakció katalizátor, például nikkel, palládium vagy platina jelenlétében megy végbe. A nem katalitikus hidrogénezés csak nagyon magas hőmérsékleten lehetséges. Ez a folyamat a telítetlen szerves vegyületek redukciójában is fontos. Azt jelenti; a hidrogénezés kettős vagy hármas kötéseket nyithat a szerves vegyületekben, és egyes kötéseket tartalmazó vegyületekké alakíthatja azokat.
A hidrogénezési folyamat három összetevőből áll: telítetlen szubsztrátum, hidrogénforrás és katalizátor. A reakciókörülmények, például a hőmérséklet és a nyomás a telítetlen vegyület típusától és a katalizátortól függően változnak. A szubsztrát lehet alkén vagy alkin. A hidrogénezés kétféleképpen történhet: homogén és heterogén katalízissel.
A homogén katalízis során a katalizátorfém mind az alkénnel, mind a hidrogénnel kötődik, és közbenső terméket (alkén-katalizátor-hidrogén intermedier komplexet) képez. Ekkor a kettős kötésben (vagy hármas kötésben) egy hidrogénatom átvitele következik be fémről szénre. Ami ezután történik, az a másik hidrogénatom átvitele a hidrogénforrásból az alkilcsoportba, az alkán egyidejű disszociációjával.
02. ábra: A hidrogénezés három lépése
A heterogén katalízis során a telítetlen kötés a katalizátorhoz kötődik, miközben a hidrogénforrás két hidrogénatommá disszociál. Ezután egy reverzibilis lépés következik be, ahol egy hidrogénatom kötődik a telítetlen kötéshez. Végül egy irreverzibilis reakció játszódik le, ahol a másik hidrogénatom az alkilcsoporthoz kapcsolódik.
Mi a különbség a hidratálás és a hidrogénezés között?
A hidratálás és a hidrogénezés fontos folyamatok a kémiai szintézisben. A hidratálás és a hidrogénezés közötti legfontosabb különbség az, hogy a hidratálás vízmolekulák szerves vegyülethez való hozzáadását jelenti, míg a hidrogénezés egy hidrogénmolekula szerves vegyülethez való hozzáadását jelenti.
Az alábbi infografika összefoglalja a hidratálás és a hidrogénezés közötti különbséget.
Összefoglaló – Hidratálás vs hidrogénezés
A hidratálás és a hidrogénezés fontos folyamatok a kémiai szintézisben. A legfontosabb különbség a hidratálás és a hidrogénezés között az, hogy a hidratálás vízmolekulák szerves vegyülethez való hozzáadását jelenti, míg a hidrogénezés egy hidrogénmolekula szerves vegyülethez való hozzáadását jelenti.
