Nøgleforskellen mellem hydrering og hydrogenering er, at hydrering refererer til tilsætning af vandmolekyler til en organisk forbindelse, hvorimod hydrogenering refererer til tilsætning af et brintmolekyle til en organisk forbindelse.
Hydrering og hydrogenering er vigtige i kemiske syntesereaktioner. Begge disse reaktioner involverer åbningen af en dobbeltbinding i en organisk forbindelse ved tilsætning af en substituent til carbonatomerne i dobbeltbindingen. Substituenterne, der tilsættes i disse processer, er forskellige fra hinanden.
Hvad er hydrering?
Hydrering er tilsætning af et vandmolekyle til en organisk forbindelse. Den organiske forbindelse er norm alt en alken, som har en dobbeltbinding mellem to carbonatomer. Vandmolekylet sættes til denne dobbeltbinding i form af en hydroxylgruppe (OH–) og en proton (H+). Derfor dissocierer vandmolekylet i sine ioner før denne tilføjelse. Hydroxylgruppen er bundet til det ene carbonatom i dobbeltbindingen, mens protonen er bundet til det andet carbonatom.
Figur 01: En simpel hydreringsreaktion
Da det involverer bindingsbrud og bindingsdannelse, er reaktionen meget eksoterm. Det betyder; reaktionen frigiver energi i form af varme. Det er en trinvis reaktion; i det første trin fungerer alkenen som en nukleofil og angriber vandmolekylets proton og binder sig med den gennem det mindre substituerede carbonatom. Her følger reaktionen Markonikov-reglen.
Det andet trin inkluderer bindingen af oxygenatomet i vandmolekylet til det andet carbonatom (højt substitueret carbonatom) i dobbeltbindingen. På dette tidspunkt bærer iltatomet i vandmolekylet en positiv ladning, fordi det bærer tre enkeltbindinger. Så kommer et andet vandmolekyle, som optager den ekstra proton af det vedhæftede vandmolekyle, og efterlader hydroxylgruppen ved det mindre substituerede carbonatom. Således fører denne reaktion til dannelsen af en alkohol. Alkyner (trippelbindinger indeholdende carbonhydrider) kan dog også gennemgå en hydratiseringsreaktion.
Hvad er hydrogenering?
Hydrogenering er processen med tilsætning af et brintmolekyle til en organisk forbindelse. Yderligere involverer denne reaktion behandling af en organisk forbindelse med hydrogengas. Norm alt sker reaktionen i nærværelse af en katalysator, såsom nikkel, palladium eller platin. Ikke-katalytiske hydrogeneringer er kun mulige ved meget høje temperaturer. Denne proces er også vigtig i reduktionen af umættede organiske forbindelser. Det betyder; hydrogeneringen kan åbne dobbeltbindinger eller tredobbeltbindinger i organiske forbindelser og gøre dem til forbindelser, der indeholder enkeltbindinger.
Hogeneringsprocessen har tre komponenter: umættet substrat, brintkilde og katalysator. Reaktionsbetingelserne såsom temperatur og tryk varierer afhængigt af typen af umættet forbindelse og katalysatoren. Substratet kan enten være en alken eller en alkyn. Hydrogeneringen kan foregå på to måder: homogen katalyse og heterogen katalyse.
I homogen katalyse binder katalysatormetallet med både alken og hydrogen for at give et mellemprodukt (alken-katalysator-hydrogen-mellemproduktkompleks). Derefter sker overførslen af et brintatom fra metal til kulstof i dobbeltbindingen (eller tredobbeltbindingen). Hvad der derefter sker, er overførslen af det andet hydrogenatom fra hydrogenkilden til alkylgruppen med samtidig dissociation af alkanen.
Figur 02: Tre trin af hydrogenering
I heterogen katalyse binder den umættede binding til katalysatoren, mens brintkilden undergår dissociation i to hydrogenatomer. Så sker der et reversibelt trin, hvor et brintatom binder sig til den umættede binding. Til sidst sker der en irreversibel reaktion, hvor det andet hydrogenatom binder sig til alkylgruppen.
Hvad er forskellen mellem hydrering og hydrogenering?
Hydrering og hydrogenering er vigtige processer i kemisk syntese. Den vigtigste forskel mellem hydrering og hydrogenering er, at hydrering refererer til tilsætning af vandmolekyler til en organisk forbindelse, hvorimod hydrogenering refererer til tilsætning af et brintmolekyle til en organisk forbindelse.
Infografikken nedenfor opsummerer forskellen mellem hydrering og hydrogenering.
Opsummering – Hydration vs Hydrogenation
Hydrering og hydrogenering er vigtige processer i kemisk syntese. Den vigtigste forskel mellem hydrering og hydrogenering er, at hydrering refererer til tilsætning af vandmolekyler til en organisk forbindelse, hvorimod hydrogenering refererer til tilsætning af et brintmolekyle til en organisk forbindelse.
