Nøkkelforskjellen mellom hydrering og hydrogenering er at hydrering refererer til tilsetning av vannmolekyler til en organisk forbindelse, mens hydrogenering refererer til tilsetning av et hydrogenmolekyl til en organisk forbindelse.
Hydrering og hydrogenering er viktig i kjemiske syntesereaksjoner. Begge disse reaksjonene involverer åpning av en dobbeltbinding i en organisk forbindelse ved tilsetning av en substituent til karbonatomene i dobbeltbindingen. Substituentene som tilsettes i disse prosessene er forskjellige fra hverandre.
Hva er hydrering?
Hydrering er tilsetning av et vannmolekyl til en organisk forbindelse. Den organiske forbindelsen er vanligvis et alken, som har en dobbeltbinding mellom to karbonatomer. Vannmolekylet tilsettes denne dobbeltbindingen i form av en hydroksylgruppe (OH–) og et proton (H+). Derfor dissosierer vannmolekylet til sine ioner før denne tilsetningen. Hydroksylgruppen er festet til ett karbonatom i dobbeltbindingen mens protonet er festet til det andre karbonatomet.
Figur 01: En enkel hydreringsreaksjon
Siden det innebærer bindingsbryting og bindingsdannelse, er reaksjonen svært eksoterm. Det betyr; reaksjonen frigjør energi i form av varme. Det er en trinnvis reaksjon; i det første trinnet fungerer alkenet som en nukleofil og angriper protonet til vannmolekylet og binder seg med det gjennom det mindre substituerte karbonatomet. Her følger reaksjonen Markonikov-regelen.
Det andre trinnet inkluderer bindingen av oksygenatomet til vannmolekylet til det andre karbonatomet (høyt substituert karbonatom) i dobbeltbindingen. På dette tidspunktet bærer oksygenatomet til vannmolekylet en positiv ladning fordi det har tre enkeltbindinger. Så kommer et annet vannmolekyl som tar opp det ekstra protonet til det vedlagte vannmolekylet, og etterlater hydroksylgruppen ved det mindre substituerte karbonatomet. Dermed fører denne reaksjonen til dannelsen av en alkohol. Imidlertid kan alkyner (trippelbinding som inneholder hydrokarboner) også gjennomgå hydratiseringsreaksjon.
Hva er hydrogenering?
Hydrogenering er prosessen med tilsetning av et hydrogenmolekyl til en organisk forbindelse. Videre involverer denne reaksjonen behandling av en organisk forbindelse med hydrogengass. Vanligvis skjer reaksjonen i nærvær av en katalysator som nikkel, palladium eller platina. Ikke-katalytiske hydrogeneringer er bare mulig ved svært høye temperaturer. Denne prosessen er også viktig i reduksjonen av umettede organiske forbindelser. Det betyr; hydrogeneringen kan åpne opp dobbeltbindinger eller trippelbindinger i organiske forbindelser og gjøre dem om til forbindelser som inneholder enkeltbindinger.
Prosessen med hydrogenering har tre komponenter: umettet substrat, hydrogenkilde og katalysator. Reaksjonsbetingelsene som temperatur og trykk varierer avhengig av typen umettet forbindelse og katalysatoren. Substratet kan enten være en alken eller en alkyn. Hydrogeneringen kan foregå på to måter: homogen katalyse og heterogen katalyse.
I homogen katalyse binder katalysatormetallet seg med både alken og hydrogen for å gi et mellomprodukt (alken-katalysator-hydrogen-mellomkompleks). Da skjer overføringen av ett hydrogenatom fra metall til karbon i dobbeltbindingen (eller trippelbindingen). Det som skjer videre er overføringen av det andre hydrogenatomet fra hydrogenkilden til alkylgruppen med samtidig dissosiasjon av alkanen.
Figur 02: Tre trinn med hydrogenering
I heterogen katalyse binder den umettede bindingen seg til katalysatoren mens hydrogenkilden dissosieres til to hydrogenatomer. Deretter oppstår et reversibelt trinn hvor ett hydrogenatom binder seg til den umettede bindingen. Til slutt oppstår en irreversibel reaksjon der det andre hydrogenatomet fester seg til alkylgruppen.
Hva er forskjellen mellom hydrering og hydrogenering?
Hydrering og hydrogenering er viktige prosesser i kjemisk syntese. Den viktigste forskjellen mellom hydrering og hydrogenering er at hydrering refererer til tilsetning av vannmolekyler til en organisk forbindelse, mens hydrogenering refererer til tilsetning av et hydrogenmolekyl til en organisk forbindelse.
Infografikken nedenfor oppsummerer forskjellen mellom hydrering og hydrogenering.
Sammendrag – Hydration vs Hydrogenation
Hydrering og hydrogenering er viktige prosesser i kjemisk syntese. Hovedforskjellen mellom hydrering og hydrogenering er at hydrering refererer til tilsetning av vannmolekyler til en organisk forbindelse, mens hydrogenering refererer til tilsetning av et hydrogenmolekyl til en organisk forbindelse.
