ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการให้น้ำกับไฮโดรเจนคือ การให้น้ำหมายถึงการเติมโมเลกุลของน้ำลงในสารประกอบอินทรีย์ ในขณะที่การเติมไฮโดรเจนหมายถึงการเติมโมเลกุลไฮโดรเจนลงในสารประกอบอินทรีย์
การให้น้ำและไฮโดรจิเนชันมีความสำคัญต่อปฏิกิริยาการสังเคราะห์ทางเคมี ปฏิกิริยาทั้งสองนี้เกี่ยวข้องกับการเปิดพันธะคู่ในสารประกอบอินทรีย์โดยการเติมหมู่แทนที่อะตอมของคาร์บอนในพันธะคู่ สารทดแทนที่เพิ่มเข้าไปในกระบวนการเหล่านี้แตกต่างกัน
ไฮเดรชั่นคืออะไร
การให้ความชุ่มชื้นคือการเติมโมเลกุลของน้ำลงในสารประกอบอินทรีย์สารประกอบอินทรีย์มักเป็นอัลคีนซึ่งมีพันธะคู่ระหว่างอะตอมของคาร์บอนสองอะตอม โมเลกุลของน้ำถูกเติมลงในพันธะคู่นี้ในรูปแบบของหมู่ไฮดรอกซิล (OH–) และโปรตอน (H+) ดังนั้นโมเลกุลของน้ำจะแยกตัวออกเป็นไอออนก่อนการเติมนี้ หมู่ไฮดรอกซิลติดอยู่กับอะตอมของคาร์บอนหนึ่งอะตอมของพันธะคู่ในขณะที่โปรตอนติดอยู่กับอะตอมของคาร์บอนอีกอะตอม
รูปที่ 01: ปฏิกิริยาไฮเดรชั่นอย่างง่าย
เนื่องจากมันเกี่ยวข้องกับการแตกของพันธะและการก่อตัวพันธะ ปฏิกิริยาจึงมีความร้อนสูง นั่นหมายความว่า; ปฏิกิริยาจะปล่อยพลังงานออกมาในรูปของความร้อน เป็นปฏิกิริยาแบบทีละขั้น ในขั้นตอนแรก แอลคีนทำหน้าที่เป็นนิวคลีโอไฟล์และโจมตีโปรตอนของโมเลกุลน้ำและจับกับมันผ่านอะตอมของคาร์บอนที่ถูกแทนที่น้อยกว่าที่นี่ปฏิกิริยาเป็นไปตามกฎของ Markonikov
ขั้นตอนที่สองรวมถึงการแนบอะตอมออกซิเจนของโมเลกุลน้ำกับอะตอมของคาร์บอนอื่น (อะตอมของคาร์บอนที่ถูกแทนที่สูง) ของพันธะคู่ ณ จุดนี้ อะตอมออกซิเจนของโมเลกุลน้ำมีประจุบวกเพราะมีพันธะเดี่ยวสามพันธะ ต่อมาก็มีโมเลกุลน้ำอีกตัวหนึ่งซึ่งรับโปรตอนพิเศษของโมเลกุลน้ำที่ติดอยู่ ออกจากกลุ่มไฮดรอกซิลที่อะตอมของคาร์บอนที่ถูกแทนที่น้อยกว่า ดังนั้นปฏิกิริยานี้จึงนำไปสู่การก่อตัวของแอลกอฮอล์ อย่างไรก็ตาม อัลคีน (พันธะสามที่มีไฮโดรคาร์บอน) สามารถเกิดปฏิกิริยาไฮเดรชั่นได้เช่นกัน
Hydrogenation คืออะไร
การเติมไฮโดรเจนเป็นกระบวนการเติมโมเลกุลไฮโดรเจนลงในสารประกอบอินทรีย์ นอกจากนี้ ปฏิกิริยานี้เกี่ยวข้องกับการบำบัดสารประกอบอินทรีย์ด้วยก๊าซไฮโดรเจน โดยปกติ ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยา เช่น นิกเกิล แพลเลเดียม หรือแพลตตินั่ม ไฮโดรจิเนชันแบบไม่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาสามารถทำได้ที่อุณหภูมิสูงมากเท่านั้นนอกจากนี้ กระบวนการนี้มีความสำคัญในการลดสารประกอบอินทรีย์ที่ไม่อิ่มตัว นั่นหมายความว่า; ไฮโดรจิเนชันสามารถเปิดพันธะคู่หรือพันธะสามในสารประกอบอินทรีย์และเปลี่ยนเป็นสารประกอบที่มีพันธะเดี่ยว
กระบวนการไฮโดรจิเนชันมีสามองค์ประกอบ: สารตั้งต้นที่ไม่อิ่มตัว แหล่งไฮโดรเจน และตัวเร่งปฏิกิริยา สภาวะของปฏิกิริยา เช่น อุณหภูมิและความดันจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับชนิดของสารประกอบที่ไม่อิ่มตัวและตัวเร่งปฏิกิริยา ซับสเตรตอาจเป็นแอลคีนหรืออัลไคน์ก็ได้ ไฮโดรจิเนชันสามารถเกิดขึ้นได้สองวิธี: ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันและตัวเร่งปฏิกิริยาต่างกัน
ในการเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกัน โลหะตัวเร่งปฏิกิริยาจะจับกับทั้งอัลคีนและไฮโดรเจนเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ขั้นกลาง จากนั้นการถ่ายโอนของอะตอมไฮโดรเจนหนึ่งอะตอมจากโลหะไปเป็นคาร์บอนในพันธะคู่ (หรือพันธะสาม) จะเกิดขึ้น สิ่งที่เกิดขึ้นต่อไปคือการถ่ายโอนไฮโดรเจนอะตอมอื่นจากแหล่งไฮโดรเจนไปยังกลุ่มอัลคิลพร้อมกับการแยกตัวของอัลเคนพร้อมกัน
รูปที่ 02: สามขั้นตอนของไฮโดรจีเนชัน
ในการเร่งปฏิกิริยาที่ต่างกัน พันธะที่ไม่อิ่มตัวจับกับตัวเร่งปฏิกิริยาในขณะที่แหล่งไฮโดรเจนจะแยกตัวออกเป็นไฮโดรเจนสองอะตอม จากนั้นขั้นตอนที่ย้อนกลับได้จะเกิดขึ้นโดยที่อะตอมของไฮโดรเจนหนึ่งตัวจับกับพันธะที่ไม่อิ่มตัว ในที่สุด ปฏิกิริยาที่ไม่สามารถย้อนกลับได้เกิดขึ้นเมื่ออะตอมของไฮโดรเจนอีกอะตอมยึดติดกับหมู่อัลคิล
ไฮเดรชั่นและไฮโดรจีเนชั่นต่างกันอย่างไร
การให้น้ำและไฮโดรจิเนชันเป็นกระบวนการสำคัญในการสังเคราะห์ทางเคมี ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างไฮเดรชั่นและไฮโดรจิเนชันคือไฮเดรชั่นหมายถึงการเติมโมเลกุลของน้ำลงในสารประกอบอินทรีย์ ในขณะที่ไฮโดรจิเนชันหมายถึงการเติมโมเลกุลไฮโดรเจนลงในสารประกอบอินทรีย์
ด้านล่างอินโฟกราฟิกสรุปความแตกต่างระหว่างการเติมน้ำและการเติมไฮโดรเจน
สรุป – Hydration vs Hydrogenation
การให้น้ำและไฮโดรจิเนชันเป็นกระบวนการสำคัญในการสังเคราะห์ทางเคมี ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการให้น้ำและการเติมไฮโดรเจนก็คือ การให้น้ำหมายถึงการเติมโมเลกุลของน้ำลงในสารประกอบอินทรีย์ ในขณะที่การเติมไฮโดรเจนหมายถึงการเติมโมเลกุลไฮโดรเจนลงในสารประกอบอินทรีย์