Sự khác biệt chính giữa hydrat hóa và hydro hóa là sự hydrat hóa đề cập đến việc bổ sung các phân tử nước vào một hợp chất hữu cơ, trong khi hydro hóa đề cập đến việc bổ sung một phân tử hydro vào một hợp chất hữu cơ.
Hydrat hóa và hydro hóa rất quan trọng trong các phản ứng tổng hợp hóa học. Cả hai phản ứng này đều liên quan đến việc mở liên kết đôi trong hợp chất hữu cơ bằng cách thêm nhóm thế vào các nguyên tử cacbon trong liên kết đôi. Các nhóm thế được thêm vào trong các quy trình này khác với nhau.
Hydrat hóa là gì?
Hydrat hóa là việc bổ sung một phân tử nước vào một hợp chất hữu cơ. Hợp chất hữu cơ thường là anken, có một liên kết đôi giữa hai nguyên tử cacbon. Phân tử nước được thêm vào liên kết đôi này ở dạng nhóm hydroxyl (OH-) và proton (H+). Do đó, phân tử nước phân ly thành các ion của nó trước khi bổ sung này. Nhóm hydroxyl được gắn với một nguyên tử cacbon của liên kết đôi trong khi proton được gắn với nguyên tử cacbon khác.
Hình 01: Phản ứng Hydrat hóa Đơn giản
Vì nó liên quan đến việc phá vỡ liên kết và hình thành liên kết, phản ứng tỏa nhiệt rất cao. Điều đó có nghĩa là; phản ứng toả năng lượng dưới dạng nhiệt. Đó là một phản ứng từng bước; trong bước đầu tiên, anken hoạt động như một nucleophile và tấn công proton của phân tử nước và liên kết với nó thông qua nguyên tử cacbon ít thay thế hơn. Ở đây, phản ứng tuân theo quy tắc Markonikov.
Bước thứ hai bao gồm việc gắn nguyên tử oxy của phân tử nước với nguyên tử cacbon khác (nguyên tử cacbon có tính thay thế cao) của liên kết đôi. Tại thời điểm này, nguyên tử oxy của phân tử nước mang điện tích dương vì nó mang ba liên kết đơn. Sau đó, xuất hiện một phân tử nước khác chiếm thêm proton của phân tử nước được gắn vào, để lại nhóm hydroxyl ở nguyên tử cacbon ít thay thế hơn. Do đó, phản ứng này dẫn đến sự tạo thành rượu. Tuy nhiên, các alkyne (liên kết ba chứa hydrocacbon) cũng có thể trải qua phản ứng hydrat hóa.
Hydro hóa là gì?
Hydro hóa là quá trình cộng một phân tử hydro vào một hợp chất hữu cơ. Hơn nữa, phản ứng này liên quan đến việc xử lý một hợp chất hữu cơ với khí hydro. Thông thường, phản ứng xảy ra với sự có mặt của chất xúc tác như niken, palladi hoặc platin. Quá trình hydro hóa không xúc tác chỉ có thể thực hiện được ở nhiệt độ rất cao. Ngoài ra, quá trình này rất quan trọng trong việc khử các hợp chất hữu cơ không bão hòa. Điều đó có nghĩa là; quá trình hydro hóa có thể mở liên kết đôi hoặc liên kết ba trong các hợp chất hữu cơ và biến chúng thành các hợp chất chứa liên kết đơn.
Quá trình hydro hóa có ba thành phần: cơ chất không bão hòa, nguồn hydro và chất xúc tác. Các điều kiện phản ứng như nhiệt độ và áp suất thay đổi tùy thuộc vào loại hợp chất không no và chất xúc tác. Chất nền có thể là anken hoặc alkyne. Quá trình hydro hóa có thể diễn ra theo hai cách: xúc tác đồng thể và xúc tác không đồng nhất.
Trong xúc tác đồng đẳng, kim loại xúc tác liên kết với cả anken và hiđro để tạo ra sản phẩm trung gian (phức chất trung gian anken-xúc tác-hiđro). Sau đó xảy ra sự chuyển một nguyên tử hydro từ kim loại thành cacbon trong liên kết đôi (hoặc liên kết ba). Điều gì xảy ra tiếp theo là sự chuyển nguyên tử hydro khác từ nguồn hydro sang nhóm ankyl với sự phân ly đồng thời của ankan.
Hình 02: Ba bước Hydro hóa
Trong xúc tác dị thể, liên kết không bão hòa liên kết với chất xúc tác trong khi nguồn hydro trải qua sự phân ly thành hai nguyên tử hydro. Sau đó, một bước thuận nghịch xảy ra khi một nguyên tử hydro liên kết với liên kết không bão hòa. Cuối cùng, một phản ứng không thuận nghịch xảy ra khi nguyên tử hydro khác gắn vào nhóm ankyl.
Sự khác biệt giữa Hydrat hóa và Hydro hóa là gì?
Hydrat hóa và hydro hóa là quá trình quan trọng trong tổng hợp hóa học. Sự khác biệt cơ bản giữa quá trình hydrat hóa và quá trình hydro hóa là sự hydrat hóa đề cập đến việc bổ sung các phân tử nước vào một hợp chất hữu cơ, trong khi quá trình hydro hóa đề cập đến việc bổ sung một phân tử hydro vào một hợp chất hữu cơ.
Infographic dưới đây tóm tắt sự khác biệt giữa quá trình hydrat hóa và hydro hóa.
Tóm tắt - Hydrat hóa vs Hydro hóa
Hydrat hóa và hydro hóa là quá trình quan trọng trong tổng hợp hóa học. Sự khác biệt cơ bản giữa quá trình hydrat hóa và quá trình hydro hóa là quá trình hydrat hóa đề cập đến việc bổ sung các phân tử nước vào một hợp chất hữu cơ, trong khi quá trình hydro hóa đề cập đến việc bổ sung một phân tử hydro vào một hợp chất hữu cơ.
