Введение

Вещество, содержащее воду или её составные элементы, химические соединения. В химии гидрат – это вещество, содержащее воду или её составные элементы. Химическое состояние воды значительно различается в разных классах гидратов, некоторые из которых были так обозначены ещё до понимания их химической структуры.

Органическая химия

В органической химии гидрат – это соединение, образованное в результате гидратации, то есть «добавления воды или элементов воды (то есть H и OH) к молекулярному образованию». Например: этанол, CH3CH2OH, является продуктом реакции гидратации этилена, CH2=CH2, образованной при присоединении H к одному атому C и OH к другому, и поэтому может рассматриваться как гидрат этилена. Молекула воды может быть отщеплена, например, под действием серной кислоты. Другой пример – хлоральный гидрат, CCl3CH(OH)2, который образуется в результате реакции воды с хлоралем, CCl3CHO. Многие органические и неорганические молекулы образуют кристаллы, включающие воду в кристаллическую структуру без химического изменения органической молекулы (кристаллогидрат). Сахар трегалоза, например, существует как в безводной форме (температура плавления 203 °C), так и в виде дигидрата (температура плавления 97 °C). Кристаллы белков обычно содержат до 50% воды. Некоторые молекулы также классифицируются как гидраты по историческим причинам, не описанным выше. Глюкоза, C6H12O6, первоначально рассматривалась как C6(H2O)6 и описывалась как углевод. Образование гидратов часто наблюдается для активных веществ. Многие производственные процессы создают условия для образования гидратов, а степень гидратации может изменяться в зависимости от влажности окружающей среды и времени. Степень гидратации активного фармацевтического ингредиента может существенно влиять на растворимость и скорость растворения, а следовательно, и на его биодоступность.

Клатрат-гидраты

Клатратные гидраты (также известные как газовые гидраты, газовые клатраты и т.д.) — это водяной лёд, в котором заключены молекулы газа; они представляют собой форму клатрата. Важным примером является гидрат метана (также известный как газовый гидрат, клатрат метана и т.д.). Неполярные молекулы, такие как метан, способны образовывать клатратные гидраты с водой, особенно при высоком давлении. Хотя при использовании метана в качестве молекулы-гостя в клатрате между молекулами воды и гостя водородные связи не образуются, при использовании в качестве гостя более крупной органической молекулы, такой как тетрагидрофуран, часто формируются водородные связи между гостем и хозяином. В таких случаях эти водородные связи гость-хозяин приводят к образованию L-типа дефектов Бьеррума в клатратной решетке.

Стабильность

Стабильность гидратов обычно определяется природой соединений, их температурой и относительной влажностью (если они контактируют с воздухом).