Derivatiseerimine

Derivatiseerimine (ehk funktsionaalrühma modifitseerimine) on keemias kasutatav võte, kui keemilise ühendi üks funktsionaalrühm asendatakse teise ainele vajalikke spetsiifilisi omadusi andva rühmaga:

R–Y → R–Z.

Derivatiseerimisel tuleb arvestada, et

• reaktsioon kulgeks ühes kindlas (soovitud) suunas ja lõpuni;
• derivaadid oleksid piisavalt stabiilsed.

Näiteid:

• Analüütilises keemias kasutatakse derivatiseerimist, viies aine molekuli mingi kindla rühma, mis annab ainele analüüsi seisukohast paremad omadused. Näiteks muutub aine lenduvus, sulamistäpp, termiline stabiilsus, reaktsioonivõime, agregaatolek, UV spekter jm omadus.
• Enne efektiivsete spektraalmeetodite ilmumist oli aldehüüdide ja ketoonide identifitseerimisel abiks kristalsete semikarbasooni derivaatide (saadakse kondensatsioonireaktsioonis semikarbasiidiga) sulamistäppide määramine ja võrdlus tabelites toodud andmetega.
• Gaasikromatograafias võib osutuda vajalikuks aine polaarsuse, lenduvuse või stabiilsuse varieerimine derivatiseerimisega.
• Aine fluorestsentsspektri saamiseks on tihti vajalik proovi molekulide derivatiseerimine, viies sisse fluorestseeruvad funktsionaalsed rühmad.
• Kolorimeetrilise analüüsi korral, kui uuritav ühend ise lahusele värvust ei anna, siis lisatakse sobivat reaktiivi, mis moodustab määratava komponendiga värvilise ühendi.
• Orgaanilises sünteesis osaleb tihti molekule, mille teatud osa (funktsionaalrühm) allub reagendi toimel mittesoovitud muutusele. Sel juhul kasutatakse molekuli funktsionaalrühma derivatiseerimist – kaitsva rühma sisseviimist –, nii et saavutatakse soovitud kemoselektiivsus järgmistes reaktsioonides.
• Nukleofiilse asenduse reaktsioonides saab halva lahkuva rühma muuta paremini lahkuvaks kasutades selle muundamist asendusreaktsiooni abil. Näiteks kasutatakse alküülalkoholide (R-OH) korral üleviimist tosülaadiks (R-OSO₂(C₆H₄)CH₃), kuna S_N2 reaktsioonis on OH^- halb lahkuv rühm võrreldes tosülaadiga (TsO^- ).
• Kiraalsed derivatiseerivad agendid (näiteks Mosheri happe R- või S-isomeer), reageerides enantiomeeridega, annavad diastereomeerid, millel on erinevad füüsikalised omadused ja neid võib analüüsida HPLC või TMR meetoditega.
• Metüül-β-tsüklodekstriini (metüleeritud CD) kasutatakse näiteks kolesterooli lahusesse viimiseks (eraldamiseks).
• Tselluloosi polüsahhariidi ahelates esinevad hüdroksüülrühmad (–OH) saab osaliselt või maksimaalselt asendada ja saadakse uute omadustega derivaatsed produktid, põhiliselt tselluloosi estrid ja tselluloosi eetrid. Toodetakse atsetüültselluloosi ja triatsetüültselluloosi, nitrotselluloosi, karboksümetüültselluloosi jt derivaate. Viskooskiu valmistamisel on vaheproduktiks vees lahustuv tselluloosksantogenaat.
• Sünteetiliste polümeeride eesmärgipärane derivatiseerimine võib olla seotud nii polümeeri ahela alg- või lõpprühma kui ka polümeeri ahela lülidesse soovitud funktsionaalrüma sisseviimisega (tihti kasutatakse siinjuures mõistet "polümeeranaloogid").

Vaata ka

• Derivaat
• Struktuurianaloog
• Kaitserühm
• Lahkuv rühm
• Asendusreaktsioon