Derivatiseerimine

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

R–Y → R–Z.

Derivatiseerimise läbiviimisel tuleb arvestada, et

• reaktsioon kulgeks ühes kindlas (soovitud) suunas ja lõpuni
• derivaadid on piisavalt stabiilsed

Näiteid:

• Analüütilises keemias kasutatakse derivatiseerimist viies aine molekuli mingi kindela 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 fluoresentsspektri saamiseks on tihti vajalik proovi molekulide derivatiseerimine viies sisse fluorestseeruvad funktsionaalsed rühmad.

• 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 järgnevates 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, milledel on erinevad füüsikalised omadused ja neid võib analüüsida HPLC või TMR meetoditega.

• Tselluloosi polüsahhariidi ahelates esinevad hüdroksüülrühmad (–OH) saab osaliselt või täielikult asendada ja saadakse uute omadustega derivaatsed produktid, põhiliselt tselluloosi estrid ja tselluloosi eetrid. Toodetakse tselluloosatsetaati ja -triatsetaati, nitrotselluloosi, karboksümetüültselluloosi jt derivaate.

• 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