الاشتقاق

الاشتقاق هو تقنية تستخدم في الكيمياء لتحويل مركب كيميائي إلى منتج ( مشتق التفاعل ) ذي بنية كيميائية مماثلة ، ويسمى مشتقًا .

بشكل عام، تشارك مجموعة وظيفية محددة من المركب في تفاعل الاشتقاق، محولةً المادة الأولية إلى مشتق ذي خصائص كيميائية مختلفة ، مثل التفاعلية ، والذوبانية ، ونقطة الغليان ، ونقطة الانصهار ، والحالة الجزيئية ، أو التركيب الكيميائي. ويمكن استخدام الخصائص الكيميائية الجديدة الناتجة لتحديد كمية المادة الأولية أو فصلها .

تُستخدم تقنيات الاشتقاق بشكل متكرر في التحليل الكيميائي للخلائط وفي تحليل الأسطح ، على سبيل المثال في مطيافية الإلكترون الضوئي بالأشعة السينية حيث تقوم الذرات المدمجة حديثًا بتسمية المجموعات المميزة.

هناك عدة خصائص مرغوبة في تفاعل الاشتقاق:

1. يتميز التفاعل بالموثوقية ويكتمل بنجاح. كما أن قلة المواد المتفاعلة المتبقية تُسهّل عملية التحليل، وتسمح أيضاً باستخدام كمية صغيرة من المادة المراد تحليلها.
2. التفاعل عام، مما يسمح بمجموعة واسعة من المواد المتفاعلة، ولكنه خاص بمجموعة وظيفية واحدة، مما يقلل من التداخل المعقد.
3. تتميز المنتجات بثباتها النسبي، ولا تشكل أي منتجات تحلل خلال فترة زمنية معقولة، مما يسهل عملية التحليل.

من الأمثلة على تفاعلات الاشتقاق الجيدة تكوين الإسترات والأميدات عبر كلوريدات الأسيل.

يتضمن التحليل العضوي النوعي الكلاسيكي عادةً تفاعل عينة غير معروفة مع كواشف مختلفة؛ وعادة ما تتضمن النتيجة الإيجابية تغييراً في المظهر - اللون، والترسيب، وما إلى ذلك.

يمكن توسيع نطاق هذه الاختبارات للحصول على منتجات بكميات أقل من غرام. ويمكن تنقية هذه المنتجات عن طريق إعادة التبلور، وقياس درجات انصهارها. ومن الأمثلة على ذلك تكوين 2،4-ثنائي نيتروفينيل هيدرازونات من الكيتونات و2،4 -ثنائي نيتروفينيل هيدرازين .

بالرجوع إلى جدول مرجعي مناسب، مثل جدول فوغل، يمكن استنتاج هوية المادة الأولية. لطالما استُخدمت المشتقات لتحديد هوية مادة مجهولة أو تأكيدها. إلا أنه نظرًا للتنوع الهائل في المركبات الكيميائية المعروفة حاليًا، فمن غير العملي أن تكون هذه الجداول شاملة. وقد جعلت التقنيات الطيفية الحديثة هذه التقنية غير ضرورية إلا للأغراض التعليمية.

يمكن تحويل مجموعات NH وOH القطبية، التي تُكوّن روابط هيدروجينية، إلى مجموعات غير قطبية نسبيًا في مركب غير متطاير نسبيًا. قد يكون الناتج أقل قطبية، وبالتالي أكثر تطايرًا، مما يسمح بتحليله بواسطة كروماتوغرافيا الغاز . غالبًا ما تُستخدم مجموعات السيليل الضخمة غير القطبية لهذا الغرض. ^{[ 1 ]}

تتفاعل عوامل الاشتقاق الكيرالية مع المتماثلات الضوئية لإنتاج متماثلات فراغية. ونظرًا لاختلاف الخصائص الفيزيائية لهذه المتماثلات، يمكن تحليلها بشكل إضافي باستخدام كروماتوغرافيا السائل عالي الأداء (HPLC) ومطيافية الرنين النووي المغناطيسي (NMR) .