Derivatisierung

Die Derivatisierung ist im Rahmen der analytischen Chemie zum Nachweis von Substanzen im Spurenbereich eine Technik, mit deren Hilfe Schutzgruppen in ein Molekül eingeführt werden, um sie für die Gaschromatographie und Massenspektrometrie besser zugänglich zu machen. Mit der Derivatisierung werden chemische Reaktionen vorgenommen, die polare Gruppen wie -OH, -COOH, --NH2, -SH, -CONHR in unpolare und leichter flüchtige Derivate überführt.

Derivatisierungsreaktionen lassen sich anhand der Gruppen, die eingeführt wird, wie folgt in die vier wichtigsten Derivatisierungsreaktionen einteilen:
1. Veresterung
2. Alkylierung
3. Acylierung
4. Silylierung

1. Veresterung: Umsetzung von Carbonsäuren mit Alkoholgruppen unter sauren Bedingungen, z.B. Stearinsäure mit methanolischer HCl führt zum Stearinsäuremethylester.

2. Alkylierung: Mit diesen Reaktionen werden Alkylgruppen eingeführt, so dass z.B. bei der Reaktion mit Methyliodid (CH3I) Methylether -CO-CH3, Methylester -COO-CH3 bzw. Methylamine - NR-CH3 entstehen.

3. Acylierung: Einführungen von Acylgruppen (z.B. Acetyl -COCH3 , Trifluoracetyl -COCF3. Beispiel für die Trifluoacetylierung von Amphetamin s. Analytik/Stimulanzien
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4. Silylierung: Einführung von Silylgruppen (z.B. Trimethylsilyl oder Triethylsilyl). Beispiel für die Trimethylsilylierung siehe Analytik/Stimulanzien und Analytik/Anabolika.sowie Analytik/Testosteron.

Dopinganalytik nutzt Trimethylsilylering 

In der Dopinganalytik wird sehr umfangreich mit der Trimethylsilylering gearbeitet, wobei ein weitverbreitetes Reagenz, N-Methyl-N-trimethyltrifluoracetamid (MSTFA), das 1967 von Manfred Donike entwickelt wurde, eingesetzt wird.
In Abb.1 ist z.B. die Trimethylsilylierung von Norandrosteron, dem Hauptmetaboliten von Nandrolon, dargestellt. Bei dieser Art der Derivatisierung kann je nach Wahl der Reaktionsbedingungen, insbesondere des richtigen Katalysators, reagiert Norandrosteron zum mono-Trimethylsilyl (TMS)- bzw.zu einem bis-TMS Derivat (TMS-Ether, TMS-enol-Ether).

Das gaschromatographische und massenspeklrometrische Verhalten der verschiedenen Derivate (Abb.2) zeigen den Vorteil dieser Art der Derivatisierung: Verbesserung der Peakform, des Fragmentierungsverhaltens im Massenspektrum (Abb.3-5) und damit ein verbesserter und empfindlicher Nachweis der Verbindung.