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> Grammatisch korrekt ist aber "deren-t-wegen", was bei
> einer Umstellung deutlich wird: wegen deren Katze vs. *wegen
> dere(!) Katze, d.h. es gibt "deren", nicht aber
> "dere". Vergleiche hierzu "mein-et-wegen".

"Dere" ist eine alte Pluralform, die schon lange nicht mehr korrekt ist, da hast du recht. Aber das bedeutet nicht, daß "deretwegen" unkorrekt wäre, "meinetwegen" ist ja auch korrekt, während das ältere "meinentwegen" verschwunden ist. Die Herkunft ist uns heute ziemlich verborgen; abgeleitet ist "meinentwegen" von "von meinen Wegen" (von meiner Seite aus, entsprechend nicht "wegen deren Katze", sondern "von deren Katze Wegen").
Nach deiner Betrachtungsweise müßte "meinetwegen" inkorrekt sein. Da es das nicht ist, kann auch "deretwegen" nicht inkorrekt sein, es ist nur weniger gebräuchlich, und die 'korrekte' Form "meinentwegen" ist heute ungebräuchlich.

die form meinentwegen hat den anspruch auf höheres alter: ich freue mich herzlich ihrent- und meinentwegen über diesen glücklichen einfall. Leisewitz briefe [...] wie denn die ältere sprache auch noch getrennt den dat. plur. von meinen wegen setzt: so wollet jnen von meinen wegen sagen, das ich umb jrer willen, nicht einen buchstaben schreiben wil. Luther (Wörterbuch von Grimm)