п-толуолсульфоновая кислота

Химическое соединение

p -Толуолсульфоновая кислота ( PTSA , pTSA или p TsOH ) или тозиловая кислота ( TsOH ) —органическое соединение сформулой CH3C6H4SO3H . Это белое чрезвычайно гигроскопичное твердое вещество, растворимое в воде, _{спиртах} и ​​других полярных _{органических растворителях} . [ 6 ] Группа _CH3C6H4SO2 ^{известна} как тозильная группа и частосокращается до Ts или Tos. Чаще _{всего TsOH} относитсяк моногидрату , ^TsOH.H2O . _{[ 6} ^]

Как и другие арилсульфоновые кислоты , TsOH является сильной органической кислотой . Она примерно в миллион раз сильнее бензойной кислоты . ^[6] Это одна из немногих сильных кислот, которая является твердой и поэтому ее удобно взвешивать и хранить.

Приготовление и использование

TsOH получают в промышленных масштабах путем сульфирования толуола . Обычные примеси включают бензолсульфоновую кислоту и серную кислоту. TsOH чаще всего поставляется в виде моногидрата, и перед использованием может потребоваться удалить комплексную воду. Примеси можно удалить путем перекристаллизации из концентрированного водного раствора с последующей азеотропной сушкой с толуолом. ^[2]

TsOH находит применение в органическом синтезе как «органически растворимая» сильная кислота. Примеры использования включают:

• Ацетализация альдегида . ^[7 ]
• Этерификация Фишера-Шпейера ^[8]
• Реакции переэтерификации ^[9]

Тозилаты

Алкилтозилаты являются алкилирующими агентами , поскольку тозилат является электроноакцепторной, а также хорошей уходящей группой . Тозилат является псевдогалогенидом . Сложные эфиры толуолсульфоната подвергаются нуклеофильной атаке или элиминированию . Восстановление сложных эфиров тозилата дает углеводород. Таким образом, тозилирование с последующим восстановлением позволяет дезоксигенировать спирты.

Структуры 7-норборненильного катиона с p-орбитальной стабилизацией.

В известном и показательном использовании тозилата в качестве уходящей группы катион 2-норборнил был образован в результате реакции элиминирования 7-норборненил тозилата. Элиминирование происходит в 10 ¹¹ раз быстрее, чем сольволиз анти -7-норборнил п- толуолсульфоната. ^[10]

Тозилаты также являются защитными группами для спиртов . Их получают путем объединения спирта с 4-толуолсульфонилхлоридом в присутствии основания. Эти реакции обычно проводятся в апротонном растворителе , часто пиридине , который дополнительно действует как основание. ^[11]

Реакции

• TsOH может быть преобразован в п-толуолсульфоновый ангидрид путем нагревания с пентоксидом фосфора . ^[12]
• При нагревании с кислотой и водой TsOH подвергается гидролизу до толуола :

СН3С6Н4SO3Н + _Н2О → _С6Н5СН3 + _Н2SO4​_​​_​​_​​​​_​​​_​

Эта реакция является общей для арилсульфоновых кислот . ^{[13] [14]}

Смотрите также

• Тосыл
• Коллидиний п -толуолсульфонат

Ссылки

1. Merck Index , 11-е издание, 9459 .
2. Armarego, WLF (2003). Очистка лабораторных химикатов (8-е изд.). Oxford: Elsevier Science. стр. 612. ISBN 978-0-12-805457-4.
3. Гатри, Дж. П. Гидролиз эфиров оксикислот: значения p K _a для сильных кислот. Can. J. Chem . 1978 , 56 , 2342-2354. doi :10.1139/v78-385
4. Экерт, Ф.; Лейто, И.; Кальюранд, И.; Кютт, А.; Кламт, А.; Диденхофен, М. Прогнозирование кислотности в растворе ацетонитрила с помощью COSMO-RS. J. Comput. Chem . 2009 , 30 , 799-810. doi :10.1002/jcc.21103
5. СГС: GESTIS 510754
6. Baghernejad, Bita (31 августа 2011 г.). «Применение п-толуолсульфоновой кислоты (PTSA) в органическом синтезе». Current Organic Chemistry . 15 (17): 3091–3097. doi :10.2174/138527211798357074.
7. H. Griesser, H.; Öhrlein, R.; Schwab, W.; Ehrler, R.; Jäger, V. (2004). "3-нитропропаналь, 3-нитропропанол и 3-нитропропаналь диметилацеталь". Органические синтезы; Собрание томов , т. 10, стр. 577.
8. Фурута, К.; Гао, К.-з.; Ямамото, Х. (1998). "Асимметричная реакция Дильса-Альдера, катализируемая хиральным (ацилокси)борановым комплексом: (1R)-1,3,4-триметил-3-циклогексен-1-карбоксальдегид". Органические синтезы; Собрание томов , т. 9, стр. 722.
9. Имвинкельрид, Р.; Шисс, М.; Зеебах, Д. (1993). "Диизопропил (2S,3S)-2,3-O-изопропилидентартрат". Органические синтезы; Собрание томов , т. 8, стр. 201.
10. Winstein, S.; Shatavsky, M.; Norton, C.; Woodward, RB (1955-08-01). "7-Норборненил и 7-норборниловые катионы". Журнал Американского химического общества . 77 (15): 4183–4184. doi :10.1021/ja01620a078. ISSN  0002-7863.
11. «Нуклеофильное замещение».
12. L. Field & JW McFarland (1963). "p-Толуолсульфоновый ангидрид". Органические синтезы; Собрание томов , т. 4, стр. 940.
13. CM Suter (1944). Органическая химия серы . Нью-Йорк: John Wiley & Sons. С. 387–388.
14. JM Crafts (1901). «Катализ в концентрированных растворах». J. Am. Chem. Soc . 23 (4): 236–249. doi :10.1021/ja02030a007.