Tosilato: pratica della tosilazione e funzionalità
Il tosilato è un gruppo funzionale con formula CH3C6H4SO3-, indicato spesso come TsO- e costituisce l’anione dell’acido p-toluenossulfonico CH3C6H4SO3H.
Supponiamo di voler condurre una reazione di sostituzione nucleofila, in cui un nucleofilo forma un nuovo legame con un atomo di carbonio che ha una parziale carica positiva, sostituendo così un gruppo uscente. La natura del gruppo uscente determina la possibilità che la reazione accada. Un buon gruppo uscente deve essere stabile una volta che è fuoriuscito dalla molecola e pertanto può essere considerato come la base coniugata di un acido forte.
Consideriamo, ad esempio, la dissociazione dell’acido cloridrico:
HCl + H2O → H3O+ + Cl-
All’acido forte HCl corrisponde la base coniugata debole Cl- che risulta essere un buon gruppo uscente. Gli alogeni ad eccezione del fluoro sono quindi buoni gruppi uscenti.
Funzioni del tosilato
Può accadere che si voglia condurre una reazione di sostituzione in presenza di un cattivo gruppo uscente. Ad esempio, l’ione OH- è un cattivo gruppo uscente in quanto è una base forte e pertanto se si vuole realizzare una reazione di sostituzione a partire da un alcol essa non avviene. Per condurre una reazione di sostituzione nucleofila si può trasformare il gruppo –OH in una base più debole che è un buon gruppo uscente.
Ciò può essere fatto tramite tosilazione facendo reagire l’alcol con il p-toluensolfonil cloruro (TsCl). Tale reazione è condotta in presenza di piridina che neutralizza l’HCl che si forma nel corso di essa con formazione del cloruro di piridinio C5H5N∙HCl. Esso è insolubile nel benzene, solvente utilizzato nella reazione, e la sua precipitazione garantisce che è avvenuta la conversione dell’alcol in tosilato.
Tosilazione
Una volta che è avvenuta la reazione di tosilazione un cattivo gruppo uscente come –OH viene sostituito con il tosilato che è un buon gruppo uscente a causa della sua stabilizzazione per risonanza. Il p-toluensolfonil cloruro può reagire con le ammine che, analogamente agli alcoli, conducono un attacco nucleofilo con l’azoto per dare p-toluene solfonammide. Questa sostanza è usata come plastificante.
La solfonammide è molto stabile e pertanto il tosilato può costituire un gruppo protettore delle ammine. La sua rimozione richiede condizioni molto drastiche: acidi concentrati (HBr o H2SO4) o energici riducenti (sodio in ammoniaca liquida).