Τοσυλικό οξύ
| Τοσυλικό οξύ | |||
|---|---|---|---|
| |||
| |||
| |||
| Γενικά | |||
| Όνομα IUPAC | 4-μεθυλοβενζολο-1-σουλφονικό οξύ | ||
| Άλλες ονομασίες | παρατολουενοσουλφονικό οξύ (p-τολουενοσουλφονικό οξύ), τοσικό οξύ, PTSA, TsOH, pTsOH | ||
| Χημικά αναγνωριστικά | |||
| Χημικός τύπος | C7H8O3S | ||
| Μοριακή μάζα | 172,20 (το άνυδρο) 190,22 (το μονοένυδρο) | ||
| Αριθμός CAS | 104-15-4 6192-52-5 (το μονοένυδρο) | ||
| SMILES | Cc1ccc(cc1)S(=O)(=O)O | ||
| PubChem CID | 6101 | ||
| ChemSpider ID | 5876 | ||
| Δομή | |||
| Φυσικές ιδιότητες | |||
| Σημείο τήξης | 105 έως 107°C το μονοένυδρο 38 °C (311 K) το άνυδρο | ||
| Σημείο βρασμού | 140°C (413 K) σε πίεση 20 mmHg | ||
| Πυκνότητα | 1,72 gr/cm3 | ||
| Διαλυτότητα στο νερό |
670 gr/λίτρο | ||
| Εμφάνιση | λευκό στερεό | ||
| Χημικές ιδιότητες | |||
| Επικινδυνότητα | |||
| Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa). | |||
Η τοσυλικό οξύ (βραχυγραφία TsOH) ή παρατολουενοσουλφονικό οξύ (βραχυγραφία PTSA), ή και τοσικό οξύ είναι οργανική χημική ένωση με μοριακό χημικό τύπο C7H8O3S. Σε καθαρή μορφή είναι λευκό στερεό, εξαιρετικά ευδιάλυτο στο νερό (και πολύ υγροσκοπικό), διαλυτό στις αλκοόλες και σε άλλους πολικούς οργανικούς διαλύτες.[1] Η ομάδα ενώσεων με μοριακό τύπο CH3C6H4SO2 είναι γνωστή ως «ομάδα του τοσυλίου» και συναντάται συχνά με τις βραχυγραφίες Ts ή Tos. Συνήθως το «TsOH» αναφέρεται στην ένυδρη μορφή της ουσίας με ένα μόριο νερού (μονοένυδρο): C7H8O3S.H2O.[1]
Το τοσυλικό οξύ, όπως και άλλα αρυλικά σουλφονικά οξέα είναι ισχυρό οργανικό οξύ. Είναι περίπου ένα εκατομμύριο φορές ισχυρότερο από το βενζοϊκό οξύ.[1] Είναι ένα από τα λίγα ισχυρά οξέα που είναι στερεό σε καθαρή μορφή και έτσι μπορεί να ζυγίζεται και να αποθηκεύεται με ευκολία.
Παραγωγή και χρήσεις[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Το τοσυλικό οξύ παρασκευάζεται σε βιομηχανική κλίμακα με αντίδραση προσθήκης στο τολουόλιο. Οι ποσότητες που λαμβάνονται με αυτή τη μέθοδο περιέχουν συνήθως ίχνη προσμίξεων βενζολοσουλφονικού οξέος και θειικού οξέος. Το μονοένυδρο TsOH περιέχει επίσης νερό. Οι προσμίξεις μπορούν να αφαιρεθούν με επανακρυστάλλωση από το πυκνό υδατικό διάλυμά του, ακολουθούμενη από αζεοτροπική ξήρανση μαζί με τολουόλιο.[2]
Το TsOH χρησιμεύει, ως ισχυρό και διαλυτό σε οργανικούς διαλύτες οξύ, στην οργανική σύνθεση, όπου, εκτός των άλλων, καταλύει αντιδράσεις. Παραδείγματα χρήσεώς του είναι:
- Η ακεταλίωση μιας αλδεΰδης[3]
- Η εστεροποίηση κατά Fischer-Speier[4]
- Αντιδράσεις διεστεροποίησης (transesterification)[5]
Τοσύλια[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Τα αλκυλοτοσύλια είναι αλκυλιωτικοί παράγοντες, επειδή η τοσυλική ρίζα είναι ομάδα «αποσύρσεως ηλεκτρονίων» και ταυτοχρόνως καλή «ομάδα αποχωρήσεως». Οι εστέρες του τοσυλικού οξέος δίνουν αναγόμενοι τον αντίστοιχο υδρογονάνθρακα. Ως αποτέλεσμα, η «τοσυλίωση» ακολουθούμενη από αναγωγή επιτρέπει την αφοξυγόνωση των αλκοολών.
Σε ένα περιώνυμο παράδειγμα χρήσεως της τοσυλικής ρίζας, το 2-νορβορνυλικό κατιόν αντικαθίσταται από το 7-νορβορνενυλοτοσυλικό κατιόν. Η αντίδραση αυτή είναι 1011 φορές ταχύτερη από τη διάλυση του αντι-7-νορβορνυλ-παρατολουενοσουλφονικού κατιόντος.[6]
Από την άλλη, τα τοσύλια είναι προστατευτική ομάδα για τις αλκοόλες.[7]
Αντιδράσεις[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
- Το τοσυλικό οξύ μπορεί να μετατραπεί στον ανυδρίτη του θερμαινόμενο μαζί με πεντοξείδιο του φωσφόρου.[8]
- Θερμαινόμενο με κάποιο άλλο οξύ και νερό, το TsOH υδρολύεται προς τολουόλιο:
- CH3C6H4SO3H + H2O → C6H5CH3 + H2SO4.
Αυτή είναι μια γενική αντίδραση των αρυλικών σουλφονικών οξέων.[9][10]
Παραπομπές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
- ↑ 1,0 1,1 1,2 Baghernejad, Bita (31 August 2011). «Application of p-toluenesulfonic Acid (PTSA) in Organic Synthesis». Current Organic Chemistry 15 (17): 3091-3097. doi:.
- ↑ Armarego, W.L.F. (2003). Purification of Laboratory Chemicals (8η έκδοση). Οξφόρδη: Elsevier Science. σελ. 612. ISBN 978-0-12-805457-4.
- ↑ H. Griesser κ.ά.: «3-Nitropropanal, 3-Nitropropanol, and 3-Nitropropanal Dimethyl Acetal», περιοδικό Organic Syntheses, συγκεντρωτ. τόμος 10 (έτος 2004), σελ. 577
- ↑ Furuta, K., Gao, Q.-z. και Yamamoto, H.: «Chiral (Acyloxy)borane Complex-catalyzed Asymmetric Diels-Alder Reaction: (1R)-1,3,4-Trimethyl-3-cyclohexene-1-carboxaldehyde», Organic Syntheses, συγκεντρωτ. τόμος 9 (έτος 1998), σελ. 722
- ↑ Imwinkelried, R., Schiess, M., και D. Seebach: «Diisopropyl (2S,3S)-2,3-O-isopropylidenetartrate», Organic Syntheses, συγκεντρωτ. τόμος 8 (έτος 1993), σελ. 201
- ↑ Winstein, S.; Shatavsky, M.; Norton, C.; Woodward, R.B. (1955-08-01). «7-Norbornenyl and 7-Norbornyl cations». Journal of the American Chemical Society 77 (15): 4183-4184. doi:. ISSN 0002-7863.
- ↑ «Nucleophilic Substitution».
- ↑ L. Field και J.W. McFarland: «p-Toluenesulfonic Anhydride», Organic Syntheses, συγκεντρωτ. τόμος 4 (έτος 1963), σελ. 940
- ↑ C.M. Suter (1944). The Organic Chemistry of Sulfur. Νέα Υόρκη: John Wiley & Sons. σελίδες 387–388.
- ↑ J.M. Crafts (1901). «Catalysis in concentrated solutions». J. Am. Chem. Soc. 23 (4): 236-249. doi:. https://zenodo.org/record/1901301.