醇、醚、環氧化合物與硫醇

對甲苯磺酸酯(tosylate)

/ TOSS-il-ate /

醇的 -OH 是個糟糕的離去基團——硬把它趕走就得排出氫氧根,可氫氧根抓著自己的電子太緊了。對甲苯磺酸酯這一招正好解決了這個問題:把頑固的 -OH 轉化成對甲苯磺酸酯,氧一下子就能輕鬆離去,讓醇得以進行它本身絕無可能的取代與消除反應。

製備對甲苯磺酸酯的方法是用對甲苯磺醯氯(TsCl)和吡啶之類的鹼處理醇。反應把 O-H 上的氫換成磺醯基,使 R-OH 變成 R-O-Ts,其中 Ts 是 -SO2-C6H4-CH3(磺醯基連在帶甲基的苯環上)那一塊。關鍵是原來醇的 C-O 鍵完好無損,所以那個碳的立體化學絲毫不變。如今離去基團是對甲苯磺酸根(TsO-),它的負電荷透過共振分散在磺醯基的三個氧上,因而格外穩定——是一個不亞於、甚至優於鹵離子的離去基團。

對甲苯磺酸酯之所以受青睞,是因為它能在不擾動立體中心的前提下把醇變成活潑受質,於是你可以規劃乾淨翻轉的 SN2,或滿懷信心地做 E2 消除。它也提供了一個比 HBr 或 SOCl2 等劇烈試劑更溫和、更可控的替代方案。相關的磺酸酯離去基團——甲磺酸酯(OMs)和三氟甲磺酸酯(OTf)——以同樣方式工作,其中三氟甲磺酸根是已知最好的離去基團之一。

(R)-2-丁醇 + TsCl/吡啶 生成立體中心絲毫不變的 (R)-2-丁基對甲苯磺酸酯。隨後氰根做 SN2:CN(-) 以翻轉方式置換 OTs,得到 (S)-2-甲基丁腈。

對甲苯磺醯化不動 C-O 鍵,所以碳的構型一直保留到後面那步才改變。

由於對甲苯磺醯化不打斷醇的 C-O 鍵,它從不翻轉原來的立體中心——翻轉(如果有的話)發生在後面的取代步驟,而不是在生成對甲苯磺酸酯的時候。

又稱
TsO-Rp-toluenesulfonate esterOTs甲苯磺酸酯