醇、醚、环氧化合物与硫醇

对甲苯磺酸酯(tosylate)

/ TOSS-il-ate /

醇的 -OH 是个糟糕的离去基团——硬把它赶走就得排出氢氧根,可氢氧根抓着自己的电子太紧了。对甲苯磺酸酯这一招正好解决了这个问题:把顽固的 -OH 转化成对甲苯磺酸酯,氧一下子就能轻松离去,让醇得以进行它本身绝无可能的取代与消除反应。

制备对甲苯磺酸酯的方法是用对甲苯磺酰氯(TsCl)和吡啶之类的碱处理醇。反应把 O-H 上的氢换成磺酰基,使 R-OH 变成 R-O-Ts,其中 Ts 是 -SO2-C6H4-CH3(磺酰基连在带甲基的苯环上)那一块。关键是原来醇的 C-O 键完好无损,所以那个碳的立体化学丝毫不变。如今离去基团是对甲苯磺酸根(TsO-),它的负电荷通过共振分散在磺酰基的三个氧上,因而格外稳定——是一个不亚于、甚至优于卤离子的离去基团。

对甲苯磺酸酯之所以受青睐,是因为它能在不扰动立体中心的前提下把醇变成活泼底物,于是你可以规划干净翻转的 SN2,或满怀信心地做 E2 消除。它也提供了一个比 HBr 或 SOCl2 等剧烈试剂更温和、更可控的替代方案。相关的磺酸酯离去基团——甲磺酸酯(OMs)和三氟甲磺酸酯(OTf)——以同样方式工作,其中三氟甲磺酸根是已知最好的离去基团之一。

(R)-2-丁醇 + TsCl/吡啶 生成立体中心丝毫不变的 (R)-2-丁基对甲苯磺酸酯。随后氰根做 SN2:CN(-) 以翻转方式置换 OTs,得到 (S)-2-甲基丁腈。

对甲苯磺酰化不动 C-O 键,所以碳的构型一直保留到后面那步才改变。

由于对甲苯磺酰化不打断醇的 C-O 键,它从不翻转原来的立体中心——翻转(如果有的话)发生在后面的取代步骤,而不是在生成对甲苯磺酸酯的时候。

又称
TsO-Rp-toluenesulfonate esterOTs甲苯磺酸酯