Il tosilato è un gruppo funzionale con formula CH3C6H4SO3– indicato spesso come TsO– ed è l'anione dell'acido p-toluensolfonico CH3C6H4SO3H.
Supponiamo di voler condurre una reazione di sostituzione nucleofila ovvero una reazione in cui cui un nucleofilo, ovvero uno ione negativo o una molecola in grado di donare elettroni, forma un nuovo legame con un atomo di carbonio che ha una parziale carica positiva essendo legato un gruppo uscente che viene così sostituito
La natura del gruppo uscente determina la possibilità che la reazione accada.
Un buon gruppo uscente deve presentare la caratteristica di essere stabile una volta che è fuoriuscito dalla molecola. Un buon gruppo uscente pertanto può essere considerato come la base coniugata di un acido forte : le basi deboli sono infatti buoni gruppi uscenti.
Consideriamo, ad esempio, la dissociazione dell'acido cloridrico:
HCl + H2O → H3O+ + Cl–
All'acido forte HCl corrisponde la base coniugata debole Cl– che pertanto risulta essere un buon gruppo uscente.
Gli alogeni ad eccezione del fluoro, sono quindi buoni gruppi uscenti: il fluoro, infatti, a causa della sua elettronegatività tende a formare legami forti quando è legato a un altro elemento
Funzioni del tosilato
Può accadere che si voglia condurre una reazione di sostituzione in presenza di un cattivo gruppo uscente. Ad esempio lo 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).
In tale molecola è presente un legame altamente polarizzato tra lo zolfo e il cloro pertanto lo zolfo agisce da acido di Lewis . Può quindi subire un attacco nucleofilo da parte di molecole che dispongono di doppietti elettronici non condivisi come alcoli e ammine che agiscono da basi di Lewis.
Tosilazione
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:
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 secondo la reazione:
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)
