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对甲苯磺酸

化合物

对甲苯磺酸（化学式：p-CH3C6H4SO3H，也写作TsOH）是一个不具氧化性的有机强酸，酸性是苯甲酸的一百万倍。白色针状或粉末结晶，易潮解，可溶于水、醇和其他极性溶剂。会使纸张、木材等脱水发生碳化。常见的是对甲苯磺酸一水合物TsOH·H2O。

对甲苯磺酸[1]
IUPAC名
4-methylbenzenesulfonic acid
别名 对甲基苯磺酸
甲苯-4-磺酸
缩写 PTS、PTSA
识别
CAS号 104-15-4（无水）  checkY
6192-52-5（一水）  checkY
PubChem 6101
ChemSpider 5876
SMILES
 
  • Cc1ccc(S(=O)(O)=O)cc1
InChI
 
  • 1/C7H8O3S/c1-6-2-4-7(5-3-6)11(8,9)10/h2-5H,1H3,(H,8,9,10)
InChIKey JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYAG
ChEBI 27849
DrugBank DB03120
KEGG C06677
性质
化学式 C7H8O3S
摩尔质量 （无水）172.20 g mol-1
（一水）190.22 g·mol⁻¹
外观 白色结晶
密度 1.24 g/cm3
熔点 38 °C（无水）[2]
103.5 °C（一水）[3]
沸点 140 °C，20 mmHg
溶解性（水） 67 g/100 ml
pKa -2.8[4]
8.5（乙腈）[5]
结构[3]
晶体结构 单斜（一水）
空间群 P21/c（一水）
晶格常数 a = 5.881Å（一水）, b = 7.431Å（一水）, c = 20.085Å（一水）
晶格常数 α = 90°, β = 97.95°（一水）°, γ = 90°
分子构型 以硫原子为中心呈四面体结构
危险性
警示术语 R：R36/37/38
安全术语 S：S26
主要危害 对皮肤有刺激性
相关物质
相关化合物 苯磺酸
对氨基苯磺酸
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

用途

对甲苯磺酸是有机合成常用的酸催化剂。用它与氢氧化钠中和制得对甲苯磺酸钠，再与五氯化磷作用，可以制得对甲苯磺酰氯。后者用在亲核取代反应中，也用作醇羟基的保护基。

p-CH3C6H4SO3Na + PCl5 → p-CH3C6H4SO2Cl

对甲苯磺酸与脱水剂五氧化二磷混合加热后可生成对甲苯磺酸酐[6]。

对甲苯磺酸的用途还有：催化醇上二氢吡喃保护基、羧酸的酯化[7][8]和酯交换反应[9]；使醛生成缩醛[10]；作为水解蛋白质和糖蛋白的催化剂[11]；催化可用合成二氢嘧啶的Biginelli反应[12]以及金属硝酸盐有区域选择性地在苯酚和取代苯酚中酚羟基的邻位进行硝化反应[13]。

制备

工业上通过用浓硫酸对甲苯发生磺化制取对甲基苯磺酸。制得的对甲苯磺酸中常含有苯磺酸和硫酸杂质，可通过将不纯样品在浓盐酸中重结晶后，共沸干燥得到纯品[14]。

参考文献

  1. ^ Merck Index, 11th Edition, 9459.
  2. ^ Armarego, Wilfred. Purification of Laboratory Chemicals. Elsevier Science. 2003: 370. ISBN 0-7506-7571-3. 
  3. ^ 3.0 3.1 SK Arora, M Sundaralingam. The Crystal and Molecular Structure of 4-Methyl Sulfonic Acid (p-Toluenesulfonic Acid) Monohydrate, C7H8SO3-·H3O+, an Oxonium Salt (PDF). Acta Crystallographica Section B. 1971, 27 (7): 1293–1298 [2012-10-24]. doi:10.1107/S0567740871003893. （原始内容存档 (PDF)于2013-06-10）. 
  4. ^ Guthrie, J. P. Hydrolysis of esters of oxy acids: pKa values for strong acids. Can. J. Chem. 1978, 56: 2342–2354 [2012-10-21]. doi:10.1139/v78-385. （原始内容存档于2016-05-18）. 
  5. ^ Eckert, F.; Leito, I.; Kaljurand, I.; Kütt, A.; Klamt, A.; Diedenhofen, M. Prediction of Acidity in Acetonitrile Solution with COSMO-RS. J. Comput. Chem. 2009, 30 (5): 799–810 [2012-10-21]. doi:10.1002/jcc.21103. （原始内容存档于2017-03-22）. 
  6. ^ L. Field and J. W. McFarland (1963). "p-Toluenesulfonic Anhydride". Org. Synth.; Coll. Vol. 4: 940. 
  7. ^ Corinne Vieville , Zephirin Mouloungui , Antoine Gaset. Esterification of oleic acid by methanol catalyzed by p-toluenesulfonic acid and the cation-exchange resins K2411 and K1481 in supercritical carbon dioxide. Ind. Eng. Chem. Res. 1993, 32 (9): 2065–2068. doi:10.1021/ie00021a031. 
  8. ^ Furuta, K. Gao, Q.-z.; Yamamoto, H. (1998). "Chiral (Acyloxy)borane Complex-catalyzed Asymmetric Diels-Alder Reaction: (1R)-1,3,4-Trimethyl-3-cyclohexene-1-carboxaldehyde". Org. Synth.; Coll. Vol. 9: 722. 
  9. ^ Imwinkelried, R.; Schiess, M.; Seebach, D. (1993). "Diisopropyl (2S,3S)-2,3-O-isopropylidenetartrate". Org. Synth.; Coll. Vol. 8: 201. 
  10. ^ H. Griesser, H.; Öhrlein, R.; Schwab, W.; Ehrler, R.; Jäger, V. (2004). "3-Nitropropanal, 3-Nitropropanol, and 3-Nitropropanal Dimethyl Acetal". Org. Synth.; Coll. Vol. 10: 577. 
  11. ^ T.-Y. Liu and Y. H. Chang. Hydrolysis of proteins with p-toluenesulfonic acid. Determination of tryptophan.. J Biol Chem. 1971, 246 (9): 2842–2848 [2012-10-21]. PMID 5102928. （原始内容存档于2016-03-17）. 
  12. ^ Tongshou Jin, Suling Zhang,and Tongshuang Li. p-TOLUENESULFONIC ACID-CATALYZED EFFICIENT SYNTHESIS OF DIHYDROPYRIMIDINES: IMPROVED HIGH YIELDING PROTOCOL FOR THE BIGINELLI REACTION 32 (12): 1847–1851. doi:10.1081/SCC-120004068. 
  13. ^ V. Anuradha, P.V. Srinivas, P. Aparna, J. Madhusudana Rao. p-Toluenesulfonicacid catalyzed regiospecific nitration of phenols with metal nitrates. Tetrahedron Lett. 2006, 47 (28): 4933–4935 [2012-10-24]. doi:10.1016/j.tetlet.2006.05.017. （原始内容存档于2015-09-24）. 
  14. ^ Perrin, D. D. and Armarego, W. L. F. Purification of Laboratory Chemicals. Oxford: Pergamon Press. 1988. 

参见

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