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L'isocyanate de p-toluènesulfonyle est un isocyanate organique très réactif de formule C₈H₇NO₃S, dérivé de l'acide p-toluènesulfonique et de l'acide isocyanique.
L'isocyanate de p-toluènesulfonyle est largement utilisé en synthèse organique comme réactif électrophile pour introduire des fonctions sulfonyle et isocyanate, notamment dans la préparation de sulfonamides, d'urées, de carbamates et de composés hétérocycliques.
L'isocyanate de p-toluènesulfonyle doit être manipulé dans des conditions sèches et contrôlées et est considéré comme toxique et sensible à l'humidité.
Numéro CAS : 4083-64-1
Formule moléculaire : C8H7NO3S
Masse moléculaire : 197,21
Numéro EINECS : 223-810-8
Synonymes : isocyanate de tosyle, isocyanate de p-toluènesulfonyle, 4083-64-1, isocyanate de 4-méthylbenzènesulfonyle, isocyanate de p-toluènesulfonyle, isocyanate de benzènesulfonyle, 4-méthyl-, additif TI, H9004FJX6V, DTXSID1027558, DTXCID407558, RefChem : 1094233, 223-810-8, 4-méthyl-N-(oxométhylidène)benzènesulfonamide, PtSi, isocyanate de p-tolylsulfonyle, isocyanate de 4-méthylbenzène-1-sulfonyle, isocyanate de p-toluènesulfonyle, acide p-toluènesulfonique, anhydride avec l’acide isocyanique, isocyanate de p-tosyle. MFCD00002030, isocyanate de p-méthylphénylsulfonyle, isocyanate de 4-méthylphénylsulfonyle, isocyanate de p-toluènesulfonyle, isocyanate de 4-toluènesulfonyle, (4-méthylphényl)sulfonylisocyanate, EINECS 223-810-8, CAS-4083-64-1, UNII-H9004FJX6V, TosNCO, TsNCO, isocyanate de 4-méthylbenzène-1-sulfonyle, 4-méthyl-N-(oxométhylène)benzènesulfonamide, isocyanate de p-tolylsulfonyle, sulfone, isocyanato tolyle, isocyanate de p-toluènesulfonyle, isocyanate de p-toluènesulfonyle, EC 223-810-8, isocyanate de p-toluènesulfonyle Isocyanate de p-toluènesulfonyle, p-toluènesulfonylisocyanate, para-toluènesulfonylisocyanate, SCHEMBL22302, 4-isocyanatosulfonyltoluène, p-toluènesulfonylisocyanate, para-toluènesulfonylisocyanate, 4-toluènesulfonylisocyanate, CHEMBL1879981, VLJQDHDVZJXNQL-UHFFFAOYSA-, 4-méthylphénylsulfonylisocyanate, 4-méthylbenzènesulfonylisocyanate, p-toluènesulfonylisocyanate, 96 %, Tox21_201698, Tox21_303136, BBL011351, SBB063168, STL146441 AKOS000119298, NCGC00164078-01, NCGC00164078-02, NCGC00257105-01, NCGC00259247-01, ISOCYANATE DE P-MÉTHYLBENZÈNESULFONYLE, PS-10276, DB-049668, NS00009877, ST50825414, T0998, 4-méthyl-N-(oxométhylène)benzènesulfonamide, EN300-19005, E76074, F494399, Q27279783, F0001-1154, ACIDE ISOCYANIQUE, ANHYDRIDE AVEC ACIDE P-TOLUÈNESULFONIQUE, isocyanate de p-toluènesulfonyle, pour la dérivatisation HPLC, ≥98,0 % (HPLC), InChI=1/C8H7NO3S/c1-7-2-4-8(5-3-7)13(11,12)9-6-10/h2-5H,1H3, 4-isocyanatosulfonyltoluène ; isocyanate de p-toluènesulfonyle, 96 %, AcroSeal ; anhydride d'acide isocyanique avec acide p-toluènesulfonique (6CI) ; isocyanate de p-toluènesulfonyle 96 % ; isocyanate de p-toluènesulfonyle, 96 %, SpcSeal ; isocyanate de p-toluènesulfonyle, 95 % ; isocyanate de benzènesulfonyle, 4-méthyl- ; isocyanate de benzènesulfonyle, 4-méthyl-
L'isocyanate de p-toluènesulfonyle est un agent absorbeur d'humidité. Les systèmes uréthane utilisant l'isocyanate de p-toluènesulfonyle peuvent être appliqués dans les conditions d'humidité, de point de rosée ou de température les plus exigeantes tout en garantissant une résistance optimale à la corrosion.
Sa réactivité envers les atomes d'hydrogène actifs le rend utile comme capteur d'eau et d'autres groupes réactifs isocyanates tels que l'acide libre dans les alcanoates d'aluminium en poudre et l'hydrogène actif présent dans les pigments de noir de carbone.
L'isocyanate de p-toluènesulfonyle convient à la formulation d'adhésifs et de mastics.
L'isocyanate de p-toluènesulfonyle a une durée de conservation minimale d'un an.
L'isocyanate de p-toluènesulfonyle est un composé isocyanate de sulfonyle organique dérivé du chlorure de p-toluènesulfonyle dans lequel le groupe fonctionnel réactif est l'isocyanate (–N=C=O).
Sa structure associe un groupe p-méthylphényl sulfonyle à un fragment isocyanate, ce qui lui confère une très haute électrophilie.
Grâce à cette fonctionnalité, il est très réactif vis-à-vis des nucléophiles tels que les amines, les alcools et l'eau.
L'isocyanate de p-toluènesulfonyle est généralement un liquide incolore à jaune pâle sensible à l'humidité.
Il s'hydrolyse facilement en présence d'eau, libérant du dioxyde de carbone et formant des dérivés de sulfonamide.
L'isocyanate de p-toluènesulfonyle doit être manipulé dans des conditions sèches et stocké sous atmosphère inerte lorsque cela est possible.
L'isocyanate de p-toluènesulfonyle agit comme un puissant réactif de dérivatisation et d'activation.
Le groupe sulfonyle stabilise les intermédiaires réactionnels, tandis que le groupe isocyanate permet la formation rapide d'urées et de carbamates.
Cette double réactivité la rend particulièrement précieuse dans les transformations sélectives de groupes fonctionnels.
L'isocyanate de p-toluènesulfonyle est largement utilisé en synthèse organique et en chimie médicinale.
Il est utilisé pour introduire des fonctions sulfonylurées ou sulfonamides dans les molécules.
Ces motifs structuraux sont importants dans le développement de produits pharmaceutiques, de produits agrochimiques et de composés bioactifs.
En méthodologie de synthèse, il est utilisé pour activer les amines et les alcools en vue de transformations ultérieures.
L'isocyanate de p-toluènesulfonyle permet une formation douce et efficace d'intermédiaires protégés ou de dérivés réactifs.
De ce fait, on le retrouve couramment dans les synthèses de laboratoire en plusieurs étapes et dans la production de produits chimiques fins.
L'isocyanate de p-toluène sulfonyle est classé comme un isocyanate de sulfonyle hautement activé, et sa réactivité est nettement supérieure à celle des isocyanates aromatiques simples.
Le groupe sulfonyle, fortement électro-attracteur, augmente la polarisation du carbone de l'isocyanate, abaissant ainsi les barrières d'activation pour l'attaque nucléophile.
Cet effet électronique explique pourquoi les réactions se produisent souvent rapidement et de manière irréversible.
En termes mécanistiques, les réactions avec les nucléophiles se déroulent généralement par addition directe sur le carbone de l'isocyanate, suivie d'un réarrangement ou d'une stabilisation par le groupe sulfonyle.
Les réactions secondaires telles que la polymérisation sont minimales dans des conditions strictement anhydres.
Ce mécanisme prévisible le rend adapté à une installation précise des groupes fonctionnels.
L'isocyanate de p-toluènesulfonyle est fréquemment utilisé pour différencier les amines de basicité similaire dans les molécules multifonctionnelles.
Les amines primaires réagissent plus rapidement que les amines secondaires, permettant une dérivatisation sélective.
Cette sélectivité est particulièrement utile pour la modification en phase finale de molécules complexes.
En chimie médicinale et agrochimique, il est utilisé pour introduire des liaisons sulfonylurées métaboliquement stables.
Ces liaisons renforcent souvent l'activité biologique et améliorent les propriétés pharmacocinétiques.
Par conséquent, ce réactif intervient dans la synthèse d'inhibiteurs enzymatiques, d'herbicides et de composés d'optimisation de tête de série.
Point de fusion : 5 °C
Point d'ébullition : 144 °C à 10 mm Hg (littérature)
Densité : 1,291 g/mL à 25 °C (litt.)
Pression de vapeur : 1 mm Hg à 100 °C
Indice de réfraction : n²⁰/D 1,534 (litt.)
Point d'éclair : >230 °F
Température de stockage : Sous gaz inerte (azote ou argon) à 2–8 °C
Forme : Liquide
Couleur : Transparent, incolore à jaune
Densité relative : 1,291
Odeur : Odeur âcre
Solubilité dans l'eau : Réagit avec l'eau
Sensible : sensible à l'humidité
BRN : 391287
InChI : 1S/C₈H₇NO₃S/c1-7-2-4-8(5-3-7)13(11,12)9-6-10/h2-5H,1H₃
Clé InChIKey : VLJQDHDVZJXNQL-UHFFFAOYSA-N
SOURIRES : Cc1ccc(cc1)S(=O)(=O)N=C=O
LogP : 0,6 à 30 °C
L'isocyanate de p-toluène sulfonyle présente une cinétique de réaction extrêmement rapide avec les groupes fonctionnels nucléophiles car le groupe sulfonyle attire fortement la densité électronique du carbone de l'isocyanate.
Cela rend le groupe –N=C=O plus électrophile que dans les isocyanates d'alkyle ou d'aryle simples.
De ce fait, les réactions se déroulent souvent à basse température et sans catalyseurs puissants.
Lors de réactions avec des amines, l'isocyanate de p-toluènesulfonyle forme des sulfonylurées avec un rendement élevé.
Ces produits ont une valeur synthétique car ils sont stables, cristallins et faciles à purifier.
Ces motifs sulfonylurée sont courants dans les molécules biologiquement actives et les inhibiteurs enzymatiques.
Lorsqu'il réagit avec des alcools ou des phénols, il forme des carbamates de sulfonyle.
Ces intermédiaires sont fréquemment utilisés comme groupes protecteurs ou espèces activées pour des réactions de substitution ultérieures.
Les réactions sont généralement propres et sélectives, ce qui est avantageux dans la synthèse de molécules complexes.
L'isocyanate de p-toluènesulfonyle est également utilisé en chimie hétérocyclique.
L'isocyanate de p-toluènesulfonyle peut favoriser les réactions de cyclisation en activant les groupes amino ou hydroxy au sein de la même molécule.
Cette stratégie est utile pour la construction de cycles azotés dans les intermédiaires pharmaceutiques.
Du point de vue de la manipulation, ce composé est extrêmement sensible à l'humidité et réagit violemment avec l'eau.
Le contact avec l'humidité atmosphérique peut entraîner une décomposition rapide et une accumulation de pression due à la libération de dioxyde de carbone.
Par conséquent, sa manipulation s'effectue généralement dans une boîte à gants sèche ou sous gaz inerte en utilisant des solvants anhydres.
Dans les laboratoires de recherche, l'isocyanate de p-toluènesulfonyle est apprécié pour sa prévisibilité et sa grande tolérance aux groupes fonctionnels dans des conditions contrôlées.
Malgré sa réactivité, elle permet une modification précise des molécules cibles sans réactions secondaires excessives.
Cet équilibre entre réactivité et sélectivité explique son utilisation fréquente en synthèse organique avancée.
L'isocyanate de p-toluènesulfonyle est particulièrement recommandé pour les revêtements polyuréthanes monocomposants à faible teneur en COV.
La réaction du PTSI avec l'eau introduite par les pigments et les solvants dans la formulation de la peinture génère du dioxyde de carbone et des produits chimiques inertes solubles.
L'expérience a démontré que 13 grammes de PTSI absorbent efficacement 1 gramme d'eau.
L'isocyanate de p-toluènesulfonyle réagit avec l'eau dans un rapport molaire de 1 à 1, générant du PTSA et du dioxyde de carbone gazeux.
L'isocyanate de p-toluènesulfonyle est stable à température ambiante lorsqu'il est sec, mais se décompose sous l'effet de la chaleur ou de l'humidité.
Les voies de décomposition comprennent l'hydrolyse et la formation incontrôlée d'urée.
Par conséquent, les réactions sont généralement conduites à des températures basses à modérées.
D'un point de vue pratique, il est fourni et stocké dans des conditions sèches et inertes en raison de sa grande sensibilité à l'humidité.
Même des traces d'eau peuvent déclencher un dégagement rapide de CO₂ et une perte de réactivité.
Cette sensibilité exige une manipulation soigneuse, mais elle témoigne également de sa grande utilité en synthèse.
Utilisations de l'isocyanate de p-toluènesulfonyle :
L'isocyanate de p-toluènesulfonyle est un réactif utilisé pour la préparation de syn-1,2-diols acétylés, d'oxazolidin-2-ones, d'acides 2,3-diaminés et de N-tosylcarbonamides. Il a également été utilisé comme réactif de dérivatisation pour le dosage de la 3-α-hydroxytibolone dans le plasma humain par LC-MS/MS.
L'isocyanate de p-toluènesulfonyle est également utilisé comme réactif de dérivatisation dans l'analyse quantitative simultanée du diéthylène glycol et du propylène glycol dans les produits pharmaceutiques par HPLC et comme réactif dans la préparation de syn-1,2-diols acétylés, d'oxazolidin-2-ones, d'acides 2,3-diaminés et de N-tosylcarbonamides.
L’isocyanate de p-toluènesulfonyle est un réactif utilisé pour préparer des syn-1,2-diols acétylés,1 des oxazolidin-2-ones,2 des acides 2,3-diaminés,3 et des N-tosylcarbonamides.4
L'isocyanate de p-toluènesulfonyle est principalement utilisé comme réactif très réactif en synthèse organique.
Il est utilisé pour introduire des groupes fonctionnels sulfonylurée et sulfonylcarbamate dans des molécules organiques.
Ces groupes constituent des motifs structuraux importants dans les produits pharmaceutiques, les produits agrochimiques et les composés bioactifs.
Il est largement utilisé pour la dérivatisation des amines.
Les amines primaires et secondaires réagissent facilement pour former des sulfonylurées stables, qui sont des intermédiaires et des groupes protecteurs utiles.
Cette application est particulièrement précieuse dans la synthèse en plusieurs étapes et les études de relations structure-activité.
L'isocyanate de p-toluènesulfonyle est utilisé pour activer les alcools et les phénols par formation de carbamate.
Ces intermédiaires activés peuvent subir d'autres réactions de substitution ou de réarrangement.
Cette stratégie permet des transformations sélectives dans des conditions douces.
En chimie hétérocyclique et médicinale, elle est utilisée pour promouvoir les réactions de cyclisation intramoléculaires.
En activant les sites nucléophiles, il facilite la construction d'hétérocycles contenant de l'azote.
Ces anneaux sont courants dans les candidats médicaments et les produits chimiques fins.
L'isocyanate de p-toluènesulfonyle est également utilisé comme agent de dérivatisation dans les études analytiques et mécanistiques.
La formation de dérivés d'urée bien définis facilite la caractérisation et la purification des amines.
Cela améliore la précision analytique dans les systèmes de réaction complexes.
L'isocyanate de p-toluènesulfonyle est utilisé dans la fonctionnalisation en fin de synthèse de molécules complexes, où une chimiosélectivité élevée est requise.
Elle permet la modification sélective des groupes amino ou hydroxy sans perturber d'autres fonctionnalités sensibles.
Cela la rend précieuse en chimie médicinale lors de l'optimisation des composés candidats.
En synthèse d'intermédiaires pharmaceutiques, il est utilisé pour introduire des liaisons sulfonylurées qui améliorent l'activité biologique et la stabilité.
Ces liaisons sont courantes dans les inhibiteurs enzymatiques et les molécules se liant aux récepteurs.
Ce réactif permet un accès efficace à ces motifs dans des conditions relativement douces.
L'isocyanate de p-toluènesulfonyle est utilisé dans la recherche agrochimique pour la synthèse d'intermédiaires d'herbicides à base de sulfonylurée.
Ces composés présentent une forte efficacité à de faibles doses d'application.
L'isocyanate de p-toluènesulfonyle offre une voie pratique pour accéder à ces structures.
En chimie des groupes protecteurs, il est utilisé pour masquer temporairement les amines ou les alcools.
Les dérivés obtenus sont stables dans de nombreuses conditions de réaction et peuvent être éliminés sélectivement ultérieurement.
Cela permet de prendre en charge des séquences synthétiques complexes et à plusieurs étapes.
L'isocyanate de p-toluènesulfonyle est également utilisé dans le développement de méthodes et le criblage de réactions.
La réactivité élevée des isocyanates de p-toluènesulfonyle en fait un réactif de référence pour l'étude de l'addition nucléophile aux isocyanates.
Ces études contribuent à la conception de nouveaux réactifs et à l'amélioration de l'efficacité de la synthèse.
Profil de sécurité de l'isocyanate de p-toluènesulfonyle :
Nocif en cas d'ingestion, d'inhalation ou d'absorption cutanée.
Provoque une irritation cutanée et oculaire sévère.
L'isocyanate de p-toluènesulfonyle peut provoquer une réaction respiratoire allergique.
Réagit spontanément et violemment avec l'eau, les alcools, les amines, les acides et les solutions alcalines.
Ces substances ne doivent pas être versées dans un récipient contenant de l'isocyanate de p-toluènesulfonyle.
Une exposition prolongée de l'isocyanate de p-toluènesulfonyle à des températures élevées peut entraîner une décomposition violente.
L'isocyanate de p-toluènesulfonyle est un produit chimique très dangereux et réactif en raison de sa fonction isocyanate.
Il est toxique par inhalation, ingestion et contact cutané, et même une faible exposition peut avoir de graves conséquences sur la santé.
Ce composé réagit facilement avec l'humidité, ce qui augmente les risques lors de sa manipulation.
Le contact avec la peau ou les yeux peut provoquer une irritation grave, des brûlures et des lésions tissulaires.
Les vapeurs d'isocyanate de p-toluènesulfonyle peuvent provoquer des larmoiements, des rougeurs et des lésions oculaires durables.
Le port de gants de protection, de lunettes de protection et d'une couverture intégrale de la peau est indispensable lors de la manipulation de cette substance.
L'inhalation présente un risque important, car les vapeurs d'isocyanate peuvent irriter les voies respiratoires.
L’exposition peut provoquer une toux, une sensation d’oppression thoracique, un essoufflement et des symptômes semblables à ceux de l’asthme.
Une exposition répétée ou prolongée peut entraîner une sensibilisation respiratoire, rendant dangereuse toute exposition future, même à de très faibles niveaux.
L'isocyanate de p-toluènesulfonyle réagit violemment avec l'eau, les alcools et les amines, libérant du dioxyde de carbone gazeux.
Cette réaction peut provoquer une accumulation de pression dans les conteneurs fermés et entraîner une rupture ou une explosion.
L'isocyanate de p-toluènesulfonyle doit donc être stocké dans des récipients hermétiques, dans des conditions sèches et inertes.
