Acide paratoluènesulfonique

L'acide paratoluènesulfonique (APTS) ou acide tosylique est un composé organique de formule brute C₇H₈O₃S. Constitué d'un cycle benzénique substitué par un groupe méthyle (toluène) et un groupe acide sulfonique en position 1,4, c'est l'un des trois isomères de l'acide toluènesulfonique, le composé para. Il se présente sous la forme d'un solide blanc soluble dans l'eau, les alcools et les autres solvants polaires. Avec l'écriture abrégée Ts ou Tos pour désigner le groupe tosyle de formule CH₃C₆H₄SO₂⁻, la formule de l'APTS se note en condensé TsOH (ou TosOH). Il se trouve généralement sous forme monohydratée dont la formule est TsOH·H₂O.

Acide paratoluènesulfonique
échantillon de monohydrate, légèrement impur, d'APTS
Identification
Nom UICPA	acide 4-méthylbenzènesulfonique
Synonymes	APTS, acide p-toluènesulfonique, TsOH, acide tosylique
No CAS	104-15-4 6192-52-5 (monohydrate)
No ECHA	100.002.891
Apparence	Paillettes blanches
Propriétés chimiques
Formule	C7H8O3S  [Isomères]
Masse molaire[1]	172,202 ± 0,012 g/mol C 48,82 %, H 4,68 %, O 27,87 %, S 18,62 %,
pKa	-2.8
Propriétés physiques
T° fusion	106 °C
T° ébullition	185 à 187 °C (0,1 mmHg)
Solubilité	Dans l'eau 750 g·l−1; soluble dans l'alcool et l'éther
Masse volumique	1,24 g·cm-3 à 20 °C
T° d'auto-inflammation	600 °C
Point d’éclair	180 °C
Pression de vapeur saturante	0,1 mbar à 20 °C
Précautions
SGH
Danger H315, H319 et H335 H315 : Provoque une irritation cutanée H319 : Provoque une sévère irritation des yeux H335 : Peut irriter les voies respiratoires
SIMDUT[2]
E, E : Matière corrosive Transport des marchandises dangereuses : classe 8 Divulgation à 1,0% selon les critères de classification
Transport
80    2583    Code Kemler : 80 : matière corrosive ou présentant un degré mineur de corrosivité Numéro ONU : 2583 : ACIDES ALKYLSULFONIQUES SOLIDES contenant plus de 5 pour cent d’acide sulfurique libre ; ou ACIDES ARYLSULFONIQUES SOLIDES contenant plus de 5 pour cent d’acide sulfurique libre Classe : 8 Code de classification : C2 : Matières corrosives sans risque subsidiaire ; Matières de caractère acide: Inorganiques, solides ; Étiquette : 8 : Matières corrosives Emballage : Groupe d'emballage II : matières moyennement dangereuses ; ; 80    2584    Code Kemler : 80 : matière corrosive ou présentant un degré mineur de corrosivité Numéro ONU : 2584 : ACIDES ALKYLSULFONIQUES LIQUIDES contenant plus de 5 pour cent d’acide sulfurique libre ; ou ACIDES ARYLSULFONIQUES LIQUIDES contenant plus de 5 pour cent d’acide sulfurique libre Classe : 8 Code de classification : C1 : Matières corrosives sans risque subsidiaire ; Matières de caractère acide: Inorganiques, liquides ; Étiquette : 8 : Matières corrosives Emballage : Groupe d'emballage II : matières moyennement dangereuses ; ; 80    2585    Code Kemler : 80 : matière corrosive ou présentant un degré mineur de corrosivité Numéro ONU : 2585 : ACIDES ALKYLSULFONIQUES SOLIDES contenant au plus 5 pour cent d’acide sulfurique libre ; ou ACIDES ARYLSULFONIQUES SOLIDES contenant au plus 5 pour cent d’acide sulfurique libre Classe : 8 Code de classification : C4 : Matières corrosives sans risque subsidiaire ; Matières de caractère acide: Organiques, solides ; Étiquette : 8 : Matières corrosives Emballage : Groupe d'emballage III : matières faiblement dangereuses. ; 80    2586    Code Kemler : 80 : matière corrosive ou présentant un degré mineur de corrosivité Numéro ONU : 2586 : ACIDES ALKYLSULFONIQUES LIQUIDES contenant au plus 5 pour cent d’acide sulfurique libre ; ou ACIDES ARYLSULFONIQUES LIQUIDES contenant au plus 5 pour cent d’acide sulfurique libre Classe : 8 Code de classification : C3 : Matières corrosives sans risque subsidiaire ; Matières de caractère acide: Organiques, liquides ; Étiquette : 8 : Matières corrosives Emballage : Groupe d'emballage III : matières faiblement dangereuses.
Composés apparentés
Autres composés	acide benzènesulfonique chlorure de 4-toluènesulfonyle
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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Comme les autres acides sulfoniques l'APTS est un acide organique fort. En comparaison il est environ un million de fois plus fort que l'acide benzoïque, un autre acide organique courant. De plus c'est l'un des rares acides forts qui se présente sous forme solide dans les conditions expérimentales « habituelles » ce qui peut faciliter certaines manipulations.

Préparation

À l'échelle industrielle l'APTS s'obtient par sulfonation aromatique du toluène. Les sous-produits de cette réaction sont notamment l'acide sulfurique et l'acide benzènesulfonique. L'APTS est ensuite purifié par recristallisation en solution aqueuse, puis il est déshydraté par distillation en présence de toluène^[3] qui forme avec l'eau un hétéroazéotrope et l'entraîne.

Réactions

L'APTS s'hydrolyse en toluène lorsqu'il est chauffé en solution aqueuse acide : CH₃C₆H₄SO₃H + H₂O → C₆H₅CH₃ + H₂SO₄.

Chauffé en présence de pentoxyde de phosphore (P₄O₁₀), l'APTS se déshydrate en anhydride paratoluènesulfonique.

Utilisations

En synthèse organique l'APTS est typiquement employé comme catalyseur acide. Contrairement à l'acide sulfurique il ne présente pas de caractère oxydant et peut avantageusement le remplacer lorsque la solubilité en phase organique est recherchée. De plus, sa base conjuguée l'anion tosylate (TsO⁻) n'est pas nucléophile ce qui limite les réactions secondaires.

Les réactions suivantes peuvent bénéficier d'une catalyse acide par l'APTS :

• estérification des acides carboxyliques
• transestérification des esters
• acétalisation des aldéhydes
• etc.

Références

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « p-Toluenesulfonic acid » (voir la liste des auteurs).

1. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
2. « Acide toluènesulfonique monohydraté (para-) » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009
3. Perrin, D. D. et Armarego, W. L. F., Purification of Laboratory Chemicals, Oxford, Pergamon Press, 1988

Voir aussi

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