De manière caractéristique, TsCl convertit les alcools (en abrégé ROH) en esters de toluènesulfonate correspondants, ou dérivés de tosyle (« tosylates »):

CH3C6H4SO2Cl + ROH → CH3C6H4SO2OR + HCl

Les tosylates peuvent être clivés avec de l’hydrure de lithium-aluminium:

p> 4 CH3C6H4SO2OR + LiAlH4 → LiAl(O3SC6H4CH3)4 + 4 RH

Ainsi, la tosylation suivie d’une réduction permet l’élimination d’un groupe hydroxyle.

De même, TsCl est utilisé pour préparer des sulfamides à partir d’amines:

CH3C6H4SO2Cl + R2NH → CH3C6H4SO2NR2 +HCl

Les sulfamides résultants sont non basiques et, lorsqu’ils sont dérivés d’amines primaires, sont même acides.

Le TsCl réagit avec l’hydrazine pour donner de l’hydrazide de p-toluènesulfonyle.

La préparation des esters tosyliques et des amides est réalisée en présence d’une base qui absorbe le chlorure d’hydrogène. La sélection de la base est souvent cruciale pour l’efficacité de la tosylation. Les bases typiques comprennent la pyridine et la triéthylamine. Des bases inhabituelles sont également utilisées; par example, les quantités catalytiques de chlorure de triméthylammonium en présence de triéthylamine sont très efficaces grâce à la triméthylamine.