Ley-Griffith氧化

Ley-Griffith氧化，又被稱為TPAP氧化，利用催化量的TPAP(四丙基高釕酸銨)和當量的NMO(4-甲基嗎啉-N-氧化物)做為氧化劑，將醇氧化為醛酮的反應。

TPAP（nPr4N+RuO4-；TetraPropylAmmonium Perruthenate）對空氣、水分穩定，能溶于有機溶劑和水。TPAP相比起四氧化釕的氧化力要弱，底物中若含雙鍵，不會被氧化斷裂，伯醇僅氧化到醛，不會過度氧化為羧酸。實驗步驟簡單，反應進行的也非常快。另外，因反應條件也很溫和(Reviews: Ley, Synthesis, 1994, 639)，中性條件，反應為均相，常用于對復雜分子的氧化，其高度的化學選擇性對許多其它官能團不產生影響，例如：烯鍵、炔鍵、內酯、環氧，甚至縮醛、硅醚、四氫吡喃醚等。

使用4-甲基嗎啉-N-氧化物 (NMO) 或者其它氧化劑作為助氧化劑時，TPAP可以催化量地使用，反應一般在室溫下進行，這樣可以溫和，高效，選擇的氧化醇羥基生成醛和酮，它在氧化反應中具有不可取代的地位。對帶有酸敏基團或者多官能團取代底物的氧化反應，選擇TPAP/NMO組合試劑是非常合適的。 和 在伯醇和仲醇氧化成相應醛和酮的 過程中， TPAP/NMO完全 可以 前 兩種試劑 的功能，而且一般可以得到較好的結果。

General Procedure：

Between 0.02 and 0.15, typically 0.05 equiv. of TPAP are slowly added to a ca. 0.02–0.3 M solution of the alcohol in DCM, containing ca. 0.2–0.7 g of 4? molecular sieves per mmol of alcohol and ca. 1.1 to 2.5, typically 1.5 equiv. of NMO. The resultant mixture is stirred at room temperature till most of the alcohol is consumed.

work-up A:

The reaction mixture is filtered through a pad of Celite or silica gel and the resulting solution is concentrated, providing a residue that may need further purification. When the oxidation is performed in the presence of acetonitrile as solvent, as it tends to wash residual TPAP through the Celite or silica pad, it is advisable to evaporate the solvents and add some DCM before the filtering.

work-up B:

The reaction mixture is washed with a saturated Na 2 SO 3 aqueous solution, a saturated CuSO 4 aqueous solution and, optionally, with brine. Sometimes, it is advisable to add some organic solvent like DCM or EtOAc, in order to facilitate the washings. The organic phase is dried (MgSO4) and concentrated, giving a residue that may need further purification.

TPAP能用（短硅膠柱）除掉。用Na2SO3還原NMO后，水洗就能從產物中除掉。大量反應時，較難控制反應平穩進行、所以加NMO?TPAP要非常注意。如果NMO在反應體系中已大量過量，反應卻依然不進行時，繼續加入NMO可能反應也不會進行了。反應溶劑一般是二氯甲烷（DCM）、但用乙腈作共溶劑能提高收率。

反應機理

釕（VII）和釕（VI）具有氧化活性。該反應機理相比起下圖復雜，因為反應類似自催化反應 (反應一旦開始后會加速)。水的存在會阻礙此自催化過程，所以作反應要添加一些4A分子篩除水。NMO是釕的助氧化剤，這樣，TPAP的量可以縮小到催化劑量。

【https://cheminfographic.wordpress.com/2018/03/05/79-ley-griffith-oxidation-1987/】

反應實例

Tetrapropylammonium perruthenate (16 mg, 0.0468mmol), N-methylmorpholine -N-oxide (0.16 g,1.4 mmol), and 3? molecular sieves (0.47 g)were added to a solution of alcohol (400 mg, 0.94 mmol) in dichloromethane (10mL). The mixture was stirred at room temperature for 30 min then filteredthrough a Celite pad and the solvent evaporated in vacuo. Flash chromatographyof the residue using 10% diethylether - hexane as eluent afforded 2,8-Bis(tert-butyldimethylsilyloxy) undec-10-en-6-yn-5-one (385 mg, 98%) as colorless oil.

【ARKIVOC 2001 (i) 74-87】

【 Tetrahedron Lett. ,1989, 30, 3209】

【 J. Am. Chem. Soc.1995, 117, 2, 624–633】

【 J. Am. Chem. Soc.1995, 117, 2, 645–652】

【 J. Am. Chem. Soc.1995, 117, 2, 653–659】

【 Steroids ,1993, 58(5), 205-208】

【 Journal of Organic Chemistry ,2005, 70, 9382-9398】

【 Journal of Organic Chemistry ,1999, 64, 8281-8286】

參考資料

一、《現代有機合成試劑——性質、制備和反應》，胡躍飛等編著

二、common oxidation reagents, Yue Xu, Sundia Meditech

三、化學空間：TPAP （Ley-Griffith）氧化反應