【氧化反应】Criegee氧化反应解析，含反应机理、合成路线等

在有机溶剂中，使用四醋酸铅Pb(OAc)4 (lead tetraacetate, LTA) 裂解邻二醇，制备相应的羰基化合物。该反应被称为Criegee氧化，还被称为Criegee氧化邻二醇裂解。

此反应最早由Criegee在1931年报道【Criegee, R. Ber.1931, 64, 260–266】。反应条件温和通常在室温下就能反应。跟高碘酸钠的氧化开裂（必须是cis-二醇才可以引发裂解反应）相比，该反应不需要水系溶剂，而且反应活性也更高。

反应通常在无水有机溶剂中反应，也有文献报道可以使用含水溶剂或直接在水溶液中反应，但是前提是氧化速度快于LTA的水解速度。与Malaprade裂解(高碘酸钠法)必须是cis配置的二醇才可以引发裂解反应相比，Criegee氧化反应没有这种限制。根据这个特点，一般认为该反应不形成环状中间体也可以顺利进行。

反应定义

Lead tetraacetate catalyzed oxidation of 1,2-diols to aldehydes or ketones via the cleavage of C-C bond

图片来源：摩熵化学（MolAid）

反应机理

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其机理过程是，经过金属螯合的五元环过渡态。邻二醇的一个羟基首先进攻四乙酸铅的铅原子，发生取代反应,离去一分子乙酸形成β-羟基酯，然后12的β-羟基进攻分子中的铅原子，发生取代反应，离去一分子乙酸形成环状酯中间体，最后13的邻二醇碳-碳键断裂，消去乙酸铅，得到相应的醛或酮。

顺式的1,2-二醇比反式的相对速率大的多，这与形成环状酯中间体有关，反式的环状酯因五元环的扭曲不易形成。对于难以形成五元环过渡态的底物，则可能经历的是协同电子取代过程。但若用吡啶做反应溶剂，会加快反-1,2-二醇的反应速率，可能在吡啶中不需要经过环状酯中间体。非环状机理的反应也可以进行。此机理中没有形成环状中间体，虽然可以进行，但比环状反应机理慢很多。

反应条件：

在温和的条件下，二醇在过碘酸(HIO4)或四乙酸铅的作用下易于裂解，且产率较高。其他官能团化合物，如β-氨基醇、1,2-二胺、α-羟基醛和酮、α-二酮和α-酮醛在四乙酸铅处理后也发生类似的裂解。

最早发表：

Criegee, R. Ber. 1931, 64, 260–266.

鲁道夫·克里吉(1902—1975年)出生于德国Düsseldorf。23岁时，他在k·迪姆罗斯(K. Dimroth)的指导下在Würzburg获得了博士学位。克里吉于1937年成为卡尔斯鲁厄技术学院的教授，并于1947年担任主席。他以谦虚、实事求是和兴趣广泛而闻名。

合成应用

G.S.R.Rao及其同事描述了将芳香化合物转化为直链和角形三喹啉的过程，其中涉及5-外-三烯丙基自由基环化作为关键步骤。为了安装直链三喹啉的第三个五元环，使用Criegee氧化将三环1,2-二醇中间体裂解，得到二酮剩余的双键通过臭氧裂解，然后将所得三酮与PTSA在回流苯中处理，得到所需直链三喹啉。

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在Y.Takemoto的实验室里，完成了海洋代谢物Halicholactone的不对称全合成。其中一个高级中间体包含个1,2-邻二醇部分，该部分在温和条件下被裂解以提供相应的醛。选择Criegee氧化在低温下进行这种转化，随后用四烷基锡对所得醛进行立体选择性烯化。

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M.Hesse及其同事合成了()-pyrenolide B，这是一种从植物病原真菌中分离出的大环内酯类天然产物。合成中的关键转化是双环烯醇醚中间体到相应氧内酯的环扩张反应。环扩张采用两步法进行:首先对烯醇醚双键进行二羟基化，然后使用Pb(OAc)4氧化所得二醇，定量地获得环扩张产物。

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在S.Yamamura等人的角三癸烷()-silphinene合成中，使用了Criegee氧化法来获得一个关键的二环中间体。

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反应实例

Chemical & Pharmaceutical Bulletin, 1980 , vol. 28, # 5 p. 1651 - 1653

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Journal fuer Praktische Chemie (Leipzig), 1990 , vol. 332, # 2 p. 191 - 197

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Journal of the American Chemical Society, 2003 , vol. 125, # 20 p. 6042 - 6043

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Journal of Organic Chemistry, 2001 , vol. 66, # 20 p. 6695 - 6704

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[1]Chemische Berichte, 1931 , vol. 64, p. 260,262, 265

[2]Chemische Berichte, 1932 , vol. 65, p. 1770

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来源：碳氢数科

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