烯二炔類化合物在H? 供體(如1,4-環己二烯)存在下通過熱或光誘導環化構建取代苯環的反應。
反應機理
環化反應可以通過加熱或者光照進行誘導。大多數環化需要很高的活化能,因此反應需要大約200°C左右。成環后形成1,4-二苯基自由基---一種高活性化合物,其迅速奪取H?供體的氫自由基得到相應的芳烴。

由于Bergman環化反應的底物類型有限,另外反應條件也單一,因此之前對于此反應的研究比較少。直到最近發現了一種天然產物包含烯二炔結構,而這種化合物有很高的細胞毒性。此反應才進一步引起科學家的重視。
其中一個例子就是加里剎霉素,其甚至能夠在生理條件下形成活性二自由基化合物。在此過程中,Bergman環化反應作為引發反應。形成的二自由基化合物的一個特性就是能夠導致DNA雙流(dual-strand )裂解:

隨著加里剎霉素等類似的天然產物的發現,對于Bergman環化反應的研究也開始增多。許多炔二烯類化合物可能是潛在的抗腫瘤藥物。因此在室溫下進行Bergman環化反應的研究吸引了很多研究者的注意。現在對于此課題最多的研究是Bergman環化反應的動力學參數。
例如,加里剎霉素環化的活化能遠低于一般的烯二炔環化的活化能壘。Nicolaou在1988年發現炔碳之間的共價鍵的長度對環化的速率有影響。另外一個理論是Magnus 和 Snyder提出的,分子基團的空間狀態和過渡態導致的分子張力對速率有影響,對于環張力較大的系統此理論更加合理。通常鍵長和分子張力都無法準確測量,因此得到此反應的合適的前體也困難重重。正如下面的例子中,只是結構上的微小改變就導致了環化反應:

與Bergman環化反應類似,Myers-Saito環化反應與其反應機理類似,而聯烯基炔烯底物進行環化的活化溫度炔很低:

環狀的烯炔丙二烯也有反應活性。新制癌菌素是一種細菌產生的抗生素,其也具有抗腫瘤活性。它首先發生Myers-Saito環化,然后再導致DNA裂解:

為了合成的目的,有機金屬試劑能夠產生Bergman環化反應的前體,在前體中能夠形成一種半配位的不飽和系統;這類環化反應發生在相對較低的溫度,例如Finn報道的反應(J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 8045),在此反應中可視為發生了一個Myers-Saito環化產生了一個金屬中心的自由基:

對更多天然化合物的螯合成環和最新的Bergman環化反應的催化劑的研究,請參閱文章 (Chem. Rev. 2003, 103, 4077. DOI).
最新文獻

Photochemical and Thermal Bergman Cyclization of a Pyrimidine Enediynol and Enediynone
N. Choy, B. Blanco, J. Wen, A. Krishan, K. C. Russel, Org. Lett., 2000, 2, 3761-3764.
編譯自:Organic Chemistry Portal







