Bergman 环化反应

Bergman 环化反应

重要性 机理 合成应用

重要性

[开创性文献^1,2；综述^3-14；改进与优化^15-18；理论研究^19-33]

Bergman 环化反应是指烯二炔在热条件下通过形成苯基二自由基发生的热环芳化反应。该反应于 1970 年代首次报道，但当时未受到广泛关注，直到 1990 年代某些含烯二炔结构的海洋天然产物因其通过切割双链 DNA 的显著抗肿瘤活性而引发了广泛研究。在合成化学中，Bergman 环化被用于通过在烯二炔单元上连接烯烃并使其与环芳化物种反应形成额外饱和环来制备稠环体系。还可以通过该反应制备稠芳环系统，如稠萘或并苯衍生物。Bergman 环化反应可耐受多种官能团，且这些官能团常常能提高环芳化反应的产率。此外，三键间的距离对于反应至关重要：三键距离越远，所需环化温度越高。若要在生理温度下发生环化，烯二炔单元应处于 10 元环中³⁴。

机理^35-40,26-28

Bergman 环化的机理涉及烯二炔单元的热解裂形成苯基二自由基中间体。这种中间体具有高活性，并可以进一步与合适的捕捉剂反应生成复杂的化学结构。

合成应用

1. Mg²⁺诱导的 Bergman 环化: 为了降低 Bergman 环化的反应温度，J.M. Zaleski 等人开发了一种在常温下使用 Mg²⁺诱导的 Bergman 环化方法²⁹。

2. 新型 10 元吡啶烯二炔的合成: 在 K.C. Russell 的实验室中，通过七步和八步合成法制备了新型 10 元吡啶烯二炔，这些化合物可以在热和光条件下发生 Bergman 环化⁴¹。

3. 邻苯三酚多吡咯的合成: K.M. Smith 等人展示了在 Bergman 环化条件下，由邻近炔单元触发的芳香超结构形成可用作分子电子元件⁴²。

4. 含三硫化物触发器的抗生素环化: S.J. Danishefsky 等人发现，含烯二炔结构的 calicheamicin/esperamicin 抗生素在苄基硫醇作用下可触发温和的 Bergman 环化⁴³。

5. 稠环系统的快速构建: 当烯二炔底物具有可以捕捉初始 Bergman 二自由基的官能团时，可以快速构建复杂的稠环系统。J.E. Anthony 等人利用这一概念合成了稠萘衍生物以及取代的并苯化合物³⁴。