Bergman芳环化反应

烯二炔类化合物在H• 供体（如1,4-环己二烯）存在下通过热或光诱导环化构建取代苯环的反应，称为Bergman芳环化反应。此反应最早由Bergman在1972年报道，由于Bergman环化反应的底物类型有限，另外反应条件也单一，因此之前对于此反应的研究比较少。直到上世纪九十年代发现了一些海洋天然产物包含烯二炔结构，具有DNA识别作用。烯二炔结构通过Bergman环化反应产生双自由基从而切断DNA分子，这类化合物具有非常高效的抗肿瘤活性，因此该反应得到了大量的研究。

其中一个例子就是 加里刹霉素，其甚至能够在生理条件下形成活性二自由基化合物。在此过程中， Berg man环化反应作为引发反应。 形成的二自由基化合物的一个特性就是能够导致双链 D NA 裂解：

随着 加里刹霉素等类似的天然产物的发现，对于Bergman环化反应的研究也开始增多。许多炔二烯类化合物可能是潜在的抗肿瘤药物。因此在室温下进行Bergman环化反应的研究吸引了很多研究者的注意。现在对于此课题最多的研究是Bergman环化反应的动力学参数。

例如， 加里刹霉素环化的活化能远低于一般的烯二炔环化的活化能垒。Nicolaou在1988年发现炔碳之间的共价键的长度对环化的速率有影响。另外一个理论是Magnus 和 Snyder提出的，分子基团的空间状态和过渡态导致的分子张力对速率有影响，对于环张力较大的系统此理论更加合理。通常键长和分子张力都无法准确测量，因此得到此反应的合适的前体也困难重重。正如下面的例子中，只是结构上的微小改变就导致了环化反应：

与Bergman环化反应类似，Myers-Saito环化反应与其反应机理类似，而联烯基炔烯底物进行环化的活化温度炔很低：

环状的烯炔丙二烯也有反应活性。新制癌菌素是一种细菌产生的抗生素，其也具有抗肿瘤活性。它首先发生，然后再导致DNA裂解：

为了合成的目的，有机金属试剂能够产生Bergman环化反应的前体，在前体中能够形成一种半配位的不饱和系统；这类环化反应发生在相对较低的温度，例如Finn报道的反应( J. Am. Chem. Soc.1995, 117 , 8045)，在此反应中可视为发生了一个Myers-Saito环化产生了一个金属中心的自由基：

对更多天然化合物的螯合成环和最新的Bergman环化反应的催化剂的研究，请参阅文章 ( Chem. Rev.2003, 103 , 4077. DOI).

反应机理

电环化反应可以通过加热或者光照进行诱导。大多数环化需要很高的活化能，因此反应需要大约200°C左右。成环后形成1,4-二苯基自由基---一种高活性化合物，其迅速夺取H•供体的氢自由基得到相应的芳烃。

反应实例

【J. Org. Chem.1990, 55, 2576-2578】

【Org. Lett.2000, 2, 3761-3764】

【Angew. Chem., Int. Ed. Engl.2001, 40, 3439-3441】

【J. Am. Chem. Soc.2001, 123, 9675-9676】

【Tetrahedron2001, 57, 3753-3760】

【Angew. Chem. Int. Ed.2005, 44, 592-595】

【Tetrahedron Lett.2005, 46,1373-1375】

【J. Am. Chem. Soc.2007, 129, 3792-3793】

【Synlett2008, 2621-2624】

【J. Org. Chem.2012, 77, 10329-10339】

【Tetrahedron2013, 69, 2184–2192】

参考资料

一、Organic Chemistry Portal：https://www.organic-chemistry.org/namedreactions/bergman-cyclization.shtm

二、Name Reactions （A Collection of Detailed Reaction Mechanisms）, Jie Jack Li, Bergman cyclization，page 48-49.

三、Strategic Applications of Named Reactions in Organic Synthesis, László Kürti and BarbaraCzakó, Bergman cycloaromatization reaction, page 56-57.