Циклизация Бергмана
| Циклизация Масамунэ-Бергмана | |
|---|---|
| Назван в честь | Сатору Масамунэ Роберт Джордж Бергман |
| Тип реакции | Реакция образования кольца |
| Идентификаторы | |
| Портал органической химии | Бергман-циклизация |
| RSC Идентификатор онтологии | RXNO: 0000240 |
Циклизация Масамунэ -Бергмана или реакция Масамунэ-Бергмана или циклоароматизация Масамунэ-Бергмана представляет собой органическую реакцию , а точнее реакцию перегруппировки, происходящую при эндиина нагревании в присутствии подходящего донора водорода ( схема 1 ). [1] [2] Это самый известный и хорошо изученный представитель общего класса реакций циклоароматизации . [3] Он назван в честь американского химика японского происхождения Сатору Масамунэ (р. 1928) и американского химика Роберта Г. Бергмана (р. 1942). Продукт реакции представляет собой производное бензола .
Реакция протекает путем термической реакции или пиролиза (выше 200 ° C) с образованием короткоживущих и очень реакционноспособных парабензина бирадикалов . Он будет реагировать с любым донором водорода, например с 1,4-циклогексадиеном , который превращается в бензол. При гашении тетрахлорметаном продуктом реакции является 1,4-дихлорбензол , а при тушении метанолом продуктом реакции является бензиловый спирт .
Когда ениновая группа включена в 10-членное углеводородное кольцо (например, циклодека-3-ен-1,5-диин на схеме 2 ), реакция, используя преимущество повышенной деформации кольца в реагенте, возможна при гораздо более низкой температуре. 37 °С.
Встречающиеся в природе соединения, такие как калихеамицин, содержат то же 10-членное кольцо и оказываются цитотоксичными . Эти соединения образуют описанный выше двухрадикальный промежуточный продукт, который может вызывать одно- и двухцепочечные разрезы ДНК . [4] Существуют новые лекарства , которые пытаются использовать это свойство, включая моноклональные антитела, такие как милотарг . [5]
Бирадикальный , механизм также предложен для образования некоторых биомолекул, обнаруженных в морских споролидах которые имеют в своей структуре хлорбензольное звено. В этом механизме галогенидная соль обеспечивает галоген. Модельная реакция с ендиенциклодека -1,5-диин-3-еном , бромидом лития в качестве источника галогена и уксусной кислотой в качестве источника водорода в ДМСО при 37 ° C подтверждает теорию: [6] [7]
Установлено, что реакция протекает первого порядка по ендиину с образованием п -бензина А в качестве лимитирующей стадии . Галогенид-ион затем жертвует свои два электрона при образовании новой связи Br-C, и считается, что вовлеченный радикальный электрон перемещается по временной связи C1-C4, анион промежуточный B. образуя Анион является мощным основанием, отрывающим протоны даже от ДМСО до конечного продукта. Дибромидный или диводородный продукт ( тетралин ) никогда не образуется.
В 2015 году ученые IBM продемонстрировали, что обратимую циклизацию диина Масамунэ-Бергмана можно вызвать с помощью кончика атомно-силового микроскопа (АСМ). Во время этого процесса они также записали изображения отдельных молекул диина. [8] Узнав об этой прямой экспериментальной демонстрации, Бергман прокомментировал: «Когда мы впервые сообщили об этой реакции, я понятия не имел, что она будет иметь биологическое значение или что реакцию когда-нибудь можно будет визуализировать на молекулярном уровне. [9]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Дарби, Н.; Ким, CU; Салаун, JA; Шелтон, КВ; Такада, С.; Масамунэ, С. (1971). «О системе 1,5-дидегидро[10]аннулена». Дж. Хим. Соц. Д. 1971 (23): 1516–1517. дои : 10.1039/C29710001516 .
- ^ Джонс, Ричард Р .; Бергман, Роберт Г. (1972). « П -бензин. Образование в качестве промежуточного продукта в реакции термической изомеризации и улавливание доказательств структуры 1,4-бензолдиила». Дж. Ам. хим. Соц. 94 (2): 660–661. дои : 10.1021/ja00757a071 .
- ^ Мохамед, РК; Петерсон, П.В.; Алабугин, ИВ (2013). «Согласованные реакции с образованием дирадикалов и цвиттер-ионов: электронный, стерический, конформационный и кинетический контроль процессов циклоароматизации». хим. Откр. 113 (9): 7089–7129. дои : 10.1021/cr4000682 . ПМИД 23600723 .
- ^ Ли, Мэй Д.; Эллестад, Джордж А.; Бордерс, Дональд Б. (1991). «Калихеамицины: открытие, структура, химия и взаимодействие с ДНК». Отчеты о химических исследованиях . 24 (8): 235–243. дои : 10.1021/ar00008a003 .
- ^ Банфи, Лука; Бассо, Андреа; Гуанти, Джузеппе; Рива, Рената (2006). «Разработка и синтез слитых с гетероциклом ендииновых пролекарств, активируемых по желанию» (PDF) . Аркивок . HL-1786GR (7): 261–275. дои : 10.3998/ark.5550190.0007.719 .
- ^ Перрен, Чарльз Л.; Роджерс, Бетси Л.; О'Коннор, Джозеф М. (2007). «Нуклеофильное добавление к п -бензину, полученному из энедия: новый механизм включения галогенидов в биомолекулы». Дж. Ам. хим. Соц. 129 (15): 4795–4799. дои : 10.1021/ja070023e . ПМИД 17378569 .
- ^ Борман, Стю (2 апреля 2007 г.). «Новый путь добавления галогенидов» . Новости химии и техники . Проверено 30 декабря 2021 г.
- ^ Шулер, Бруно; Фатайер, Шади; Мон, Фабиан; Молль, Николай; Павличек, Нико; Мейер, Герхард; Пенья, Диего; Гросс, Лео (2016). «Обратимая циклизация Бергмана путем атомных манипуляций». Природная химия . 8 (3): 220–224. Бибкод : 2016НатЧ...8..220С . дои : 10.1038/nchem.2438 . ПМИД 26892552 . S2CID 21611919 .
- ^ Шакка, Крис (25 января 2016 г.). «30 лет атомно-силовой микроскопии: ученые IBM запускают и наблюдают реакции в отдельной молекуле» . Новости исследований IBM . ИБМ . Проверено 25 января 2016 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Циклоароматизация Бергмана Powerpoint Уитни М. Эрвин, 2002 г.