烯二炔類化合物在H? 供體（如1,4-環(huán)己二烯）存在下通過熱或光誘導(dǎo)環(huán)化構(gòu)建取代苯環(huán)的反應(yīng)，稱為Bergman芳環(huán)化反應(yīng)。此反應(yīng)最早由Bergman在1972年報(bào)道，由于Bergman環(huán)化反應(yīng)的底物類型有限，另外反應(yīng)條件也單一，因此之前對于此反應(yīng)的研究比較少。直到上世紀(jì)九十年代發(fā)現(xiàn)了一些海洋天然產(chǎn)物包含烯二炔結(jié)構(gòu)，具有DNA識別作用。烯二炔結(jié)構(gòu)通過Bergman環(huán)化反應(yīng)產(chǎn)生雙自由基從而切斷DNA分子，這類化合物具有非常高效的抗腫瘤活性，因此該反應(yīng)得到了大量的研究。

其中一個例子就是 加里剎霉素，其甚至能夠在生理?xiàng)l件下形成活性二自由基化合物。在此過程中， Berg man環(huán)化反應(yīng)作為引發(fā)反應(yīng)。 形成的二自由基化合物的一個特性就是能夠?qū)е码p鏈 D NA 裂解：

隨著 加里剎霉素等類似的天然產(chǎn)物的發(fā)現(xiàn)，對于Bergman環(huán)化反應(yīng)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(jìn)行Bergman環(huán)化反應(yīng)的研究吸引了很多研究者的注意。現(xiàn)在對于此課題最多的研究是Bergman環(huán)化反應(yīng)的動力學(xué)參數(shù)。

例如， 加里剎霉素環(huán)化的活化能遠(yuǎn)低于一般的烯二炔環(huán)化的活化能壘。Nicolaou在1988年發(fā)現(xiàn)炔碳之間的共價鍵的長度對環(huán)化的速率有影響。另外一個理論是Magnus 和 Snyder提出的，分子基團(tuán)的空間狀態(tài)和過渡態(tài)導(dǎo)致的分子張力對速率有影響，對于環(huán)張力較大的系統(tǒng)此理論更加合理。通常鍵長和分子張力都無法準(zhǔn)確測量，因此得到此反應(yīng)的合適的前體也困難重重。正如下面的例子中，只是結(jié)構(gòu)上的微小改變就導(dǎo)致了環(huán)化反應(yīng)：

與Bergman環(huán)化反應(yīng)類似，Myers-Saito環(huán)化反應(yīng)與其反應(yīng)機(jī)理類似，而聯(lián)烯基炔烯底物進(jìn)行環(huán)化的活化溫度炔很低：

環(huán)狀的烯炔丙二烯也有反應(yīng)活性。新制癌菌素是一種細(xì)菌產(chǎn)生的抗生素，其也具有抗腫瘤活性。它首先發(fā)生，然后再導(dǎo)致DNA裂解：

為了合成的目的，有機(jī)金屬試劑能夠產(chǎn)生Bergman環(huán)化反應(yīng)的前體，在前體中能夠形成一種半配位的不飽和系統(tǒng)；這類環(huán)化反應(yīng)發(fā)生在相對較低的溫度，例如Finn報(bào)道的反應(yīng)( J. Am. Chem. Soc.1995, 117 , 8045)，在此反應(yīng)中可視為發(fā)生了一個Myers-Saito環(huán)化產(chǎn)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(huán)和最新的Bergman環(huán)化反應(yīng)的催化劑的研究，請參閱文章 ( Chem. Rev.2003, 103 , 4077. DOI).

反應(yīng)機(jī)理

電環(huán)化反應(yīng)可以通過加熱或者光照進(jìn)行誘導(dǎo)。大多數(shù)環(huán)化需要很高的活化能，因此反應(yīng)需要大約200°C左右。成環(huán)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(yīng)的芳烴。

反應(yīng)實(shí)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】

參考資料

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.