베르그만 사이클링

Bergman cyclization
마사무네-베르크만 사이클링
이름을 따서 명명됨 사토루마사무네

로버트 조지 버그먼

반응형 링 형성 반응
식별자
유기화학포털 버그맨 사이클링
RSC 온톨로지 ID RXNO:0000240

마사무네-베르크만 사이클링 또는 마사무네-베르크만 반응 또는 마사무네-베르크만 사이클로아로마화는 유기적인 반응이며 보다 구체적으로 엔에디인이 적절한 수소 기증자(Scheme 1) 앞에서 가열되었을 때 일어나는 재배열 반응이다.[1][2] 사이클로아로마화 반응의 일반계급 중 가장 유명하고 학문이 좋은 구성원이다.[3] 일본계 미국인 화학자 사토루 마사무네(b. 1928), 미국 화학자 로버트 G. 버그만(b. 1942)의 이름을 따서 지은 것이다. 반응 제품은 벤젠의 파생 제품이다.

Scheme 1. Bergman cyclization

반응은 단명하고 매우 반응적인 파라-벤지네 바이라디컬 종을 형성하는 열반응 또는 열분해(200 °C 이상)에 의해 진행된다. 벤젠으로 전환되는 1,4-사이클로헥사디엔과 같은 수소 기증자와 반응할 것이다. 테트라클로로메탄에 의해 질식되었을 때 반응 제품은 1,4-디클로로벤젠이고 메탄올과 함께 반응 제품은 벤질 알코올이다.

엔니 모이티를 10membed 탄화수소 링(예: 스키클로데카-3-ene-1,5-diyne in scheme 2)에 통합하면 반응물질의 링 변형률 증가를 이용하여 37°C의 훨씬 낮은 온도에서 반응이 가능하다.

Scheme 2. Bergman reaction of cyclodeca-3-ene-1,5-diyne

칼리케사미닌과 같은 자연 발생 화합물은 동일한 10mb의 링을 함유하고 있으며 세포독성 물질인 것으로 밝혀졌다. 이러한 화합물은 위에서 설명한 일사량 중간을 생성하여 단일 및 이중으로 좌초된 DNA 절단을 유발할 수 있다.[4] mylotarg와 같은 단핵 항체를 포함하여 이 성질을 이용하려는 새로운 약들이 있다.[5]

또한 구조물의 일부로 클로로벤젠 단위가 있는 해양 산포체에서 발견되는 특정 생체분자의 형성을 위한 생물학적 메커니즘이 제안된다. 이 메커니즘에서 할로겐 소금은 할로겐을 제공한다. 37 °C의 DMSO에서 할로겐 선원으로서 에네디엔 사이클로데카-1,5-다이닌-3-ene, 리튬브로마이드를 수소 선원으로 하고 아세트산을 수소 선원으로 하는 모델 반응은 다음과 같은 이론을 뒷받침한다.[6][7]

Bergman cyclization with capture by lithium bromide

이 반응은 에네디뉴에서 p-벤지네 A 형성과 함께 요율제한 단계로 1차적인 것으로 나타났다. 그러면 할라이드 이온은 새로운 Br-C 결합과 관련된 급진전자의 형성에 있어서 그것의 두 전자를 기증하는 것으로, 음이온 중간 B를 형성하는 과도 C1-C4 결합을 통해 왕복하는 것으로 여겨진다. 음이온은 DMSO에서 최종 제품에 이르기까지 양성자를 박리하는 강력한 기반이다. 디브로마이드나 이수소 제품(테트랄린)은 절대 형성되지 않는다.

AFM 팁에 의해 유도된 디인의 가역성 버그만 사이클링: 모델(상단) 및 거짓 색상 AFM 영상(하단)

2015년 IBM 과학자들은 원자현미경(AFM)의 끝부분으로 디아인의 가역성 마사무네-베르크만 사이클화가 유도될 수 있다는 것을 입증했다. 그들은 또한 이 과정 동안 개별적인 디아인 분자의 이미지를 기록하였다.[8] 이 직접적인 실험 시연에 대해 알게 되었을 때 버그만은 "우리가 처음 이 반응을 보고했을 때 생물학적으로 관련이 있을 것인지, 혹은 그 반응이 언젠가 분자 수준에서 시각화될 수 있을 것인지 전혀 알지 못했다.[9]

참조

  1. ^ 다비, 김, CFU, 살라운, J.A. 셸턴, K.W.; 타카다, S.; 마사무네, S. J. 화학. Soc. 1971, 23, 1516.
  2. ^ Richard R. Jones; Robert G. Bergman (1972). "p-Benzyne. Generation as an intermediate in a thermal isomerization reaction and trapping evidence for the 1,4-benzenediyl structure". J. Am. Chem. Soc. 94 (2): 660–661. doi:10.1021/ja00757a071.
  3. ^ R. K. Mohamed, P. W. Peterson and I. V. Alabugin; Peterson; Alabugin (2013). "Concerted Reactions that Produce Diradicals andZwitterions: Electronic, Steric, Conformational and Kinetic Control of Cycloaromatization Processes". Chem. Rev. 113 (9): 7089–7129. doi:10.1021/cr4000682. PMID 23600723.
  4. ^ Lee, May D.; Ellestad, George A.; Borders, Donald B. (1991-08-01). "Calicheamicins: discovery, structure, chemistry, and interaction with DNA". Accounts of Chemical Research. 24 (8): 235–243. doi:10.1021/ar00008a003. ISSN 0001-4842.
  5. ^ Luca Banfi; Andrea Basso; Giuseppe Guanti & Renata Riva (2006). "Design and synthesis of heterocycle fused enediyne prodrugs activable at will" (PDF). Arkivoc. HL-1786GR: 261–275.[영구적 데드링크]
  6. ^ Charles L. Perrin; Betsy L. Rodgers & Joseph M. O'Connor (2007). "Nucleophilic Addition to a p-Benzyne Derived from an Enediyne: A New Mechanism for Halide Incorporation into Biomolecules". J. Am. Chem. Soc. 129 (15): 4795–9. doi:10.1021/ja070023e. PMID 17378569.
  7. ^ Stu Borman (2007). "New Route For Halide Addition". Chemical & Engineering News.
  8. ^ Schuler, Bruno; Fatayer, Shadi; Mohn, Fabian; Moll, Nikolaj; Pavliček, Niko; Meyer, Gerhard; Peña, Diego; Gross, Leo (25 January 2016). "Reversible Bergman cyclization by atomic manipulation". Nature Chemistry. 8 (3): 220–4. Bibcode:2016NatCh...8..220S. doi:10.1038/nchem.2438. PMID 26892552. S2CID 21611919.
  9. ^ Sciacca, Chris (25 January 2016). "30 Years of Atomic Force Microscopy: IBM Scientists Trigger and Observe Reactions in an Individual Molecule". Retrieved 25 January 2016.

외부 링크