ciclación de Bergman

La ciclación de Masamune-Bergman o reacción de Masamune-Bergman o cicloaromatización de Masamune-Bergman es una reacción orgánica y más específicamente una reacción de transposición que tiene lugar cuando un enediino se calienta en presencia de un donador de hidrógeno adecuado ( Esquema 1 ). ^{[ 1 ] [ 2 ]} Es el miembro más famoso y mejor estudiado de la clase general de reacciones de cicloaromatización . ^{[ 3 ]} Recibe su nombre del químico japonés-estadounidense Satoru Masamune (n. 1928) y del químico estadounidense Robert G. Bergman (n. 1942). El producto de la reacción es un derivado del benceno .

La reacción se produce por pirólisis térmica (por encima de 200 °C), formando una especie birradical para-bencino  de corta duración y muy reactiva . Esta reacciona con cualquier donador de hidrógeno, como el 1,4-ciclohexadieno , que se convierte en benceno. Al reaccionar con tetraclorometano, el producto de la reacción es 1,4-diclorobenceno , y con metanol, el producto es alcohol bencílico .

Cuando la fracción enino se incorpora a un anillo de hidrocarburo de 10 miembros (por ejemplo, ciclodeca-3-eno-1,5-diino en el esquema 2 ), la reacción, aprovechando la mayor tensión del anillo en el reactivo, es posible a la temperatura mucho más baja de 37  °C.

Los compuestos naturales, como la caliqueamicina, contienen el mismo anillo de 10 miembros y se ha demostrado que son citotóxicos . Estos compuestos generan el intermedio dirradical descrito anteriormente, que puede provocar cortes en el ADN de cadena simple y doble . ^{[ 4 ]} Existen fármacos novedosos que intentan aprovechar esta propiedad, incluidos los conjugados anticuerpo-fármaco como mylotarg . ^{[ 5 ]}

También se propone un mecanismo birradical para la formación de ciertas biomoléculas presentes en esporólidos marinos que contienen una unidad de clorobenceno en su estructura. En este mecanismo, una sal de haluro proporciona el halógeno. Una reacción modelo con el enediino ciclodeca-1,5-diin-3-eno , bromuro de litio como fuente de halógeno y ácido acético como fuente de hidrógeno en DMSO a 37  °C respalda la teoría: ^{[ 6 ] [ 7 ]}

Se ha determinado que la reacción es de primer orden con respecto al enodiino, siendo la formación de p -bencino A la etapa limitante de la velocidad . El ion haluro dona entonces sus dos electrones en la formación de un nuevo enlace Br-C, y se cree que el electrón radical involucrado se desplaza a través de un enlace C1-C4 transitorio, formando el intermedio aniónico B. El anión es una base potente, capaz de extraer protones incluso del DMSO para obtener el producto final. El producto dibromuro o dihidrógeno ( tetralina ) nunca se forma.

En 2015, científicos de IBM demostraron que una ciclación reversible de Masamune-Bergman de diyine puede ser inducida por la punta de un microscopio de fuerza atómica (AFM). También registraron imágenes de moléculas individuales de diyine durante este proceso. ^{[ 8 ]} Al enterarse de esta demostración experimental directa, Bergman comentó: «Cuando informamos por primera vez sobre esta reacción, no tenía idea de que sería biológicamente relevante, o que la reacción podría algún día visualizarse a nivel molecular. ^{» [ 9 ]}

• Presentación de PowerPoint sobre cicloaromatización de Bergman, Whitney M. Erwin, 2002