Cyclisierung

Cyclisierung bezeichnet in der organischen Chemie die Bildung eines Ringes durch eine Bindung, die innerhalb eines Moleküls oder zwischen zwei Reaktionspartnern hergestellt wird. Sie ist ein zentraler Schritt in der Synthese funktionaler Moleküle und natürlicher Produkte.

Man unterscheidet intramolekulare Cyclisierung, bei der sich zwei Funk­tionsgruppen einer einzigen Verbindung so annähern, dass ein Ring entsteht, von intermolekularen Cyclisierungen, bei denen zwei getrennte Bausteine zu einem Ring reagieren. Mechanismen umfassen verschiedene Klassen: pericyclische Reaktionen wie Elektronenzusammenhänge (electrocyclizations), cycloadditions-, radikalische und elektrophile oder nukleophile Cyclisierungen; kondensationsbasierte Prozesse wie Dieckmann- (intramolekulare Claisen-Kondensation) und Robinson-Anellierungen, die Heterozyklbildung ermöglichen. Ring-Closing-Metathese (RCM) ist eine wichtige Methode zur Bildung größerer Ringe und Macrocyclen.

Wichtige Einflussfaktoren sind die Ringgröße und damit verbundener Ringstrain, Substituenten, Konformation sowie Reaktionsbedingungen. Intramolekulare Cyclisierungen profitieren meist von niedrigerer Konzentration, um Nebenreaktionen wie Polymerisation zu vermeiden, während die Erzielung einer bestimmten Ringgröße oft durch Steuerung von Abstand und Flexibilität der Reaktionspartner beeinflusst wird. Baldwin-Regeln geben grobe Orientierung zur Regio- und Stereoselektivität bestimmter Cyclisierungen, insbesondere bei radikalischen oder Ioneneinwirkungen.

Anwendungen finden Cyclisierungsreaktionen in der Synthese von Heterocyklen, Naturstoffen, Pharmazie und Makrocyclen. Sie ermöglichen effiziente Umwandlungen, die mehrstufige Sequenzen verkürzen, und sind integraler Bestandteil moderner Reaktionsstrategien wie der Cardozo-/Robinson-Annulation, Dieckmann-Kondensation und RC-Metathese.