Cyclisierung

Als Cyclisierung oder Zyklisierung (auch Ringschluss) wird nach der Definition der IUPAC die Bildung einer Ringverbindung aus einem offenkettigen Molekül durch die intramolekulare Bildung einer neuen Bindung bezeichnet.^[1] Die Reaktion kann unter Bildung von reinen, gesättigten oder ungesättigten, Kohlenstoffringen oder Heterocyclen ablaufen.

Wird an einem bestehenden Ring oder Ringsystem ein weiterer Ring aufgebaut, spricht man von Anellierung.^[2] Die Cyclisierung führt zu Ringen, die zwischen drei und etwa sechzehn Gliedern aufweisen. Eine Cyclisierung kann photochemisch, thermisch oder katalytisch, besonders durch Übergangsmetallkatalyse, initiiert werden. Die Bildung einer cyclischen Verbindung aus zwei oder mehreren Molekülen wird als Ringbildungs- oder Ringschlussreaktion bezeichnet.

Der intramolekulare Ringschluss kann dabei als elektrocyclische Ringschlussreaktion ablaufen oder durch Kondensationsreaktionen bewirkt werden^[1]. Die Ringschlussmetathese ist ein weiteres Verfahren zur Synthese cyclischer Verbindungen.^[3] Beispiel für einen elektrocyclischen Ringschluss ist die Isomerisierung von 1,3-Butadien zu Cyclobuten, für einen Ringschluss unter Kondensationsbedingungen die Dieckmann-Kondensation.

Synthese von Cyclobuten

Ob ein intramolekularer Ringschluss leicht oder schwer erreichbar ist, hängt nicht zuletzt von der Größe der gebildeten Ringsysteme ab. So sind Ringe mit 5–6 Ringgliedern besonders leicht zugänglich, da in diesen Systemen die geringste Ringspannung herrscht.

Durch den Ringschluss werden die offenen Enden der Aminosäureketten (Peptide und Proteine) abgesättigt, wodurch diese eine höhere Stabilität bekommen. Dabei werden die Enden gewöhnlich nicht direkt, sondern über eine kurze Kette aus geeignet gewählten Aminosäuren verknüpft. Die physiologische Aktivität des Moleküls kann so in etwa erhalten werden, während die Stabilität vergrößert wird.^[4]

• Ringbildungsreaktion

1. ↑ ^{a b} Eintrag zu cyclization. In: IUPAC (Hrsg.): Compendium of Chemical Terminology. The “Gold Book”. doi:10.1351/goldbook.C01494 – Version: 5.0.0.
2. ↑ Eintrag zu annelation. In: IUPAC (Hrsg.): Compendium of Chemical Terminology. The “Gold Book”. doi:10.1351/goldbook.A00365 – Version: 5.0.0.
3. ↑ Katharina Johannes, Martin Watzke, Jürgen Martens: Synthesis of α,β-unsaturated caprolactams starting from heterocyclic imines. In: Journal of Heterocyclic Chemistry. Bd. 47, Nr. 3, 2010, S. 697–702, doi:10.1002/jhet.381.
4. ↑ J. Deeg: Ringschluss bei Proteinen. In: Spektrum der Wissenschaft, Januar 2010, S. 12