Die vielseitige Chemie der 1,4-Diazine: Organische, anorganische und biochemische Aspekte

Das Interesse der chemischen Forschung richtet sich zunehmend auf zusammengesetzte, “komplexe” Systeme mit speziellen Eigenschaften und Funktionen. Als Komponenten solcher Systeme finden 1,4-Diazine wachsende Beachtung. Unter 1,4-Diazinen sollen hier Pyrazin und seine Derivate sowie Verbindungen mit Pyrazin-Teilstruktur verstanden werden; Beispiele sind Chinoxalin, Phenazin, Pteridin, Flavin und deren Derivate. Alle diese Verbindungen zeichnen sich durch ein niedrig liegendes unbesetztes π-Molekülorbital und durch die Fähigkeit zur Brücken-Koordination aus. Die Kombination dieser beiden Eigenschaften bedingt eine spezifische Reaktivität der 1,4-Diazine und insbesondere der Stammverbindung Pyrazin. 1,4-Diazine eignen sich ausgezeichnet für Untersuchungen zum inter und intramolekularen Elektron-Transfer bei organischen, anorganischen und biochemischen Reaktionen. Im Redoxsystem der 1,4-Diazine ist die paramagnetische 7π-Elektronen-Zwischenstufe außerordentlich stabil, während die 1,4-Dihydro-1,4-diazine mit 8 π-Elektronen im sechsgliedrigen Ring aufgrund der potentiellen Antiaromatizität und des hohen Elektronenüberschusses nicht generell zugänglich sind. Die inhärente Difunktionalität und das niedrig liegende unbesetzte Molekülorbital des Pyrazins ermöglichen die Bildung von Koordinationspolymeren mit ungewöhnlichen elektrischen und magnetischen Eigenschaften. Die an Pyrazinen beobachteten Phänomene lassen sich schließlich zur Interpretation der Reaktivität natürlich vorkommender 1,4-Diazine heranziehen; diskutiert werden Flavine und biolumineszierende Naturstoffe.