Pyrazine sind Heterocyclen bei denen in einem benzoiden Aromaten die beiden gegenüberliegenden C-Atome durch N ausgetauscht sind. Der Grundkörper ist das Pyrazin 1, von dem sich eine ganze Reihe weiterer Heterocyclen ableiten, die selbst wieder die Grundkörper von eigenständigen Heterocyclenreihen sind. Typische Beispiele sind das Chinoxalin 2, das Pyrazinopyrazin 3, das Phenazin 4 sowie das Fluorubin 5. Viele dieser Verbindungen zeigen eine mehr oder weniger intensive Fluoreszenz. Diese heterocyclischen Grundkörper findet man auch in Naturstoffen, wie z. B. das Chinoxalin in der Folsäure 6.
Zur Herstellung solcher Verbindungen gibt es einige klassische Synthesewege, die man in der entsprechenden Fachliteratur nachlesen kann [1][2]. Ein völlig neuer Zugang wurde durch eine dyotrope Umlagerung, ausgehend von Tetraazafulvalenen, erschlossen [3]. Abhängig von den verwendeten Ausgangsmaterialien, Reaktionsbedingungen und etwaigen Folgereaktionen kann so eine größe Anzahl an substituierten Pyrazinopyrazinen erzeugt werden [4]. Bei einigen höher kondensierten Molekülen ist nicht mehr das substituierte Pyrazinopyrazin die stabilste Form, sondern das durchkonjugierte Oxidationsprodukt mit seiner prachtvollen roten Fluoreszenz. Durch eine Reduktion mit Natriumdithionit wird ein gelb fluoreszierende Pyrazinopyrazin erhalten, welches durch Luftsauerstoff rasch zurückoxidiert wird.
Auch eine Kombination mit den stark fluoreszierenden 4-Hydroxythiazolen ist möglich. Es entstehen stark farbige Verbindungen mit einer Extinktion über fast den gesamten sichtbaren Spektralbereich und bis in den NIR Bereich hinein [4]. Auch hier lässt sich das Azaazen reversibel elektrochemisch reduzieren, wobei das Lumo elektrochemisch mit -4.64 eV bestimmt wurde.
Literatur