elektronenziehende

Elektronenziehende, im Englischen als electron-withdrawing groups (EWG) bezeichnet, sind Substituenten oder Funktionsgruppen in der organischen Chemie, die Elektronendichte von einer Molekülstelle weg ziehen. Sie wirken überwiegend durch Induktiveffekte (-I) über σ-Bindungen und durch Resonanzeffekte (-M oder -R) über π-Systeme. Oft kombinieren Gruppen beide Wirkungen, wodurch sie das Reaktionsverhalten eines Moleküls stark beeinflussen.

Zu den häufigsten elektronenziehenden Gruppen gehören Nitro (-NO2), Cyanogruppe (-CN), Carbonylverbindungen wie Aldehyd- oder Ketogruppen (-CHO, -CO-, -COOR, -CONR2) sowie Sulfonyl- und Phosphorylreste (-SO2R, -PO3R2). Halogene wie Fluor, Chlor, Brom oder Iod zeigen ebenfalls -I-Effekte; ihre Resonanzbeiträge hängen stark vom Kontext ab. Weitere EWGs finden sich in Carboxyl-, Ester-, Amide- und verwandten Funktionen sowie in phosphorylierten oder sulfonierten Gruppen.

EWGs reduzieren die Elektronendichte an benachbarten Stellen und beeinflussen damit Reaktivität, Stabilität von Zwischenprodukten und Säurestärken. Sie stabilisieren negative Träger wie Carbanionen und erhöhen oft die Säure von benachbarten Protonen, indem sie die konjugierte Base besser stabilisieren. Gleichzeitig neigen sie dazu, Reaktionen an benachbarten Zentren zu verlangsamen, was beispielsweise die Elektronenreichweite in aromatischen Systemen verändert.

Im Beispiel der aromatischen Substitution wirken EWGs in der Regel deaktivierend und meta- oder para-Regeln beeinflussen die Orientierung. In vielen Reaktionswegen dienen Elektronenziehende dazu, Reaktionspfade zu steuern, Reaktivität zu modulieren und die Eigenschaften von Verbindungen in der Chemie und in der Arzneistoffentwicklung zu beeinflussen.