Nucleofiele substitutiereactiesEdit
Nucleofiele substitutiereacties (SN1 en SN2) zijn zeer nauw verwant aan de E1- en E2-eliminatiereacties, die later in dit hoofdstuk worden besproken, en het is over het algemeen een goed idee om de reacties samen te leren, aangezien er parallellen zijn in reactiemechanisme, voorkeurssubstraten, en de reacties soms met elkaar concurreren.
Het is belangrijk te begrijpen dat substitutie- en eliminatiereacties niet zozeer geassocieerd worden met een specifieke verbinding of een specifiek mengsel, als wel dat ze een voorstelling geven van hoe bepaalde reacties verlopen. Soms kunnen combinaties van deze mechanismen samen voorkomen in dezelfde reactie of met elkaar concurreren, waarbij invloeden zoals oplosmiddel- of nucleofielkeuze de bepalende factor zijn voor welke reactie zal overheersen.
Noot
In de notatie SN1 en SN2 staat
S voor substitutie (iets neemt de plaats in van iets anders)
N: staat voor nucleofiel (een nucleofiel verdringt een ander nucleofiel)
1: staat voor unimoleculair (de concentratie van slechts één soort molecuul bepaalt de snelheid van de reactie)
2: staat voor bimoleculair (de concentratie van twee soorten moleculen bepaalt de snelheid van de reactie)
In de nucleofiele substitutie valt een nucleofiel een molecuul aan en neemt de plaats in van een ander nucleofiel, dat vervolgens vertrekt. Het nucleofiel dat vertrekt, wordt de vertrekkende groep genoemd.
Nucleofiele substituties vereisen
- een nucleofiel (zoals een Lewis-basis)
- een elektrofiel met een vertrekkende groep
Een vertrekkende groep is een geladen of neutraal deel (groep) dat losraakt.
SN1 vs SN2Edit
Eén van de belangrijkste verschillen tussen SN1 en SN2 is dat de SN1-reactie een reactie in 2 stappen is, die wordt geïnitieerd door de ontkoppeling van de vertrekkende groep. De SN2-reactie daarentegen is een 1-stapsreactie waarbij het aanvallende nucleofiel, vanwege zijn hogere affiniteit voor en sterkere binding met de koolstof, de vertrekkende groep dwingt te vertrekken. Deze twee dingen gebeuren in één enkele stap.
Deze twee verschillende mechanismen verklaren het verschil in reactiesnelheid tussen SN1- en SN2-reacties. SN1-reacties zijn afhankelijk van het feit of de vertrekkende groep zich losmaakt van de koolstof. Dit is de snelheidsbeperkende stap en dus is de reactiesnelheid een eerste-orde-reactie waarvan de snelheid uitsluitend van die stap afhangt.
R a t e = k {Displaystyle Rate=k}
Bij SN2-reacties is de enige stap, waarbij het nucleofiel samenkomt met de reactant aan de andere kant van de vertrekkende groep, bepalend voor de snelheid. Daarom is de snelheid afhankelijk van zowel de concentratie van het nucleofiel als van de concentratie van het reagens. Hoe hoger deze twee concentraties, hoe frequenter de botsingen. De reactiesnelheid is dus een tweede-ordereactie:
R a t e = k {Displaystyle Rate=k} (waarbij Nu: het aanvallende nucleofiel is)
SN2 ReactiesEdit
Er zijn hoofdzakelijk 3 dingen die van invloed zijn op het al dan niet plaatsvinden van een SN2-reactie. De belangrijkste is de structuur. Dat wil zeggen of het alkylhalogenide op een methyl-, primaire, secundaire of tertiaire koolstof zit. De andere twee componenten die bepalen of een SN2-reactie al dan niet zal plaatsvinden, zijn de nucleofiliciteit van het nucleofiel en het oplosmiddel dat bij de reactie wordt gebruikt.
Reactiviteit als gevolg van structuur van SN2
CH3X > RCH2X > R2CHX >> R3CX
De structuur van het alkylhalogenide heeft een groot effect op het mechanisme. CH3X & RCH2X zijn de voorkeursstructuren voor SN2. R2CHX kan de SN2 ondergaan onder de juiste omstandigheden (zie hieronder), en R3CX is zelden of nooit betrokken bij SN2-reacties.
De reactie vindt plaats doordat het nucleofiel aanvalt vanaf de tegenovergestelde kant van het broomatoom. Merk op dat de andere 3 bindingen allemaal van het broom af staan en naar het aanvallende nucleofiel wijzen. Als deze 3 bindingen waterstofbruggen zijn, is er heel weinig sterische hinder van het naderende nucleofiel. Maar als het aantal R-groepen toeneemt, neemt ook de sterische hinder toe, waardoor het voor het nucleofiel moeilijker wordt om dicht genoeg bij de α-koolstof te komen, om het broomatoom te verdrijven. In feite worden tertiaire koolstofatomen (R3CX) zo sterisch gehinderd dat het SN2-mechanisme helemaal niet kan plaatsvinden.
In het geval van dit voorbeeld, een secundaire α-koolstof, is er nog steeds veel sterische hinder en of het SN2-mechanisme zal plaatsvinden zal volledig afhangen van wat het nucleofiel en het oplosmiddel zijn. SN2-reacties hebben de voorkeur voor methylhalogeniden en primaire halogeniden.
Een ander belangrijk punt om in gedachten te houden, en dat is duidelijk te zien in het voorbeeld hierboven, bij een SN2-reactie ondergaat het molecuul een inversie. De bindingen aan de α-koolstof worden weggedrukt als het nucleofiel nadert. Tijdens de overgangstoestand worden deze bindingen vlak met de koolstof en, als het broom vertrekt en het nucleofiel zich bindt aan de α-koolstof, vouwen de andere bindingen zich weer weg van het nucleofiel. Dit is vooral belangrijk in chirale of pro-chirale moleculen, waar een R-configuratie zal worden omgezet in een S-configuratie en vice versa. Zoals je hieronder zult zien, is dit in tegenstelling tot de resultaten van SN1-reacties.
Voorbeelden:
OH- + CH3-Cl → HO-CH3 + Cl-
OH- is het nucleofiel, Cl is het elektrofiel, HOCH3 is het product, en Cl- is de vertrekkende groep.
of,
Na+I- + CH3-Br → I-CH3 + Na+Br-
In de bovenstaande reactie, die plaatsvindt in aceton als oplosmiddel, gaan natrium en jodide in het aceton vrijwel geheel uit elkaar, waardoor de jodide-ionen vrij blijven om de CH-Br-moleculen aan te vallen. Het negatief geladen jodide-ion, een nucleofiel, valt het methylbromidemolecuul aan, verdringt het negatief geladen bromide-ion en neemt zijn plaats in. Het bromide-ion is de uittredende groep.
NucleofiliciteitEdit
Nucleofiliciteit is de snelheid waarmee een nucleofiel de uittredende groep in een reactie verdringt. In het algemeen geldt dat de nucleofiliciteit sterker is naarmate het nucleofiel groter, polariseerbaarder en/of minder stabiel is. Er wordt geen specifiek getal of meeteenheid gebruikt. Als alle andere dingen gelijk zijn, worden nucleofielen in het algemeen met elkaar vergeleken in termen van relatieve reactiviteit. Een bepaald sterk nucleofiel kan bijvoorbeeld een relatieve reactiviteit hebben van 10.000 die van een bepaald zwak nucleofiel. Deze relaties zijn algemeenheden omdat zaken als oplosmiddel en substraat de relatieve snelheden kunnen beïnvloeden, maar ze zijn over het algemeen goede richtlijnen voor welke soorten de beste nucleofielen zijn.
Alle nucleofielen zijn Lewisbasen. In SN2-reacties is het aangewezen nucleofiel een sterk nucleofiel dat een zwakke base is. Voorbeelden hiervan zijn N3-, RS-, I-, Br-, en CN-.
Aternatief kan een sterk nucleofiel dat tevens een sterke base is, ook werken. Maar, zoals eerder in de tekst vermeld, soms concurreren reactiemechanismen met elkaar en in het geval van een sterk nucleofiel dat ook een sterke base is, zal het SN2-mechanisme concurreren met het E2-mechanisme. Voorbeelden van sterke nucleofielen die ook sterke basen zijn, zijn RO- en OH-.
Lijst van afnemende nucleofiliciteiten
I- > Br- > Cl- >> F- > -SeH > -OH > H2O
Verlatende groepEdit
Verlatende groep is de groep op het substraat die vertrekt. In het geval van een alkylhalogenide is dit het halogenide-ion dat het koolstofatoom verlaat wanneer het nucleofiel aanvalt. De neiging van het nucleofiel om te vertrekken is
Relatieve reactiviteit van verlatende groepen
I- > Br- > Cl- >> F-
Fluoride-ionen zijn zeer slechte verlatende groepen omdat ze zeer sterk binden en zeer zelden worden gebruikt in alkylhalidesubstitutiereacties. De reactiviteit van een vertrekgroep is gerelateerd aan zijn basiciteit, waarbij sterkere basen slechtere vertrekgroepen zijn.
OplosmiddelEdit
Het oplosmiddel kan een belangrijke rol spelen in SN2-reacties, met name in SN2 waarbij secundaire alkylhalidesubstraten betrokken zijn, waar het de bepalende factor in het mechanisme kan zijn. Het oplosmiddel kan ook een groot effect hebben op de reactiesnelheid van SN2-reacties.
Het SN2-mechanisme heeft de voorkeur wanneer het oplosmiddel een aprotisch, polair oplosmiddel is. Dat wil zeggen, een oplosmiddel dat polair is, maar zonder een polaire waterstof. Polaire, protische oplosmiddelen zijn bijvoorbeeld water, alcoholen, en in het algemeen oplosmiddelen met polaire NH- of OH-bindingen. Goede aprotische, polaire oplosmiddelen zijn HMPA, CH3CN, DMSO, en DMF.
Een polair oplosmiddel heeft de voorkeur omdat het de dissociatie van het halogenide van de alkylgroep beter toelaat. Een protisch oplosmiddel met een polaire waterstof vormt echter een “kooi” van waterstofgebonden oplosmiddelen rond het nucleofiel, waardoor de benadering van het substraat wordt belemmerd.
Relatieve reactiviteit van oplosmiddelen
HMPA > CH3CN > DMF > DMSO >> H2O
SN1-reactiesEdit
Het SN1-mechanisme is heel anders dan het SN2-mechanisme. In sommige voorkeuren is het precies het tegenovergestelde en in sommige gevallen kunnen de resultaten van de reactie sterk verschillen.
Net als bij het SN2-mechanisme speelt structuur een belangrijke rol bij het SN1-mechanisme. De rol van structuur in het SN1-mechanisme is echter heel anders en daardoor is de reactiviteit van structuren min of meer omgekeerd.
Reactiviteit door structuur van SN1
CH3X < RCH2X << R2CHX < R3CX
Het SN1-mechanisme heeft de voorkeur bij tertiaire alkylhalogeniden en kan, afhankelijk van het oplosmiddel, de voorkeur hebben bij secundaire alkylhalogeniden. Het SN1-mechanisme werkt niet bij primaire alkylhalogeniden of methylhalogeniden. Om te begrijpen waarom dit zo is, laten we eens kijken hoe het SN1-mechanisme werkt.
Bovenaan in het diagram is de eerste stap de spontane dissociatie van het halide uit het alkylhalogenide. In tegenstelling tot het SN2-mechanisme, waarbij het aanvallende nucleofiel het halogenide doet vertrekken, is het SN1-mechanisme afhankelijk van het vermogen van het halogenide om uit zichzelf te vertrekken. Hiervoor zijn bepaalde voorwaarden nodig. Met name de stabiliteit van het carbokation is cruciaal voor het vermogen van het halogenide om te vertrekken. Omdat we weten dat tertiaire carbokationen het meest stabiel zijn, zijn zij de beste kandidaten voor het SN1-mechanisme. En onder de juiste omstandigheden zullen secundaire carbokationen ook werken via het SN1-mechanisme. Primaire en methylcarbokaties zijn echter niet stabiel genoeg om dit mechanisme te laten plaatsvinden.
Nadat het halogenide is gedissocieerd, fungeert het water als nucleofiel om zich aan het carbokation te binden. In de SN2-reacties is er een inversie die wordt veroorzaakt doordat het nucleofiel van de andere kant aanvalt terwijl het halogenide nog aan de koolstof is gebonden. In het SN1-mechanisme is het watermolecuul vrij om van beide kanten aan te vallen, omdat het halogenide is vertrokken en de bindingen van de α-koolstof planair zijn geworden. Dit resulteert in, in eerste instantie, een racemisch mengsel. In de laatste stap wordt een van de hydrogenen van het gebonden watermolecuul aangevallen door een ander watermolecuul, waardoor een alcohol overblijft.
Noot: Racemische mengsels impliceren volledig gelijke hoeveelheden mengsel, maar dit is zelden het geval in SN1. Er is een lichte neiging tot aanval van de tegenovergestelde kant van het halogenide. Dit is het gevolg van sterische hinder van het halogenide dat het halogenide verlaat en dat soms dicht genoeg bij het halogenide staat om de benadering van het nucleofiel van die kant te blokkeren.
SolventEdit
Zoals het SN2-mechanisme wordt ook SN1 beïnvloed door oplosmiddel. Net als bij de structuur, zijn de redenen echter verschillend. In het SN1-mechanisme wordt een polair, protisch oplosmiddel gebruikt. De polariteit van het oplosmiddel hangt samen met de diëlektrische constante van het oplosmiddel en oplossingen met hoge diëlektrische constanten zijn beter in staat om gescheiden ionen in oplossing te houden. In SN2-reacties maakten we ons zorgen over polaire waterstofatomen die ons nucleofiel “kooiden”. Dit gebeurt nog steeds met een polair protisch oplosmiddel in SN1 reacties, dus waarom maken we ons daar geen zorgen over? Je moet het mechanisme van de reactie in gedachten houden. De eerste stap, en nog belangrijker, de snelheidsbeperkende stap, van de SN1-reactie is het vermogen om een stabiel carbokation te maken door het halogenide anion te laten vertrekken. Met een polair protisch oplosmiddel, net als met een polair aprotisch oplosmiddel, creëren we een stabiel kation, maar het zijn de polaire hydrogenen die het halogeenanion stabiliseren en het beter in staat stellen om te vertrekken. Het verbeteren van de snelheidsbeperkende stap is altijd het doel. Het “kooien” van het nucleofiel heeft niets te maken met de snelheidslimiterende stap en zelfs in de “gekooide” toestand is de tweede stap, de aanval van het nucleofiel, zoveel sneller dan de eerste stap, dat het “kooien” gewoon kan worden genegeerd.
SamenvattingEdit
SN1, SN2, E1, en E2, zijn allemaal reactiemechanismen, geen reacties zelf. Het zijn mechanismen die bij een aantal verschillende reacties worden gebruikt. Gewoonlijk is in de organische chemie het doel een product te synthetiseren. In gevallen waarin je mogelijk concurrerende mechanismen hebt, en dit is met name het geval wanneer een SN1- en een E1-reactie met elkaar concurreren, zal het dominerende mechanisme bepalen wat je product is, dus als je de mechanismen kent en weet welke omstandigheden het ene mechanisme bevoordelen ten opzichte van het andere, zal dat je product bepalen.
In andere gevallen, als je het mechanisme kent, kun je een omgeving instellen die gunstig is voor dat mechanisme. Dit kan het verschil betekenen tussen het hebben van uw product in een paar minuten, of ergens rond de volgende ijstijd.
Dus wanneer je een synthese voor een product ontwerpt, moet je overwegen, ik wil product Y krijgen, dus wat zijn mijn opties om tot Y te komen? Als je eenmaal weet wat je opties zijn en je hebt besloten tot een reactie, dan moet je het mechanisme van de reactie in overweging nemen en jezelf afvragen, hoe creëer ik omstandigheden die ervoor zorgen dat dit correct en snel gebeurt?
EliminatiereactiesEdit
Nucleofiele substitutiereacties en Eliminatiereacties hebben veel gemeenschappelijke kenmerken. Daar komt nog bij dat zowel de E1- en SN1- als de E2- en SN2-reacties soms met elkaar kunnen concurreren en omdat hun producten verschillend zijn, is het belangrijk om ze allebei te begrijpen. Zonder beide soorten mechanismen te begrijpen, zou het moeilijk zijn om het gewenste product uit een reactie te krijgen.
Daarnaast zullen de SN1- en SN2-reacties nogal wat genoemd worden bij wijze van vergelijking en contrast, dus het is waarschijnlijk het beste om eerst dat gedeelte te lezen en dan hier verder te gaan.
Eliminatiereacties zijn de mechanismen voor het maken van alkeenproducten uit haloalkaanreactanten. E1 en E2 eliminatie, in tegenstelling tot SN1 en SN2 substitutie, mechanismen komen niet voor met methylhalogeniden omdat de reactie een dubbele binding creëert tussen twee koolstofatomen en methylhalogeniden hebben slechts één koolstof.
Noot
In de notatie E1 en E2,
E staat voor eliminatie
1: staat voor unimoleculair (de concentratie van slechts één soort molecuul bepaalt de snelheid van de reactie)
2: staat voor bimoleculair (de concentratie van twee soorten moleculen bepaalt de snelheid van de reactie)
E1 vs E2Edit
ReactiesnelhedenEdit
E1 en E2 zijn twee verschillende routes om alkenen te maken uit haloalkanen. Net als bij SN1- en SN2-reacties is een van de belangrijkste verschillen de reactiesnelheid, omdat die veel inzicht geeft in de mechanismen.
E1-reacties zijn net als SN1-reacties tweestapsreacties. Evenals bij SN1-reacties is de snelheidsbeperkende stap de dissociatie van het halogenide uit zijn alkaan, waardoor het een eerste-ordereactie is, afhankelijk van de concentratie van het haloalkaan, met een reactiesnelheid van:
R a t e = k {Displaystyle Rate=k}
Anderzijds zijn E2-reacties, net als SN2-reacties, 1-staps reacties. En net als bij SN2-reacties is de snelheidsbeperkende stap het vermogen van een nucleofiel om zich aan het alkaan te hechten en het halogenide te verdringen. Het is dus een tweede-ordereactie die afhangt van de concentraties van zowel het nucleofiel als het haloalkaan, met een reactiesnelheid van:
R a t e = k {Displaystyle Rate=k} (waarbij Nu: het aanvallende nucleofiel is)
De regel van ZaitsevEdit
De regel van Zaitsev (soms gespeld als “Saytzeff”) stelt dat in een eliminatiereactie, wanneer meerdere producten mogelijk zijn, het meest stabiele alkeen het belangrijkste product is. Dat wil zeggen dat het hoogst gesubstitueerde alkeen (het alkeen met de meeste niet-waterstofsubstituenten) het belangrijkste product is.
Zowel E1- als E2-reacties leveren een mengsel van producten op, indien mogelijk, maar volgen over het algemeen de regel van Zaitsev. We zullen hieronder zien waarom E1-reacties betrouwbaarder volgens de regel van Zaitsev verlopen en meestal een zuiverder product opleveren.
Het bovenstaande plaatje geeft twee mogelijke routes weer voor de dehydrohalogenering van (S)-2-broom-3-methylbutaan. De twee mogelijke producten zijn 2-methylbut-2-een en 3-methylbut-1-een. De afbeeldingen rechts zijn vereenvoudigde tekeningen van het moleculaire product in de afbeeldingen in het midden.
Zoals je links kunt zien, zit het broom op de tweede koolstof en in een E1 of E2 reactie kan de waterstof zowel van de 1e als van de 3e koolstof verwijderd worden. De regel van Zaitsev zegt dat de waterstof voornamelijk uit de 3e koolstof verwijderd zal worden. In werkelijkheid zal er een mengsel zijn, maar het grootste deel van het product zal 2-methylbut-2-een zijn bij het E1-mechanisme. Bij de E2-reactie, zoals we later zullen zien, hoeft dat niet noodzakelijk het geval te zijn.
E2Edit
Reactiviteit als gevolg van structuur van E2
RCH2X > R2CHX >> R3CX
Het E2-mechanisme is gecoördineerd en zeer stereospecifiek, omdat het alleen kan optreden als de H en de vertrekkende groep X zich in een anti-coplanaire positie bevinden. Dat wil zeggen, in een Newman-projectie moeten de H en X 180° staan, of in de anti-configuratie. Dit gedrag vloeit voort uit de beste overlapping van de 2p-banen van de aangrenzende koolstaven wanneer de pi binding moet worden gevormd. Als de H en de vertrekkende groep door de structuur van het molecuul niet in deze positie kunnen worden gebracht, zal het E2-mechanisme niet plaatsvinden.
Daarom kunnen alleen moleculen met toegankelijke H-X anti-coplanaire conformatie via deze route reageren. Bovendien zal het E2-mechanisme in strijd met de regel van Zaitsev werken als de enige anti-coplanaire waterstof van de vertrekkende groep resulteert in het minst stabiele alkeen. Een goed voorbeeld van hoe dit kan gebeuren is door te kijken hoe cyclohexaan en cyclohexeenderivaten zouden kunnen werken in E2-omstandigheden.
Laten we eens kijken naar het bovenstaande voorbeeld. De reactant die we gebruiken is 1-chloor-2-isopropylcyclohexaan. De tekening linksboven is één conformatie en de tekening eronder is na een ringomkering. In het midden zijn Newman projecties van beide conformatie en de tekeningen rechts, de producten.
Als we aannemen dat we het 1-chloor-2-isopropylcyclohexaan behandelen met een sterke base, bijvoorbeeld CH3CH2O- (ethanolaat), dan is het mechanisme dat overheerst E2. Er zijn 3 hydrogenen van de koolwaterstoffen die grenzen aan onze gechloreerde koolstof. De rode en de groene zijn er twee van. De derde is moeilijk te zien, maar zit vast aan dezelfde koolstof als de rode waterstof, een beetje schuin naar beneden van het vlak en in de richting van de kijker. De rode waterstof is de enige waterstof die 180° van het chlooratoom verwijderd is, dus komt hij als enige in aanmerking voor het E2-mechanisme. Daarom zal het product alleen 3-isopropylcylcohex-1-een zijn. Merk op dat dit in strijd is met de regel van Zaitsev, die zegt dat het meest gesubstitueerde alkeen de voorkeur heeft. Volgens zijn regel zou 1-isopropylcyclohexeen ons hoofdproduct moeten zijn, omdat dan het meest gesubstitueerde alkeen overblijft. Maar het kan eenvoudigweg niet worden geproduceerd vanwege de sterische belemmering.
De afbeeldingen hieronder tonen het molecuul na het omdraaien van de ring. In deze conformatie is geen product mogelijk. Zoals je kunt zien in de Newman projectie, zijn er geen hydrogenen op 180° van het chlooratoom.
Het is dus belangrijk, wanneer je het E2 mechanisme overweegt, om de geometrie van het molecuul te begrijpen. Soms kan de geometrie in je voordeel worden gebruikt om bij voorkeur een enkel product te krijgen. Andere keren zal het voorkomen dat je het product krijgt dat je wilt, en zul je een ander mechanisme moeten overwegen om je product te krijgen.
Note: Vaak wordt het woord periplanair gebruikt in plaats van coplanair. Coplanair impliceert precies 180 graden scheiding en “peri-“, van het Grieks voor “dichtbij”, impliceert in de buurt van 180 graden. Periplanair kan eigenlijk nauwkeuriger zijn. In het geval van het 1-chloor-3-isopropylcyclohexaan voorbeeld, als gevolg van moleculaire krachten, het chlooratoom is eigenlijk iets minder dan 180 graden van zowel de waterstof-en de isopropylgroep, dus in dit geval, periplanair zou kunnen zijn een meer correcte term.
E1Edit
Het E1-mechanisme begint met de dissociatie van de vertrekkende groep uit een alkyl, waarbij een carbokation op de alkylgroep en een vertrekkend anion ontstaan. Dit is dezelfde manier waarop de SN1-reactie begint, dus hetzelfde wat helpt om die stap in SN1-reacties te initiëren, helpt om de stap in E1-reacties te initiëren. Meer in het bijzonder wordt de voorkeur gegeven aan secundaire en tertiaire carbokeringen, omdat die stabieler zijn dan primaire carbokeringen. Ook de keuze van het oplosmiddel is hetzelfde als bij SN1; een polair, protisch oplosmiddel verdient de voorkeur omdat het polaire aspect het carbokation stabiliseert en het protische aspect het anion.
Wat dan het verschil maakt of de reactie de SN1- of de E1-route volgt, moet afhangen van de tweede stap; de werking van het nucleofiel. Bij SN1-reacties wordt de voorkeur gegeven aan een sterk nucleofiel dat een zwakke base is. Het nucleofiel valt dan aan en bindt zich aan het carbokation. In E1-reacties wordt nog steeds de voorkeur gegeven aan een sterk nucleofiel. Het verschil is dat een sterk nucleofiel dat ook een sterke base is, ervoor zorgt dat het nucleofiel de waterstof bij de β-koolstof aanvalt in plaats van de α-carbocatie. Het nucleofiel/base onttrekt dan de waterstof waardoor de bindingselektronen invallen en een pi binding met het carbokation ontstaat.
Omdat de waterstof en de vertrekkende groep in twee afzonderlijke stappen verloren gaan en het feit dat het geen eisen stelt aan de geometrie, levert het E1 mechanisme betrouwbaarder producten op die de regel van Zaitsev volgen.