Reakcje substytucji nukleofilowejEdit

Reakcje substytucji nukleofilowej (SN1 i SN2) są bardzo blisko związane z reakcjami eliminacji E1 i E2, omówionymi w dalszej części tego rozdziału, i generalnie dobrym pomysłem jest uczenie się tych reakcji razem, ponieważ istnieją podobieństwa w mechanizmie reakcji, preferowanych substratach, a reakcje czasami konkurują ze sobą.

Ważne jest, aby zrozumieć, że reakcje substytucji i eliminacji nie są związane z konkretnym związkiem lub mieszaniną tak bardzo, jak są one reprezentacją tego, jak pewne reakcje zachodzą. Czasami kombinacje tych mechanizmów mogą występować razem w tej samej reakcji lub mogą konkurować ze sobą, przy czym wpływy takie jak wybór rozpuszczalnika lub nukleofila są czynnikiem decydującym o tym, która reakcja będzie dominować.

Uwaga

W zapisie SN1 i SN2,

S oznacza substytucję (coś zajmuje miejsce czegoś innego)
N: oznacza nukleofilowy (nukleofil wypiera innego nukleofila)
1: oznacza jednocząsteczkowy (stężenie tylko jednego rodzaju cząsteczek określa szybkość reakcji)
2: oznacza dwucząsteczkową (stężenie dwóch rodzajów cząsteczek określa szybkość reakcji)

W substytucji nukleofilowej nukleofil atakuje cząsteczkę i zajmuje miejsce innego nukleofila, który następnie ją opuszcza. Nukleofil, który odchodzi, nazywany jest grupą odchodzącą.

Substytucje nukleofilowe wymagają

1. nukleofila (takiego jak zasada Lewisa)
2. elektrofilu z grupą odchodzącą

Grupa odchodząca to naładowana lub obojętna cząsteczka (grupa), która uwalnia się.

SN1 vs SN2Edit

Jedną z głównych różnic pomiędzy SN1 i SN2 jest to, że reakcja SN1 jest reakcją dwuetapową, zapoczątkowaną przez dysocjację grupy opuszczającej. Z drugiej strony, reakcja SN2 jest reakcją 1-etapową, w której atakujący nukleofil, ze względu na swoje wyższe powinowactwo do węgla i silniejsze wiązanie z nim, zmusza grupę opuszczającą do opuszczenia go. Te dwie rzeczy dzieją się w jednym kroku.

Te dwa różne mechanizmy wyjaśniają różnicę w szybkości reakcji między reakcjami SN1 i SN2. Reakcje SN1 są zależne od odłączenia się grupy opuszczającej od węgla. Jest to etap ograniczający szybkość reakcji, a zatem jest to reakcja pierwszego rzędu, której szybkość zależy wyłącznie od tego etapu.

R a t e = k {przykład Rate=k}

Alternatywnie, w reakcjach SN2, pojedynczy krok nukleofila łączącego się z reagentem z przeciwnej strony grupy opuszczającej, jest kluczem do jej szybkości. Z tego powodu szybkość zależy zarówno od stężenia nukleofila, jak i od stężenia reagenta. Im wyższe są te dwa stężenia, tym częstsze są zderzenia. Tak więc szybkość reakcji jest reakcją drugiego rzędu:

R a t e = k {przykład Rate=k} (gdzie Nu: jest atakującym nukleofilem)

Reakcje SN2Edit

Są przede wszystkim 3 rzeczy, które wpływają na to, czy reakcja SN2 zajdzie, czy nie. Najważniejszą z nich jest struktura. To znaczy, czy halogenek alkilowy znajduje się na węglu metylowym, pierwszorzędowym, drugorzędowym lub trzeciorzędowym. Pozostałe dwa składniki, które decydują o tym, czy reakcja SN2 zajdzie czy nie, to nukleofilowość nukleofila i rozpuszczalnik użyty w reakcji.

Reaktywność ze względu na strukturę SN2

CH3X > RCH2X > R2CHX >> R3CX

Struktura halogenku alkilowego ma duży wpływ na mechanizm. CH3X & RCH2X są preferowanymi strukturami dla SN2. R2CHX może ulegać SN2 w odpowiednich warunkach (patrz poniżej), a R3CX rzadko, jeśli w ogóle, bierze udział w reakcjach SN2.

Reakcja zachodzi poprzez atak nukleofila z przeciwnej strony atomu bromu. Zauważ, że pozostałe 3 wiązania są skierowane z dala od bromu i w kierunku atakującego nukleofila. Gdy te 3 wiązania są wiązaniami wodorowymi, przeszkoda steryczna dla zbliżającego się nukleofila jest bardzo mała. Jednakże, wraz ze wzrostem liczby grup R, wzrasta również utrudnienie steryczne, co sprawia, że nukleofilowi trudniej jest zbliżyć się do węgla α na tyle, aby usunąć atom bromu. W rzeczywistości, trzeciorzędowe węgle (R3CX) są tak sterycznie utrudnione, aby zapobiec mechanizmu SN2 z podjęcia w ogóle.

W przypadku tego przykładu, drugorzędowy α-węgiel, jest jeszcze wiele przeszkód sterycznych i czy mechanizm SN2 będzie się zdarzyć zależy całkowicie od tego, co nukleofil i rozpuszczalnik są. Reakcje SN2 są preferowane w przypadku halogenków metylu i halogenków pierwszorzędowych.

Inny ważny punkt, o którym należy pamiętać, i to widać wyraźnie w powyższym przykładzie, podczas reakcji SN2, cząsteczka ulega inwersji. Wiązania dołączone do węgla α są odsuwane w miarę zbliżania się nukleofila. W stanie przejściowym wiązania te stają się planarne względem węgla, a gdy brom opuszcza cząsteczkę, a nukleofil wiąże się z węglem α, pozostałe wiązania odchylają się z powrotem od nukleofila. Jest to szczególnie ważne w cząsteczkach chiralnych lub prochiralnych, gdzie konfiguracja R będzie przekształcana w konfigurację S i odwrotnie. Jak zobaczysz poniżej, jest to sprzeczne z wynikami reakcji SN1.

Przykłady:

OH- + CH3-Cl → HO-CH3 + Cl-

OH- jest nukleofilem, Cl jest elektropolem, HOCH3 jest produktem, a Cl- jest grupą opuszczającą.

lub,

Na+I- + CH3-Br → I-CH3 + Na+Br-

W powyższej reakcji, zachodzącej w acetonie jako rozpuszczalniku, sód i jodek dysocjują prawie całkowicie w acetonie, pozostawiając jony jodkowe wolne do atakowania cząsteczek CH-Br. Ujemnie naładowany jon jodkowy, nukleofil, atakuje cząsteczkę bromku metylu, wypierając ujemnie naładowany jon bromkowy i zajmując jego miejsce. Jon bromkowy jest grupą opuszczającą.

NukleofilowośćEdit

Nukleofilowość to szybkość, z jaką nukleofil wypiera grupę opuszczającą w reakcji. Ogólnie rzecz biorąc, nukleofilowość jest tym większa, im większy, bardziej polaryzowalny i/lub mniej stabilny jest nukleofil. Nie stosuje się żadnej konkretnej liczby ani jednostki miary. Wszystkie inne rzeczy są jednakowe, nukleofile są zazwyczaj porównywane ze sobą pod względem względnej reaktywności. Na przykład, dany silny nukleofil może mieć względną reaktywność 10 000 razy większą niż dany słaby nukleofil. Relacje te są ogólnikami, ponieważ takie rzeczy jak rozpuszczalnik i substrat mogą wpływać na względne szybkości, ale są one ogólnie dobrymi wskazówkami, które gatunki są najlepszymi nukleofilami.

Wszystkie nukleofile są zasadami Lewisa. W reakcjach SN2 preferowanym nukleofilem jest silny nukleofil, który jest słabą zasadą. Przykładami są N3-, RS-, I-, Br-, i CN-.

Alternatywnie, silny nukleofil, który jest również silną zasadą może również pracować. Jednak, jak wspomniano wcześniej w tekście, czasami mechanizmy reakcji konkurują ze sobą i w przypadku silnego nukleofila, który jest silną zasadą, mechanizm SN2 będzie konkurował z mechanizmem E2. Przykłady silnych nukleofili, które są również silnymi zasadami, obejmują RO- i OH-.

Lista zstępujących nukleofilowości

I- > Br- > Cl- >> F- > -SeH > -.OH > H2O

Grupa odchodzącaEdit

Grupa odchodząca to grupa na substracie, która odchodzi. W przypadku halogenków alkilowych jest to jon halogenkowy, który opuszcza atom węgla podczas ataku nukleofila. Skłonność nukleofila do opuszczania wynosi

Relatywna reaktywność grup opuszczających

I- > Br- > Cl- >> F-

Jony fluorkowe są bardzo słabymi grupami opuszczającymi, ponieważ wiążą się bardzo silnie i są bardzo rzadko stosowane w reakcjach podstawienia halogenków alkilowych. Reaktywność grupy opuszczającej jest związana z jej zasadowością, przy czym silniejsze zasady są gorszymi grupami opuszczającymi.

SolventEdit

Rozpuszczalnik może odgrywać ważną rolę w reakcjach SN2, szczególnie w SN2 z udziałem drugorzędowych substratów halogenków alkilowych, gdzie może być czynnikiem decydującym o mechanizmie. Rozpuszczalnik może mieć również duży wpływ na szybkość reakcji SN2.

Mechanizm SN2 jest preferowany, gdy rozpuszczalnik jest aprotycznym, polarnym rozpuszczalnikiem. To znaczy, rozpuszczalnik, który jest polarny, ale bez polarnego wodoru. Polarne, protonowe rozpuszczalniki obejmują wodę, alkohole i ogólnie, rozpuszczalniki z polarnymi wiązaniami NH lub OH. Dobrymi aprotycznymi, polarnymi rozpuszczalnikami są HMPA, CH3CN, DMSO i DMF.

Preferowany jest polarny rozpuszczalnik, ponieważ lepiej umożliwia dysocjację halogenku od grupy alkilowej. Protowy rozpuszczalnik z polarnym wodorem tworzy jednak „klatkę” rozpuszczalnika z wiązaniami wodorowymi wokół nukleofila, utrudniając jego podejście do substratu.

Relatywna reaktywność rozpuszczalników

HMPA > CH3CN > DMF > DMSO >> H2O

Reakcje SN1Edit

Mechanizm SN1 bardzo różni się od mechanizmu SN2. W niektórych jego preferencjach jest dokładnie odwrotnie, a w niektórych przypadkach wyniki reakcji mogą być znacząco różne.

Podobnie jak w mechanizmie SN2, struktura odgrywa ważną rolę w mechanizmie SN1. Rola struktury w mechanizmie SN1 jest jednak zupełnie inna i z tego powodu reaktywność struktur jest mniej lub bardziej odwrócona.

Reaktywność ze względu na strukturę SN1

CH3X < RCH2X << R2CHX < R3CX

Mechanizm SN1 jest preferowany w przypadku trzeciorzędowych halogenków alkilowych i, w zależności od rozpuszczalnika, może być preferowany w przypadku drugorzędowych halogenków alkilowych. Mechanizm SN1 nie działa w przypadku pierwszorzędowych halogenków alkilowych i halogenków metylowych. Aby zrozumieć, dlaczego tak jest, przyjrzyjmy się, jak działa mechanizm SN1.

Na górze schematu pierwszym krokiem jest spontaniczna dysocjacja halogenku od halogenku alkilowego. W przeciwieństwie do mechanizmu SN2, w którym atakujący nukleofil powoduje odejście halogenku, mechanizm SN1 zależy od zdolności halogenku do samodzielnego odejścia. Wymaga to spełnienia określonych warunków. W szczególności, stabilność karbokationu jest kluczowa dla zdolności halogenku do odejścia. Ponieważ wiemy, że karbokationy trzeciorzędowe są najbardziej stabilne, są one najlepszymi kandydatami do mechanizmu SN1. W odpowiednich warunkach, karbokationy drugorzędowe również będą działały zgodnie z mechanizmem SN1. Karbokationy pierwszorzędowe i metylowe nie są jednak wystarczająco stabilne, aby umożliwić zajście tego mechanizmu.

Po zdysocjowaniu halogenku, woda działa jako nukleofil w celu związania się z karbokationem. W reakcjach SN2 następuje inwersja spowodowana tym, że nukleofil atakuje z przeciwnej strony, podczas gdy halogenek jest jeszcze związany z węglem. W mechanizmie SN1, ponieważ halogenek odszedł, a wiązania z węgla α stały się planarne, cząsteczka wody może swobodnie atakować z każdej strony. W wyniku tego powstaje przede wszystkim mieszanina racemiczna. W ostatnim etapie jeden z hydrogenów związanej cząsteczki wody jest atakowany przez inną cząsteczkę wody, pozostawiając alkohol.

Uwaga: Mieszaniny racemiczne oznaczają całkowicie równe ilości mieszaniny, jednak rzadko ma to miejsce w SN1. Istnieje niewielka tendencja do ataku od strony przeciwnej do halogenków. Jest to wynikiem pewnych utrudnień sterycznych ze strony opuszczającego halogenku, który czasami jest wystarczająco blisko strony opuszczającej, aby zablokować podejście nukleofila z tej strony.

SolventEdit

Podobnie jak w przypadku mechanizmu SN2, na SN1 również ma wpływ rozpuszczalnik. Podobnie jak w przypadku struktury, przyczyny są jednak inne. W mechanizmie SN1, używany jest polarny, proticzny rozpuszczalnik. Polarność rozpuszczalnika jest związana ze stałą dielektryczną rozpuszczalnika, a roztwory o wysokich stałych dielektrycznych lepiej podtrzymują rozdzielone jony w roztworze. W reakcjach SN2 obawialiśmy się, że polarne atomy wodoru mogą „zamknąć” naszego nukleofila w klatce. W reakcjach SN1 nadal się to zdarza w polarnym protowym rozpuszczalniku, więc dlaczego się tym nie przejmujemy? Trzeba pamiętać o mechanizmie reakcji. Pierwszym etapem, a co ważniejsze, etapem ograniczającym szybkość reakcji SN1, jest zdolność do utworzenia stabilnej karbokationu poprzez skłonienie anionu halogenkowego do odejścia. W przypadku polarnego rozpuszczalnika protowego, podobnie jak w przypadku polarnego rozpuszczalnika aprotycznego, tworzymy stabilny kation, jednak to polarne hydrogeny stabilizują anion halogenkowy i sprawiają, że jest on w stanie lepiej odejść. Celem jest zawsze usprawnienie etapu ograniczającego szybkość reakcji. Klatka” nukleofilu nie ma związku z etapem ograniczającym szybkość i nawet w stanie „klatki”, drugi etap, atak nukleofilu, jest tak dużo szybszy niż pierwszy, że „klatkę” można po prostu zignorować.

SummaryEdit

SN1, SN2, E1, i E2, to wszystko mechanizmy reakcji, a nie same reakcje. Są to mechanizmy stosowane w wielu różnych reakcjach. Zazwyczaj w chemii organicznej, celem jest synteza produktu. W przypadkach, gdy mamy potencjalnie konkurujące ze sobą mechanizmy, a jest to szczególnie istotne, gdy konkurują ze sobą reakcje SN1 i E1, dominujący mechanizm zadecyduje o tym, jaki będzie produkt, więc znajomość mechanizmów i warunków, które faworyzują jeden nad drugim, zadecyduje o produkcie.

W innych przypadkach, znajomość mechanizmu pozwala na stworzenie środowiska korzystnego dla tego mechanizmu. To może oznaczać różnicę między posiadaniem produktu w ciągu kilku minut, a jakąś następną epoką lodowcową.

Więc kiedy projektujesz syntezę produktu, musisz rozważyć, chcę uzyskać produkt Y, więc jakie są moje opcje, aby dostać się do Y? Kiedy już znasz swoje opcje i zdecydowałeś się na reakcję, musisz rozważyć mechanizm reakcji i zadać sobie pytanie, jak stworzyć warunki, które sprawią, że stanie się to prawidłowo i szybko?

Reakcje eliminacjiEdit

Reakcje substytucji nukleofilowej i reakcje eliminacji mają wiele wspólnych cech, na dodatek reakcje E1 i SN1 oraz E2 i SN2 mogą czasami konkurować, a ponieważ ich produkty są różne, ważne jest zrozumienie ich obu. Bez zrozumienia obu rodzajów mechanizmów trudno byłoby uzyskać pożądany produkt z danej reakcji.

Dodatkowo, reakcje SN1 i SN2 będą przywoływane dość często w drodze porównania i kontrastu, więc prawdopodobnie najlepiej jest najpierw przeczytać tę sekcję, a następnie kontynuować tutaj.

Reakcje eliminacji są mechanizmami tworzenia produktów alkenowych z reagentów haloalkanowych. Mechanizmy eliminacji E1 i E2, w przeciwieństwie do mechanizmów substytucji SN1 i SN2, nie występują w przypadku halogenków metylu, ponieważ w wyniku reakcji powstaje wiązanie podwójne między dwoma atomami węgla, a halogenki metylu mają tylko jeden węgiel.

Uwaga

W zapisie E1 i E2,

E oznacza eliminację
1: oznacza jednocząsteczkową (stężenie tylko jednego rodzaju cząsteczek decyduje o szybkości reakcji)
2: oznacza dwucząsteczkowy (stężenie dwóch rodzajów cząsteczek określa szybkość reakcji)

E1 vs E2Edit

Szybkość reakcjiEdit

E1 i E2 to dwie różne ścieżki tworzenia alkenów z haloalkanów. Podobnie jak w przypadku reakcji SN1 i SN2, jedną z kluczowych różnic jest szybkość reakcji, ponieważ zapewnia ona doskonały wgląd w mechanizmy.

Reakcje E1, podobnie jak reakcje SN1, są reakcjami dwuetapowymi. Podobnie jak w przypadku reakcji SN1, etapem ograniczającym szybkość reakcji jest dysocjacja halogenku od jego alkanu, co sprawia, że jest to reakcja pierwszego rzędu, zależna od stężenia haloalkanu, z szybkością reakcji:

R a t e = k {stężenie haloalkanu=k}

Z drugiej strony, reakcje E2, podobnie jak reakcje SN2, są reakcjami 1-stopniowymi. I znowu, jak w przypadku reakcji SN2, etapem ograniczającym szybkość reakcji jest zdolność nukleofila do przyłączenia się do alkanu i wyparcia halogenku. Jest to więc reakcja drugiego rzędu, która zależy od stężenia zarówno nukleofila jak i haloalkanu, z szybkością reakcji wynoszącą:

R a t e = k {{displaystyle Rate=k} (gdzie Nu: jest atakującym nukleofilem)

Reguła ZaitsevaEdit

Reguła Zaitseva (czasami pisana jako „Saytzeff”) mówi, że w reakcji eliminacji, gdy możliwych jest wiele produktów, najbardziej stabilny alken jest głównym produktem. Oznacza to, że najbardziej podstawiony alken (alken z największą liczbą podstawników niewodorowych) jest głównym produktem.

Obie reakcje E1 i E2 wytwarzają mieszaninę produktów, gdy jest to możliwe, ale generalnie postępują zgodnie z regułą Zaitseva. Zobaczymy poniżej, dlaczego reakcje E1 przebiegają zgodnie z regułą Zaitseva bardziej niezawodnie i mają tendencję do wytwarzania czystszego produktu.

Powyższy rysunek przedstawia dwie możliwe ścieżki dehydrohalogenacji (S)-2-bromo-3-metylobutanu. Dwa potencjalne produkty to 2-metylobut-2-en i 3-metylobut-1-en. Obrazy po prawej stronie to uproszczone rysunki produktu molekularnego pokazanego na obrazach w centrum.

Jak widać po lewej stronie, brom jest na drugim węglu i w reakcji E1 lub E2, wodór może być usunięty z pierwszego lub trzeciego węgla. Reguła Zaitseva mówi, że wodór będzie usuwany głównie z trzeciego węgla. W rzeczywistości powstanie mieszanina, ale większość produktu będzie stanowił 2-metylobut-2-en w mechanizmie E1. W reakcji E2, jak zobaczymy później, może to niekoniecznie mieć miejsce.

E2Edit

Reaktywność ze względu na strukturę E2

RCH2X > R2CHX >> R3CX

Mechanizm E2 jest uzgodniony i wysoce stereospecyficzny, ponieważ może zachodzić tylko wtedy, gdy H i grupa opuszczająca X znajdują się w pozycji antykoplanarnej. Oznacza to, że w projekcji Newmana, H i X muszą znajdować się pod kątem 180°, czyli w antykonfiguracji. Takie zachowanie wynika z najlepszego nakładania się orbitali 2p sąsiadujących węgli, gdy musi powstać wiązanie pi. Jeśli H i grupa opuszczająca nie mogą znaleźć się w tej pozycji ze względu na strukturę cząsteczki, mechanizm E2 nie będzie miał miejsca.

W związku z tym, tylko cząsteczki posiadające dostępne antykoplanarne konformacje H-X mogą reagować tą drogą. Co więcej, mechanizm E2 będzie działał wbrew regule Zaitseva, jeśli jedyny antykoplanarny wodór z grupy opuszczającej będzie skutkował najmniej stabilnym alkenem. Dobrym przykładem, jak to może się zdarzyć, jest przyjrzenie się, jak cykloheksan i pochodne cykloheksenu mogą działać w warunkach E2.

Przyjrzyjrzyjmy się powyższemu przykładowi. Reagentem, którego używamy jest 1-chloro-2-izopropylocykloheksan. Rysunek u góry po lewej stronie to jedna konformacja, a rysunek poniżej to konformacja po odwróceniu pierścienia. W środku znajdują się rzuty Newmana obu konformacji, a rysunki po prawej – produkty.

Jeśli założymy, że traktujemy 1-chloro-2-izopropylocykloheksan silną zasadą, na przykład CH3CH2O- (etanolan), to dominującym mechanizmem jest E2. Przy węglach sąsiadujących z naszym chlorowanym węglem znajdują się 3 hydrogeny. Czerwony i zielony to dwa z nich. Trzeci byłby trudny do pokazania, ale jest przyłączony do tego samego węgla co czerwony wodór, pod kątem nieco w dół od płaszczyzny i w kierunku widza. Czerwony wodór jest jedynym wodorem, który znajduje się 180° od atomu chloru, więc jako jedyny kwalifikuje się do mechanizmu E2. Z tego powodu, produktem będzie tylko 3-izopropylocykloheks-1-en. Zauważmy, że jest to sprzeczne z regułą Zaitseva, która mówi, że najbardziej podstawiony alken jest preferowany. Zgodnie z jego regułą, 1-izopropylocykloheksen powinien być naszym głównym produktem, ponieważ pozostawiłby najbardziej podstawiony alken. Jednak to po prostu nie może być produkowane z powodu steric hindrance.

Obrazy poniżej pokazuje cząsteczkę po przerzuceniu pierścienia. W tej konformacji żaden produkt nie jest możliwy. Jak widać z projekcji Newmana, nie ma hydrogenów 180° od atomu chloru.

Więc ważne jest, przy rozważaniu mechanizmu E2, aby zrozumieć geometrię cząsteczki. Czasami geometria może być wykorzystana na swoją korzyść, aby preferencyjnie uzyskać pojedynczy produkt. Innym razem uniemożliwi ci uzyskanie pożądanego produktu i będziesz musiał rozważyć inny mechanizm, aby uzyskać swój produkt.

Uwaga: Często używa się słowa periplanar zamiast coplanar. Coplanar implikuje dokładnie 180 stopni separacji i „peri-„, z greckiego dla „blisko”, implikuje blisko 180 stopni. Periplanar może być w rzeczywistości bardziej dokładne. W przypadku przykładu 1-chloro-3-izopropylocykloheksanu, z powodu sił molekularnych, atom chloru jest w rzeczywistości nieco mniej niż 180 stopni zarówno od wodoru jak i grupy izopropylowej, więc w tym przypadku, periplanar może być bardziej poprawnym terminem.

E1Edit

Mechanizm E1 rozpoczyna się od dysocjacji grupy opuszczającej z alkilu, tworząc karbokację na grupie alkilowej i anion opuszczający. Jest to ten sam sposób, w jaki rozpoczyna się reakcja SN1, więc to samo, co pomaga zainicjować ten etap w reakcjach SN1, pomaga zainicjować etap w reakcjach E1. Bardziej szczegółowo, preferowane są karbokationy drugorzędowe i trzeciorzędowe, ponieważ są one bardziej stabilne niż karbokationy pierwszorzędowe. Wybór rozpuszczalnika jest taki sam jak w przypadku SN1; preferowany jest polarny rozpuszczalnik protetyczny, ponieważ aspekt polarny stabilizuje karbokation, a aspekt protetyczny stabilizuje anion.

Co stanowi różnicę między tym, czy reakcja przebiega drogą SN1 czy E1, musi zależeć od drugiego kroku; działania nukleofila. W reakcjach SN1 preferowany jest silny nukleofil, który jest słabą zasadą. Nukleofil będzie wtedy atakował i wiązał się z karbokationem. W reakcjach E1, silny nukleofil jest nadal preferowany. Różnica polega na tym, że silny nukleofil, który jest również silną zasadą, powoduje, że nukleofil atakuje wodór na węglu β zamiast na karbokationie α. Nukleofil/zasada następnie ekstrahuje wodór powodując wpadnięcie elektronów wiązania i wytworzenie wiązania pi z karbokationem.

Ponieważ wodór i grupa opuszczająca są tracone w dwóch oddzielnych etapach oraz fakt, że nie ma wymagań co do geometrii, mechanizm E1 bardziej niezawodnie wytwarza produkty, które są zgodne z regułą Zaitseva.

.