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Il meccanismo con cui la reazione Wohl-Ziegler procede è stato proposto da Paul Goldfinger nel 1953, e il suo meccanismo di reazione è uno dei due percorsi proposti attraverso cui avviene la bromurazione alifatica, allilica e benzilica con N-bromosuccinimide (NBS). È stato dimostrato che il meccanismo di Goldfinger è il meccanismo corretto in contrapposizione al meccanismo precedentemente accettato proposto da George Bloomfield, che, anche se coerente durante gli studi di selettività, si è rivelato eccessivamente semplicistico.

La generazione di radicali NBS raffigurata nel meccanismo di Bloomfield ha dimostrato di essere molto più difficile di quanto immaginato quando è stato proposto, motivo per cui è fallito come un modello adeguato nel corso degli anni; tuttavia, l’evidenza suggerisce che il meccanismo di Bloomfield è ancora accettabile per l’ossidazione degli alcoli utilizzando NBS. Nel meccanismo di Goldfinger, lo scopo dell’NBS è semplicemente quello di mantenere una concentrazione molto bassa di bromo molecolare, mentre nel meccanismo di Bloomfield, il suo scopo è la generazione del radicale iniziale usato nella reazione, che di nuovo può essere un processo abbastanza difficile. Questo perché richiede una considerazione speciale per il comportamento del radicale NBS; l’unico modo in cui può funzionare come proposto nel meccanismo di Bloomfield è se l’energia di dissociazione per il legame N-Br in NBS è minore di quella per Br2, e molte prove sono state viste per suggerire un comportamento contrario. Il meccanismo proposto da Goldfinger non richiede alcuna considerazione speciale, poiché tutte le specie radicali si comportano normalmente, ed è in parte per questo che il suo meccanismo è considerato corretto.

Per esplorare ulteriormente il meccanismo di reazione accettato, bisogna capire che ci sono vie radicali concorrenti in ogni reazione radicale; è lo stesso in questo caso, poiché le vie di aggiunta e di sostituzione sono concorrenti. Ottenere il prodotto bromurato desiderato richiede che la via di sostituzione sia dominante, e le condizioni di reazione possono effettivamente essere manipolate per promuovere questa via rispetto alla meno desiderabile via di aggiunta. Di seguito sono mostrate le due vie nella loro interezza; ci sono reazioni collaterali incluse in questa figura per ragioni di completezza, come i passi 6 e 8; queste vie sono generali per quasi tutte le reazioni radicali, quindi la NBS non è raffigurata qui, ma il suo ruolo sarà discusso di seguito.

Il ruolo dell’NBS nel meccanismo di Goldfinger è quello di promuovere la rigenerazione del bromo molecolare, ma uno degli ulteriori benefici dell’uso dell’NBS è che mantiene una bassa concentrazione di bromo molecolare, che è la chiave per promuovere la sostituzione rispetto all’aggiunta. Sono state sviluppate leggi di velocità che descrivono il comportamento competitivo di questa reazione, e mostrano una forte dipendenza dalla concentrazione di bromo molecolare; di seguito sono riportate le due equazioni: una per alte concentrazioni di bromo e una per basse concentrazioni di bromo.

• Alte concentrazioni di bromo: r(a/s) = k2a/k2s(1 + k4a/k3a) dove r(a/s) è il rapporto di addizione e sostituzione, e i valori di k corrispondono alle costanti che descrivono i passi specifici della reazione illustrati sopra in Percorsi concorrenti.
• Bassa concentrazione di bromo: r(a/s) = k2ak3a/k2sk4a dove i termini hanno la stessa definizione dell’equazione precedente. Si può notare che nell’equazione per basse concentrazioni di bromo, il rapporto tra aggiunta e sostituzione è direttamente proporzionale alla concentrazione di bromo molecolare, quindi abbassando la concentrazione di bromo si inibisce la via dell’aggiunta e si promuove un maggior grado di formazione di prodotti bromurati.