Mechanizm, w którym przebiega reakcja Wohla-Zieglera został zaproponowany przez Paula Goldfingera w 1953 r., a jego mechanizm reakcji jest jedną z dwóch proponowanych ścieżek, poprzez które zachodzi bromowanie alifatyczne, allilowe i benzylowe za pomocą N-bromobursztynoimidu (NBS). Wykazano, że mechanizm Goldfingera jest mechanizmem właściwym, w przeciwieństwie do poprzednio przyjętego mechanizmu zaproponowanego przez George’a Bloomfielda, który, choć zgodny w badaniach selektywności, okazał się zbyt uproszczony.
Okazało się, że generowanie rodników NBS przedstawione w mechanizmie Bloomfielda jest znacznie trudniejsze niż wyobrażano sobie w momencie jego zaproponowania, dlatego też przez lata zawodził on jako właściwy model; jednakże dowody wskazują, że mechanizm Bloomfielda jest nadal akceptowalny dla utleniania alkoholi przy użyciu NBS. W mechanizmie Goldfingera, celem NBS jest po prostu utrzymanie bardzo niskiego stężenia molekularnego bromu, podczas gdy w mechanizmie Bloomfielda, jego celem jest generowanie początkowego rodnika używanego w reakcji, co znowu może być dość trudnym procesem. Dzieje się tak dlatego, że wymaga to specjalnego rozważenia zachowania rodnika NBS; jedynym sposobem, w jaki może on funkcjonować w sposób proponowany w mechanizmie Bloomfielda jest to, że energia dysocjacji dla wiązania N-Br w NBS jest mniejsza niż dla Br2, a wiele dowodów wskazuje na zachowanie przeciwne. Mechanizm zaproponowany przez Goldfingera nie wymaga żadnych specjalnych rozważań, ponieważ wszystkie rodniki zachowują się normalnie i częściowo z tego powodu jego mechanizm jest uważany za prawidłowy.
Aby dokładniej zbadać przyjęty mechanizm reakcji, należy zrozumieć, że w każdej reakcji rodnikowej istnieją konkurencyjne ścieżki rodnikowe; tak samo jest w tym przypadku, ponieważ ścieżki addycji i substytucji są konkurencyjne. Osiągnięcie pożądanego produktu bromowanego wymaga, aby ścieżka substytucji była dominująca, a warunki reakcji mogą być rzeczywiście manipulowane w celu promowania tej ścieżki w stosunku do mniej pożądanej ścieżki addycji. Poniżej przedstawiono te dwie ścieżki w całości; dla kompletności rysunku uwzględniono reakcje uboczne, takie jak etapy 6 i 8; ścieżki te są ogólne dla prawie wszystkich reakcji rodnikowych, więc NBS nie jest tu przedstawiony, ale jego rola zostanie omówiona poniżej.
Rolą NBS w mechanizmie Goldfingera jest promowanie regeneracji bromu cząsteczkowego, ale jedną z dodatkowych korzyści wynikających z zastosowania NBS jest to, że utrzymuje on niskie stężenie bromu cząsteczkowego, co jest kluczem do promowania substytucji nad addycją. Opracowano prawa szybkości, które opisują zachowanie konkurencyjne tej reakcji i wykazują silną zależność od stężenia bromu cząsteczkowego; poniżej podano dwa równania: jedno dla wysokich stężeń bromu, a drugie dla niskich stężeń bromu.
- Wysokie stężenie bromu: r(a/s) = k2a/k2s(1 + k4a/k3a), gdzie r(a/s) jest stosunkiem addycji do substytucji, a wartości k odpowiadają stałym opisującym poszczególne etapy reakcji przedstawione powyżej w sekcji Ścieżki konkurencyjne.
- Niskie stężenia bromu: r(a/s) = k2ak3a/k2sk4a gdzie pojęcia mają taką samą definicję jak w poprzednim równaniu. Można zauważyć, że w równaniu dla niskich stężeń bromu, stosunek addycji do substytucji jest wprost proporcjonalny do stężenia bromu molekularnego, więc obniżenie stężenia bromu hamowałoby ścieżkę addycji i promowało większy stopień tworzenia produktów bromowanych.