2.4: Hofmannin sääntö ja Zaitsevin sääntö

Hofmannin ekshaustiivisen metylaation – eliminaatioreaktioiden kaltaisissa reaktioissa vähiten substituoitu olefiini muodostuu yleensä päätuotteena. Tätä kutsutaan Hofmannin säännöksi. Kaikissa tällaisissa reaktioissa on varattuja poistuvia ryhmiä, kuten -NR3+ tai -SR2+, ja niihin liittyy vahvoja emäksiä. Zaitsevin sääntö (tai Saytzeffin sääntö) kiinnittää huomiomme vaihtoehtoiseen mahdollisuuteen. Kun HX eliminoituu, saadaan stabiilimpi olefiini (kuva 2.3.1). Tämän sääntökokonaisuuden näennäinen ristiriita on helppo ratkaista tarkastelemalla kriittisesti näihin kahteen reaktio-olosuhdekokonaisuuteen liittyviä mekanismeja.

Tällaiseen preferenssiin voi olla kaksi syytä. Ingold (1960) ja Bunnett (1969) ehdottivat, että positiivisesti varautunut poistuva ryhmä lisää β-protonien happamuutta. Substituentti β-asemassa voisi hyperkonjugatiivisesti vähentää β-protonin happamuutta. Näin ollen terminaalinen metyyliryhmä (jossa ei ole yhtään alkyylisubstituenttia) on happamampi kuin sisäinen metiiniproton (jossa on vähintään yksi alkyylisubstituentti). Kun poistuva ryhmä on halogeeni, mekanismi siirtyy kohti E1. Näissä olosuhteissa kehittyvän kaksoissidoksen stabiilisuus tulee tärkeäksi, ja tämä johtaa termodynaamisesti vakaampaan tuotteeseen. H. C. Brownin koulukunta oli esittänyt (1956), että steriittiset tekijät ohjaavat tällaisia eliminaatioreaktioita. Varatut poistuvat ryhmät ovat suuria verrattuna neutraaleihin poistuviin ryhmiin.

Suuremmat poistuvat ryhmät, kuten -NR3+ ja -SR2+, tuottavat enemmän Hoffmannin tuotetta kuin pienemmät ryhmät, kuten halogeenit. Myös emäksen bulkkisuus lisää Hoffmann-tuotetta Zaitsav-tuotteen kustannuksella. Tilanne näyttää olevan monimutkaisempi. Kun emäksen vahvuutta lisättiin lisäämättä reaktiokohdan (X-C6H4-O¯) bulkkia, Hoffmann-tuote kasvoi Zaitsav-tuotteen kustannuksella (Froemsdorf (1966,67)). Tämä viittaa E1cB-mekanismiin, jossa β-protonin happamuus on tärkeää. Siten mekanismia (ja siten tuotteiden koostumusta) voidaan muuttaa sellaisilla tekijöillä kuin lähtevän ryhmän koko, emäksen koko, lähtevän ryhmän luonne ja emäksen vahvuus.