Pochodna 11 może jednak wykazywać aktywność chemiczną w reakcji z drugorzędowymi alkoholami z zawadą przestrzenną, która cechuje się retencją konfiguracji w powstałym produkcie.
650px|center|Mechanizm reakcji Mitsunobu
Najszybszym etapem reakcji jest tworzenie soli 5, natomiast najwolniejszym powstawanie pochodnej oksyfosfoniowej 8. Jednakże prędkość całej reakcji zależy od solwatacji odczynnika nukleofilowego oraz jego pKa.
Kolejność reagentów Kolejność dodawania poszczególnych reagentów w reakcji Mitsunobu może być istotna dla jej przeprowadzenia. Zwykle alkohol, odczynnik nukleofilowy i trifenylofosfinę rozpuszcza się razem w THF lub eterze dietylowym, schładza do 0 °C na łaźni lodowej i powoli dodaje DEAD rozpuszczony także w THF. Wszystko miesza się w temperaturze pokojowej przez kilka godzin. Jeżeli reakcja nie zajdzie należy betainę sporządzić oddzielnie dodając DEAD do trifenylofosfiny w THF w 0 °C, a na końcu alkohol i odczynnik nukleofilowy.
Stereochemia Reakcja Mitsunobu cechuje się całkowitą inwersją konfiguracji chiralnego alkoholu dla większości przypadków, co jest niezwykle cenną właściwością w stereoselektywnej syntezie.