在有机合成和药物合成中，从羟基化合物（包括伯醇、仲醇、叔醇）脱水形成烯烃的转化是一类非常重要的转化，脱水反应可以在酸或者Lewis酸性条件下发生，也可以将羟基衍生化成易离去基（如磺酸酯或卤素）再在碱性条件下消除，还可以在脱水剂的条件下脱水形成烯烃，其中最常见的反应是黄原酸酯消除和Grieco-Sharpless消除反应，最为常用的是两个脱水剂就是Martin Sulfurane 和Burgess脱水剂。
脱水反应的挑战在于在复杂体系中，存在区域选择性的问题，或者当体系中存在多个羟基的时候，存在化学选择性的问题。如图1所示，羟基化合物4在三氟化硼-乙醚作Lewis酸的条件下，在DCM中-78 oC反应 2 min，会得到动力学上favor的化合物5，如果延长时间，会得到6和7，如果升高温度，则会发生1,2-甲基迁移，得到四取代双键化合物8。
图1. 化合物4的脱水反应（图片来源：Nat. Prod. Rep.）
黄原酸酯消除
黄原酸酯消除也叫Chugaeve(楚加耶夫)消除反应，是基础有机化学中的经典人名反应。如图2所示，羟基化合物在碱性条件下和二硫化碳以及碘甲烷反应形成黄原酸酯，然后加热条件下发生分子内消除，经历六元环过渡态，顺式消除，得到烯烃，放出硫氧化碳和硫醇，该反应的优点是不发生碳架的异构和双键的迁移。
图 2. 黄原酸酯消除反应及其机理(图片来源：Strategic Applications of Named Reactions in Organic Synthesis.)
H．Hagiwara教授课题组在天然产物Solanapyrone E的首例不对称全合成中，就用到了黄原酸酯消除，由于黄原酸酯消除是顺式消除，所以该体系中可以良好的控制区域选择性，以两步89%的产率得到目标脱水产物。
图 3. 黄原酸酯消除反应应用举例（图片来源：Org. Lett.）
Martin试剂
Martin试剂，也叫Martin sulfurane, 双[a,a-双(三氟甲基)苯乙醇]-二苯基硫，结构如图4所示，也可以在温和条件下脱水，但对水敏感，最好保存在手套箱中。
图 4. Martin sulfurane的结构
图 5. Martin 脱水反应机理（图片来源：网络）Martin试剂对于仲醇和叔醇脱水效果良好，主要得到双键，而对于伯醇，主要得到醚。其脱水机理如图5所示，硫叶立德经β-消除，得到烯烃和二苯基亚砜。北京大学杨震教授团队在复杂天然产物Lancifodilactone G醋酸酯的不对称全合成中，就用到了Martin试剂脱水，在全合成的后期，具有八环体系的复杂底物中，化合物25到26的转化，能在室温下5分钟就以80%的收率得到产物，体现了该反应的实用性。
图 6. Martin 脱水反应应用（图片来源：J. Am. Chem. Soc.）
Burgess脱水剂
Burgess脱水剂，也叫伯吉斯试剂，是N-（三乙胺基硫酰）氨基甲酸甲酯，结构如图7所示。可以在温和条件下脱水，但该试剂对水和空气都很敏感，需要使用新制备的试剂，保存的时候最好保存在手套箱中。反应机理如图8，类似于黄原酸酯消除反应，也是经分子内六元环过渡态顺式消除得到烯烃。
图 8. Burgess脱水反应的机理(图片来源：Strategic Applications of Named Reactions in Organic Synthesis.)
可以由异氰酸氯砜酯与三乙胺在甲醇中反应制备，脱水时，由羟基进攻硫，而后发生顺式消除。Burgess脱水剂还可以用于从甲酰胺脱水合成异腈化合物。
图 9. Burgess脱水反应的应用一（图片来源：J. Am. Chem. Soc.）
James H. Rigby教授在 (+)-Narciclasine的全合成中用到了Burgess脱水剂，化合物11中TBS在氟负离子下脱除，接着Burgess脱水，两步以64%的产率得到化合物12中的双键。
图 10. Burgess脱水反应的应用二（图片来源：J. Am. Chem. Soc.）Phil S. Baran教授团队在天然产物Fischerindoles I的合成中使用了Burgess脱水剂，最后一步13b到最终天然产物的转化中，将甲酰胺转化为异腈化合物，产率优良。
Grieco-Sharpless消除反应
Grieco-Sharpless消除反应机理如图11所示，首先醇与邻硝基苯硒腈和三丁基膦在缺电子的硒原子上发生亲核取代，生成硒醚。然后用过氧化氢或者m-CPBA将硒醚氧化为硒亚砜。最后硒亚砜发生类似于Cope消除的消除反应，放出硒醇，生成烯烃。
图11. Grieco-Sharpless消除反应机理（图片来源：网络）如图12所示，Blay, G.团队在Plagiochiline N的全合成中，在关键中间体17中，既有仲醇也有叔醇的情况下，仲醇选择性发生Grieco-Sharpless消除反应，由于是顺式消除，所以区域选择性地生成了烯烃19。
图12. Grieco-Sharpless消除反应应用（图片来源：J. Org. Chem.）以上几个脱水反应都是非常重要且非常常见的转化，黄原酸酯消除试剂廉价，反应干净，但需要两步反应，有时候需要高温加热；Martin试剂和Burgess 试剂脱水操作简便，反应快捷，但试剂相对较贵，且保存条件较为严格，Martin试剂脱水优先发生在仲醇和叔醇，而Grieco-Sharpless消除反应则优先发生在伯醇和仲醇，这些反应各有利弊，实际应用中可以互补。脱水反应还有很多，请参考参考文献6中的综述。除了上面的消除反应，还有单分子消除反应，共轭碱单分子消除反应，双分子消除反应，热解消除等。
参考文献：
1，Hagiwara, H., Kobayashi, K., Miya, S., Hoshi, T., Suzuki, T., Ando, M. The First Total Synthesis of (-)-Solanapyrone E Based on Domino Michael Strategy. Org. Lett. 2001, 3, 251-254.
2，Liu, D. D.; Sun, T. W.; Wang, K. Y.; Lu, Y.; Zhang, S. L.; Li, Y. H.; Jiang, Y. L.; Chen, J. H.; Yang, Z. Asymmetric Total Synthesis of Lancifodilactone G Acetate. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 5732−5735.
3，Rigby, J. H.; Mateo, M. E. Total Synthesis of (+)-Narciclasine. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 12655-12656.
4, Baran, P. S.; Richer, J. M. Enantioselective Total Syntheses of Welwitindolinone A and Fischerindoles I and G. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 15394-15396.
5，Pedro, J. R.; Blay, G. Synthesis of Plagiochiline N from Santonin. J. Org. Chem. 2001, 66, 7700–7705.
6， Poulsen, T. B.; et al Dehydration reactions in polyfunctional natural products. Nat. Prod. Rep. 2020, DOI: 10.1039/d0np00009d.
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