在有機合成和藥物合成中，從羥基化合物（包括伯醇、仲醇、叔醇）脫水形成烯烴的轉化是一類非常重要的轉化，脫水反應可以在酸或者Lewis酸性條件下發生，也可以將羥基衍生化成易離去基（如磺酸酯或滷素）再在鹼性條件下消除，還可以在脫水劑的條件下脫水形成烯烴，其中最常見的反應是黃原酸酯消除和Grieco-Sharpless消除反應，最為常用的是兩個脫水劑就是Martin Sulfurane 和Burgess脫水劑。
脫水反應的挑戰在於在複雜體系中，存在區域選擇性的問題，或者當體系中存在多個羥基的時候，存在化學選擇性的問題。如圖1所示，羥基化合物4在三氟化硼-乙醚作Lewis酸的條件下，在DCM中-78 oC反應 2 min，會得到動力學上favor的化合物5，如果延長時間，會得到6和7，如果升高溫度，則會發生1,2-甲基遷移，得到四取代雙鍵化合物8。
圖1. 化合物4的脫水反應
（圖片來源：Nat. Prod. Rep.）
黃原酸酯消除
黃原酸酯消除也叫Chugaeve(楚加耶夫)消除反應，是基礎有機化學中的經典人名反應。如圖2所示，羥基化合物在鹼性條件下和二硫化碳以及碘甲烷反應形成黃原酸酯，然後加熱條件下發生分子內消除，經歷六元環過渡態，順式消除，得到烯烴，放出硫氧化碳和硫醇，該反應的優點是不發生碳架的異構和雙鍵的遷移。
圖 2. 黃原酸酯消除反應及其機理
(圖片來源：Strategic Applications of Named Reactions in Organic Synthesis.)
H．Hagiwara教授課題組在天然產物Solanapyrone E的首例不對稱全合成中，就用到了黃原酸酯消除，由於黃原酸酯消除是順式消除，所以該體系中可以良好的控制區域選擇性，以兩步89%的產率得到目標脫水產物。
圖 3. 黃原酸酯消除反應應用舉例
（圖片來源：Org. Lett.）
Martin試劑
Martin試劑，也叫Martin sulfurane, 雙[a,a-雙(三氟甲基)苯乙醇]-二苯基硫，結構如圖4所示，也可以在溫和條件下脫水，但對水敏感，最好保存在手套箱中。
圖 4. Martin sulfurane的結構
圖 5. Martin 脫水反應機理
（圖片來源：網絡）
Martin試劑對於仲醇和叔醇脫水效果良好，主要得到雙鍵，而對於伯醇，主要得到醚。其脫水機理如圖5所示，硫葉立德經β-消除，得到烯烴和二苯基亞碸。
北京大學楊震教授團隊在複雜天然產物Lancifodilactone G醋酸酯的不對稱全合成中，就用到了Martin試劑脫水，在全合成的後期，具有八環體系的複雜底物中，化合物25到26的轉化，能在室溫下5分鐘就以80%的收率得到產物，體現了該反應的實用性。
圖 6. Martin 脫水反應應用
（圖片來源：J. Am. Chem. Soc.）
Burgess脫水劑
Burgess脫水劑，也叫伯吉斯試劑，是N-（三乙胺基硫醯）氨基甲酸甲酯，結構如圖7所示。可以在溫和條件下脫水，但該試劑對水和空氣都很敏感，需要使用新製備的試劑，保存的時候最好保存在手套箱中。反應機理如圖8，類似於黃原酸酯消除反應，也是經分子內六元環過渡態順式消除得到烯烴。
圖 7. Burgess脫水劑的結構
圖 8. Burgess脫水反應的機理
(圖片來源：Strategic Applications of Named Reactions in Organic Synthesis.)
可以由異氰酸氯碸酯與三乙胺在甲醇中反應製備，脫水時，由羥基進攻硫，而後發生順式消除。Burgess脫水劑還可以用於從甲醯胺脫水合成異腈化合物。
圖 9. Burgess脫水反應的應用一
（圖片來源：J. Am. Chem. Soc.）
James H. Rigby教授在 (+)-Narciclasine的全合成中用到了Burgess脫水劑，化合物11中TBS在氟負離子下脫除，接著Burgess脫水，兩步以64%的產率得到化合物12中的雙鍵。
圖 10. Burgess脫水反應的應用二
（圖片來源：J. Am. Chem. Soc.）
Phil S. Baran教授團隊在天然產物Fischerindoles I的合成中使用了Burgess脫水劑，最後一步13b到最終天然產物的轉化中，將甲醯胺轉化為異腈化合物，產率優良。
Grieco-Sharpless消除反應
Grieco-Sharpless消除反應機理如圖11所示，首先醇與鄰硝基苯硒腈和三丁基膦在缺電子的硒原子上發生親核取代，生成硒醚。然後用過氧化氫或者m-CPBA將硒醚氧化為硒亞碸。最後硒亞碸發生類似於Cope消除的消除反應，放出硒醇，生成烯烴。
圖11. Grieco-Sharpless消除反應機理
（圖片來源：網絡）
如圖12所示，Blay, G.團隊在Plagiochiline N的全合成中，在關鍵中間體17中，既有仲醇也有叔醇的情況下，仲醇選擇性發生Grieco-Sharpless消除反應，由於是順式消除，所以區域選擇性地生成了烯烴19。
圖12. Grieco-Sharpless消除反應應用
（圖片來源：J. Org. Chem.）
以上幾個脫水反應都是非常重要且非常常見的轉化，黃原酸酯消除試劑廉價，反應乾淨，但需要兩步反應，有時候需要高溫加熱；Martin試劑和Burgess 試劑脫水操作簡便，反應快捷，但試劑相對較貴，且保存條件較為嚴格，Martin試劑脫水優先發生在仲醇和叔醇，而Grieco-Sharpless消除反應則優先發生在伯醇和仲醇，這些反應各有利弊，實際應用中可以互補。脫水反應還有很多，請參考參考文獻6中的綜述。
除了上面的消除反應，還有單分子消除反應，共軛鹼單分子消除反應，雙分子消除反應，熱解消除等
參考文獻：
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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