Mit Hilfe der Dihydroxylierung können zwei vicinale Hydroxygruppen aus einem Alken hergestellt werden. Als typisches Reagenz wird Osmiumtetroxid eingesetzt. Da dieses Reagenz sehr toxisch und teuer ist, wird es bevorzugt nur in katalytischen Mengen eingesetzt und NMO (N-Methylmorpholin-N-oxid) wird verwendet, um das verbrauchte OsO4 zu regenerieren.
Durch die syn-Addition von OsO4 an die Doppelbindung entsteht in einem ersten Schritt ein Osmatester. Durch die Zugabe von Wasser entsteht das Produkt und durch NMO wird OsO4 regeneriert. Da beide Hydroxygruppen von der gleichen Seite der Doppelbindung kommen, handelt es sich um eine syn-Addition
Aus einer Dihydroxylierung erhält man also stets das syn-Produkt. Um stattdessen das anti-Produkt zu erhalten muss man, wie im Schema unten gezeigt, den Umweg über das Epoxid gehen. Nach einer Epoxidierung, die ebenfalls syn erfolgen muss, kann der Dreiring mit Base geöffnet werden. Da es sich dabei um eine SN2-Reaktion handelt, muss ein Rückseitenangriff erfolgen und man erhält das anti-Produkt.
