维生素是有机微量营养素，在调节生理代谢和支持动物正常生长与健康方面起着重要作用。其中，维生素D3（VD3，又称胆钙化醇）对促进钙和磷的肠道吸收、维持血清钙磷稳态以及促进骨骼矿化至关重要[1]。在肝脏中，VD3由维生素D 25-羟化酶羟基化为25-羟基维生素D3（25-OH-VD3）[2]（也称为钙化二醇[2]）。VD3和25-OH-VD3可作为膳食补充剂口服，用于预防维生素D缺乏或治疗相关疾病，包括佝偻病、家族性低磷酸血症和甲状旁腺功能减退症[3]。鉴于全球对VD3和25-OH-VD3的巨大需求，将其作为活性药物成分进行工业化生产具有重要意义。
7-脱氢胆固醇（7-DHC）是胆固醇的前体[4]，在紫外线B（UVB）照射下可在皮肤中光化学转化为VD3[5]（图1）。7-DHC对人体健康至关重要，同时还具有多种生物活性，包括抗铁死亡效应[6]、抗自身免疫特性[7]、抗肿瘤活性[8]、抗骨质疏松活性[9]以及对抗缺氧-缺血性脑病的保护作用[10][11]。相应地，25-羟基-7-脱氢胆固醇（25-OH-7-DHC）也表现出多种生物活性，例如激活肝脏X受体（LXR）α、LXRβ和维生素D受体[12][13]，以及促进昆虫蜕皮激素的合成[14]。重要的是，7-DHC和25-OH-7-DHC分别是通过紫外线照射工业生产VD3和25-OH-VD3的关键中间体[15]。因此，开发高效、经济且可工业化放大的7-DHC和25-OH-7-DHC合成路线至关重要。
目前，已有多种化学和生物方法用于合成7-DHC和25-OH-7-DHC。针对7-DHC的合成（方案1），甘等人开发了一条从双诺醇开始的六步合成路线，包含一个关键偶联反应，总产率为27%[16]（方案1，路线a）；傅等人报道了一条包含关键肼化和脱氢氮化反应的八步合成路线，总产率为37%[17]（方案1，路线b）；Jules A.等人从胆固醇出发开发了一条四步合成路线，采用昂贵的催化剂RhCl(PPh3)3进行烯醇酯化和氢化反应，总产率为17%[18]（方案1，路线c）；刘等人利用胆固醇脱氢酶将胆固醇在细胞内转化为7-DHC，产率为20%[19]（方案1，路线d）。对于25-OH-7-DHC的合成（方案2），Tyrlik等人从25-羟基胆固醇二醋酸酯出发开发了一条三步合成路线，包含关键溴化和脱溴化反应，总产率为38%[20]（方案2，路线a）；金等人从昂贵的起始材料25-羟基-7-氧代胆固醇二醋酸酯出发开发了一条两步合成路线，通过关键肼化和脱氢氮化反应，总产率为89%[21]（方案2，路线b）；甘等人通过关键偶联反应从双诺醇制备了25-OH-7-DHC，总产率为42%[22]（方案2，路线c）；Hofmann等人从麦角固醇出发开发了一条七步合成路线，包含Diels–Alder反应和偶联反应，总产率为30%[23]（方案2，路线d）。然而，这些方法的效率较低，工业化放大能力有限，且在某些情况下依赖于昂贵的试剂或起始材料。因此，开发高效且经济可行的7-DHC和25-OH-7-DHC合成方法十分迫切。本文报道了一种从胆固醇合成7-DHC（总产率64%）和从25-羟基胆固醇合成25-OH-7-DHC（总产率44%）的简便实用方法，与以往报道的合成方法相比，该方法流程较短，产率更高，有利于工业化生产。
