1α-羟基维生素D₃系列产品作为治疗佝偻病的首选药物,市场需求大,应用前景好,而该药物的高选择性合成是一直是研究热点和挑战。目前最广泛使用的1α-羟基维生素D₃合成方法是以维生素D₃为原料,经过酯化、成环、选择性氧化、开环和环加成除杂质五个步骤,通常使用二氧化硒,毒性大、反应进程难控制。此外,原方法极易产生顺反异构体杂质,导致反应总体收率较低,原子经济性差,不符合绿色化学原则。本文采用两种主要策略解决上述问题:1)通过光异构化反应将反式异构杂质转变为顺式产物,再用Diels-Alder反应对顺式产物提纯;设计新的烯丙位氧酰基化路线,并通过实验对路线可行性进行验证;2)设计合成新的含硫配体,并将钯-硫配体催化体系应用于双键的烯丙位C-H活化反应及1α-羟基维生素D₃的合成。具体内容如下:第一部分介绍了维生素D₃的由来、体内代谢途径、药理活性及其他相关D₃类药物,分析了维生素D₃的结构特点,明确其重要性及合成难度大。从全合成和半合成的角度对已报道的1α-羟基维生素D₃类衍生物的合成方法进行综述,重点分析了1α-羟基维生素D₃的半合成方法。在现有1α-羟基维生素D₃半合成方法的基础上,分析设计新的合成路线。发现了合成1α-羟基维生素D₃的新底物速甾醇,并且使用LED蓝光将反式异构杂质有效异构化为顺式产物,使反应总收率由17%提高至34%,分离后最终产物纯度达到99%。第二部分首先综述了用于催化烯丙位氧化的三个主要体系:Riley氧化体系,Kharasch-Sosnovsky反应体系和钯-硫催化体系,重点介绍了钯催化体系中的不同配体及其相关配位特点。设计了新型的钯/双齿噻二唑催化体系,一步实现直链单取代末端烯烃烯丙位选择性氧酰基化反应。对配体、催化剂、碱等条件的优化筛选后,以中等至优的收率（43-80%）高选择性得到了一系列氧酰基化产物。提出了π-烯丙基中间体和σ-钯中间体两种不同的催化机理。设计了新型的钯/单噻二唑催化体系,催化反应活性较低的1,1-双取代的末端烯烃氧酰基化反应,并以适中至优的收率（33%-86%）的得到了一系列烯丙位酯化产物。与双硫噻二唑配体相比,单噻二唑配体催化效率高,底物适用范围广,该配体不仅适用于1,1-双取代末端烯烃的催化氧酰基化,还可用于催化环状烯烃和单萜类烯烃。尝试将该催化体系应用于维生素D₃衍生物的烯丙位酯化反应,但未获得预期产物。总结全文,本文完成了由维生素D₃合成1α-羟基维生素D₃方法的改进,使反应总收率提高至34%。通过对钯硫催化体系中不同噻二唑配体的设计,做到了对不同类型烯烃的催化氧酰基化:双硫噻二唑配体可实现单取代末端烯烃的高选择性烯丙位氧酰基化（直链产物:支链产物大于50:1）;单噻二唑配体,可实现不活泼的1,1-双取代末端烯烃、萜烯和环烯的氧酰基化。