甾体（steroids）是一类结构独特和数量庞大的天然产物。通常，其分子母核中都含有[6-6-6-5]四环碳骨架，亦称甾核（steroid nucleus）（图1A）。地球上的绝大多数生物体（包括人体）都能合成甾体化合物，具有重要的生理功能调节的作用。对甾体的研究，不仅在有机合成的发展历史中占有非常重要的地位，还极大地推动了药物化学和制药领域的发展。目前，已上市的甾体药物超过100种，在化学药物体系中占有重要的地位，是仅次于抗生素的第二大类药物，被广泛应用于治疗风湿性关节炎、哮喘、淋巴性白血病、过敏性疾病、人体器官移植、肿瘤、皮肤病、内分泌失调等疾病，国际医药市场需求巨大。另外，甾体避孕药的研发成功，是人类生育控制的划时代成就，也促使了孕激素化学的深入研究。
甾体的研究历史简介
图1. 甾体化合物的研究简介
对甾体的研究最早可以追溯到18世纪，但进入20世纪后才开始迅速发展，“辉煌时刻”为20世纪20年代至70年代。在这辉煌的半个多世纪里，有多达十几位科学家因为在甾体化合物领域的卓越研究而获得诺贝尔奖，足见其重要性。在此期间，甾体的生物合成途径也被证实：角鲨烯（squalene）在酶的作用下发生环化转换成羊毛甾醇（lanosterol）（图1B）；羊毛甾醇再经过其他生物转化，可以生成胆固醇以及激素分子等。
对经典甾体的全合成开始于20世纪30年代，有几个重要的里程碑事件值得关注（图1C）。1939年，美国化学家Bachmann教授完成了首个甾体天然产物马萘雌酮（equilenin）的全合成；1951年，美国化学家Woodward教授完成了肾上腺皮质激素可的松（cortisone）的首次全合成；1971年，美国化学家Johnson教授完成了天然孕激素孕酮（progesterone）的首次全合成；1979年，美国化学家Volhardt教授完成了天然雌激素雌酮（estrone）的首次全合成，随后，英国化学家Pattenden教授于2004年也完成了雌酮的全合成。
近些年来，具有高氧化态的复杂甾体天然产物成为新的研究热点。1996年，美国化学家Stork教授完成了强心苷类化合物洋地黄毒甙元（digitoxigenin）的首次全合成。随后，日本化学家Nakada教授于2007年也完成了洋地黄毒甙元的全合成。2008年，加拿大化学家Deslongchamps教授完成了强心苷类化合物乌本甙元（ouabagenin）的首次全合成。随后，美国化学家Baran教授（2013年）、日本化学家Inoue教授（2013年）、美国化学家Nagorny教授（2019年）和中国化学家汤文军教授（2023年）等也分别完成了乌本甙元的全合成。
甾体的工业化合成
早期，甾体的获得主要是通过提取的方式，来源稀缺且单一，收集比较困难。比如，1939年诺贝尔化学奖得主（因在甾体性激素方面的研究而获奖）德国化学家Butenandt教授为了提取雌酮和孕酮等甾体性激素专门收集了数吨的尿液。这种获取方式在早期的基础研究阶段还可以勉强维持，但到了药物研发和临床阶段就成为了瓶颈。
研究者通过人工半合成办法最终成功解决了甾体的原料供应问题。在此列举两个比较重要的工业化路线（图2）。一个工业化路线从20世纪40年代开始，美国化学家Marker教授完成了以薯蓣皂甙元（diosgenin）为原料的三步降解法，可合成一系列的甾体化合物。另一个工业化路线从20世纪50年代开始，美国Merck公司化学家以胆汁酸（bile acid）为原料，通过大约30步合成醋酸可的松。
值得一提的是，1959年，在极为困难的条件下，我国著名有机化学家黄鸣龙院士以国内的薯蓣皂甙元为原料，经过七步转化成功实现了醋酸可的松的工业化生产，填补了我国甾体药物工业的空白，使我国成为了当时能生产甾体激素的少数国家之一。黄鸣龙院士被誉为我国甾体化学和甾体药物工业的奠基人。
图2. 甾体工业化生产的代表性合成工艺