本文以在心血管疾病方面有较好应用的天然药物葛根素为研究对象。根据前药原理对葛根素进行新药设计和结构修饰，改善其溶解性能等理化性质，从根本上解决葛根素因水溶性/脂溶性差而导致的生物利用度低的问题，并期望通过初步药效学研究筛选出药效提高的新药物前体。同时，通过开展本课题研究，可以将重庆的葛根资源优势转化为经济优势，促进重庆市的社会经济发展。 针对葛根素的结构特点，将4’、7、8活性位点分别用水溶性/脂溶性基团进行修饰，合成一系列衍生物。采用紫外光谱、红外光谱和核磁共振进行结构表征，经图谱综合解析表明：衍生物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ符合其结构特征，为结构设计拟得到的衍生物。其中衍生物Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ属于创新化合物。 对衍生物进行理化性质及安全性考察。稳定性实验显示：衍生物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ性质稳定；衍生物Ⅳ对高温和室温空气条件都较为敏感。提示衍生物Ⅳ在后续研发工艺中，应充分考虑温度、湿度、氧等不稳定性因素，确保在工艺过程中性质不发生改变。 溶解度实验表明：与葛根素溶解度相比，衍生物Ⅰ在乙醇中提高8.3倍；衍生物Ⅱ在水中降低92.0％，在甲醇中降低72.5％。衍生物Ⅲ在水中提高1.2倍，乙醇中提高2.2倍；衍生物Ⅳ的水溶性提高56.7倍。 在体液pH值环境下，葛根素和衍生物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的油水分配系数分别为0.3921、0.3988、36.7369、0.5308、0.5201。油水分配系数小于1有利于药物在体内的转运。 pKa和安全性实验表明：衍生物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均为弱电解质，符合药物化合物的基本性质；且均无明显毒副作用，小鼠最大耐受量>5g/kg。 在初步药效学研究中，考察了衍生物的体外溶出度和抗缺氧药效，并分析了不同位点取代基对抗缺氧药效的影响。常压抗缺氧实验显示：葛根素在经过结构修饰后，衍生物Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的抗缺氧时间分别延长6.25％、4.17％、65.83％；衍生物Ⅱ降低2.08％。其中，衍生物Ⅳ具有显著性意义。 通过本文的研究，葛根素经过结构设计及修饰，溶解度提高，理化性质得到改善，这有利于提高其生物利用度，增强药效。本文合成并筛选得到三个（衍生物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ）溶解性能等理化性质改善且药效增强的衍生物。