喜树碱是Monroe E.Wall和Mansukh C.Wani从中国特有的传统药用植物喜树中分离的具有抗癌活性的生物碱。近年来人们对喜树碱类化合物的不断研究成功地发现两个半合成喜树碱药物,拓扑替康和伊立替康,其主要应用于结肠癌和卵巢癌的治疗。喜树碱类化合物的两个缺点限制其在临床上广泛使用。首先,喜树碱的理化性质差,在水中的溶解度极小而难以被机体有效吸收。其次,喜树碱可以导致腹泻和出血性膀胱炎等临床毒性。为寻求更具有成药性的喜树碱衍生物,本论文在喜树碱构效关系和作用机制研究的基础上,设计合成两系列的喜树碱衍生物并测试其体外抗肿瘤活性,同时全合成了两个喜树碱衍生物。全文由四部分构成:1、对喜树碱及近年来喜树碱的合成修饰进行概述。2、喜树碱20-氨基酸酰硫脲衍生物的设计、合成和生物活性研究。氨基酸作为肽、蛋白质、酶的组成单元,在生命科学中占有重要地位,不断吸引着人们对其研究。本论文以喜树碱α-氨基酸酯前药为原料,运用“活性官能团导向”思想,将酰硫脲这一药物分子上常用的活性官能团与喜树碱氨基酸酯结合以期得到更具有成药性的喜树碱衍生物,同时我们测试了所合成的衍生物对人肺腺癌细胞(A549)、人乳腺癌细胞(MDA-MB-231)、人口腔表皮样癌细胞(KB)和人口腔表皮样癌细胞抗药株(KBvin)这四种不同的肿瘤细胞株的细胞毒活性。3、喜树碱20-氨基酸膦酸酯衍生物的设计、合成和生物活性研究有机磷类化合物因其具有多种生物活性而被广泛使用,α-氨基膦酸酯作为一个重要的有机磷类化合物,表现抗菌、抗肿瘤以及抗HIV等生物学活性吸引着人们的注意。本论文为提高喜树碱的水溶性,扩展其结构多样性,在喜树碱构效关系研究的基础上,设计并合成出一系列喜树碱氨基膦酸酯前药,同时测试了这些衍生物对四种肿瘤细胞的体外细胞毒活性。4、喜树碱及其衍生物全合成的研究从天然产物中提取喜树碱类化合物因缺乏结构多样性和复杂性而限制了其进一步发展。为了解决喜树碱半合成中无法解决的问题,本论文打通了一条全合成喜树碱的实验方法,为以后研究此类化合物提供实验基础,同时全合成出两个喜树碱类化合物。