醌类化合物是普遍存在于细菌和真菌中的一类天然有机化合物,由于其分子中包含不饱和的环己二酮结构,容易进行氧化还原反应,在生物代谢过程中能起到电子传递的作用,因此具有包括抗癌、抗炎和抗氧化等多种生物活性。近些年来,对大黄素和萘醌类衍生物抗癌活性的研究越来越多,其中,大黄素是一种天然存在的蒽醌衍生物,可以从许多植物的根和皮中、霉菌、地衣等分离得到。大黄素能有效抑制多细胞信号路径,能抑制细胞繁殖、入侵、新陈代谢和血管生成。大黄素具有多向性细胞结构,能够潜入到多种主要分子靶标,包括NF-κB、络蛋白激酶Ⅱ、拓扑异构酶Ⅱ、p53、p21和涉及到炎症和癌症的雄性素受体。本课题组之前通过研究大黄素季铵盐的抗肿瘤活性发现:含两条长烷基链(长度8C-10C)的大黄素季铵盐具有很好的抗癌活性,对部分化合物做了激光共聚焦实验发现含有双长碳链的大黄素季铵盐衍生物主要在线粒体中集聚,从而证明该类药物的作用靶点在线粒体中,而其中的作用机理可能是该类药物在线粒体中进行氧化还原的过程中产生过量的活性氧(ROS)而导致肿瘤细胞发生凋亡。本文主要介绍了包括低氧环境、HIF-1α、线粒体和DNA在内的几种抗肿瘤药物的作用靶点及相关药物产生活性的机理,也合成了几类醌类衍生物,包括大黄素氮氧化物、2-甲基蒽醌和萘醌类季铵盐及大黄素铂类化合物,期望从中筛选出具有良好抗肿瘤活性的药物。在本文中,所有合成的化合物的结构都已经过1HNMR,ESI-MS证实,部分化合物还经过熔点、13CNMR和高分辨质谱的表征。其中多数化合物通过MTT法测试了其对肝癌细胞(HepG2)的抑制活性,结果显示:含两条长烷基链的大黄素叔胺对HepG2具有很好的抑制活性,蒽醌类和萘醌类双长碳链季铵盐与大黄素双长碳链季铵盐一样都具有很好的肿瘤抑制活性。而且,实验数据证明,当化合物45的醌式结构被破坏时,化合物46的抑制活性几乎完全消失,说明醌式结构在此类药物发挥药效的过程中起到非常重要的作用。本文还对大黄素、大黄素甲醚、大黄素二甲醚、大黄素三甲醚、芦荟大黄素、2-甲基蒽醌和蒽酮七种化合物进行紫外-可见光分析,希望进一步了解醌类化合物构效关系。