喹啉衍生物和喹啉酮衍生物对真菌、炎症、疟疾、肿瘤等疾病的治疗具有特殊的生物活性,故喹啉衍生物和喹啉酮衍生物的设计合成受到人们的高度关注。此外,作为一种重要的多功能生物活性部分,许多苯并咪唑衍生物显示出良好的抗肿瘤活性。所以我们认为苯并咪唑基团诱导喹啉和喹啉酮母核可以导致更好的抗肿瘤活性。本论文合成出了新型的2-氯喹啉苯并咪唑衍生物及2（1H）-喹啉酮苯并咪唑衍生物,研究它们的体外抗肿瘤活性,并选择其中抗肿瘤活性较好的化合物来研究它们的抗肿瘤作用机制以及体内抗肿瘤活性。本论文主要包括以下内容:1、概述抗肿瘤药物的选择及研究进展,介绍了喹啉衍生物、喹啉酮衍生物和苯并咪唑衍生物的抗肿瘤研究进展,并在此基础上说明了本论文的选题意义及研究内容。2、本论文通过有机合成的方法合成了 24个2-氯喹啉苯并咪唑衍生物和24个2-（1H）喹啉酮苯并咪唑衍生物,通过核磁共振以及高分辨质谱对各个化合物的结构进行了表征,以确定所合成化合物结构。3、通过MTT法初步检测了 2-氯喹啉苯并咪唑衍生物及2（1H）-喹啉酮苯并咪唑衍生物对4种人肿瘤细胞株（NCI-H460、BEL-7404、SK-OV-3、Hep-G2）以及人正常肝细胞HL-7702的体外增殖抑制活性。结果显示:所有化合物对人正常肝细胞HL-7702的毒性明显小于常用抗癌药物5-氟尿嘧啶（5-FU）;化合物3c、3e、5c对Hep-G2细胞的抑制活性显著优于常用抗癌药物5-FU,IC50值分别为7.54μM,7.59μM,8.45μM,化合物3c、3s对SK-OV-3细胞的抑制活性显著优于常用抗癌药物5-FU,其IC50值分别为9.4μM,8.83μM,化合物5u对BEL-7404细胞的抑制活性显著优于常用抗癌药物5-FU,IC50值为9.06μM。通过流式细胞术检测法检测了化合物3c、3e、5c诱导Hep-G2细胞、化合物3c、3s诱导SK-OV-3细胞、化合物5u诱导BEL-7404细胞的凋亡和周期情况。细胞凋亡结果显示,这些化合物均能诱导对应的细胞出现凋亡现象。细胞周期结果表明,化合物3c、3e、5c将Hep-G2细胞阻滞在G2期,化合物3c、3s将SK-OV-3细胞阻滞在G2期,化合物5u将BEL-7404细胞阻滞在G2期。4、通过Hoechst 33258染色来检测化合物分别与肿瘤细胞作用后的细胞形态变化。实验结果表明,化合物3c、3e、5c能够诱导Hep-G2细胞产生凋亡,化合物3c、3s能够诱导SK-OV-3细胞产生凋亡,化合物5u能够诱导BEL-7404细胞产生凋亡。5、通过荧光显微镜对线粒体膜电位（JC-1）、细胞内ROS和Ca2+检测观察,发现化合物3c、3e、5c对Hep-G2细胞,化合物3c、3s对SK-OV-3细胞,化合物5u对BEL-7404细胞都可以使细胞内活性氧（ROS）大量堆积,钙离子浓度升高,使线粒体膜电位降低,膜通透性增强,诱导细胞凋亡。说明各化合物能诱导细胞凋亡可能是通过线粒体通路的。6、应用Western Blot实验对相关调控通路上的关键蛋白表达情况进一步分析表明,化合物3c和化合物5c能明显上调Hep-G2细胞内p53、Bax、Cytochrome C蛋白的表达,降低抗凋亡蛋白Bcl-2的表达,上调Caspase 9蛋白的表达,从而激活Caspase 3,上调Caspase 3蛋白表达。说明了化合物通过线粒体凋亡通路诱导Hep-G2细胞凋亡。在细胞周期调控通路中,化合物3c和5c能够上调Hep-G2细胞内p53、p27、p21蛋白,进而下调cdc25c、CDK1、Cyclin B1蛋白,使Hep-G2细胞阻滞在G2期。7、通过对体内抗肿瘤抗肿瘤活性的研究,我们发现化合物5c和化合物5u都具有较好的体内抗肿瘤活性,特别是化合物5c,在异种移植小鼠模型中,其抗NCI-H460肿瘤生长的效果与顺铂相当,抑瘤率达到66.9%,但毒副作用显著小于顺铂,说明化合物5c在体内的安全性较高。本文研究进一步为寻找高效、低毒的抗肿瘤药物提供理论依据。