β-咔啉类生物碱是一类具有巨大药物开发潜力的重要天然产物。β-咔啉类生物碱具有广泛的生物活性,包括高效的抗菌、抗肿瘤、抗病毒、抗疟等。因为自身及其种类丰富的衍生物的优越生物活性,加之其较为简单的β-咔啉母环结构,引起了科研工作者的广泛关注。大量的科学研究表明β-咔啉类生物碱具有较为突出的抗肿瘤活性,但是因为其细胞选择性较差的原因,未能在临床上得到应用。因此,开发出结构新颖、低毒副作用、且拥有自主知识产权的β-咔啉类抗肿瘤药物成为众多学者的研究热点。基于课题组前期的研究,本论文以β-咔啉母环骨架结构为先导化合物,结合前期揭示的β-咔啉生物碱的活性构效关系规律,对β-咔啉生物碱结构进行修饰,优化β-咔啉生物碱的药效基团。同时,运用活性亚结构药效拼接原理,在β-咔啉母环结构上引入同样具有优秀生物活性的咪唑并[1,2-a]吡啶结构,从而设计、合成一系列新型咪唑类取代的β-咔啉衍生物,并对所获得的新型化合物进行体外抗肿瘤活性初步评价。以期得到高活性新型化合物,为新型抗肿瘤药物的开发和临床应用打下基础。第一部分,以L-色氨酸为原料,经Pictet-Spengler反应、芳构化、烷基化、氧化等多步骤反应,在9-位不同基团取代的1-醛基-β-咔啉的1-,2-位引入了咪唑环结构,共合成了50个新型的β-咔啉并咪唑类衍生物。本章所合成的产物均为新型化合物,结构经由¹H NMR、¹³C NMR以及HRMS确证,并对其中的化合物C5i’做了单晶结构确证;对所有化合物进行了肿瘤细胞株活性测试。第二部分,采用相同的方法对β-咔啉不同的活性位点进行了修饰。在9-位不同基团取代的3-醛基-β-咔啉的2-,3-位引入了咪唑环结构,制备了26个新型的β-咔啉并咪唑类衍生物。同样,本章所合成的化合物经结构确证均为新型化合物,并进行了肿瘤细胞株活性测试。本论文共合成了76个新型的目标产物,所有化合物都采用MTT法对5种肿瘤细胞株进行了活性测试。结果显示,大部分化合物都表现出了对A549（肺癌细胞）,BGC-823（胃癌细胞）,CT-26（结肠癌细胞）,Bel-7402（肝癌细胞）和MCF-7（乳腺癌细胞）的优异抑制活性。综上所述,本文通过在β-咔啉生物碱母环上引入咪唑并[1,2-a]吡啶结构,得到了多个抗肿瘤活性优异的新型β-咔啉并咪唑类衍生物,为之后新型抗肿瘤药物的研发和临床应用奠定基础。