天然环状四吡咯化合物包括卟啉、卟吩、细菌卟吩、异菌卟吩、高饱和氢卟啉和可啉等，是一类具有多种生物功能的生命活性物质，其合成和应用研究是目前天然产物化学的重要研究内容和热点。本文通过对卟吩化合物的各种合成方法进行分析、比较，提出采用“3+1”法来合成环状四吡咯化合物的依据；在分析光合作用和光动力治疗的作用过程和机理的基础上，提出光合作用模拟系统和新一代光敏剂的设计原则和发展方向。 根据“3+1”合成法，设计出卟吩模型、叶绿素a（卟吩）和托尼卟吩结构模型（细菌卟吩）的全合成路线，对卟吩模型A环结构单元2-氰基-2，3，3-三甲基-5-硫酮-吡咯烷、叶绿素a D环结构单元2-氰基-2，3-二甲基-3-苄胺酰氧甲基-4-（2’-甲氧甲酰）乙基-5-硫酮-吡咯烷和托尼卟吩结构模型A环结构单元2-氰基-2，3-二甲基-3-甲氧甲酰甲基-5-硫酮-吡咯烷等吡咯烷硫酮衍生物的合成进行研究，通过元素分析、紫外-可见光谱（UV-vis）、红外光谱（IR）、¹H和¹³C核磁共振光谱（NMR）以及质谱（MS）等检测手段对所合成化合物的结构进行了表征。 研究结果表明，合成所得到的化合物的结构、性能指标与设计要求一致，各目标化合物的合成路线简捷、反应的选择性较好；卟吩模型A环结构单元的合成只需六步反应便可以完成，而且每步反应的收率都在80％以上，具有较高的实用价值；托尼卟吩结构模型较好地反映了天然托尼卟吩化合物的结构特征，其A环结构单元的合成路线设计新颖、方案切实可行。