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自1969年发现双膦酸具有高度亲骨性和抑制骨吸收活性以来,双膦酸在临床上已广泛用于治疗多种代谢性骨病；近年来又发现双膦酸对肿瘤细胞有抑制作用。唑来膦酸是第三代双膦酸的代表,有很高的亲骨性和较强的抗肿瘤活性。本文对唑来膦酸分子进行改造,以期得到性能更优异的双膦酸。本文设计了系列新型唑来膦酸衍生物。经三步反应,以咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-丙基咪唑和2-丁基咪唑为原料,合成了五个双膦酸：1-羟基-6-(1H咪唑-1-基)己烷-1,1-双膦酸(3a)、1-羟基-6-(2-甲基-1H咪唑-1-基)己烷-1,1-双膦酸(3b)、1-羟基-6-(2-乙基-1H-咪唑-1-基)己烷-1,1-双膦酸(3c)、1-羟基-6-(2-丙基-1H-眯唑-1-基)己烷-1,1-双膦酸(3d)和1-羟基-6-(2-丁基-1H-咪唑-1-基)己烷-1,1-双膦酸(3e)。对目标物分离提纯工艺进行了改进,简化了操作,提高了产率。中间体和目标物用元素分析、红外、质谱和核磁共振氢谱予以表征,确认了结构。用溶液法(缓慢挥发或冷却)培养了四个双膦酸的单晶,并用X射线单晶衍射测定了结构,初步探讨了它们的构象特征。用高效液相色谱法(HPLC)测定了这五个新型双膦酸和唑来膦酸在羟基磷灰石(HA)上的吸附量,并考察了影响吸附量的因素。结果表明,双膦酸的起始投入量越多,吸附达到饱和平衡的时间越短；投入量越多,饱和吸附量逐渐增大,并最终保持恒定不变；吸附量还受到pH的影响。酸性条件下,1-羟基-6-(2-甲基-1H咪唑-1-基)己烷-1,1-双膦酸(3b)的饱和吸附量高达130μmol/g,而唑来膦酸在实验范围内没有表现出吸附饱和现象。pH=7.4时,化合物3b饱和吸附量为115μmol/g,而唑来膦酸饱和吸附量高达142μmol/g。化合物3b的饱和吸附量大于其他四个双膦酸,其亲骨性比其他四个双膦酸强,推测其在体内骨摄取将会高于其他四个双膦酸,保留时间也会更长。MTT法检测了五个双膦酸在体外对人骨肉瘤U2-OS细胞的抑制作用,测得化合物3a,3b,3c,3d和3e对人骨肉瘤U2-OS细胞的半抑制浓度IC50值分别是341、429、511、534和755μM,这表明它们对人骨肉瘤U2-OS细胞的抑制作用弱；双膦酸分子咪唑环C-2位烷基取代基碳链增长使双膦酸抑制人骨肉瘤U2-OS细胞作用降低。