染料木素（genistein）是一种天然异黄酮,具有广泛的生物学功效,研究发现其具有明显的防治肿瘤作用。染料木素拥有罕见的不杀伤正常细胞的特点,且毒性很低,具有很好的开发应用价值,因而成为新药研发的重要活性先导物。异黄酮结构中羟基的位置和数量会影响其功能。然而,染料木素的多酚羟基结构导致其药效、溶解性、生物利用度等方面的局限,进入体内后迅速代谢失活,首关效应较强。染料木素的多靶点特性也导致其与癌细胞受体结合的选择性较差,难以实现临床治疗目的。为了寻找和筛选高效低毒的创新药物,对染料木素进行化学修饰和结构改造一直是该领域的研究热点。目的:本论文以染料木素为先导化合物,通过化学修饰合成染料木素衍生物,并评价其体外抗肿瘤活性,重点研究染料木素衍生物C7位侧链的N取代基及芳环上的酚羟基对肿瘤细胞增殖的影响,并对其抗癌机制进行初步探究。方法:1.以染料木素为母核结构,对染料木素的C7位、C5位及C4′位进行化学修饰,合成染料木素含氮类衍生物,利用现代波谱分析手段（包括质谱MS,核磁共振氢谱1H NMR,核磁共振碳谱13C NMR）对其结构进行表征。2.采用MTT法,对合成的衍生物进行体外抗肿瘤活性筛选。3.采用Hoechst 33342-PI双染法观察细胞形态变化。4.采用流式细胞术检测细胞凋亡率,初步探究细胞活性较好的化合物的抗癌作用机制。结果:1.成功合成得到22个染料木素衍生物,其结构通过1H NMR、13C NMR和MS确证,其中有13个化合物的结构未见报道。2.MTT法筛选化合物体外抗肿瘤活性实验结果显示,染料木素衍生物对结肠癌HCT-116、乳腺癌MCF-7、前列腺癌PC-3、胰腺癌PANC-1、卵巢癌A2780及肝癌SMMC-7721这六种癌细胞均有良好抑制细胞增殖作用,其中化合物13的体外抗肿瘤活性最优,其对HCT-116最为敏感,作用48 h的半数抑制浓度为IC50=0.97±0.06μM。3.Hoechst 33342-PI双染法结果显示,化合物13作用于HCT-116细胞24 h后,细胞体积变小,细胞核浓缩,呈亮蓝色,部分细胞呈碎块状致密浓染,说明细胞处于凋亡早期;部分细胞体积膨大、脱落,细胞膜破损,呈红色,说明细胞处于坏死或晚期凋亡阶段。4.流式细胞术检测化合物13对细胞凋亡率的影响结果显示,化合物13作用于HCT-116细胞48 h后引起的细胞凋亡呈浓度依赖性,且化合物13以低于阳性药的浓度作用于HCT-116细胞48 h后,凋亡率高于5-FU组。结论:1.成功设计合成22个染料木素含氮衍生物,其中有13个新化合物。2.MTT法检测化合物细胞毒性试验发现,大部分化合物对癌细胞具有良好的抑制细胞增殖作用。构效关系分析发现,染料木素在其C7位引入含N的碱性侧链后的化合物具有更好的抗癌细胞增殖活性,C5位羟基是该系列化合物具有强抗肿瘤活性的必要条件。3.Hoechst 33342-PI双染法及流式细胞术结果表明,化合物13表现出明显的抑制肿瘤细胞生长作用,可能与其诱导细胞凋亡和细胞坏死有关。