天然产物是指动植物、海洋生物、昆虫或微生物体内的组成成分和代谢产物及人和动物体内的化学成分,是在动植物体内通过生化作用和光合作用形成的,主要包括糖苷类、树脂、蛋白质、油脂、生物碱、黄酮、留体化合物、萜类等天然存在的化学成分。天然产物具有许多生物和药理学活性,如抗癌,抗炎和抗衰老,在医疗、食品、日化等领域受到广泛关注,但是由于天然产物的成分复杂且从动植物中提取的含量低,因此传统的提纯已不能满足人类日益增长的需求。近年来,科学家们通过对天然产物进行半合成和全合成及其对其结构进行修饰和改造合成了更多、更高效的药物。黄酮类化合物是天然产物中极其重要的一类多酚类物质,是天然植物色素的一种,多为浅黄色、黄色、橙黄色,具有较为温和多样的生物活性和较低的毒性。天然黄酮类化合物大多来源于植物的次生代谢产物,对植物的生长、发育起着不可忽视的作用,其中光保护作用和抗氧化作用尤为重要。黄酮类化合物在自然界的分布相当广泛,存在于多种科目的植物中,比如,芸香科（桔皮、陈皮）、石南科、唇形科（黄芩）、豆科（槐花、甘草）、伞形科（柴胡、芹菜）等;异黄酮在豆科中较多,橙酮类多存在于菊科植物,双黄酮类在裸子植物杉科、松科、银杏科植物中发现较多。大部分黄酮类化合物以游离态或与糖结合成苷（氧苷、碳苷）的形式存在,是人类发现较早的一类天然产物。黄酮类是一类广泛分布于植物界的酚类次级代谢产物,是天然产物的重要组成部分。这类化合物具有多种生物活性和有效的医疗应用,如抗癌和抗肿瘤活性、抗炎和抗病毒活性、抗菌和抗真菌活性、抗心血管疾病、酶抑制活性、抗自由基和抗氧化活性。近年来,黄酮类化合物因其广谱的生物活性、广泛的自然分布、多样的化学结构及低毒性,受到越来越多研究者的关注。黄酮类化合物常以游离态或与糖结合成苷的形式存在。黄酮类化合物结构的共同特征是,两个苯环分子通过三个碳原子连接,即含有C6-C3-C6基本碳架。黄酮类化合物具有多种生理活性,受到有机化学家和药物化学家的高度重视。目前黄酮类化合物来源主要分两类,一类是从自然界里的天然产物中提取,但含量较少;另一类是经过半合成或全合成以及对现有黄酮物质的结构进行修饰,此法不仅能合成更多种类的黄酮类物质,而且相比于天然黄酮,合成黄酮的抗癌、抗菌、抗氧化以及其他生理和药理活性都得到了明显的提高,更能和人体相吻合,副作用更小。因此,在天然黄酮的基础上对其修饰所得到的合成类黄酮化合物成为合成新型药物的热门话题,而生理和药理活性良好的天然产物在医疗、食品、日化等领域均有巨大的应用前景。黄酮类化合物的化学合成研究已有很长的历史,其 中 Baker-Venkataraman（BK-VK）法、Claisen-Schmidt 法 与Algar-Flynn-Oyamada（AFO）法是较为经典的方法。异戊烯黄酮是一类独特的天然黄酮类化合物,其特征是在黄酮骨架上存在着异戊烯基侧链。C-异戊烯化的黄酮可以增强其对p-糖蛋白的亲和力和对细胞膜的通透性,可以显著提高黄酮类化合物的生物活性。具有显著抗癌活性的天然异戊烯基黄酮类,可以作为日益增长的保健食品的先导化合物和人类疾病治疗新的药物来源。异戊烯基黄酮类化合物是天然黄酮类化合物中一个重要的成员,它存在于许多天然药用植物中,具有抗菌、抗癌、降血压、抗炎、抗肿瘤等广泛的生理活性。异戊烯基侧链的存在大大加强了黄酮类化合物在药用植物中的应用领域。对黄酮类化合物进行异戊烯基醚化可以有效促使化合物进入生物细胞膜内,更容易被生物体吸收。Claisen重排在有机合成中有着非常重要的地位,可以获得许多用途广泛的医药中间体。通过O-异戊烯基的Claisen重排得到的C-异戊烯基片段是脱水淫羊藿素等天然产物发挥药用价值的重要结构。在黄酮的化学结构式中,其3、5、6、7、8、2’、3’、4’、5’和6’等位置具有4个及4个以上甲氧基团取代基的则为多甲氧基黄酮（Polymethoxylated flavones,PMFs）。它们存在于芸香科植物中的天然产物,具有平面结构和低极性。1934年Nelson首次从橘皮精油中提取出橘皮素,1938年从橙皮中分离出川陈皮素,之后科学家又从柑橘属植物中分离出tetra-O-metrylscutellarein和七甲氧基黄酮。1991年欧洲标准化委员会规定多甲氧基黄酮（PMFs）是苯并色原酮结构上连有4个或4个以上甲氧基的黄酮类化合物。目前已从柑橘属植物中分离鉴定出40余种多甲氧基类黄酮类化合物,以柑橘（Citrus reticulate Blanaco）和甜橙（Cotrus sinensis（L.）Osbeck）中的含量较高。橘皮素（Tangeretin）和川陈皮素（Nobiletin）是多甲氧基类黄酮类的代表性化合物。多甲氧基黄酮（PMFs）是主要存在于柑橘属植物中的一类具有多种生物学功能天然产物。PMFs及其羟基化衍生物已被证明是预防慢性炎症、肿瘤发展、动脉粥样硬化、血栓形成和氧化损伤等疾病的有效治疗剂。PMFs结构上的多个甲氧基基团具有高度疏水性,导致其水溶性低,口服生物利用度差。为了提高PMFs 口服制剂的生物利用度,研究了基于乳剂的给药技术在PMFs 口服制剂中的应用。异戊烯基黄酮类和多甲氧基黄酮类在自然界植物中的含量低且来源有限,这些因素严重影响其生物活性价值的开发和利用。因此,多甲氧基黄酮类和异戊烯基类黄酮的化学合成将解决其实用性难题。本论文围绕多甲氧基和异戊烯基黄酮类化合物的合成及生物活性进行了系列研究。1、以丰富廉价的天然黄酮类化合物柚皮苷、橙皮苷、槲皮素和杨梅素为原料,经糖苷水解、脱氢、选择性O-甲基化、O-异戊烯基化和克莱森重排反应合成了 20种异戊烯基类黄酮1-20。其中,1-7、10-15、17-20为新化合物,天然产物3,3’,4’,7-四甲氧基-8-异戊烯基-5-羟基黄酮（16）为首次高产率合成。研究了合成化合物对三种人类癌细胞系（Hela、HCC1954和SK-OV-3）的体外抗增殖活性。结果表明,大多数目标化合物对三种癌细胞均具有中等至较强的抗增殖活性（IC500.49-95.07 μM）。其中,3’,4’,7-三甲氧基-5-羟基-8-异戊烯基黄酮（12）对上述三种癌细胞上表现出最强的抗增殖活性,其IC50值为0.91-7.08 μM。3’,7-二甲氧基-5-0-异戊烯基黄酮（6）和3’,4’,7-三甲氧基-5-O-异戊烯基黄酮（10）分别对HCC1954细胞的表现出选择性抗增殖活性（IC50 0.49 和5.32 μM）。所合成的化合物结构已经核磁共振氢谱（1H NMR）,核磁共振碳谱（13C NMR）,质谱（MS）,高分辨质谱（HRMS）等波谱方法表征。2、以1,3-二甲氧基苯为起始原料,经溴化、甲氧基化、乌尔曼式反应和二甲基过氧化酮（DMDO）氧化反应,合成了两个系列多甲氧基查尔酮和多甲氧基黄酮类化合物,其中包括天然产物2’-羟基-3,4,5,4’,6’-五甲氧基查尔酮（28c）、5,6,7,8,3’,4’,5’-七甲氧基黄酮醇（26）、5,7,3’,4’,5’-五甲氧基黄酮（29c）和3-羟基-5,7,3’,4’,5’-五甲氧基黄酮（27）。采用细胞计数kit-8（CCK-8）法,测试了这些合成化合物对三种人类癌细胞系（Hela,HCC1954和SK-OV-3）的体外抗增殖活性,结果表明,这些化合物具有中等至较强的抗增殖活性。部分化合物的活性与阳性对照药物顺铂相同或更高。尤其是化合物24c、24e、28a和29a,其IC50等于或低于10 μM,值得进一步研究。所合成的化合物结构已经核磁共振氢谱GH NMR),核磁共振碳谱（13C NMR）,质谱（MS）,高分辨质谱（HRMS）等波谱方法表征。3、以丰富廉价的天然柚皮苷和橙皮苷为原料,通过脱氢、O-甲基化、糖苷水解、溴化、微波辅助芳香亲核取代、二甲基过氧化酮（DMDO）氧化和区域选择性去甲基化等反应,合成了一系列多甲氧基黄酮类化合物41-60。所有合成的化合物均采用标准CCK-8法检测了对人宫颈癌Hela细胞系的抗增殖活性,结果显示,大多数目标化合物对Hela细胞具有中等强度的抗增殖活性,与阳性对照药物顺铂相当。其中,5-羟基多甲氧基黄酮类59显示最强的活性（IC50 0.791 μM）。所合成的化合物结构已经核磁共振氢谱GH NMR),核磁共振碳谱（13C NMR）,质谱（MS）,高分辨质谱（HRMS）等波谱方法表征。