在过去的几十年中,40种以上的环肽类药物已经得到临床应用,其中绝大多数是天然产物。环肽与线性肽相比具有高亲和力和选择性,更高的亲脂性和膜通透性使其拥有良好生物活性。由于来自天然产物的环肽含量较低,提取困难,因此人们致力于人工合成和改造天然环肽。此外,环肽的构象构效关系也是我们研究的重点。Galaxamide是从海藻Galaxaura丝状藻中分离出来的一种环状五肽,对GRC-1和人肝癌HepG2细胞株具有良好的体外生物活性,因此本文分别以手性L-亮氨酸,D-亮氨酸并采用分子内光诱导单电子转移反应合成了两种Galaxamide环肽类似物,采用圆二色谱和理论计算对其立体结构进行研究,发现由L-亮氨酸为起始物合成的环肽为C-3-S异构体,而D-亮氨酸合成的是C-3-R异构体,为构象限制性环肽的合成提供了重要思路。此外,选择人肝癌HepG-2细胞,采用MTT法对其抗肿瘤活性进行研究,化合物1显示较强的细胞毒性。另外,非天然氨基酸取代往往会改善的环肽的生物活性。基于已有研究显示由于高电负性的硫原子会增加药物与靶标之间的亲和力,硫代脯氨酸取代的多肽活性明显优于脯氨酸取代的多肽,因此本文制备了天然环肽Fenestin A的硫代脯氨酸取代类似物。细胞活性研究发现硫代脯氨酸替代后的Fenestin A类似物对HepG-2和HeLa细胞具有更好的抑制能力,对正常细胞（小鼠成纤维L929细胞）的毒性较小。乳酸脱氢酶活性实验和扫描电镜分析证明所制备的环肽能够破坏肿瘤细胞的细胞膜。同时,采用CD、理论计算联合变温核磁对所得环肽产物进行了深入的立体结构研究。结果显示化合物9在C-3-OH和Ile₅的C=O之间具有分子内氢键,化合物10在Ile₅的NH和Leu₂的C=O之间可能存在非常弱的分子内氢键（2.093?）。变温核磁实验显示化合物9的Leu₄和Ile₅的温度系数大于4×10^-3ppm/K,说明NH和水之间形成的氢键易于裂解,进一步表明在化合物9的Leu₄和Ile₅与骨架内基团未形成稳定的分子内氢键。最后本文采用分子内光诱导的单电子转移（SET）反应制备了几种具有特殊限制立体结构特征的Phakellistatin系列环肽类似物。我们对其进行了体外生物活性测定,乳酸脱氢酶活力和扫描电子显微镜分析揭示了其作用于肿瘤细胞的机制,这些结果表明所制备的环肽类似物具有出色的抗肿瘤活性,与广泛使用的抗癌药紫杉醇相比,所制备的类似物大多数具有更强的生长抑制作用。我们的研究表明对环肽立体结构研究的必要性,对其他优秀活性环肽的立体结构研究提供了参考。总之,本研究所合成的环肽类似物大多数具有较强的肿瘤生长抑制作用,其立体结构对其活性有重要影响,所建立的光诱导方法以及立体结构研究方案为相关药物研究提供了重要的科学依据。