核酸是含有遗传信息的化学基础。发现对核酸等生物功能体系的生理过程具有调控作用的小分子，并以此为探针，研究小分子与生物靶分子的相互识别、相互作用和信息传递以及药物与疾病的关系等具有广泛的应用前景。在许多疾病的发病机制中存在着大量的核酸凸起结构(如细菌16s rRNA，HIV TAR RNA、人类神经退行性疾病的DNA三连子重复结构)，而且这些结构正是治疗疾病药物的靶标。因此对核酸凸起结构的研究，特别是小分子对该类结构的识别和调控的研究，对了解这些疾病的起因并实现这些疾病的分子调控具有十分重要的意义。 新致癌菌素(一种天然烯二炔抗生素)的代谢产物NCSi-gb在微摩尔浓度时，可以和人工合成的含有凸起碱基的DNA特异性的结合。以该化合物为先导化合物，我们设计了两个模拟NCSi-gb甙元的母体化合物：从2-乙酰基萘满酮出发经过两步反应合成合成双烯，从3-苯基丙酸出发经过两步反应合成亲双烯的前体溴代茚酮，二者在Et<,3>N的作用下，发生Diels-Alder环加成反应，得到环加成产物7，该环加成产物经过氧化开环、碱催化下的分子内羟醛缩合反应关环，得到含羟基的母体螺环化合物(八步反应)；从环加成产物7出发，经过还原反应、 Mitsunobu羟基翻转反应、再经过氧化开环、碱催化下的分子内羟醛缩合反应关环，得到另一个含羟基的螺环化合物23，最后把螺原子旁边的羟基脱除，茚酮环上的羟基保护基脱除，就可以得到更类似于天然代谢产物NCSi-gb的母体螺环化合物29(九步反应)。然后用糖、氨基酸、氮芥等活性基团对两个母体螺环化合物上的羟基进行修饰，得到了九个含氨基酸、四个含氨基葡萄糖、两个含氮芥取代的目标产物。合成的化合物经过了<1>H-NMR、<13>C-NMR、MS、元素分析等测试手段的确认，关键的化合物经过了单晶X.衍射，二维核磁、圆二色谱的确认。 而后对合成的小分子与一些含有凸起碱基的核酸序列的相互作用进行了研究。对于合成的含有亮氨酸的一对螺环化合物55b和55b、含有脯氨酸的衍生物55d和55d以及含有氨基葡萄糖的螺环化合物80和81，圆二色谱实验表明，对完全互补的双链核酸以及含发卡结构但不含凸起碱基的单链核酸的构象几乎没有造成影响；而对含有凸起碱基(1-3个)的核酸的构象却有较大的改变。说明这些螺环取代物对含凸起碱基的核酸序列具有一定的识别能力，而且由于两个非对映异构体绝对立体构型的不同使得其对核酸构象影响的方式存在着区别。同时这3对非对映异构体可以通过与凸起结构核酸的特异性的识别的作用，提高凸起结构核酸的熔链温度，增强了凸起结构核酸的稳定性。但是它们在体外复制滑移实验中的表现却不尽相同：含有氨基葡萄糖的螺环化合物80和81，明显地刺激(ATT)<,3>/(AAT)<,5>的体外合成，表现出时间和浓度依赖性效应；含有亮氨酸的一对螺环化合物55b和55b，未表现出明显的刺激作用；而含有脯氨酸的衍生物55d和55d，则对(ATT)<,3>/(AAT)<,5>的体外合成表现出明显的抑制作用，显示出时间和浓度依赖性。与此同时，在各种对比实验中发现，母体螺环、氨基糖、氨基酸在相同条件下对凸起结构核酸的体外滑移合成没有明显影响，对核酸的熔炼温度的影响不明显，而且对各种结构核酸的构象的影响不显著，说明这些合成的各种螺环取代物与凸起核酸的结合是特异性的。将含有氮芥的螺环化合物51和52与含有凸起碱基核酸的烷基化作用进行了研究，目前尚未发现有烷基化的现象。 本论文所设计合成的化合物通过嵌插方式与核酸凸起结构相互识别与作用，研究中达到了预期的目的：这些工作为进一步设计与合成新的能够与DNA bulge结构结合的小分子打下了良好的基础，并通过小分子对三连子重复结构体外复制促进作用的研究，有助于发现三连子重复结构的滑移机理、开展因三连子重复结构引发的相关疾病的药物研究。