本文以独特的蒽腙类抗肿瘤药物-比生群作为结构基础,将蒽腙侧链的药效团改为吡嗪,合成出了两种新型吡嗪蒽腙类衍生物;并以其为配体合成了7种新的金属配合物,通过元素分析、红外光谱、电喷雾质谱、核磁共振、X-射线单晶衍射分析等手段对配体及其配合物进行了结构表征。在细胞水平上,运用MTT法对合成出的9种化合物进行了体外抗肿瘤活性测试。在分子水平上,通过荧光光谱法和琼脂糖凝胶电泳实验对化合物与DNA、拓扑异构酶Ⅰ两种典型抗肿瘤作用靶点的分子作用机制进行了初步的研究。以上这些工作为探索新型蒽环类抗肿瘤药物提供了有价值的研究经验和基础。具体研究内容如下:本文合成出了两种新型吡嗪蒽腙类衍生物配体,分别是:9-吡嗪蒽腙（9-APZH）、9,10-双吡嗪蒽腙（9,10-APZH）;并选取一系列具有生物活性的金属元素（Pt、Pd、Cu、Co、Ni、Zn）与两种配体配位反应,合成了7种新的金属配合物,分别是:9-APZH-Cu、9-APZH-Co、9-APZH-Ni、9-APZH-Pd、9-APZH-Zn、9-APZH-Pt及9,10-APZH-Cu。利用电喷雾质谱、元素分析、红外光谱、核磁共振谱和X射线单晶衍射分析对以上9种化合物进行了结构表征。运用紫外光谱法检测了9种化合物在室温条件下均可以稳定存在。在细胞水平上,运用MTT法测试了化合物对6种常见肿瘤细胞系（人胃癌细胞MGC-803、人宫颈癌细胞He La229、人膀胱癌细胞T-24、人肝癌细胞Hep-G2、人非小肺癌细胞A549-DDP、人肺癌细胞NCl-H460）的体外抗肿瘤活性;并与人正常胚胎肺成纤维细胞WI-38和人正常肝细胞HL-7702进行对比,探讨其细胞毒性选择性。通过测定所得的抑制率和IC50值可知,两种吡嗪蒽腙配体的体外细胞毒性均不显著,而从初筛抑制率来看,与比生群结构更为类似的双吡嗪蒽腙9,10-APZH配体的活性又总体上高于单侧链的9-APZH配体。配合物方面,9-APZH的几种金属配合物亦未显示出显著的细胞毒性,IC50值均>20μM。只有9,10-APZH-Cu对Hep-G2、A549-DDP、NCl-H460和He La229等细胞株表现出了较好的增殖抑制作用,呈浓度依赖性,且活性不但高于9,10-APZH配体,也高于临床抗癌药物-顺铂。值得注意的是,9,10-APZH-Cu配合物对人正常胚胎肺成纤维细胞WI-38和人正常肝细胞HL-7702并没有产生细胞毒性,显示出该配合物具备良好的细胞毒性选择性。随后,通过流式细胞术检测了配合物9,10-APZH-Cu诱导Hep-G2、A549-DDP、NCl-H460和He La229肿瘤细胞周期阻滞及细胞凋亡的情况。结果表明,在诱导周期阻滞实验中,9,10-APZH-Cu配合物出现了较为明显的周期阻滞;在诱导细胞凋亡实验中,9,10-APZH-Cu配合物均可以诱导Hep-G2、NCl-H460和He La229细胞不同程度上的凋亡。最后,9,10-APZH-Cu配合物有作为新型抗肿瘤药物进行深入研究与开发的潜在前景,是本文所合成的一系列新型蒽腙衍生物中的重要发现。在分子水平上,针对蒽环类药物的典型作用靶点:DNA和拓扑异构酶,应用竞争性键合荧光发射光谱分析和琼脂糖凝胶电泳等实验方法初步研究了8种化合物与DNA及拓扑异构酶Ⅰ的分子作用机制。结果表明:从整体上来看,大部分化合物与DNA之间存在一定的插入作用,与经典蒽环类抗肿瘤药物的分子作用机制相符。在琼脂糖凝胶电泳实验中,本文所论述的化合物均对TopoⅠ的活性有明显地抑制作用,均是较强的TopoⅠ抑制剂。这位后续探讨目标化合物的抗肿瘤分子作用机制提供了重要数据和参考。从构效关系来看,在合成出的两种吡嗪蒽腙衍生物配体中,单吡嗪的9-APZH配体和9、10位双吡嗪的9,10-APZH配体都没有表现出良好的生物活性;但9,10-APZH唯一的铜配合物9,10-APZH-Cu的抗肿瘤活性较好,推测这可能有两方面的原因:（1）9、10位均引入吡嗪环,生成与比生群对称结构类似的双吡嗪蒽腙结构,不仅扩大了配体的共轭面积,而且保持了良好的芳香平面性;（2）进一步与生物活性离子Cu（Ⅱ）配位结合,形成正协同作用。上述优势已经被证明有利于DNA的插入,从而大大提高DNA拓扑异构酶Ⅰ对DNA转录的抑制活性。而拓扑异构酶Ⅰ与肿瘤细胞的生长密切相关,这也与9,10-APZH-Cu配合物对肿瘤细胞的有显著增殖抑制活性的实验结果一致。本文对于新型吡嗪蒽腙类衍生物及其金属配合物的抗肿瘤活性探讨与研究为进一步丰富新型抗肿瘤配合物的相关工作提供了科学数据及研究基础。