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微管是由α和β微管蛋白亚型首尾相接组成的中空管状结构,在细胞内通过维持其聚合、解聚的动态平衡保持细胞形态、促进物质运输和信号传递,同时它还是中心体、纺锤体等细胞器的组成部分,是肿瘤治疗的一个重要靶点。Combretastatin A-4（CA-4）是一个作用于秋水仙碱位点的微管蛋白聚合抑制剂,由于水溶性差和生物利用度低等缺点它在临床上的应用受到限制。为了发现具有良好抗肿瘤活性的新型微管蛋白聚合抑制剂,本论文以CA-4骨架为模板,设计、合成了苯并呋喃型和吡唑并吡啶型两类CA-4类似物,并研究了它们的生物活性。首先,我们研究了以三氮唑为桥链,将3,4,5-三甲氧基苯和苯并呋喃杂合的化合物。其化学合成是以3,4,5-三甲氧基苯甲醛为原料,首先通过Corey–Fuchs反应制备3,4,5-三甲氧基苯乙炔;同时,邻羟基苯甲腈与溴代乙酸乙酯反应合成3-氨基苯并呋喃-2-甲酰乙酯,然后依次经过叠氮化反应、酯水解反应、酰胺化或酯化反应制得3-N3-苯并呋喃型中间体;最后该中间体与3,4,5-三甲氧基苯乙炔进行Click反应得到目标化合物13a-i和14a-i。通过MTT法评价这18个目标化合物对HCT-116、HeLa、HepG-2和A549癌细胞的增殖抑制活性,发现化合物14g的活性最好,对这四种细胞的IC50值在0.57?5.7μM。进一步通过激光扫描共聚焦、流式细胞术及蛋白质免疫印迹等实验,证实活性化合物14g能有效抑制微管蛋白聚合、破坏细胞内微管网状组织,调节Cyclin B1、Cdc25C和Cdc2等周期相关蛋白进而将A549细胞阻滞在G2/M期,通过下调Bcl-2和Bcl-xl等凋亡相关蛋白、降低线粒体膜电位水平的途径诱导细胞凋亡,有效抑制A549细胞的迁移。利用Schrodinger软件进行分子模拟对接发现,14g与秋水仙碱位点上的Cys241和Val181等氨基酸残基有很好的结合,表明14g是通过抑制微管蛋白的聚合实现其抗肿瘤活性。此外,我们还对吡唑并吡啶类化合物的合成方法进行了探索,并对这类化合物的生物活性进行了初步研究。具体以2-氯-6-甲氧基吡啶为原料,先在其3-位用NBS进行溴化,接着在n-BuLi条件下和3,4,5-三甲氧基苯甲醛反应得羟基中间体,然后经过PCC氧化、水合肼环化、卤代烃取代等反应制得目标化合物。通过MTT实验发现化合物8的活性最好,对HeLa细胞的IC50是0.26±0.12μM。分子模拟对接进一步揭示了化合物8吡唑上的1-位游离NH及其与秋水仙碱位点Thr179的氢键结合对活性是至关重要的。总之,本论文设计合成了苯并呋喃型和吡唑并吡啶型两类CA-4类似物,初步筛选出两个活性化合物,生物活性实验证明苯并呋喃型化合物14g是一个很有潜力的微管蛋白聚合抑制剂;吡唑并吡啶型化合物8对HeLa细胞有很好的选择性,这一类化合物还需要继续进行结构优化及作用机制方面的研究,本论文的实验结果为新型CA-4类微管蛋白抑制剂的开发研究积累了一定的理论依据和经验基础。