细胞凋亡(apoptosis)又称程序性细胞死亡，是正常机体细胞在受到生理和病理性刺激后出现的一种自发的死亡过程，是体系为维持内环境稳定，由基因调控的细胞自主的有序的死亡。它在胚胎发育、生物体内环境的稳定及多细胞生物防御外在及内在伤害方面均起着非常重要的作用。凋亡的失控会导致很多疾病的发生，凋亡不足时，易发生癌变、病毒性疾病和自身免疫性疾病等；而凋亡过量，则又可能产生获得性免疫缺陷综合症、重症肝炎、骨关节炎和神经退行性疾病等。Caspases(cysteinyl-aspartate-specific proteases)作为一类重要的蛋白水解酶家族在细胞凋亡中起着非常重要的作用，因此也就成为药物发现的潜在靶点，有关Caspases抑制剂的研究也被认为是寻找治疗细胞过度凋亡引起的相关疾病的有效手段。　　 本文第一部分的工作是新型Caspase-3抑制剂的设计、合成和构效关系研究。以高通量药物筛选发现的活性小分子(Hit)为研究起点，结合Caspases酶催化的分子机制和结构信息，通过合理药物设计、化合物库合成及系统的构效关系研究，笔者发现了一类具有异喹啉1，3，4-三酮结构骨架的新型Caspase-3抑制剂，这类抑制剂对Caspase-3显示高的活性，这些抑制剂可以作为药物先导化合物，同时也是化学生物学研究的工具化合物。　　 细胞水平的实验结果表明，此类抑制剂在一定浓度下具有明显的抗凋亡作用。另外，在暂时性缺血型脑中风动物模型中，此类抑制剂在低剂量下就能显著降低暂时性缺血引起的大脑皮层下核团及大脑皮层的损伤，说明此类抑制剂具有显著的神经保护作用，这可为缺血性中风及其后遗症中的临床治疗和预防提供一个新的思路。　　 本文第二部分的工作是研究α-氨基丙烯酰胺的RCM反应及其在天然产物合成中的运用。RCM反应是指在金属烯烃络合物(又称金属卡宾)的催化下，不饱和碳-碳双键或三键发生断裂、重排的形成新的烯烃化合物的反应，实际上是通过金属卡宾实现碳-碳双键两边基团换位的反应。近十年来，在有机合成的碳-碳双键的构建中，金属复分解反应已经成为了最重要的方法之一，特别是烯烃关环复分解反应(RCM)作为关键步骤，在许多复杂天然产物的全合成中用于包含有烯烃的各种大小的环醚、环酯、环酰胺的构筑之中。笔者从Bengamides类似物的全合成过程中发现的意外现象出发，首次系统研究了α-氨基丙烯酰胺RCM反应，合成了一系列的α-氨基-α，β-不饱和内酰胺，探讨了环大小和取代基对反应的影响。并将所得内酰胺产物进一步转化成存在于许多生物活性分子的结构单元。基于这一关键反应，随后利用DDQ进行氧化，合成了系列取代3-氨基-2-吡啶酮小分子化合物库，这极大地拓展了此反应在有机合成上的运用。同样利用这一反应作为关键步骤可以构筑具抗肿瘤活性海洋天然产物Bengamides类似物化合物库和其它一些具有生物活性的化合物。