近年来,有机硼酸化合物逐渐应用于生命科学领域。硼酸中的sp2杂化的硼原子为缺电子中心,它能够与酶中苏氨酸、丝氨酸残基的羟基或者组氨酸残基咪唑环的氮原子共价结合,两个羟基可与氨基、羰基等形成氢键。即硼酸与富电子体系有较强的相互作用。有机硼酸化合物可以与cis-1,2-和cis-1,3-二醇反应生成五元或六元环状酯,从而被广泛应用于分子水平上对不同单糖化合物的识别和检测以及细胞水平上与肿瘤细胞表面过量表达糖链的特异性结合。恶性肿瘤细胞区别于正常细胞的关键是细胞膜N-糖链的改变,而N-糖链的改变又以末端岩藻糖和唾液酸的增多最为明显和最具有特异性,许多特异糖链已经成为肿瘤标志物。利用糖链的改变来提高抗肿瘤药物的靶向性尚未见文献报道。胺吖啶是用于临床的治疗急性粒细胞白血病药物,其吖啶环插入到DNA碱基对之间,侧链则起到辅助作用。白细胞表面具有丰富的sLex抗原,急性粒细胞白血病细胞表面的sLex抗原显著增多,而sLex抗原是可以被硼酸识别的。我们以此为参考设计了带有硼酸基团的吖啶衍生物,希望利用硼酸识别特定糖的能力,将化合物分子富集到肿瘤组织；然后在吖啶环与DNA作用时,硼酸与表面带负电荷的磷酸骨架相互作用,从而增强吖啶衍生物与DNA的作用,提高疗效。本论文的具体内容包括：1.以肿瘤细胞表面糖链末端岩藻糖和唾液酸增多为出发点,利用有机硼酸基团能识别特异性糖分子以及缺电子的性质,参照现有的治疗急性粒细胞白血病药物胺吖啶,设计合成了三大类硼酸吖啶衍生物,共计合成目标化合物50个,均未见文献报道。本文还对含有硼酸基团的化学反应进行了方法学研究。1)在PaCl2(dppf)的催化下,二频哪醇基二硼烷硼与卤代苯反应制备取代苯硼酸频哪醇酯时,发现苯环上取代基对反应有着重要影响。苯环上拉电子基团有利于反应的进行,供电子基团则降低反应收率。C-I键的活性远大于C-Br键。用高碘酸脱除苯硼酸酯的频哪醇时,苯环上供电子基团缩短反应时间,拉电子基团延长反应时间,且与拉电子能力有相关性。通过对反应中副产物的分析,阐明了反应时间对该反应的重要性。用DMT-MM将对羧基苯硼酸和3-羧基-5-硝基苯硼酸高效地连在PAM树脂上,制备了两种苯硼酸树脂,通过酯交换反应脱除硼酸酯中的频哪醇。该两种树脂制备简单、原料易得,具有实用性。2)羧基苯硼酸与胺反应进行酰胺化反应时,溶剂用醇代替DMF,以DMT-MM为缩合剂,高效地得到了二羟基硼基苯甲酰胺衍生物。3)含硼酸基化合物的纯化是一个难点。苯基硼酸是一个比较特殊的基团,它与其缩水产物-硼酐以平衡状态存在,在强碱性和酸性或氧化剂存在的条件下均不稳定,它还可在硅胶的作用下转变为酚。二乙醇胺树脂的出现解决了这个难题。我们参照Merrifield Resin与三乙胺的反应,改进了二乙醇胺树脂的制备方法。利用二乙醇胺树脂成功地分离纯化了目标产物。还发现二乙醇胺树脂可用来脱除硼酸酯中的保护基。将对溴甲基苯硼酸固定在二乙醇胺树脂上,与苯胺反应,将苯胺单苄基化,然后与碘甲烷反应,再氢解脱除苄基,制得了N-甲基苯胺。这是一个方法制备仲胺的新方法。2.对部分化合物的DNA插入活性进行了研究,发现硼酸基团可以增强化合物的插入能力。抑制肿瘤细胞P388实验表明,目标化合物具有明显的活性。其中化合物5a和5b的活性较好。选取分别能稳定表达生存素报告基因和顺铂耐药性报告基因的两种肺癌细胞株H1650,进行了抗肿瘤活性试验,结果显示在1μM浓度下部分化合物具有明显的活性。其中化合物B16对肺癌细胞株表达生存素报告基因的抑制活性最强,化合物B54对肺癌细胞株表达顺铂耐药性报告基因的抑制活性最强。