磷酸二酯酶(PDEs)是一超家族酶系，是细胞信号通路的关键组成部分，通过代谢广泛存在于细胞内的第二信使物质-3’，5’-环单磷酸腺苷(cAMP)和3’，5’-环单磷酸鸟苷(cGMP)到相应的单磷酸腺苷一而发挥重要的生理作用。 磷酸二酯酶5(PDE5)主要存在于阴茎海绵体、血管平滑肌、肺部等组织器官及血小板中，能特异性地与环鸟苷酸(cGMP)结合，是阴茎中cGMP代谢失活主要同工酶。选择性的抑制PDE5使得体内cGMP的浓度得以维持，从而产生系列的生理作用。临床研究表明，选择性的PDE5抑制剂在治疗男性勃起功能障碍、肺动脉高压方面具有显著的疗效。同时最近的临床试验报告显示PDE5抑制剂在治疗心力衰竭(heart failure)、下尿路症状(LUTS)、中枢神经疾病(CNS)、女性性功能障碍(FSD)、雷诺病(Raynauds disease)等方面均表现出一定的积极作用。但是目前已上市的PDE5抑制剂类药物存在着明显的副作用，这些副作用的产生和其对其它PDEs的选择性不高有密切联系。因而寻找具有高活性和选择性的化合物成为新一代PDE5抑制剂研发的重点和难点。 本论文以5-(3-噻吩基)-1-甲基-3丙基-1，6-二氢-7H-比唑并[4，3-d]嘧啶-7-酮为母体，设计、合成了一系列5-(3-噻吩基)吡唑并嘧啶酮类化合物，并测定了这类化合物对PDE5的抑制活性，对I6-PDE5A1的复合物晶体结构进行了分析。在此基础上探讨了这类化合物对磷酸二酯酶5抑制活性的构效关系。结果表明，抑制剂与磷酸二酯酶5催化域中疏水口袋的结合以及结合过程中磷酸二酯酶5的H环的构象和位置的变化是影响抑制剂对磷酸二酯酶5抑制活性的两个重要因素。这一发现从PDE5抑制剂和蛋白相互作用的机理层面上为以后研究提供了参考。另一方面，本论文针对5-噻吩基吡唑并嘧啶酮类磷酸二酯酶5抑制剂合成中的关键反应一过渡金属催化的氰化反应及sonogahira反应一进行了研究，探讨了微波辅助钯、铜催化水介质中氰化反应及sonogahira反应及其在PDE5抑制剂合成中的应用。建立了微波辅助水介质中快速合成二取代炔烃及芳基氰化合物的合成方法。和传统方法相比，这一方法具有快速、经济、环保的优点。但是当将这一方法应用到磷酸二酯酶5抑制剂的合成之中时，结果并不理想。其原因可能与5-(2-溴-3-噻吩基)吡唑并嘧啶酮类化合物中噻吩环2位的溴取代基反应活性较差及空间位阻过大有关。