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杂环化学是有机合成中的重要组成部分，基于杂环化学研究得到的杂环化合物有着极其广泛的应用，这些应用不仅局限于精细化工等重大工程项目中，还在药物研究领域独树一帜。杂环类化合物在医药领域中占据着举足轻重的地位，无论天然提取还是人工合成的药物往往都含有杂环结构，并且这些杂环结构通常都是起决定作用的药效基团。吡咯类化合物在自然界广泛存在，尤以微生物和海洋生物的次级代谢产物为代表，兼具杀菌和抗肿瘤活性，但是分子巨大，生物利用率低收。本实验室合成并发现一类3,4-二取代吡咯化合物，目前这类化合物的抗肿瘤活性未见报道。它们结构位点变化多，分子量小，并且引入了多种的有机官能团（酯基、硝基、氰基、苯乙酮基及其他杂环取代），前期的研究显示了良好的抗肿瘤活性。 本论文基于已发现的新型吡咯类化合物的抗肿瘤作用研究结果，对合成的3,4-二取代吡咯类化合物进行了多项抗肿瘤活性测试。其中细胞增殖抑制实验采用了MTT法，共筛选了16种肿瘤细胞株和2种正常细胞株，采用的两种正常细胞株分别为人脐静脉血管内皮细胞（HUVEC）和小鼠胚胎细胞（NIH/3T3）。我们发现该类新型吡咯类化合物对肿瘤细胞和正常细胞有着极高的选择性，能很好的杀灭肿瘤细胞而对正常细胞活性很弱。其敏感细胞株为人皮肤黑色素瘤细胞（A375）、中国仓鼠卵巢癌细胞（CHO）、小鼠结肠癌细胞（CT-26）、人胃癌细胞（MGC80-3）以及人大细胞肺癌细胞（NCI-H460）。给药24 h后目标化合物SJTU076对CHO和MGC80-3的半数抑制浓度达到了3.9和4.5μmol/L，与紫杉醇的细胞抑制活性接近。 由于该类化合物优良的抗肿瘤活性及细胞实验初步显示的选择性杀伤力，我们应用流式细胞术初步探究了其抑制肿瘤生长的机制，细胞周期的研究结果显示目标化合物能把肿瘤细胞阻滞在S期，伴随着G0/G1期细胞比例的降低，期间也可以观察到G2/M期细胞比例的短暂性上升。凋亡实验的研究结果显示化合物能引起肿瘤细胞的死亡，但是引起细胞凋亡的作用并不显著。 在Hoechst33342/碘化丙啶双染实验测定化合物的凋亡和坏死机制时，在给药浓度分别为0，1.0,3.0,9.0和27.0μmol/mL的情况下，MGC80-3细胞的凋亡率分别为0.83、0.94、1.32、1.96和2.64％，坏死率分别为0.99、3.01、4.54、8.40和11.60%；CHO细胞的凋亡率分别为0.69、1.03、1.88、2.23和3.07%，坏死率分别为0.82、2.92、4.00、9.79和12.34%。目标化合物主要诱发肿瘤细胞的坏死，同时以诱发细胞凋亡机制为辅。透射电镜记录的细胞微结构的改变再次证实肿瘤细胞发生了坏死：细胞肿胀变大；细胞膜和细胞核膜结构均被破坏；细胞器也肿胀且外溢；线粒体内部结构破坏严重；染色质可见固缩凝聚；单层膜结构的胞浆内含物大量增加。 本论文设计并合成了七系列104个3,4-二取代吡咯化合物，其中95个化合物未见文献报导，目标化合物均进行了1H NMR、13C NMR和高分辨质谱表征。该类吡咯化合物抗肿瘤的构效关系得到了更深层次的阐明。