凹顶藻属海藻在分类地位上属于红藻门、红藻纲、仙菜目、松节藻科,主要分布于热带、亚热带和温带海域的低潮线附近及深海部分,约135种,中国有20种以上。凹顶藻次级代谢产物的结构类型主要包括倍半萜、二萜、三萜和C15-聚乙酰等,以卤代著称,并具有抗菌和细胞毒等多种生物活性。本论文对近10年凹顶藻中分离鉴定的146个结构新颖的次级代谢产物及其生物活性和结构鉴定技术进行了总结,并对采自中国沿海的8种凹顶藻(马岛凹顶藻、俯仰凹顶藻、冈村凹顶藻、复生凹顶藻、齐腾凹顶藻、羽枝凹顶藻、三列凹顶藻和似瘤凹顶藻)的次级代谢产物进行了提取分离、结构鉴定、生物活性筛选和化学分类学探讨。干燥并粉碎的凹顶藻样品分别进行有机溶剂提取,粗提物进行硅胶柱层析、凝胶Sephadex LH-20柱层析、制备薄层层析和高效液相色谱等方法分离纯化得单体化合物,利用超导核磁共振、质谱和红外光谱等现代谱学技术鉴定化合物的结构。从上述8种凹顶藻中分离鉴定的化合物共计139个(部分化合物由不同种中多次分离鉴定),其中新化合物33个,新天然产物6个。分离鉴定的化合物结构类型涵盖了倍半萜、二萜、三萜、C15-聚乙酰、吲哚和甾体类等,并且大多为卤代结构,其中新化合物中包括17个新倍半萜、4个新二萜、2个新聚醚三萜、5个新C15-聚乙酰、4个新多溴吲哚和1个新甾体,新天然产物中包括4个倍半萜和2个甲基环己二醇的同分异构体。其中从马岛凹顶藻中分离鉴定26个化合物,发现新化合物8个,新天然产物2个;从俯仰凹顶藻中分离鉴定20个化合物,发现新化合物9个;从冈村凹顶藻中分离鉴定9个化合物,发现新化合物2个;从复生凹顶藻中分离鉴定30个化合物,发现新化合物5个,新天然产物2个;从齐腾凹顶藻中分离鉴定11个化合物,发现新化合物7个;从羽枝凹顶藻中分离鉴定9个化合物,发现新化合物1个;从三列凹顶藻中分离鉴定18个化合物,发现新化合物2个,新天然产物1个;从似瘤凹顶藻中分离鉴定16个化合物,发现新化合物5个,新天然产物1个。大量新化合物、新天然产物和罕见结构的发现丰富了凹顶藻次级代谢产物的分子多样性,生源前体和中间体结构的分离为凹顶藻次级代谢过程的研究提供了新的参考。在系统查阅并总结8种凹顶藻中分离鉴定的已知化合物的生物活性的基础上,选取部分单体化合物进行了抗细菌(金黄色葡萄球菌和大肠埃希氏杆菌)、抗真菌(黑曲霉和白色念珠菌)、细胞毒(P388小鼠白血病和HL60人白血病肿瘤细胞株)和拒食杀虫(植物害虫灰翅夜蛾)活性筛选和构效关系研究。结果表明,8种凹顶藻的部分次级代谢产物,特别是大量存在的卤代化合物,具有抗细菌、抗真菌、细胞毒和拒食杀虫活性,其中多溴吲哚LS13的抗金黄色葡萄球菌、溴代聚醚三萜LM18 (LD9)的P388肿瘤细胞毒和溴代、氯代chamigrane类倍半萜LM2 (LD1, LS8)、LO5对植物害虫灰翅夜蛾的拒食杀虫活性较为显著。初步的构效关系研究表明,溴或甲基取代对吲哚类结构的抗金黄色葡萄球菌活性具有重要影响;进一步证实了侧链结构的改变对thyrsiferol类聚醚三萜的P388肿瘤细胞毒活性具有重要的影响,而LM19弱的活性提示增加thyrsiferol类聚醚三萜侧链末端的极性可能导致活性的降低;卤代倍半萜LM2 (LD1, LS8)中7位羟基和2位氯代烯键是拒食杀虫活性的关键部位,LO5中溴代烯键也是较为关键的活性基团,而环氧和环外双键结构对活性的影响较小。初步的生物活性筛选和构效关系研究为8种凹顶藻的药用开发和化学生态学研究增加了新的依据。根据分离鉴定的卤代和非卤代的倍半萜、二萜、三萜、C15-聚乙酰和吲哚类次级代谢产物及其可能的生源合成途径,对8种凹顶藻进行了初步的化学分类学探讨。8种凹顶藻中特征的倍半萜、二萜、三萜、C15-聚乙酰和吲哚类化合物,特别是其中丰富的卤代结构,为其属内和属间分类学研究提供了重要的分子证据,以此为基础的化学分类学研究可以作为传统的形态分类学的重要辅助和补充。