近年来,金属抗癌药物由于其较好的生物活性和多种作用机制,越来越受到人们的关注,其中非常有可能取代铂类药物的抗癌化合物为芳基金属和多联吡啶钌化合物。本文合成了四个系列的抗癌金属配合物,它们具有不同的作用机理,同时研究了药物在体内的分布情况。首先,我们合成了两个双核芳基锇配合物,它们表现出显著的抗癌活性,结果与顺铂相当甚至超过顺铂,其中对A2780细胞活性最强,重要的是配合物1对正常细胞的毒性明显小于顺铂,对癌细胞有很好的选择性。此外,我们研究了配合物1的亲脂性,结果表明其具有中等程度的亲脂性,容易被细胞摄取。配合物1主要定位在细胞质中,在线粒体内富集,且引起线粒体形态改变。对配合物1抗癌机理的研究发现,它引起细胞中谷胱甘肽（GSH）水平下降,诱导细胞产生大量ROS（reactive oxygen species）和脂质过氧化现象,且在加入ROS的清除剂N-乙酰半胱氨酸,铁离子螯合剂及铁死亡抑制剂之后,配合物的抗癌活性受到抑制,这与铁死亡过程中表现的细胞状态完全相符。通过Western blotting实验进一步确定了 1诱导铁死亡相关的蛋白GPX4表达量下降,这是首次发现芳基锇金属配合物可以诱发铁死亡现象。其次,我们对齐墩果酸进行化学修饰,并以其为配体成功合成了3个不同类型的金属配合物,并用核磁、质谱、元素分析等方法对其纯度及结构进行了表征。细胞毒性研究结果表明,配合物3和4对各种人源肿瘤细胞株的杀伤能力与顺铂相当,对MCF-7和NB4细胞毒性强于顺铂,且对正常细胞L02和HLF的毒性较小,对癌细胞有一定的选择性。3通过内源性线粒体凋亡信号途径诱导细胞凋亡,其中caspase蛋白家族起到了关键作用。5具有很好的光物理性质和光毒性,对顺铂耐药的A549细胞（A549/DDP）,光毒性系数（phototoxicity index）PI值达到54.9,且在黑暗条件下,对正常细胞的毒性较小,活体成像结果表明,5在裸鼠体内靶向肿瘤部位（A549）,可用于治疗和诊断癌症。配合物3和5对顺铂耐药的A549/DDP敏感,表现出了克服顺铂耐药现象,间接证明了配合物3-5杀伤肿瘤细胞的作用机制区别于顺铂,这为研究顺铂耐药性的机制提供了重要的参考价值和应用前景。此外,我们还合成了 5个含有不同芳基、不同金属的芳基金属配合物6-10,它们可以诱导细胞发生内质网应激。抗癌活性结果表明,配合物6-10表现出显著的活性,其抑制癌细胞增殖的效果与顺铂相当甚至超过顺铂,其中对A2780细胞活性最高,重要的是配合物对正常细胞的毒性小于顺铂,对癌细胞有很好的选择性。对配合物6-10抗癌机理的研究发现,配合物6可以引起A2780细胞周期阻滞在G0/G1期,诱导细胞凋亡并产生ROS。通过Western blotting实验进一步确定了配合物可以诱导内质网应激通路eIF-2α和CHOP蛋白表达量增加,证明配合物可以诱发A2780细胞发生内质网应激从而引发细胞凋亡。除此之外,6对不同细胞的抗癌机理不同,它可以诱导A549细胞产生自噬小体而发生自噬。这些工作有助于进一步研究芳基金属抗癌机制。最后,我们通过溶剂热法得到了两个新型不对称单核碗状RuL2CH2金属环状配合物。它们两端分别为芳基钌配位端和双咪唑鎓盐端。通过核磁、元素分析、ESI-MS质谱方法对其进行了表征。我们通过实验手段和理论计算研究了此类配合物的反应机理:环状配合物先形成RuL2金属配位端,再与桥联CH2通过N+-C-N+键形成双咪唑鎓盐,最终形成金属环状结构。这些单核环状金属配合物对碘离子有很好的选择性识别作用。研究结果为合成芳基钌金属配合物提供了一个新方法。