癌症已成为威胁人类健康的重大疾病之一，是仅次于心血管疾病的第二大死因。目前，药物化疗是临床治疗癌症的主要手段之一。由于耐药性的出现，发现具有新型化学结构或者新作用靶点的化疗药物已是科学研究中的当务之急。随着生命科学的发展，肿瘤发生的本质和药物作用机制逐步得以揭示，许多新靶点被发现并应用于新型抗癌药物的研发。人DNA拓扑异构酶Ⅰ(TopoⅠ)是人体内极其重要的细胞核内酶，参与DNA复制、转录、重组和修复等关键的核内过程，且在肿瘤细胞中的含量及活性均高于正常细胞，因此TopoⅠ是一个研发抗癌药物的有效靶点之一。其代表药物如喜树碱(CPT)类衍生物，目前，已有2个CPT类抑制剂获得FDA批准上市。本文在前期工作的基础上，设计、合成了中氮茚并二氮杂萘醌衍生物，包括：中氮茚并喹喔啉二酮类衍生物和中氮茚并呔嗪二酮类衍生物，并对其体外细胞毒活性和TopoⅠ抑制活性进行了研究。主要内容包括： ⑴DNA拓扑异构酶Ⅰ结构及其相关生物学功能：文中概述了TopoⅠ的结构及其生物学功能，以及以TopoⅠ为靶点的抗癌药物的研究进展。2009年6月 ⑵中氮茚并喹喔啉二酮类化合物的合成研究：6，7-二氯—5，8-喹喔啉二酮与吡啶衍生物和活性亚甲基试剂发生杂环化缩合反应得到中氮茚并喹喔啉二酮类目标化合物。为了得到关键中间体6，7-二氯—5，8-喹喔啉二酮，本文研究了两条合成路线：一、以2-氨基—3-硝基苯酚为原料，经过催化氢化、缩合、氧化和氯代等反应；二、以对苯二甲醚为原料，经过硝化、催化还原、缩合、氧化、氯代等反应。另外，初步研究了微波技术对该类化合物的杂环化反应的影响。该类化合物为本文首次设计及合成。 ⑶中氮茚并呔嗪二酮类化合物的合成研究：以呔嗪为原料，通过硝化、氨基化、还原、氧化氯代和氮杂环化缩合反应，最终得到12个新型结构的中氮茚并呔嗪二酮类目标化合物，并对合成过程中遇到的问题进行讨论。另外，初步研究了微波技术对该类化合物的杂环化反应的影响。该类化合物为本文首次设计及合成。 ⑷生物活性研究：利用MTT法研究了合成化合物的体外抗肿瘤活性，发现了多个具有良好细胞毒活性的活性分子，对其构效关系进行了初步分析。进一步的机制研究表明，合成的化合物具有一定的TopoⅠ抑制活性。