异海松酸是从松香中单离出来的一种重要的海松酸型树脂酸,其化学结构中含有可反应的官能团羧基及双键,因此可将其作为化工中间体或以其骨架结构作为药理活性中心,对其结构进行修饰或改造,开发具有更广泛和高效生物活性的新型异海松酸类衍生物,这对提高异海松酸利用率及开发松香深加工产品具有重要的意义。本研究以异海松酸为母体分子,以其羧基为反应点,通过化学反应,构建了4种含N/S原子酰胺、酰腙、硫脲和磺酰胺砌块到异海松酸分子上,合成了4个系列共57种异海松酸衍生物,并采用FT-IR、1H NMR、13C NMR、HRMS和元素分析等现代分析方法对异海松酸衍生物的结构进行了表征与鉴定。采用肉汤稀释法测试了异海松酸衍生物对2种细菌(金黄色葡萄球菌和大肠杆菌)和1种真菌(白色念珠菌)的抑菌活性。结果表明,所有的异海松酸衍生物对两种细菌表现出较弱的抑制活性,而大部分酰胺、酰腙和硫脲类化合物对白色念珠菌表现出比异海松酸更强的抗真菌活性,其中化合物2e对白色念珠菌的MIC值为3.9 mg/L,与阳性对照药物利福平的抑菌活性相当;此外,化合物2j、3i和4l对白色念珠菌的MIC值均为7.8 mg/L,也表现出较显著的抑制活性。上述几种化合物有望作为先导结构用于具有抑制真菌活性的异海松酸衍生物的分子结构设计。采用MTT法初步评价了4类异海松酸衍生物对4种人肿瘤细胞(HepG-2、MDA-MB-231、PC-3和Hela)的增殖抑制活性。结果表明,部分酰胺、酰腙和磺酰胺类化合物显示出优于异海松酸的抗癌活性。在所有化合物中,3b对HepG-2细胞的IC50值为8.79μmol/L,表现出比阳性对照药物紫杉醇和5-FU更好的抗癌效果,其还对MDA-MB-231和PC-3也具有较强的抗癌活性,IC50分别为18.63和10.51μmol/L;此外,化合物2d对HepG-2细胞的IC50值为15.80μmol/L、3j对MDA-MB-231和PC-3细胞的IC50值分别为8.04和18.48μmol/L,这两种化合物也表现出较强的抗癌活性。研究了含N/S原子砌块与异海松酸衍生物对白色念珠菌的抑菌活性之间的构效关系。结果发现含N/S原子的砌块带入的杂环上引入取代基时较有利于改善异海松酸的抗真菌活性;带入苯基时,酰胺苯基上引入取代基一般都能进一步改善异海松酸的抑菌活性;酰腙苯基上引入取代基时,则部分取代基能进一步改善异海松酸的抑菌活性;而硫脲苯基上引入取代基时,多数不能进一步改善异海松酸的抑菌活性。在所有化合物中,酰胺嘧啶环上同时引入1个OCH3和1个Cl原子时,对提高异海松酸的抑菌活性贡献最大,使异海松酸的抑菌活性提高到原来的16倍。此外,酰胺和酰腙的苯基邻位引入F原子或噻唑上引入1个CH3时,使异海松酸的抑菌活性提高到原来的8倍。研究了含N/S原子砌块结构与异海松酸衍生物对4种人肿瘤细胞的抗癌活性的抗癌活性之间的构效关系,进而探讨了含N/S的酰胺、酰腙和磺酰胺砌块对增强异海松酸抗癌活性的影响。结果表明,异海松酸分子上引入含N的酰胺和酰腙砌块结构一定程度上拓宽了异海松酸的有效抗癌范围,引入含N和S原子的磺酰胺砌块则更大程度地拓宽了异海松酸的有效抗癌范围。构建含N/S原子的砌块结构时带入的杂环上引入取代基时,多有利于提高异海松酸的抗癌活性;带入的苯基上引入吸电子取代基时,一般表现出增强异海松酸抗癌活性的效果,部分供电子基有利于改善异海松酸的抗癌活性。其中,酰腙砌块苯基邻位引入OH时,较有利地增强了异海松酸对HepG-2、MDA-MB-231和PC-3细胞的抗癌活性;此外,酰胺嘧啶上同时引入2个OCH3时,也较大程度地改善了异海松酸对HepG-2细胞的抗癌活性;酰腙砌块苯基邻位引入NO2时,极大地改善了异海松酸对MDA-MB-231和PC-3细胞的抗癌活性。