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C-烷基取代黄酮是一类结构特殊的天然黄酮类化合物，C-烷基化能够增强黄酮类化合物的细胞膜通透性，从而有助于提高生物活性。8-异戊烯基取代黄酮醇淫羊藿素(icaritin)和3，5-双甲基取代查尔酮2，4-dihydroxy-6-methoxy-3，5-dimethylchalcone(DMC)是两种重要的C-烷基取代黄酮类化合物，二者均具备显著的体外和体内抗肿瘤活性，但有限的水溶性限制了这两个化合物的药物研发潜力。水翁叶和水翁花是获取DMC的重要植物材料，与水翁花相比，水翁叶具有更丰富的资源储备，但对其化学成分尚缺乏详细、全面的研究。本论文以提高水溶性、改善生物利用度为目的，对淫羊藿素和DMC进行了结构修饰。另外，为获取DMC及其天然结构类似物，对水翁(Cleistocalyx operculatus)叶的化学成分进行了研究，主要研究结果如下: 以淫羊藿素为原料，通过两条合成路线，分别经过O-烷基化、碱水解、酯化等反应，合成了36个淫羊藿素衍生物，其中包括15个羧酸乙酯衍生物(A2-A16)、19个羧酸衍生物(A17-A31，A34-A37)以及两个醇类衍生物(A32，A33)。运用核磁共振(NMR)和高分辨质谱(HRESIMS)等手段对衍生物结构进行了表征。采用MTT法测试了衍生物的体外抗肿瘤活性，结果显示:衍生物A9、A11、A35和A37对雌激素受体高表达乳腺癌MCF-7细胞的生长抑制活性要强于淫羊藿素，并与阳性对照药物他莫昔芬相当(IC50=4.7、3.0、3.0和2.2μM);同时，A35对正常细胞Vero没有显著毒性(IC50＞100μM)。构效关系分析发现:OH-3或OH-7单取代有利于提升淫羊藿素的肿瘤细胞毒活性，OH-3和OH-7双取代会普遍削弱活性，但也有A35和A37两个例外情况。另外，羧酸乙酯/羧酸取代基的结构、链长以及刚性都会明显影响衍生物的肿瘤细胞生长抑制活性。衍生物A35和A37具有良好的水溶性，其在PBS缓冲溶液(pH=7.4)中的溶解度分别为淫羊藿素溶解度的105倍和280倍。 以DMC为原料，通过三条合成路线，分别经过O-烷基化、碱水解、酯化、N-烷基化等反应，合成了23个DMC衍生物，其中包括五个羧酸乙酯衍生物(B2-B6)、九个羧酸衍生物(B7-B11，B14-B17)、两个醇类衍生物(B12-B13)、一个溴代衍生物(B18)以及六个叔胺衍生物(B19-B24)。运用核磁共振和高分辨质谱等手段对衍生物结构进行了表征。采用MTT法测定了衍生物的体外抗肿瘤活性，结果显示:羧酸衍生物B11和B15能够显著抑制宫颈癌HeLa细胞的生长(IC50=5.9和7.0μM)，并对正常细胞Vero具有较低毒性(IC50＞50μM)。六个叔胺衍生物对四株测试肿瘤细胞均表现出生长抑制活性，其中化合物B20的活性最强，对A549、HepG2、MCF-7和HeLa细胞的IC50值分别为3.8、4.3、1.3和2.3μM。通过Chou-Talalay法评估衍生物和紫杉醇联合用药时的抗肿瘤协同效果，结果显示:B20和B22与紫杉醇具有显著的协同作用，CIavg分别为0.14和0.15，在对多药耐药宫颈癌HeLa/Tax细胞的生长抑制率为90％时，紫杉醇的用药剂量仅为单独用药剂量的1/15和1/17。另外，以B8、B11、B15、B19和B23为代表的DMC羧酸衍生物和叔胺衍生物具有良好的水溶性。 干燥水翁叶用90％乙醇提取，经过石油醚、乙酸乙酯和正丁醇萃取分部，通过正相硅胶柱层析、中压反相硅胶柱层析以及高效液相色谱(HPLC)等分离手段获得45个天然化合物。综合运用质谱、一维和二维核磁共振、圆二色谱等现代波谱技术，结合相关文献鉴定了所有化合物的化学结构，并利用ECD/TDDFT量子化学计算验证了部分新化合物的立体构型。其中五环三萜类化合物30个(C1-C30)、二萜类化合物三个(C31-C33)、黄酮类化合物七个(C34-C40)以及鞣花酸类化合物五个(C41-C45)。化合物C1-C13为新化合物，C3具有罕见的重排五环三萜骨架，推测其生物合成前体是taraxastane型五环三萜酸C14。C1和C2是首例C-27和C-28双高度氧化的taraxastane型五环三萜。体外抗肿瘤实验结果显示:化合物C2和C5能显著抑制HepG2、NCI-N87和MCF-7三种肿瘤细胞的生长。另外，体外抗炎实验结果显示:化合物C7能够有效抑制脂多糖诱导的小鼠RAW264.7巨噬细胞对炎症因子的生成和释放。通过构效关系分析，总结了三萜骨架类型以及结构中含氧官能团取代数目和位置对三萜类化合物生物活性的影响。 本论文通过对淫羊藿素和DMC两种活性C-烷基取代黄酮类化合物进行合理的结构修饰，获得了五个具有研发潜力的抗肿瘤药物分子(A35、A37、B11、B15和B20)，证明了在结构中引入羧酸或叔胺类官能团能够改善黄酮类化合物的水溶性和肿瘤细胞生长抑制活性，并降低对正常细胞的毒性。通过对水翁叶化学成分进行提取、分离、结构鉴定和生物活性筛选，在获取DMC的同时发现了两个具有肿瘤细胞生长抑制活性的五环三萜类化合物(C2和C5)以及一个具有抗炎活性的五环三萜类化合物(C7)。