生物碱是一种含量丰富而结构多样的含氮次生代谢产物，约在20％的植物物种中分布，其中单萜吲哚生物碱(monoterpenoid indole alkaloids，MIAs)和异喹啉类生物碱(isoquinoline alkaloids，IQAs)以突出的生物活性和复杂的骨架结构，一直以来都是植物化学和有机合成的研究热点。　　本论文分为两章，共五个小节。第一章为钩吻等三种药用植物中单萜吲哚生物碱的结构与生物活性研究，主要概述了葫蔓藤科钩吻属（Gelsemium）植物钩吻（Gelsemium elegans）、夹竹桃科鸡骨常山属(Alstonia)植物灯台（Alstonia scholaris）和茜草科钩藤属（Uncaria）植物钩藤(Uncaria rhynchophylla)的单萜吲哚类化学成分和药理活性研究。第二章为八角枫和多叶唐松草中喹啉及吡啶类化学成分与生物活性研究，包括了八角枫科(Alangiaceae)八角枫属（Alangium）植物八角枫（Alangium chinense）和毛茛科（Ranunculaceae）唐松草属（Thalictrum）多叶唐松草（Thalictrum foliolosum）的喹啉及吡啶生物碱的化学成分和生物活性研究。　　运用多种色谱技术（正反相硅胶，薄层色谱、凝胶和树脂型柱色谱、高效液相色谱等）、波谱技术(NMR、MS、UV、IR、CD)以及量子化学计算等手段（ECD计算、NMR计算），从上述五种传统药用植物中共分离鉴定了115个化合物，其中新化合物19个（包括3个新颖骨架化合物，2个新颖的糖桥连二聚吲哚化合物）。化合物结构类型涉及吲哚生物碱、喹啉生物碱、吡啶生物碱、甾体生物碱等。值得一提的是在钩吻（G.elegans）植物根茎中首次分离得到了钩吻定碱杂C9基团的新颖骨架化合物。另外，从灯台（A.scholaris）叶中我们发现了2个前所未有的糖桥连双吲哚(Bisindole)，相比于之前已报道的传统Bisindoles通过C-C单键直接相连，我们的发现代表了一种新的双吲哚类型，并且在进一步的活性测试中发现了它们选择性抗脑胶质瘤干细胞(GSCs)的作用。此外我们还对部分化合物进行了抗菌、神经干细胞增殖和免疫细胞抑制等活性测试。　　1.钧吻等三种药用檀物中单萜吲哚生物碱的结构与生物活性研究　　钩吻（G.elegans）为葫蔓藤科钩吻属（Gelsemium）植物，又名断肠草，全株有剧毒，最早记载于神农本草经中，相传神农帝正是因为误食断肠草而亡。在当代，钩吻干燥的根茎依然在云南，广西和贵州民间被用做杀虫剂和治疗由多种原因引起的皮肤溃疡。从上世纪以来，已报道的钩吻单萜吲哚生物碱共有约140多个，根据骨架类型不同主要可以分为蛇根精类（Sarpagine-type）、钩吻定碱类(Gelsedine-type)、钩吻子素类(Koumine-type)、育亨烷类(Yohimbane-type)、葫蔓藤碱（Humantenine-type）、钩吻素类(Gelsemine-type)等。鉴于钩吻多变的骨架结构和悠久的药用历史，我们选取了市售钩吻药材，主要针对其单萜吲哚类生物碱成分进行了系统的植物化学研究和药理活性评价，共分离得到34个化合物，包括9个新化合物（其中3个新颖骨架类化合物）。　　灯台树（A.scholaris）叶为夹竹桃科鸡骨常山属（Alstonia）植物，广泛分布于台湾、湖南、广东、广西和云南等地，在我国民间主要用于治疗肺部咳喘，黄疸，胃痛，腹泻，疟疾等。作为单萜吲哚类生物碱的丰富来源，前期约有近70多个类型的单萜吲哚生物碱（MIAs）从灯台的不同部位被分离和报道。在药理活性方面，主要报道了灯台生物碱的抗菌，抗炎，抗肿瘤、镇痛等作用。我们课题组多年来一直对灯台(A.scholaris)叶吲哚生物碱成分进行广泛而深入的植物化学研究，发表了一系列骨架新颖，活性突出的化合物，引起了有机合成化学家的极大关注。另外，经过长时间大量的实验积累，课题组开发了天然药物五类新药灯台叶总碱，目前正在进行二期临床研究。作为对该植物物质基础研究的延续，我们对采自云南省普洱市的灯台叶进行了系统的生物碱化学成分分离鉴定，共得到18个化合物，包括4个新化合物（2个新颖的糖桥连二聚吲哚化合物alstoniasidines A和B）。在体外细胞毒活性测试中，alstoniasidines A和B显示了选择性抑制胶质瘤干细胞的活性（IC50与紫杉醇相当），进一步机制研究揭示其主要通过激活外源性白细胞介素1(IL-1)、肿瘤坏死因子(TNF-α)诱导细胞凋亡。　　传统药材钩藤为茜草科钩藤属（Uncaria）植物钩藤(U.rhynchophylla)的带钩茎枝，别名钩丁、吊藤、倒挂剌等。在我国主要分布于广东、广西、云南、贵州等地。传统医学认为钩膝具有息风定惊，清热平肝的功效。之前大量的植物化学研究发现钩藤中主要活性成分为单萜吲哚类生物碱(MIAs)，药理学研究发现，钩藤生物碱成分主要作用于心脑系统，具有降压、镇静、抗惊厥等活性。为了进一步开发其药用价值，我们对市售的钧藤药材的化学成分进行研究，共分离得到29个化合物，包括3个新化合物。　　2.八角枫和多叶唐松草中喹啉及吡啶类化学成分与生物活性研究　　八角枫(A.chinense)为八角枫科(Alangiaceae)八角枫属(Alangium)植物，又名华瓜木、木八角、橙木，以根茎入药，药材名为百龙须。八角枫药材具有一定的毒性，因此多外用，主要用于治疗跌打损伤。之前对于八角枫植物的化学成分研究主要集中在萜类和酚苷类成分，针对其生物碱成分的研究报道较少。在八角枫的药理活性方面，已报道的包括抗肿瘤，抗菌，抗炎等，为了丰富传统苗药八角枫的药用范围和物质基础，我们主要对其生物碱类成分进行了系统的植物化学研究，共分离得到化合物20个，包括2个新化合物。　　多叶唐松草（T.foliolosum）为毛茛科唐松草属（Thalictrum）植物，根形似马尾，又名马尾黄连。从已报道的植物化学研究中不难发现，其主要成分为异喹啉类单体及二聚生物碱，在活性方面，已报道的药理活性包括抗菌，抗炎，抗疟，抗肿瘤等。之前对于多叶唐松草的化学成分研究主要针对其根茎部位，为了进一步丰富多叶唐松草的药用部位，我们选取了更易采摘的地上部位进行系统的化学成分研究，共分离鉴定了14个化合物，包括1个新化合物。