苔藓属于孢子植物,在孢子体成熟之后即释放孢子,世代交替繁殖。苔藓在分类学上界于藻类和蕨类之间,包括苔纲（6000种）,藓纲（14000种）和角苔纲（300种）三大类群。苔类植物中的油体——富含醚类、萜类和芳香类化合物的膜结合型细胞器,从微观角度解释了苔类植物的化学及其生物活性多样性的原因。自70年代以来苔类植物的化学生物学研究取得了长足的发展,主要有联苄和萜类两大特征化合物。此外,结合方式多样,骨架特殊的二聚体也是苔纲植物的特色。除了骨架新颖,苔类植物中的化合物具有广泛的生物学活性,比如植物生长调节、抗氧化、抗炎、抗真菌和细胞毒等。本文对采自中国的四种苔类植物,包括浙江九龙山的尖瓣萹萼苔（Radula apiculata Sande Lac.ex Stephani）、湖南张家界的多形带叶苔[Pallavicinia ambigua（Mitt.）Stephani]、四川雅安的裸萼小萼苔（Mylia nuda Inoue＆Yang.）和海南三亚的指叶苔[Lepidozia reptans（L.）Dumort]的化学成分及其生物活性进行了系统的阐述。采用柱层析和半制备液相,基于核磁共振、质谱、圆二色谱、红外、紫外、单晶衍射、核磁计算以及含时密度泛函理论ECD计算等技术手段,从这四种苔类植物中分离鉴定了 87个化合物,其中53个首次报导,18个为新骨架。这些化合物大部分都是异戊烯化联苄和开环的萜类化合物及其二聚体,包括异戊烯联苄衍生物及其二聚体、7,8-开环的半日花烷型二萜及其二聚体、1,10-开环香橙烷型倍半萜及其与苯醚类化合物形成的二聚体以及9,10-开环环阿屯烷型三萜。对所有化合物进行生物活性研究,发现异戊烯化联苄和分子中含有α,β-不饱和酮结构的萜类化合物具有较好的细胞毒活性。对采自浙江丽水九龙山国家自然保护区的尖瓣萹萼苔继续研究,获得了 12个异戊烯联苄的衍生物,七个为新化合物,包括四个异戊烯联苄的二聚体[（±）-radulapins L-O（1-4）]。在硕士研究基础上,对从尖瓣萹萼苔中纯化的26个异戊烯联苄进行细胞毒活性筛查,发现二聚体均有显著的细胞毒作用,进一步研究发现,其通过升高ROS水平,降低线粒体膜电势诱导PC-3细胞凋亡。对九个异戊烯联苄二聚体生源推测,发现这类特殊结构的二聚体是Diels-Alder环加成以及自由基耦合作用的结果。对采自张家界的多形带叶苔化学成分的深入研究,发现25个化合物,17个为新化合物,包括十个高度氧化的半日花烷化合物[pallaviambins I-R（21-29）]和四个7,8-开环的半日花烷二聚体[pallaviambins E-H（17-20）],基于结构观察,推测这些二聚体是酶催化下两个半日花烷通过Diels-Alder环加成形成。除此之外,在这个苔中还获得两个Δ13（14）互为顺反异构,具有一个四环[5.2.1.02,5.04,10]十烷的新骨架的微量成分[pallaviambins A（13）和B（14）]。对其前体,化合物33进行光照实验表明,化合物13和14由化合物33经光催化,分子内两个双键在自由基作用下发生[2+2]环加成。在MTT细胞毒活性筛查中,发现一些氧化度高,分子中具有α,β-不饱和酮结构片段的分子具有不同程度的细胞毒作用。以往报道证明具有α,β-不饱和酮结构类化合物的抗肿瘤机制与活性氧水平有关。诱导ROS变化在多种治疗手段中杀灭癌细胞的一种有效机制。药物诱导的“氧化还原重置”则会导致化疗耐药,打破“氧化还原重置”将提供一种克服耐药的新方法。因此,将代表性化合物33进行进一步的探索,发现33对PC-3具有选择性抑制作用,并且抑制肿瘤增殖发生在G2/M期。后续的活性研究发现其能升高ROS水平,破坏线粒体功能诱导PC-3细胞凋亡。从采自四川雅安的裸萼小萼苔中分离鉴定了 32个化合物,其中18个为新化合物,包括四个苯醚类化合物[mylnudethers A-D（38-41）],五个骨架罕见的香橙烷类倍半萜以及八个苯醚与香橙烷型倍半萜形成的二聚体[mylnudones A-H（42-49）]。分析结构,发现八个二聚体中,七个由Diels-Alder环加成途径形成,一个为自由基耦合产物。除此之外还得到了 14个已知化合物。将这些化合物进行抗真菌活性研究,除了 68号的剪叶苔烷型倍半萜对双敲菌株DSY654表现一定的抗真菌毒力,其他的化合物活性表现较弱。从海南三亚的指叶苔中分离纯化并鉴定了 18个化合物,其中11个新化合物,包括九个首次在苔藓植物中发现的9,10-开环的环阿屯烷型的三萜类化合物[lepidozins A-I（70-78）]。在细胞毒活性筛查中发现,化合物70、75和76对系列肿瘤细胞株展示了显著的细胞毒抑制作用。其中化合物76结构中存在一个α,β-不饱和羰基,显示了更强的细胞毒活性。随后研究表明,其通过升高ROS水平介导的线粒体损伤诱导PC-3细胞凋亡。本课题在前人研究的基础上,获得了一些结构新颖,骨架特殊的化合物,尤其是二聚体居多,大部分二聚体都是在植物体氧化酶作用下发生Diels-Alder环加成和自由基耦合的产物。随着分离和鉴定的技术发展,更多微量成分被发现,极大地丰富了天然产物化合物库。对这些化合物进行生物学活性筛查,也表现出令人满意的生物学活性,为新药开发提供了若干个潜在的苗头小分子化合物。苔类植物的化学成分的研究结果表现出一定的种属特异性,这对于苔类植物的化学分类也有一定的参考价值。