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二茂鐵衍生物的親油性，使得這些化合物能順利地通過細胞膜，從而與細胞內的各種酶、ＤＮＡ、ＲＮＡ等物質起作用，因而有可能作為治療某些疾病的藥物。其次，二茂鐵衍生物具有氧化還原可逆性，這一特點使其在生物酶的作用下，能參與各種代謝作用。第三，二茂鐵衍生物的芳香性使得這些化合物能象簡單的芳環一樣，容易發生取代反應，但是，它們又不同于一般的芳香化合物，二茂鐵衍生物的夾心結構使這類分子具有一定的厚度，這一特點能阻止二茂鐵衍生物接近某些酶的活性部位，因而具有選擇性。另外，二茂鐵衍生物的低毒性也是人們對其感興趣的原因。鑒于二茂鐵衍生物具有多種生物（理）活性，如抗腫瘤活性，殺菌、殺蟲、治貧血、抗炎、調節植物生長等等。
具有抗腫瘤活性的二茂鐵衍生物：
１、氮芥類二茂鐵衍生物；氮芥類化合物能抑制白血病的紅細胞生成作用而具有抗癌活性。它是臨床療效較好但副作用大的一類抗癌藥物。氮芥類二茂鐵是由二茂鐵羧酸或氨基二茂鐵與其它氮芥類物質反應得到的。
２、二茂鐵（Ⅲ）離子鹽；1984年，P.kopf-Maier等人報道了二茂鐵（Ⅲ）離子鹽的抗癌活性，由于它們具有較小的毒性，高的水溶解性和水穩定性，使得它們具有更高的臨床使用價值。該類化合物的活性隨著負離子的不同而不同，這可能是由于負離子的不同影響了這些化合物的水溶性，從而影響了其穿透細胞的能力及在細胞內的分布，最終導致活性的差別。
３、含二茂鐵配體的雙核配合物；順－二氨基二氯化鉑（cis-DDP）是一種具有很高臨床使用價值的抗癌藥物。但也有一些缺點，如活性范圍窄，有腎毒，并且一些腫瘤細胞已對其產生抗性。為此化學家希望能通過結構模擬的辦法，合成出效果更好的抗癌物。
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