Câncer é uma doença caracterizada por uma descontrolada proliferação com crescimento e migração de células tumorais para outros órgãos do corpo. Segundo a Organização Mundial de Saúde, em 2012 o câncer foi responsável por 8,2 milhões de mortes e, estima-se que em 2030 o número aumente em cerca de 70%. Este panorama indica a urgência por novos candidatos a fármacos com ação antitumoral. Assim, o presente trabalho de doutoramento visou à identificação, o planejamento e a síntese de novas moléculas com atividade anticancerígena. Os estudos de modelagem molecular e ensaios bioquímicos permitiram identificar a classe dos derivados ciclopenta[b]indóis como potentes inibidores da polimerização da tubulina, além de mostrar interessante inibição da migração celular, com destaque para os derivados indólicos 49 e 51, que apresentaram valores de IC50 igual a 25 e 24 μM, respectivamente. O ensaio de citotoxidade MTS utilizando fibroblastos de gengiva humana saudáveis para tais compostos mostrou que os valores de EC50 estão acima de 100 μM e por meio do teste hemolítico com cultura de eritrócitos humanos para o composto 51, comprovou-se que tal substância apresenta valores quase nulos de citotoxidade. Um modelo de mecanismo molecular baseado em um ensaio competitivo foi proposto, confirmando que os ciclopenta[b]indóis são capazes de se ligar ao sítio da colchicina (11) em um modo de interação competitivo. Em uma segunda parte do trabalho, realizou-se o planejamento racional e a síntese de 27 novos análogos (76-102) para serem testados em ensaios antitumorais. Um interessante resultado com 87% de inibição da polimerização da tubulina e um IC50 igual 5 μM foi obtido para o composto 88, mostrando que a interação entre o grupo dioxolano e o resíduo Asn256β no sítio da colchicina (11), pode ser a responsável pelo aumento na atividade. Para finalizar, os enântiômeros RR e SS da mistura racêmica 51 foram analisados por docagem molecular e os resultados mostraram que o enantiômero SS possui uma maior afinidade pelo sítio da colchicina (11). Assim, foi realizada a resolução de 51 por meio da cromatografia quiral, o que permitiu a obtenção dos derivados ciclopenta[b]indólicos enantiomericamente puros 51a e 51b.