化学制药工艺学简答题.docx

1.药物工艺路线的设计要求有哪些？

答：（1）合成途径简易；（2）原材料易得；（3）中间体易分离；（4）反应条件易控制；

（5）设备条件不苛求；（6）―三废‖易治理；（7）操作简便，经分离、纯化易达到药用标准，最好是多步反应连续操作，实现自动化；（8）收率最佳、成本最低。

2.药物的结构剖析原则有哪些？

答：（1）药物的化学结构剖析包括分清主要部分（主环）和次要部分（侧链），基本骨架与官能团；2）研究分子中各部分的结合情况，找出易拆键部位；（3）考虑基本骨架的组合方式，形成方法；（4）官能团的引入、转换和消除，官能团的保护与去保护等；

（5）若系手性药物，还必须考虑手性中心的构建方法和整个工艺路线中的位置等问题。3．药物生产工艺路线的设计和选择的一般程序：

答：（1）必须先对类似的化合物进行国内外文献资料的调查和研究工作。（2）优选一条或若干条技术先进，操作条件切实可行，设备条件容易解决，原辅材料有可靠来源的技术路线。（3）写出文献总结和生产研究方案（包括多条技术路线的对比试验）（4）确证其化学结构的数据和图谱（红外、紫外、核磁、质谱等）；（5）生产过程中可能产生或残留的杂质、质量标准；（6）稳定性试验数据；（7）―三废”治理的试验资料等等。

10. 选择药物合成工艺路线的一般原则有哪些？

①所选单元反应不要干扰结构中已有的取代基，使副反应尽可能少，收率尽量高；②尽量采用汇聚型合成工艺，如果只能采用直线型工艺，尽量把收率高的反应步骤放在后面；

③原料应价廉、供应充足；④反应条件尽量温和，操作宜简单；⑤多步反应时最好能实现―一锅法‖操作；⑥尽量采用―平顶型‖反应，使操作弹性增大；⑦三废应尽量少。

1.现代有机合成反应特点有哪些？

答：（1）反应条件温和，反应能在中性、常温和常压下进行；（2）高选择性（立体、对映体）；（3）需要少量催化剂（1%）；（4）无―三废‖或少―三废‖等

2.反应溶剂的作用有哪些？

答：（1）溶剂具有不活泼性，不能与反应物或生成物发生反应。（2）溶剂是一个稀释剂，有利于传热和散热，并使反应分子能够分布均匀、增加分子间碰撞和接触的机会，从而加速反应进程。（3）溶剂直接影响化学反应的反应速度、反应方向、反应深度、产品构型等。

3.用重结晶法分离提纯药物或中间体时，对溶剂的选择有哪些要求？

答1）溶剂必须是惰性的2）溶剂的沸点不能高于被重结晶物质的熔点（3）被重结晶物质在该溶剂中的溶解度，在室温时仅微溶，而在该溶剂的沸点时却相当易溶，其溶解度曲线相当陡。4）杂质的溶解度或是很大（待重结晶物质析出时，杂质仍留在母液中）或是很小（待重结晶物质溶解在溶剂里，借过滤除去杂质）。（5）溶剂的挥发性。

低沸点溶剂，可通过简单的蒸馏回收，且析出结晶后，有机溶煤残留很容易去除。（6）容易和重结晶物质分离。（7）重结晶溶剂的选择还需要与产品的晶型相结合。

6. 在进行工艺路线的优化过程中，如何确定反应的配料比？

合适的配料比，既可以提高收率，降低成本，又可以减少后处理负担。选择合适配料比首先要分析要进行的化学反应的类型和可能存在的副反应，然后，根据不同的化学反应类型的特征进行考虑。一般可根据以下几方面来进行综合考虑。(1)凡属可逆反应，可采用增加反应物之一的浓度，通常是将价格较低或易得的原料的投料量较理论值多加5％~20％不等，个别甚至达二三倍以上，或从反应系统中不断除去生成物之一以提高反应速度和增加产物的收率。(2)当反应生成物的产量取决于反应液中某一反应物的浓度时，则增加其配料比、最合适的配料比应符合收率较高和单耗较低的要求。(3)若反应中有一反应物不稳定，则可增加其用量，以保证有足够的量参与主反应(4)当参与

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主、副反应的反应物不尽相同时，可利用这—差异，通过增加某一反应物的用量，增强主反应的竞争能力。(5)为了防止连续反应(副反应)，有些反应的配料比宜小于理论量，使反应进行到一定程度停止。

7．在进行工艺路线的优化过程中，如何确定物料的加料次序？

某些化学反应要求物料按一定的先后次序加入，否则会加剧副反应，降低收率；有些物料在加料时可一次投入，也有些则要分批慢慢加入。对一些热效应较小、无特殊副反应的反应，加料次序对收率的影响不大。在这种情况下，应从加料便利、搅拌要求或设备腐蚀等方面来考虑，采用比较适宜的加料次序。对一些热效应较大同时也可能发生副反应的反应，加料次序则成为一个不容忽视的问题，因为它直接影响着收率的高低。所以必须针对引起副反应的原因而采取适当的控制方法，必须从使反应操作控制较为容易、副反应较小、收率较高、设备利用率较高等方面综合考虑，来确定适宜的加料次序。

9. 反应溶剂对化学反应的影响有哪些？

反应速度、反应方向、反应深度、产品构型等。

10. 影响药物合成工艺的反应条件和影响因素有哪些？配料比与反应物浓

度、溶剂、催化、能量的供给、

反应时间及反应终点的监控、后处理、产品的纯化和检验

1. 何为催化剂？表征催化剂的性能指标有哪些？作为工业催化剂的选择原则是什

么？答：能显著改变反应速率，而本身的质量及化学性质在反应前后保持不变的物质称为催化剂(catalyst)。表征催化剂的性能指标主要有（1）催化剂的活性；（2）催化剂的选择性；（3）稳定性；（4）价格工业上选择催化剂要从活性、选择性、稳定性及价格几个方面统筹考虑，并不是活性越高越好，一般是：选择性〉稳定性〉活性〉价格

2. 什么叫毒化剂和抑制剂？有何区别？

答：在催化剂的制备或反应过程中，由于引入少量杂质，使催化剂的活性大大降低或完全丧失，并难以恢复到原有活性，这种现象称催化剂中毒。使催化剂中毒的物质称毒化剂，有些催化剂对于毒物非常敏感，微量的毒化剂即可使催化剂活性减小甚至消失。在催化剂的制备或反应过程中，由于引入少量杂质，如果仅使其活性在某一方而受到抑制，但经过活化处理可以再生，这种现象称为阻化。使催化剂阻化的物质称为抑制剂，它使催化剂部分中毒，从而降低了催化活性。毒化剂和抑制剂之间并无严格的界限。毒化现象有时表现为催化剂的部分活性消失，因而呈现出选择性催化作用。

4.何为相转移催化剂，作为相转移催化剂所需具备那几个条件？

答：相转移催化剂是使反应物由一相转移到另一相中进行反应，它实质上是促使一个可溶于有机溶剂的底物和一个不溶于此溶剂的离子型试剂两者之间发生反应。相转移催化应用于非极性溶剂中具有反应条件温和、反应速度快、收率高、产品质量好等

相转移催化剂需具备的条件是：（1）相转移催化剂必须具有正离子部分，以便同负离子结合形成活性有机离子对或能与反应物形成络离子；（2）必须具有足够多的碳原子数，才能保证形成活性有机离子对转入有机相，但碳原子数目不能太多，否则，不能转入无机相。碳原子数目一般为12~20之间；（3）相转移催化剂中的亲油基的结构位阻应尽量小，一般为直链；（4）在反应条件下，化学性质应稳定且易回收。

4. 相转移催化反应有何优点？答：相转移催化反应与其他类型的反应相比，具有

以下优点：（1）避免使用无水的或极性非质子溶剂（2）缩短了反应时间，降低了反应温度（3）使有些原来不能进行的反应，成为可能（4）改变了产品的比例和选

择性（5）处理简单（6）环境条件好

5．什么叫酶？酶催化反应具有哪些优缺点？

答：酶是生物体活细胞产生的具有特殊催化功能的一类蛋白质，也被称为生物催化剂(biological catalyst)。酶具有一般催化剂的特性，即在一定条件下仅能影响化学反应速率，而不改变化学反应的平衡点，并在反应前后数量和性质不发生变化。

优点：①酶催化反应一般是在常温、常压、中性pH范围等条件下进行的，因此效率较高且节省能量；②由于酶催化反应的专一性，因此无（或很少）副产物生成，有利于分离和提纯；另外，利用酶的立体异构转移性，即只与某一种异构体或某一种构象底物发生作用，这是一般化学催化剂无法比拟的；③与微生物发酵法相比，其反应物简单．反应最适条件易于确定；④利用酶的专一性，可高效率分析天然物质和生物体成分，且不必对检体进行分离处理。

缺点：①由于在较温和的条件下进行反应，所以易发生杂菌污染；②酶的价格较高，精制过程工作量大，有必要开发低成本的精制技术；⑦仅限于一步或二步简单的反应，与微生物发酵相比，在经济上尚不理想；④从目前看，只能作用于限定的化合物。当然随着酶工程的不断发展，其适用的底物范围将不断扩大；⑤由于酶是蛋白质，所以其催化作用条件有一定限制，特别是当催化体系中含有抑制剂(或失活剂)时，将大大减弱酶的催化活力。另外，采用固定化技术，虽然有助于增加酶的稳定性，但酶终究还会失活。当底物为高分子化合物时，固定化酶并非一定是优良的生物催化剂。

7. 影响催化剂活性的因素有哪些？

（1）温度温度对催化剂的活性影响很大，温度太低时，催化剂的活性很小，反应速度很慢，随着温度升高，反应速度逐渐增大，但达到最大速度后，又开始降低。绝大多数催化剂都有其活性温度范围、温度过高，易使催化剂烧结而破坏其活性，最适宜的温度要通过实验来确定。（2）助催化剂（或促进剂）在催化剂的制备过程中或催化反应中往往加入少量物质(一般少于催化剂用量的10 ％)，虽然这种物质本身对反应的催化活性很小或无催化作用，却能显著提高催化剂的活性、稳定性或选择性。这种物质称为助催化剂，（3）载体（担体）把催化剂负载于某种惰性物质之上，这种惰性物质称为载体。常用的载体有石棉、活性炭、硅藻土、氧化铝、硅酸等。使用载体可以使催化剂分散，增大有效面积，不仅可以提高催化剂活性、节约用量，同时还可以增加催化剂的机械强度防止活性组分在高温下发生熔结而影响其使用寿命。（4）毒化剂和抑制剂在催化剂的制备或反应过程中，由于引入少量杂质，使催化剂的活性大大降低或完全丧失，并难以恢复到原有活性，这种现象称催化剂中毒。

1．中试放大的目的是什么？

答：中试放大的目的是验证、复审和完善实验室工艺（又称小试验）所研究确定的反应条件与反应后处理的方法，以及研究选定的工业化生产设备结构、材质、

安装和车间的布置等，为正式生产提供设计数据、以及物质量和消耗等。同时，

也为临床试验和其它深入的药理研究提供一定数量的药品。

2、中试放大的研究内容主要有哪些？

答：中试放大（中间试验）是对已确定的工艺路线的实践审查。不仅要考查产品质量，经济效益，而且要考察工人劳动强度。中试放大阶段对车间布置、车间面积、安全生产、设备投资、生产成本等也必须进行审慎的分析比较，最后审定工艺操作方法、工序的划分和安排等。中试放大的研究内容有：（1）生产工艺路线的复审（2）设备材质与型式的选择（3）搅拌器型式与搅拌速度的考查（4）反应条件的进一步研究（5）工艺流程与操作方法的确定（6）原辅材料和中间体的质量监控（7）安全生产与“三废”防治措施的研究（8）消耗定额、原料成本、操作工时与生产周期的计算

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3. 在中试工艺放大中针对工艺条件的考察，必须注意和解决哪些问题？

答：（1）原辅材料规格的过渡试验（2）反应条件的极限试验（3）设备材质的耐腐蚀性实验（4）原辅材料、中间体及新产品质量分析方法研究（5）反应后处理的方法研究。

5. 物料衡算的作用有哪些？

答：根据所需要设计项目的年产量，通过对全过程或者单元操作的物料衡算，可以得到单耗（生产1kg产品所需要消耗原料的量，kg）、副产品量、输出过程中物料损耗量以及―三废‖生成量等，使设计由定性转向定量。物料衡算是车间工艺设计中最先完成的一个计算项目，其结果是后续热量衡算、设备工艺设计与选型、确定原材料消耗量定额、进行管路设计等各种设计内容的依据。