武昌理工学院制药工艺学习题样本.doc

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第一章 工艺路线的设计、 选择与改革
一、 名词解释
1. 全合成制药 2. 半合成制药 3. 手性制药 4. 药物的工艺路线
5.倒推法或逆向合成分析或追溯求源法 6. 类型反应法 7．Sandmeyer反应
8．Mannich反应 9．”一勺烩”或”一锅煮” 10. 分子对称法
二、 填空
1. 是药物生产技术的基础和依据。工艺路线的 和
是衡量生产技术高低的尺度。
2. 在设计药物的合成路线时, 首先应从 入手, 然后根据其 特点, 采取相应的设计方法。
3. 在制定化学制药工艺实验研究方案时, 还必须对反应类型作必要的考察, 阐明所组成的化学反应类型到底是 还是 反应。
4．从收率的角度看, 应该把收率低的单元反应放在 , 收率高的反应步骤放在 。
5． 在考虑合理安排工序次序时, 应该把价格较贵的原料放在 使用。
6． 工业生产上愿意采用 反应, 可稳定生产, 减轻操作个人劳动强度。
7．药物分子中具有______________等碳—杂键的部位, 乃是该分子的拆键部位, 亦即其合成时的连接部位。
8．抗炎药布洛芬的结构式是________________, 其合成路线很多, 但其共同的起始原料为______________。
9．应用类型反应法进行药物或中间体的工艺设计时, 如果功能基的形成与转化的单元反应排列方法出现两种或两种以上不同安排时, 不但需要从理论上___________________, 而且还要从实践上____________________________等进行实验研究, 经过实验设计及选优方法遴选, 重复比较来选定。
10. 在应用模拟类推法设计药物工艺路线时, 还必须和_____________对比, 并注意对比_____________和 _____________的差异。
11. 对于___________________衍生物的合成设计, 常可经过查阅有关文献专著、 综述或化学文献, 找到若干可供_____________的方法。
12. 选择工艺路线, 首先应考虑每一合成路线所用的各种原辅材料的来源、 规格和供应情况, 其基本要求是____________________。
13. 由对硝基苯酚为原料制备扑热息痛时可应用______________工艺。
14． 采用”一勺烩”工艺, 必须首先弄清各步反应的历程和工艺条件, 只有在搞清楚_______________________________________________________________________________, 才能实现这种改革目标。
15. 普萘洛尔的合成中采用_______________________技术, 能够提高收率和产品纯度。
三、 单项选择题( 下列各题有A、 B、 C、 D 四个备选答案, 请选择一个最佳答案)
1． 工业上最适合的反应类型是 ( )
A. 尖顶型 B. 平顶型 C. 汇聚型 D. 直线型
2． 最理想的工艺路线是 ( )
A. 直线型 B. 交叉型 C. 汇聚型 D. 对称型
3． 从收率的角度看, 应该把收率低的单元反应放在 ( )
A. 前头 B. 中间 C. 后边 D. 都可
4． 从收率的角度看, 应该把收率高的反应步骤放在 ( )
A. 前头 B. 中间 C. 后边 D. 都可
5． 在考虑合理安排工序次序时, 一般把价格较贵的原料放在何处使用。 ( )
A. 前头 B. 中间 C. 后边 D. 最后
6．在工业生产上可稳定生产, 减轻操作劳动强度的反应类型是 ( )
A. 平顶型 B. 尖顶型 C. 直线型 D. 汇聚型
7． 在镇静药奈福泮的羰基的还原过程中, 可代替氢化铝锂的是 ( )
A. 硼氢化钠 B. 醇钠 C. 锌粉 D. 钯碳
8． 工艺的后处理过程一般属于的过程是 ( )
A. 化学 B. 物理 C. 物理化学 D. 生物
9． 应限制使用的溶剂是 ( )
A. 第一类溶剂 B. 第二类溶剂 C. 第三类溶剂 D. 第四类溶剂
10． 属于第三类溶剂的是 ( )
A. 苯 B. 甲苯 C. 乙酸乙酯 D. 三氟醋酸
11. 能够使用逆合成分析法设计药物工艺路线的药物是 ( )
A． 益康唑 B. 克霉唑 C. 肌安松 D. 鹰瓜豆碱
12. 能够使用类型反应法设计药物工艺路线的药物是 ( )
A． 黄连素 B. 克霉唑 C. 鹰瓜豆碱 D. 己烷雌酚
13. 能够使用分子对称法设计药物工艺路线的药物是 ( )
A．鹰瓜豆碱 B. 克霉唑 C. 氨甲环酸 D. 布洛芬
14. 能够使用模拟类比法设计药物工艺路线的药物是 ( )
A． 姜黄素 B. 吗啡 C. 黄连素 D. 川芎嗪
15. 能够使用文献归纳法设计药物工艺路线的药物是 ( )
A．己烷雌酚 B. 她巴唑 C. 克霉唑 D. 布洛芬
四、 简答题
1. 药物工艺路线的设计要求有哪些?
2. 药物的结构剖析原则有哪些?
3．药物生产工艺路线的设计和选择的一般程序是什么?
4. 药物工艺路线设计的意义是什么?
5. 药物工艺路线设计的主要方法有哪些?
6．工艺路线的改造途径有哪些?
7．制药工业过程按照毒性大小溶剂分为几类? 选用原则是什么?
增加: 选择药物合成工艺路线的一般原则是什么?
五、 合成题
1. 试用逆向合成分析法设计一条益康唑( Econazole) 的合成路线?

2. 试根据逆合成分析和类型反应等方法设计一条抗菌药物克霉唑( Clotrimazole) 的合成路线?

3．试用分子对称合成法, 以哌啶、 甲醛、 丙酮为原料设计鹰爪豆碱的合成路线。

4． 以对硝基苯甲酸合成局麻药盐酸普鲁卡因的合成路线

5．设计出以异丁基苯为原料, 布洛芬的合成工艺路线。

布洛芬

第二章 工艺研究和中试放大( 1)
一、 名词解释
1. 基元反应 2. 非基元反应 3. 简单反应 4. 复杂反应 5. 质量作用定律
6. 可逆反应 7. 平行反应( 竞争性反应) 8. 质子性溶剂 9. 非质子性溶剂
10. 正交设计
二、 填空
1. 反应溶剂直接影响化学反应的 、 、
、 等。
2. 水、 乙醇、 乙酸、 乙二胺等属于 溶剂, 乙醚、 二氯甲烷、 丙酮、 吡啶等属于 溶剂, 甲苯、 正己烷、 环己烷等属于 溶剂。
3. 反应后处理多为 过程, 主要包括 、 、 、
、 以及 等单元操作, 后处理的方法随 不同而异。
4．试验中一般在 或 停止反应, 进行后处理。
5．工业生产中常见 、 、 来检查化学反应, 实验室中常见 跟踪反应。
6．温度对反应速度的影响较复杂, 一般分为 种类型, 第Ⅰ种类型最常见, 符合 , 第Ⅱ种类型为 , 第Ⅲ种类型为 , 第Ⅳ种类型属于 。
7． 在进行重结晶溶剂的选择时, 首先能够_______________________, 其次能够进行________________试验, 其经验通则是___________________。
8. 可逆反应中, 对于正向反应和逆向反应, _____________都适用
9. 对于可逆反应能够___________________来破坏平衡, 以利于反应向正反应方向进行, 即经过加大某一反应物的投料量或移出生成物来控制反应速度, 一般加大___________、 ____________的投料量。
10．平行反应( 又称竞争性反应) 中, 我们一般将在生产上需要的反应称为___________, 其余称为__________________。
11. 对于平行反应, 不能用改变______________或________________来改变生成物的比例, 但能够用_________、 ____________、 _____________等来调节生成物的比例。
12．确定适宜的加料次序, 必须从___________________、 _______________________、 ___________________、 ____________________等方面综合考虑。
13. 当药物存在多晶型时, 用不同的______________进行重结晶, 得到产品的晶型不同。
14. 最适宜温度的确定应从__________________入手, 综合分析正、 副反应的规律、 反应速度与温度的关系, 以及经济核算等进行通盘考虑。
15. 反应温度的选择首先参考相关文献或类似反应进行设计和试验, 常见____________加以选择。
16. 在阿司匹林的工业生产中一般控制的反应温度为80℃, 不得超过______℃, 这样既考虑到乙酰化反应, 又考虑到避免副反应。
17. 压力对于___________影响不大, 而对气相或气、 液相反应的平衡影响比较显著。
18. 制药工业中常见的搅拌器形式有____________、 _____________、 ___________________、 ___________________。
19. 反应较适宜的温度与活化能的基本关系式是 。
20 单因素平行试验优选法包括 、 、 。
21．平分法安排试验的原则是____________________________________________。
22. 黄金分割法是在__________________________和它的对称点__________________
两处安排试验。
23．正交设计是在全面试验点中挑选出最有代表性的点做试验, 挑选的点在其范围内具有
和 的特点。
24．正交表用______________表示。________表示正交设计, ___________表示水平数, ____________表示因子数, _________表示试验次数。
25. 正交试验中极差R的大小可用来衡量_________________________。因子水平数完全一样时, R大的因素为____________, R小的因素为_________________。
26．正交试验中K1、 K2、 K3中数据最大者对应的水平为________________, 即转化率最高。
27．选用正交表时, 应使确定的水平数与____________________一致, 正交表列的数目__________要考察的因子数。
三、 单项选择题( 下列各题有A、 B、 C、 D 四个备选答案, 请选择一个最佳答案)
1. 可逆反应属于 ( )
A. 复杂反应 B. 平行反应 C. 基元反应 D. 简单反应
2. 平行反应属于 ( )
A. 连续反应 B. 复杂反应 C. 基元反应 D. 简单反应
3. 在溶剂的作用描述中, 不正确的是 ( )
A. 使反应分子能够分布均匀、 增加分子间碰撞和接触的机会、 有利于传热和散热。
B. 溶剂必须是易挥发的 C. 溶剂必须是惰性的, 不能与反应物或生成物反应
D. 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
4. 在重结晶溶剂的选择原则中, 不正确的是 ( )
A. 溶解度必须很大 B. 溶剂必须是惰性的
C. 溶剂的沸点不能高于被重结晶物质的熔点 D. 溶剂必须容易和重结晶物质分离
5. 在重结晶溶剂的选择原则中, 不正确的是 ( )
A. 溶剂必须是活泼的 B. 溶剂的沸点不能高于被重结晶物质的熔点
C. 杂质的溶解度或是很大或是很小 D. 溶剂必须容易和重结晶物质分离
6. 在重结晶溶剂的选择原则中, 正确的是 ( )
A. 杂质的溶解度必须很大 B. 杂质的溶解度必须很小
C. 被重结晶物质在该溶剂中的溶解度曲线必须相当平稳
D. 被重结晶物质在该溶剂中的溶解度曲线必须相当陡
7. 属于质子性溶剂的是 ( )
A. 乙酸 B. 乙醚 C. DMF D. 二氧六环
8. 属于非质子性溶剂的是 ( )
A. 乙醇 B. 乙醚 C. 乙酸 D. 水
9. 在巴比妥生产中的乙基化反应过程中, 正确的加料次序是 ( )
A. 先加乙醇钠, 然后加丙二酸二乙酯, 最后滴加溴乙烷
B. 先加丙二酸二乙酯, 然后加乙醇钠, 最后滴加溴乙烷
C. 先加溴乙烷, 然后加丙二酸二乙酯, 最后滴加乙醇钠
D. 先加丙二酸二乙酯, 然后加溴乙烷, 最后滴加乙醇钠
10．溶剂对化学反应的影响, 叙述不正确的是 ( )
A. 溶剂对离子型反应影响较大。 B. 溶剂对自由基反应影响较大
C. 影响化学反应的方向。 D. 影响化学反应的速度
11. 苯酚和乙酰氯进行F-C反应时, 在硝基苯溶剂中, 产物主要是 ( )
A.邻位取代物 B.对位取代物 C.邻对位取代物 D.间位取代物
12. Wittig试剂和醛类或不对称酮类反应时, 在下列哪种溶剂中顺式产物最多 ( )
A. DMF B. PhH C. THF D. EtOH
13. Wittig试剂和醛类或不对称酮类反应时, 在下列哪种溶剂中反式产物最多 ( )
A. DMF B. PhH C. THF D. EtOH
14. 压力对反应的影响, 不包括 ( )
A. 有气体参与的反应 B. 催化加氢反应
C. 反应温度超过所用溶剂的沸点, 加压以提高反应温度 D. 液相反应
15. 铁粉还原岗位多数采用的搅拌器形式是 ( )
A. 浆式 B. 框式或锚式 C. 推进式 D 涡轮式
16. 环合岗位多数采用的搅拌器形式是 ( )
A. 浆式 B. 框式或锚式 C. 推进式 D 涡轮式
17. 如果希望得到比较大的结晶, 一般采用的搅拌器形式是 ( )
A. 浆式 B. 框式或锚式 C. 推进式 D 涡轮式
18. 如果希望得到比较小的结晶, 一般采用的搅拌器形式是 ( )
A. 浆式 B. 框式或锚式 C. 推进式 D 涡轮式
19. 判断反应终点的依据不包括 ( )
A. 原料点是否消失, B. 原料点是否不再变化
C. 除了产物和原料外是否有新的杂质斑点生成, D. 是否有新斑点生成
20. 单因素平行试验优选法, 不包括 ( )
A. 平分法 B. 黄金分割法 C. 分数法 D. 正交试验法
21．正交试验设计优选法的适合条件是 ( )
A. 影响因素较多, 水平数较小的情况 B. 影响因素较多, 水平数较多的情况
C. 影响因素较小, 水平数较小的情况 D. 影响因素较小, 水平数较多的情况
22．预设计一个3因素3水平的实验, 应该选择哪一个正交表? ( )
A. L9(34) B. L8(27) C. L4(23) D. L18(37)
23．预设计一个5因素2水平的实验, 应该选择哪一个正交表? ( )
A. L9(34) B. L8(27) C. L4(23) D. L18(37)
24．下列哪个图能够表示爆炸型反应中温度和反应速度的关系? ( )

25. 下列哪个图能够表示催化反应中温度和反应速度的关系? ( )

四、 简答题
1. 现代有机合成反应特点有哪些?
2. 反应溶剂的作用有哪些?
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?
4. 根据温度与反应速度的关系, 下列图分别表示何类型的化学反应?

5. 反应终点的确定方法有哪些? TLC确定反应终点的原则是什么?
6. 在进行工艺路线的优化过程中, 如何确定反应的配料比?
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?
8. 简述正交试验设计法的基本步骤?
9. 反应溶剂对化学反应的影响有哪些?
10. 影响药物合成工艺的反应条件和影响因素有哪些?
五、 计算题
1. 脂肪族卤素化合物置换成羟基的反应, RX + OH-1 → ROH + X-, 其反应活化能E = 67~96 kJ·mol-1, 平均值约为81.5 kJ·mol-1, 求此类反应的较适宜温度Tp为多少?
2. 芳香族卤化物被-OH置换反应, ArX + OH-1 → ArOH + X, 其反应活化能E = 105 ~ 180 kJ·mol-1, 平均值约为 165 kJ·mol-1, 求此反应的较适宜温度Tp是多少?
3．当芳香族氯化物引入-NO2时, 分子活性增加, 水解反应活化能降低, 约为96 kJ·mol-1, 求此反应的适宜温度为多少? 。
4. 已知加碱会加速某反应, 且碱越多反应时间越短, 但碱过多又会使产品分解。某厂以前加碱1％, 反应4 h。现根据经验确定碱量变化范围在1％~ 4.4％, 得下面试验结果, 试根据平分法确定最佳试验点, 完善表3-5内容。
表3-5 平分法试验结果
试验号
试验点
试验结果
下次试验范围(a, b)%
1

水解, 碱多了

2

结果良好, 可加大碱量

3

结果仍良好
停止

5. 游离松香可由原料松香加碱制得, 某厂由于原料松香的成分变化, 加碱量掌握不好, 游离松香一度仅含6.2%, 用黄金分割法选择加碱量: 固定原料松香100kg, 温度102~106℃, 加水100kg, 考察范围9~13kg, 试验结果如下, 试根据黄金分割法确定最佳试验点, 完善表3-6内容。
表3-6 黄金分割法试验结果
试验号
加碱量/kg
熬制时间/h
游离松香 /%
下次试验范围/kg
1

5.5
20.1

2

6.5
18.8

3

6
皂化

4

6
19
停止

6．为了提高药物中间体的转化率, 逆对即反应温度(A)、 配料比(B)和催化剂量 (C)进行优化, 试验范围(A, 20 ~ 100 ℃; B, 1: 1~1: 3; C, 5%~15% )。试设计一个三因素三水平正交实验表。

第二章 工艺研究和中试放大( 2)
一、 名词解释
1. 中试放大 2．放大系数 3. 放大效应 4. 冷模试验 5. 返混 6．物料衡算
二、 填空
1. 制药工艺研究分为 、 、 以及 四个阶段
2. 中试研究中的过渡试验包括: 、 、
等几方面。
3. 中试放大的研究方法有: 、 、
、 。
4．中试放大的目的是___________、 ______________和___________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。
5. 研究确定一条最佳的合成工艺路线, 应该考虑___________________________________、 ________________________________________、 ____________________________________、 __________________________________________等几个方面。
6. 中试放大阶段制备中间体及成品的批次一般不少于_____________批, 以便积累数据, 完善中试生产资料。
7. 中试放大规模一般是小试规模的__________倍,
8. 根据药品剂量和疗程的长短, 中试药品数量一般为___________kg。
9. 确定工艺路线后, 每步化学合成反应或生物合成反应一般不会因_____________、 ______________和__________的条件不同而有明显的变化, 但各步的__________条件, 则随试验规模和设备等外部条件的不同而有可能需要调整。
10. 一般说来, 相似模拟放大仅适于简单的_________过程, 不适用于_______________。
11. 制药等精细化工行业一般依靠_____________________放大来完成。
12. ___________________能够加速传热和传质过程, 减少物料团之间温度差、 浓度差, 从而有利于化学反应。___________________则不利于化学反应。
13. 一般来讲, 如果反应是在酸性介质中进行, 则应采用_____________反应釜。如果反应是在碱性介质中进行, 则应采用___________反应釜。
14. 贮存浓盐酸应采用_________贮槽, 贮存浓硫酸应采用________贮槽, 贮存浓硝酸应采用__________贮槽。
15. 二甲基甲酰胺与______________以一定比例混合时易引起爆炸, 必须在中试放大前和中试放大时作详细考查。
16. 收率和转化率的关系是: __________________________
17. 物料衡算的理论基础是
三、 单项选择题( 下列各题有A、 B、 C、 D 四个备选答案, 请选择一个最佳答案)
1. 化学反应工程学认为导致反应收率降低的原因是 ( )
A. 返混 B. 搅拌不均匀 C. 温度滞后 D. 反应器存在有死角
2. 中试研究中的过渡试验不包括的是 ( )
A. 原辅材料规格的过渡试验 B. 反应条件的极限试验
C. 设备材质和腐蚀试验 D. 后处理的方法试验
3. 假设四个工序的收率分别Y1、 Y2、 Y3、 Y4, 则车间的总收率为 ( )
A. Y1+ Y2+ Y3+ Y4 B. Y1 Y2 Y3 Y4 C. ( Y1+ Y2) ( Y3+Y4) D. Y1Y2+ Y3 Y4
4. 单程转化率和总转化率的关系是 ( )
A. 单程转化率 = 总转化率 B. 单程转化率 > 总转化率
C. 单程转化率 < 总转化率 D. 不确定
5. 关于中试放大的规模, 下列叙述正确的是 ( )
A. 比小型试验规模放大50～100倍 B. 比小型试验规模放大500～1000倍
C. 比小型试验规模放大10~50倍 D. 比小型试验规模放大100~500倍
6. 新药研发过程中需要的样品数量一般是 ( )
A. 1 ~2kg B. 2～10 kg C. 10~20 kg D. 20~50 kg
7．对于工艺技术尚未成熟或腐蚀性大的车间, 年操作时间一般是 ( )
A. 330天 B. 360天 C. 300天 D. 200天
8. 下列哪种材质适合储存浓硫酸 ( )
A. 玻璃钢 B. 铁质 C. 铝质 D. 都能够
9. 适合酸性介质的反应釜首选是 ( )
A. 搪瓷玻璃 B. 铸铁 C. 不锈钢 D. 都能够
10. 适合碱性介质反应的反应釜是 ( )
A. 搪瓷玻璃 B. 铸铁 C. 不锈钢 D. 都能够
四、 简答题
1、 中试放大的目的是什么?
2、 中试放大的研究内容主要有哪些?
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?
4. 中试放大的重要性及意义是什么?
5. 物料衡算的作用有哪些?
五、 计算题
1．甲氧苄氨嘧啶生产中由没食子酸经甲基化反应制备三甲氧苯甲酸工序, 测得投料没食子酸( Ⅰ) 25.0 kg, 未反应的没食子酸2.0 kg, 生成三甲氧苯甲酸( Ⅱ) 24.0 kg。试求选择性和收率。已知化学反应式和分子量为:

分子量 188 212
2．甲氧苄氨嘧啶生产中, 有甲基化反应工序( 甲基化反应制备三甲氧苯甲酸) ; SGC酯化反应工序( 酯化反应制备三甲氧苯甲酸甲酯) ; 肼化反应工序( 肼化反应制备三甲氧苯甲酰肼) ; 氧化反应工序( 应用高铁氰化钾制备三甲氧苯甲醛) ; 缩合反应工序( 与甲氧丙腈缩制备三甲氧苯甲醚丙烯腈) ; 环合反应工序( 环合反应合成三甲氧苄氨嘧啶) ; 精制, 求车间总收率。
3．在混酸配制过程中, 已知混酸组成为H2SO4 46％(质量百分比, 下同)、 HNO3 46％、 H2O 8％, 配制混酸用的原料为92.5％的工业硫酸、 98％的硝酸以及含有H2SO4 69％的硝化废酸。试经过物料衡算确定配制1000 kg混酸时各原料的用量。为简化计算, 设原料中除水外的其它杂质可忽略不计。
4．拟用连续精馏塔分离苯和甲苯混合液。已知混合液的进料流量为200 kmol·h-1, 其中含苯0.4( 摩尔分数, 下同) , 其余为甲苯。若规定塔底釜液中苯的含量不高于0.01, 塔顶馏出液中苯的回收率不低于98.5％, 试经过物料衡算确定塔顶馏出液、 塔釜釜液的流量及组成．以摩尔流量和摩尔分数表示。
5．甲苯用浓硫酸磺化制备对甲苯磺酸。已知甲苯的投料量为1000 kg, 反应产物中含对甲苯磺酸1460 kg, 未反应的甲苯20 kg。试分别计算甲苯的转化率、 对甲苯磺酸的收率和选择性。
6. 邻氯甲苯经α－氯化、 氰化、 水解工序可制得邻氯苯乙酸, 邻氯苯乙酸再与2,6－二氯苯胺缩台即可制得消炎镇痛药——双氯芬酸钠。巳知各工序的收率分别为: 氯代工序、 氰化工序、 水解工序、 缩合工序。试计算以邻氯甲苯为起始原料制备双氯芬酸钠的总收率。
7. 用苯氯化制备——氯苯时．为减少副产物二氯苯的生成量, 应控制氯的消耗量。已知每100 mol苯与40 mol氯反应, 反应产物中含38 mol氯苯、 1 mol二氯苯以及61mol未反应的苯。反应产物经分离后可回收60 mol的苯．损失1 mol苯。试计算苯的单程转化率和总转化率。

第三章 药厂”三废”的防治
一、 名词解释
1. 原子经济性( Atom economy) 反应 2. 绿色制药生产工艺 3．生化需氧量( BOD)
4. 化学需氧量( COD) 5. ”清污”分流 6. 活性污泥 7. 生物膜 8．生物膜法
二、 填空
1. ”三废”指的是 、 、 。
2. 制药工业的”三废”特点 、 、