2025年大學(xué)《資源化學(xué)》專業(yè)題庫——綠色化學(xué)技術(shù)在制藥中的應(yīng)用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項的代表字母填寫在答題紙上。）1.下列哪項不屬于綠色化學(xué)的十二項原則中的內(nèi)容？A.原子經(jīng)濟(jì)性B.使用更安全的化學(xué)合成方法C.無毒化學(xué)合成D.設(shè)計安全的化學(xué)品2.在制藥過程中，采用酶催化替代傳統(tǒng)化學(xué)催化劑，主要體現(xiàn)了綠色化學(xué)的哪個原則？A.防止污染B.安全化學(xué)品C.原子經(jīng)濟(jì)性D.可再生原料3.下列哪種溶劑通常被認(rèn)為是綠色溶劑，并在某些制藥過程中得到應(yīng)用？A.甲基叔丁基醚（MTBE）B.四氯化碳（CCl4）C.丙酮D.水4.“原子經(jīng)濟(jì)性”高的化學(xué)反應(yīng)，其副產(chǎn)物通常如何？A.較多B.較少C.不確定D.總是為零5.在藥物合成中，采用連續(xù)流動化學(xué)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的間歇式反應(yīng)釜操作，主要目的是？A.提高設(shè)備利用率B.減少溶劑使用和廢物產(chǎn)生C.提高反應(yīng)溫度D.簡化產(chǎn)物的分離6.下列哪種技術(shù)利用了微生物或其酶來催化合成藥物或分解污染物？A.光催化B.生物催化C.微波催化D.高壓催化7.選用可再生的生物質(zhì)資源作為藥物合成的前體，主要體現(xiàn)了綠色化學(xué)的哪個原則？A.無毒化學(xué)合成B.安全溶劑和助劑C.可再生原料D.使用更安全的化學(xué)過程8.在制藥工業(yè)中，分離和純化過程往往是能源消耗和廢物產(chǎn)生的大戶。采用膜分離技術(shù)替代傳統(tǒng)蒸餾或萃取，可能帶來的環(huán)境效益主要是？A.降低反應(yīng)溫度B.減少溶劑消耗和廢液排放C.提高產(chǎn)品純度D.加快反應(yīng)速率9.下列關(guān)于綠色化學(xué)在制藥中應(yīng)用的描述，哪項是錯誤的？A.綠色化學(xué)技術(shù)總能顯著降低藥物的生產(chǎn)成本。B.綠色化學(xué)要求從源頭上減少或消除有害物質(zhì)的使用和產(chǎn)生。C.采用綠色化學(xué)技術(shù)有助于制藥企業(yè)履行社會責(zé)任。D.綠色化學(xué)只關(guān)注反應(yīng)過程的環(huán)保性，不關(guān)心經(jīng)濟(jì)性。10.評估一個制藥工藝的綠色化程度，除了原子經(jīng)濟(jì)性，還應(yīng)考慮哪些因素？（請選擇兩個）A.能源消耗B.廢物處理C.原料成本D.操作的安全性E.產(chǎn)品的環(huán)境影響二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填寫在答題紙上。）1.綠色化學(xué)的核心原則之一是______，即盡量使原料的所有原子都轉(zhuǎn)化到期望的最終產(chǎn)品中。2.與傳統(tǒng)有機(jī)溶劑相比，超臨界流體如超臨界CO2具有______、______等優(yōu)點，在藥物提取和反應(yīng)中顯示出應(yīng)用潛力。3.“無害化學(xué)合成”原則要求化學(xué)產(chǎn)品在設(shè)計、生產(chǎn)和應(yīng)用過程中都應(yīng)具有______。4.生物催化通常在______的條件下進(jìn)行，對環(huán)境更友好，且具有高度的______和______。5.制藥工業(yè)中產(chǎn)生的廢水處理是重要的環(huán)境挑戰(zhàn)，______技術(shù)可以用于去除廢水中的有機(jī)污染物。三、簡答題（每小題5分，共15分。請將答案填寫在答題紙上。）1.簡述綠色化學(xué)的“預(yù)防原則”在制藥工業(yè)中的意義。2.與傳統(tǒng)加熱方式相比，微波化學(xué)在藥物合成中可能具有哪些綠色優(yōu)勢？3.簡述選擇綠色溶劑時通常需要考慮哪些環(huán)境因素？四、論述題（每小題10分，共20分。請將答案填寫在答題紙上。）1.結(jié)合具體實例，論述原子經(jīng)濟(jì)性高的合成路線如何有助于實現(xiàn)制藥過程的綠色化。2.分析將傳統(tǒng)制藥工藝（如使用大量有機(jī)溶劑、產(chǎn)生較多廢物）轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色制藥工藝可能面臨的主要挑戰(zhàn)，并提出相應(yīng)的應(yīng)對策略。試卷答案---一、選擇題1.D解析思路：綠色化學(xué)的十二項原則包括：預(yù)防原則、共同承擔(dān)責(zé)任、安全化學(xué)品、安全化學(xué)過程、可持續(xù)化學(xué)品和過程、使用更安全的溶劑和助劑、設(shè)計減少廢棄物的化學(xué)過程、使用可再生原料、發(fā)展催化劑、設(shè)計化學(xué)產(chǎn)品和過程以減少衍生物的形成、實時分析預(yù)防污染、事故預(yù)防。選項A（原子經(jīng)濟(jì)性）、B（使用更安全的化學(xué)合成方法）、C（無毒化學(xué)合成）均為原則內(nèi)容。選項D（設(shè)計安全的化學(xué)品）是原則的概括性描述，不如其他選項具體。2.B解析思路：酶是生物催化劑，通常對環(huán)境友好，且具有高選擇性和高專一性，反應(yīng)條件溫和。采用酶催化替代傳統(tǒng)化學(xué)催化劑，主要是為了減少使用有毒有害的化學(xué)合成方法，提高過程的安全性，體現(xiàn)了綠色化學(xué)的“安全化學(xué)合成”原則。3.D解析思路：水是唯一大量存在且對生命無毒的溶劑，被稱為“綠色溶劑”。雖然水在某些反應(yīng)中溶解性不佳，但其環(huán)境友好性使其成為綠色化學(xué)推崇的溶劑之一。MTBE（選項A）是汽油添加劑，有毒性。四氯化碳（選項B）是強(qiáng)毒溶劑，已被禁用。丙酮（選項C）是有機(jī)溶劑，雖毒性相對較低但并非最優(yōu)選擇。4.B解析思路：原子經(jīng)濟(jì)性是指反應(yīng)物原子轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物原子的百分比。原子經(jīng)濟(jì)性越高，意味著進(jìn)入目標(biāo)產(chǎn)物的原子比例越大，未進(jìn)入目標(biāo)產(chǎn)物的原子（形成副產(chǎn)物）就越少。5.B解析思路：連續(xù)流動化學(xué)是一種現(xiàn)代化學(xué)工程技術(shù)，其優(yōu)點包括：高效熱交換、傳質(zhì)速率快、易于實現(xiàn)自動化控制、溶劑消耗少、廢物產(chǎn)生量低、反應(yīng)條件更均勻可控等。其中，減少溶劑使用和廢物產(chǎn)生是其顯著的環(huán)境效益。6.B解析思路：生物催化是指利用微生物（包括細(xì)菌、真菌、酵母）或其產(chǎn)生的酶來催化化學(xué)反應(yīng)。根據(jù)題目描述，“利用微生物或其酶來催化合成藥物或分解污染物”正是生物催化的定義。7.C解析思路：可再生原料是指來源于生物質(zhì)（如植物、動物）或通過生物技術(shù)生成的、可以持續(xù)補(bǔ)充的原料。選用可再生原料可以減少對有限化石資源的依賴，實現(xiàn)資源的可持續(xù)利用，這正是綠色化學(xué)“可再生原料”原則的核心內(nèi)容。8.B解析思路：膜分離技術(shù)是一種物理分離方法，利用具有選擇性滲透功能的膜材料，在外力驅(qū)動下（如壓力、濃度差）將混合物中的不同組分分離。其主要優(yōu)勢在于可以替代能耗較高的傳統(tǒng)蒸餾或需要大量有機(jī)溶劑的萃取過程，從而顯著減少溶劑消耗和廢液排放。9.A解析思路：綠色化學(xué)技術(shù)的應(yīng)用可能涉及初始投資增加、研發(fā)投入、技術(shù)培訓(xùn)等，短期內(nèi)可能不會顯著降低成本，甚至可能成本更高。只有當(dāng)技術(shù)成熟、規(guī)模化應(yīng)用、產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)或節(jié)省資源（如能源、溶劑）時，才可能降低成本。因此，“綠色化學(xué)技術(shù)總能顯著降低藥物的生產(chǎn)成本”的說法過于絕對，是錯誤的。其他選項均為綠色化學(xué)在制藥中應(yīng)用的正確描述或其意義。10.A,D解析思路：評估一個制藥工藝的綠色化程度是一個綜合性的評價，不僅要看化學(xué)反應(yīng)本身（原子經(jīng)濟(jì)性），還要考慮整個工藝流程。能源消耗（選項A）直接影響能耗和碳排放，是重要因素。廢物處理（選項B）關(guān)系到環(huán)境影響和末端治理成本。操作的安全性（選項D）涉及人員健康和環(huán)境安全，也是綠色化學(xué)的重要考量。原料成本（選項C）主要影響經(jīng)濟(jì)效益，雖然與可持續(xù)性有關(guān)聯(lián)，但不是衡量綠色化程度的直接環(huán)境指標(biāo)。因此，A和D是除了原子經(jīng)濟(jì)性外應(yīng)考慮的重要因素。二、填空題1.原子經(jīng)濟(jì)性解析思路：原子經(jīng)濟(jì)性是綠色化學(xué)的核心概念之一，要求盡可能將反應(yīng)原料的原子轉(zhuǎn)化到目標(biāo)產(chǎn)物中，減少副產(chǎn)物的生成。2.環(huán)境友好、易于回收解析思路：超臨界CO2作為綠色溶劑，其主要優(yōu)點是來源廣泛（來自空氣）、無毒、不燃，對環(huán)境影響?。ㄒ子谏锝到猓磺以诔R界狀態(tài)下具有類似液體的密度和溶解能力，且像氣體一樣易于從產(chǎn)品中分離回收，減少了溶劑的消耗和廢液的產(chǎn)生。3.對人類健康和環(huán)境無毒（或低毒）解析思路：“無害化學(xué)合成”原則強(qiáng)調(diào)化學(xué)產(chǎn)品和過程從設(shè)計到應(yīng)用的全生命周期都應(yīng)盡可能減少或消除對人類健康和環(huán)境的不利影響，即要求其具有低毒性或無害性。4.室溫、常壓（或溫和）、高選擇性、高專一性解析思路：生物催化（酶催化）通常在接近室溫、常壓的溫和條件下進(jìn)行，能耗低。酶具有極高的催化活性和專一性，能精確地催化特定反應(yīng)，減少副反應(yīng)。5.光催化（或高級氧化）解析思路：制藥工業(yè)廢水通常含有復(fù)雜的有機(jī)污染物，難以直接處理。光催化技術(shù)利用光源（如紫外光、可見光）激發(fā)催化劑（如二氧化鈦）產(chǎn)生強(qiáng)氧化性自由基，將難降解有機(jī)物礦化為無害的小分子（如CO2、H2O）。高級氧化技術(shù)（AOPs）也類似，通過產(chǎn)生自由基進(jìn)行氧化降解，光催化是其中一種重要技術(shù)。三、簡答題1.簡述綠色化學(xué)的“預(yù)防原則”在制藥工業(yè)中的意義。解析思路：預(yù)防原則的核心思想是“預(yù)防勝于治療”。在制藥工業(yè)中，這意味著應(yīng)該從源頭上就考慮如何設(shè)計化學(xué)產(chǎn)品和化學(xué)過程，以避免或最大限度地減少對人類健康和環(huán)境有害物質(zhì)的產(chǎn)生，而不是在產(chǎn)生后再去處理污染。對于制藥企業(yè)而言，這意味著在藥物研發(fā)階段就要選擇更安全的原料和試劑，設(shè)計更綠色的合成路線，采用更安全的反應(yīng)條件，從源頭上減少有毒有害中間體和最終產(chǎn)品的生成，以及減少廢棄物的產(chǎn)生，從而降低環(huán)境污染和潛在的安全風(fēng)險。2.與傳統(tǒng)加熱方式相比，微波化學(xué)在藥物合成中可能具有哪些綠色優(yōu)勢？解析思路：微波化學(xué)利用微波能量直接作用于極性分子，使其快速振動、摩擦生熱。與傳統(tǒng)加熱方式（如油浴、烘箱）相比，微波化學(xué)具有以下綠色優(yōu)勢：①加熱速率快，反應(yīng)時間縮短，可降低能耗；②能量利用效率高，熱傳遞更直接、均勻；③可選擇性地加熱極性反應(yīng)物或溶劑，可能提高反應(yīng)選擇性和產(chǎn)率，減少副產(chǎn)物；④有些反應(yīng)在微波下條件更溫和，減少對強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或高溫高壓的需求，降低危險性；⑤有助于實現(xiàn)微型化和自動化，減少試劑消耗和廢物產(chǎn)生。3.簡述選擇綠色溶劑時通常需要考慮哪些環(huán)境因素？解析思路：選擇綠色溶劑時，主要考慮以下環(huán)境因素：①生物降解性：溶劑在使用后能否被微生物分解為無害的小分子物質(zhì)；②毒性：溶劑對人類健康（急性毒性和慢性毒性）和生態(tài)環(huán)境（水生生物毒性）的影響；③可燃性：溶劑的閃點，低閃點溶劑易燃，存在安全隱患；④原料來源：是否為可再生資源，減少對化石資源的依賴；⑤對氣候變化的影響：如溫室氣體效應(yīng)（全球變暖潛能值GWP）；⑥泄漏影響：泄漏到環(huán)境中后是否易于擴(kuò)散、降解或?qū)ι鷳B(tài)造成累積影響。此外，還需考慮經(jīng)濟(jì)性、安全性和對反應(yīng)的影響。四、論述題1.結(jié)合具體實例，論述原子經(jīng)濟(jì)性高的合成路線如何有助于實現(xiàn)制藥過程的綠色化。解析思路：原子經(jīng)濟(jì)性是衡量化學(xué)反應(yīng)效率的關(guān)鍵指標(biāo)，高原子經(jīng)濟(jì)性意味著原料原子中有更高比例進(jìn)入了期望的最終產(chǎn)品，副產(chǎn)物生成量少。這直接有助于制藥過程的綠色化，體現(xiàn)在以下幾個方面：①減少廢物產(chǎn)生：副產(chǎn)物是廢物的主要來源之一。高原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)產(chǎn)生的廢物量顯著減少，降低了廢物的處理成本和環(huán)境污染負(fù)擔(dān)。例如，在合成撲熱息痛（對乙酰氨基酚）時，如果采用傳統(tǒng)的凱氏合成法（苯酚與乙酰氯反應(yīng)），原子經(jīng)濟(jì)性較低，會產(chǎn)生氯化氫等副產(chǎn)物。而采用更綠色的路線，如從對硝基苯酚經(jīng)還原和?；?，原子經(jīng)濟(jì)性可能更高，副產(chǎn)物更少。②節(jié)約原料：副產(chǎn)物不進(jìn)入目標(biāo)產(chǎn)物，意味著部分原料被浪費。高原子經(jīng)濟(jì)性意味著同樣的原料可以生產(chǎn)更多的產(chǎn)品，提高了資源利用效率。③降低溶劑消耗：通常，副產(chǎn)物的分離和純化需要額外的溶劑。減少副產(chǎn)物意味著減少了后續(xù)分離純化過程所需的溶劑量和能耗。④提高經(jīng)濟(jì)效益：減少廢物處理成本、節(jié)約原料和溶劑、可能提高產(chǎn)率，都直接或間接地降低了制藥過程的綜合成本，使綠色化技術(shù)更具經(jīng)濟(jì)可行性。因此，追求高原子經(jīng)濟(jì)性是設(shè)計綠色合成路線的重要策略，是實施綠色化學(xué)“源頭預(yù)防”原則的具體體現(xiàn)。2.分析將傳統(tǒng)制藥工藝（如使用大量有機(jī)溶劑、產(chǎn)生較多廢物）轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色制藥工藝可能面臨的主要挑戰(zhàn)，并提出相應(yīng)的應(yīng)對策略。解析思路：將傳統(tǒng)制藥工藝轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色制藥工藝是實現(xiàn)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢，但過程中會面臨諸多挑戰(zhàn)，主要包括：主要挑戰(zhàn)：①技術(shù)挑戰(zhàn)：*綠色反應(yīng)路線開發(fā)困難：尋找高效、高選擇性的綠色催化劑（如酶、新型無機(jī)催化劑）或開發(fā)全新的綠色合成路線可能需要大量的研發(fā)投入和時間。*綠色溶劑/介質(zhì)選擇局限：雖然存在水、超臨界流體、離子液體等綠色溶劑，但并非所有反應(yīng)都能找到理想替代品，某些綠色溶劑的溶解性、穩(wěn)定性或成本可能限制其應(yīng)用。*分離純化技術(shù)瓶頸：綠色化學(xué)強(qiáng)調(diào)減少廢物，但有時綠色反應(yīng)的選擇性可能不如傳統(tǒng)方法高，或者產(chǎn)物與副產(chǎn)物的分離更困難，需要開發(fā)新的、更環(huán)保的分離技術(shù)（如膜分離、結(jié)晶技術(shù)）。②經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)：*初始投資高：購買新的綠色反應(yīng)設(shè)備、分離裝置、廢物處理系統(tǒng)等需要大量的初始投資。*成本效益問題：某些綠色催化劑或溶劑的價格可能高于傳統(tǒng)試劑，加上可能降低的產(chǎn)率或增加的能耗，短期內(nèi)可能增加生產(chǎn)成本，影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。③知識與意識挑戰(zhàn)：*人員技能缺乏：現(xiàn)有研發(fā)和生產(chǎn)人員可能缺乏綠色化學(xué)的專業(yè)知識和技能，需要培訓(xùn)或引進(jìn)新人才。*管理層認(rèn)知不足：部分企業(yè)管理層可能對綠色化學(xué)的重要性認(rèn)