2025年大學(xué)《應(yīng)用化學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——應(yīng)用化學(xué)在化妝品原料研究中的實(shí)際應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題均有多個(gè)正確選項(xiàng)，請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母代號(hào)填在題后的括號(hào)內(nèi)。多選、錯(cuò)選、漏選均不得分。）1.下列物質(zhì)中，可作為化妝品保濕劑的是（）。A.甘油B.透明質(zhì)酸C.蔗糖D.硅油E.尿囊素2.化妝品中常用的防腐劑，其作用機(jī)制通常涉及（）。A.抑制微生物生長(zhǎng)繁殖B.改變產(chǎn)品pH值C.切斷微生物營(yíng)養(yǎng)成分供應(yīng)D.形成殺菌膜E.提高產(chǎn)品滲透壓3.下列關(guān)于化妝品原料來(lái)源的敘述，正確的是（）。A.植物提取物主要提供維生素和礦物質(zhì)B.動(dòng)物提取物（如膠原蛋白）通常具有較好的穩(wěn)定性C.合成原料的純度越高，其安全性越好D.天然原料necessarily比合成原料更安全E.微生物發(fā)酵可以生產(chǎn)一些特殊的化妝品活性成分4.在化妝品配方中，表面活性劑的作用包括（）。A.乳化B.起泡C.清潔D.增溶E.絡(luò)合5.下列分析方法中，常用于化妝品原料中微量雜質(zhì)或特定官能團(tuán)檢測(cè)的是（）。A.紫外-可見(jiàn)分光光度法(UV-Vis)B.氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)C.高效液相色譜法(HPLC)D.紅外光譜法(IR)E.化學(xué)沉淀法二、填空題（每空2分，共20分）1.化妝品原料的化學(xué)穩(wěn)定性受多種因素影響，如______________、______________和光照等，可能導(dǎo)致原料降解，影響產(chǎn)品功效和使用安全。2.設(shè)計(jì)化妝品配方時(shí)，需考慮原料之間的______________，避免發(fā)生不良反應(yīng)或降低產(chǎn)品整體穩(wěn)定性。3.評(píng)價(jià)化妝品原料的安全性，除了化學(xué)結(jié)構(gòu)分析外，還常需要進(jìn)行______________和______________等方面的評(píng)估。4.透明質(zhì)酸作為保濕劑，其優(yōu)異的保濕性能主要?dú)w因于其分子鏈上大量的______________基團(tuán)，能夠結(jié)合大量水分。5.表面活性劑分子通常具有______________和______________兩部分，其性質(zhì)和功能主要取決于其親水親油平衡值(HLB)。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述影響化妝品中有機(jī)原料（如醇類、酸類）穩(wěn)定性的主要化學(xué)因素及其可能的防護(hù)措施。2.簡(jiǎn)述色譜法（如GC、HPLC）在化妝品原料分析中的基本原理及其主要應(yīng)用。3.解釋什么是化妝品原料的“配伍禁忌”，并舉例說(shuō)明可能導(dǎo)致配伍禁忌的化學(xué)原因。4.從綠色化學(xué)的角度，談?wù)勗诨瘖y品原料研發(fā)中選擇可再生原料和設(shè)計(jì)環(huán)境友好型合成路線的重要性。四、論述題（每題10分，共30分）1.試述化學(xué)結(jié)構(gòu)與化妝品原料功效（如防曬、抗氧化）之間的關(guān)系，并舉例說(shuō)明。2.假設(shè)你需要篩選一種新型植物來(lái)源的天然防腐劑用于護(hù)膚品中，請(qǐng)簡(jiǎn)述你會(huì)考慮的化學(xué)性質(zhì)、生物學(xué)評(píng)價(jià)以及法規(guī)方面的因素。3.結(jié)合你學(xué)到的應(yīng)用化學(xué)知識(shí)，論述如何通過(guò)化學(xué)方法提高化妝品中某種重要活性成分（如維生素C）的穩(wěn)定性，并說(shuō)明可能面臨的挑戰(zhàn)。試卷答案一、選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題均有多個(gè)正確選項(xiàng)，請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母代號(hào)填在題后的括號(hào)內(nèi)。多選、錯(cuò)選、漏選均不得分。）1.（A,B,C,E）甘油、透明質(zhì)酸、蔗糖和尿素（原文尿囊素，尿素更常用）都是常見(jiàn)的化妝品保濕劑，利用吸濕、鎖水或物理包合等方式發(fā)揮作用。硅油主要用作潤(rùn)膚劑或封閉劑，保濕性不是其主要特點(diǎn)。2.（A,C,D）化妝品防腐劑主要通過(guò)抑制微生物（細(xì)菌、真菌等）的生長(zhǎng)繁殖來(lái)延長(zhǎng)產(chǎn)品保質(zhì)期。部分防腐劑通過(guò)改變環(huán)境條件（如pH、滲透壓）或與微生物細(xì)胞相互作用（如形成膜）來(lái)實(shí)現(xiàn)殺菌或抑菌效果。切斷營(yíng)養(yǎng)成分供應(yīng)不是主要機(jī)制。3.（A,C,E）植物提取物可能富含多種成分，不單是維生素礦物質(zhì)。動(dòng)物提取物如膠原蛋白性質(zhì)可能較復(fù)雜。原料純度與安全性并非絕對(duì)正相關(guān)。天然原料不必然比合成更安全，需具體分析化學(xué)結(jié)構(gòu)。微生物發(fā)酵是獲取特定活性成分（如氨基酸、有機(jī)酸）的重要途徑。4.（A,B,C,D）表面活性劑分子具有雙親性，其作用包括降低表面張力（起泡）、在油水界面形成膜（乳化）、溶解或分散不溶性物質(zhì)（增溶）、去除污垢（清潔）等。絡(luò)合通常不是其主要功能。5.（B,D）GC-MS適用于分析揮發(fā)性或可衍生化后揮發(fā)的有機(jī)物，可用于檢測(cè)原料中的雜質(zhì)或特定結(jié)構(gòu)單元。紅外光譜法（IR）通過(guò)分子振動(dòng)吸收特征峰，是鑒定官能團(tuán)和確認(rèn)分子結(jié)構(gòu)的重要手段，尤其適用于固體和液體原料的定性分析。UV-Vis和HPLC也用于成分分析，但GC-MS和IR在特定定性或痕量分析方面優(yōu)勢(shì)明顯。二、填空題（每空2分，共20分）1.氧化、水解2.相互作用（或化學(xué)反應(yīng)）3.體外毒理學(xué)測(cè)試、體內(nèi)毒理學(xué)測(cè)試（或生物學(xué)評(píng)價(jià)）4.羧基（或羧基和羥基）5.親水基團(tuán)、親油基團(tuán)三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.解析思路：考察對(duì)化學(xué)降解途徑的理解。有機(jī)原料常見(jiàn)的化學(xué)降解有氧化（如醇、醛、不飽和鍵被氧化）、水解（酯、酰胺、糖苷等在水或酸堿作用下斷裂）。防護(hù)措施應(yīng)針對(duì)這些途徑，如加入抗氧化劑（針對(duì)氧化）、選擇耐水解基團(tuán)或改性（針對(duì)水解）、控制儲(chǔ)存條件（避光、控溫、惰性氣體保護(hù)）。答案：主要化學(xué)因素包括氧化和水解。氧化是指原料分子中的醇、醛、不飽和鍵等被氧化劑氧化而降解；水解是指酯、酰胺、糖苷等含有易斷裂化學(xué)鍵的原料在水分或酸堿作用下發(fā)生水解。防護(hù)措施包括：添加化學(xué)抗氧化劑（如維生素C、維生素E）抑制氧化；選擇化學(xué)鍵更穩(wěn)定的原料或進(jìn)行化學(xué)改性（如乙酰化）；控制儲(chǔ)存條件，如避光、低溫、密封、使用惰性氣體保護(hù)等，以減緩氧化和水解速率。2.解析思路：考察對(duì)色譜基本原理和應(yīng)用的理解。需簡(jiǎn)述色譜分離的共性原理（基于物質(zhì)在固定相和流動(dòng)相間分配系數(shù)不同）和具體方法（GC分離基于沸點(diǎn)和揮發(fā)度，HPLC分離基于溶解度和與固定相的相互作用力）。應(yīng)用方面要結(jié)合化妝品原料特點(diǎn)，如分離揮發(fā)性成分（GC）、分離非揮發(fā)性或熱不穩(wěn)定成分（HPLC）、測(cè)定含量（定量分析）等。答案：色譜法的基本原理是利用混合物中各組分在固定相和流動(dòng)相之間分配系數(shù)的差異，使它們?cè)趦上嚅g進(jìn)行連續(xù)多次分配，從而實(shí)現(xiàn)分離。GC（氣相色譜）適用于分離分析沸點(diǎn)不同、在操作溫度下呈氣態(tài)或可汽化的揮發(fā)性或半揮發(fā)性有機(jī)化合物，流動(dòng)相為氣體。HPLC（高效液相色譜）適用于分離分析不揮發(fā)、熱不穩(wěn)定、溶解度較大的有機(jī)化合物，流動(dòng)相為液體。在化妝品原料分析中，GC可用于分析香精、醇類、小分子活性成分；HPLC（常與UV、MS檢測(cè)器聯(lián)用）廣泛用于分析醇類、酸類、酯類、氨基酸、多肽、糖類、維生素、顏料等復(fù)雜成分的含量和純度鑒定。3.解析思路：考察對(duì)配伍禁忌概念和原因的理解。配伍禁忌指兩種或多種物質(zhì)混合時(shí)發(fā)生不期望的物理或化學(xué)反應(yīng)，影響產(chǎn)品穩(wěn)定性、安全性或功效?；瘜W(xué)原因可涉及pH變化導(dǎo)致沉淀或活性喪失、氧化還原反應(yīng)、絡(luò)合反應(yīng)、酶催化反應(yīng)、產(chǎn)生有毒物質(zhì)等。答案：化妝品原料的配伍禁忌是指兩種或多種原料混合使用時(shí)，由于它們之間的化學(xué)性質(zhì)相互作用，導(dǎo)致產(chǎn)品發(fā)生不良變化，如變色、變味、沉淀、分層、產(chǎn)生刺激性物質(zhì)、降低有效成分活性或加速降解等。化學(xué)原因主要包括：不同原料的酸堿性質(zhì)混合導(dǎo)致pH劇烈變化，使某些成分（如蛋白質(zhì)、生物堿、金屬離子）沉淀或失活；氧化性原料與還原性原料混合發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；含有配位基團(tuán)的原料與金屬離子混合發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)；某些原料（如酶）會(huì)催化其他原料的分解反應(yīng)；不同原料的化學(xué)結(jié)構(gòu)相似，混合時(shí)可能競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)或產(chǎn)生拮抗作用。4.解析思路：考察對(duì)綠色化學(xué)原則在化妝品行業(yè)應(yīng)用的認(rèn)知。應(yīng)從原料獲?。稍偕?、生物基）、合成過(guò)程（高效、低毒、少?gòu)U）、產(chǎn)品性能（環(huán)境友好）等方面闡述。強(qiáng)調(diào)減少環(huán)境污染、資源可持續(xù)利用、對(duì)人體健康和環(huán)境影響最小化。答案：選擇可再生原料（如植物提取物、生物基原料）可以減少對(duì)有限化石資源的依賴，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。設(shè)計(jì)環(huán)境友好的合成路線（遵循綠色化學(xué)原則）可以：提高原子經(jīng)濟(jì)性，減少副產(chǎn)物生成；選用環(huán)境友好的溶劑和催化劑；開(kāi)發(fā)低能耗、低污染的反應(yīng)工藝；優(yōu)先選擇催化加氫等綠色合成方法，替代高污染的化學(xué)合成。這些做法有助于減少生產(chǎn)過(guò)程中的廢水、廢氣排放，降低對(duì)環(huán)境的負(fù)荷；同時(shí)，使用更安全的原料和合成過(guò)程，也能降低產(chǎn)品本身的環(huán)境持久性和生物累積性，符合化妝品行業(yè)對(duì)安全性和環(huán)保性的更高要求。四、論述題（每題10分，共30分）1.解析思路：考察對(duì)化學(xué)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的理解，要求結(jié)合實(shí)例。防曬劑通過(guò)吸收或散射紫外線起作用，其吸收光譜與分子結(jié)構(gòu)（特別是共軛體系、取代基）相關(guān)?？寡趸瘎┩ㄟ^(guò)提供氫或電子給自由基，其結(jié)構(gòu)（如酚羥基、硫醚鍵）決定了其抗氧化能力。需闡述結(jié)構(gòu)特征（如官能團(tuán)、共軛程度、空間位阻）如何影響分子與光或自由基的相互作用，進(jìn)而影響其功效。答案：化學(xué)結(jié)構(gòu)與化妝品原料的功效密切相關(guān)。以防曬劑為例，其核心功能是吸收或散射紫外線。分子結(jié)構(gòu)中的共軛體系（如芳環(huán)、多烯鏈）是吸收紫外線的關(guān)鍵，共軛體系越擴(kuò)展，吸收波長(zhǎng)范圍越寬。取代基的種類和位置會(huì)影響吸收峰的位置和強(qiáng)度，以及分子的穩(wěn)定性和溶解性。例如，對(duì)苯二胺類（PABA）及其衍生物因其良好的紫外吸收性能而被用作防曬劑。以抗氧化劑維生素C（抗壞血酸）為例，其分子結(jié)構(gòu)中的兩個(gè)酚羥基是其提供電子、清除自由基的關(guān)鍵官能團(tuán)，使其具有高效的抗氧化能力，能保護(hù)皮膚免受氧化損傷。分子結(jié)構(gòu)中的手性中心、空間位阻等也會(huì)影響活性成分的吸收、分布、代謝和排泄（ADME），進(jìn)而影響其生物利用度和實(shí)際功效。因此，通過(guò)化學(xué)方法修飾原料分子結(jié)構(gòu)，可以調(diào)控或增強(qiáng)其特定功效。2.解析思路：考察綜合運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，模擬研發(fā)篩選過(guò)程。需考慮化學(xué)性質(zhì)（溶解度、穩(wěn)定性、純度）、生物學(xué)評(píng)價(jià)（安全性、有效性）、法規(guī)符合性（GRAS、法規(guī)限制）以及經(jīng)濟(jì)性等多個(gè)維度。對(duì)天然來(lái)源的原料，尤其要關(guān)注其活性成分的提取、純化技術(shù)及其化學(xué)穩(wěn)定性。答案：篩選新型植物來(lái)源天然防腐劑需系統(tǒng)考慮：首先，化學(xué)性質(zhì)方面，要考察其化學(xué)結(jié)構(gòu)、溶解性、穩(wěn)定性（對(duì)光、熱、pH的穩(wěn)定性）、抗菌譜（廣譜還是窄譜）、抑菌機(jī)制、以及與配方中其他原料的相容性。其次，生物學(xué)評(píng)價(jià)方面，必須進(jìn)行嚴(yán)格的安全性測(cè)試，包括體外細(xì)胞毒性測(cè)試、皮膚刺激性測(cè)試、致敏性測(cè)試等，確保在預(yù)期使用濃度下對(duì)人體安全。有效性評(píng)價(jià)則需通過(guò)體外抑菌實(shí)驗(yàn)（如皿法、片法）或?qū)嶋H產(chǎn)品挑戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)，證明其在化妝品基質(zhì)中對(duì)目標(biāo)微生物（如金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、霉菌）具有可靠的抑菌效果。此外，需了解目標(biāo)市場(chǎng)的法規(guī)要求，確認(rèn)該原料是否為GRAS（GenerallyRecognizedAsSafe）物質(zhì)，或是否被相關(guān)化妝品法規(guī)（如歐盟CosIng、美國(guó)FDA）允許使用，并關(guān)注其使用濃度限制。最后，還需考慮原料的來(lái)源可靠性、提取純化技術(shù)的成熟度及成本效益，評(píng)估其商業(yè)可行性。3.解析思路：考察對(duì)提高活性成分穩(wěn)定性的化學(xué)策略的理解和批判性思考。常見(jiàn)策略包括使用穩(wěn)定劑（如螯合劑、抗氧化劑）、改變分子結(jié)構(gòu)（如脂化、包合）、改進(jìn)配方體系（如使用包衣技術(shù)、控制環(huán)境條件）。論述中應(yīng)說(shuō)明每種方法的原理，并分析其可能面臨的挑戰(zhàn)，如穩(wěn)定劑本身的潛在問(wèn)題、結(jié)構(gòu)改性的成本、包合技術(shù)的復(fù)雜性等。答案：提高化妝品中活性成分（以維生素C為例）的穩(wěn)定性，可以通過(guò)多種化學(xué)方法實(shí)現(xiàn)：1.添加化學(xué)穩(wěn)定劑：使用抗氧化劑（如抗壞血酸棕櫚酸酯、維生素E）阻止其被氧化；使用螯合劑（如EDTA、檸檬酸）螯合可能催化其降解的金屬離子（如Cu2?,Fe3?）。挑戰(zhàn)：穩(wěn)定劑可能影響產(chǎn)品顏色、氣味，或自身穩(wěn)定性不佳，且可能存在安全性問(wèn)題。2.分子結(jié)構(gòu)修飾：通過(guò)化學(xué)方法引入酯基（如抗壞血酸硬脂酸酯）或糖基，形成包合物，可以增加其脂溶性，改善其在配方中的分散性和穩(wěn)定性，并可能延長(zhǎng)其在皮膚表面的停留時(shí)間。挑戰(zhàn)：結(jié)構(gòu)修飾可能改變活性成分的原始性質(zhì)