2025年大學《應用化學》專業(yè)題庫——應用化學在醫(yī)藥制備中的創(chuàng)新考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項的字母填在題干后的括號內）1.在藥物合成中，保護基的作用是（）。A.增加藥物的溶解度B.提高反應區(qū)域選擇性C.降低藥物的熔點D.改善藥物的穩(wěn)定性2.下列哪種綠色化學原則在藥物合成中應用最廣泛？（）A.原子經濟性最高B.使用可再生原料C.催化劑替代有毒試劑D.所有上述原則3.在不對稱催化氫化反應中，手性催化劑的主要作用是（）。A.加快反應速率B.提高反應選擇性C.降低反應溫度D.增加產物的產率4.藥物分子中手性中心的存在通常對其（）有重要影響。A.溶解度B.藥理活性C.穩(wěn)定性D.分子量5.下列哪種方法不適合用于小分子藥物的純化？（）A.重結晶B.薄層色譜C.氣相色譜D.液相色譜6.在藥物合成中，連續(xù)流反應技術相比傳統(tǒng)間歇反應釜的主要優(yōu)勢之一是（）。A.更容易實現(xiàn)自動化B.更有利于提高產率C.更有利于控制反應參數(shù)，提高安全性D.設備投資成本更低7.藥物代謝中，P450酶系主要參與的反應類型是（）。A.羧基化B.醛基化C.氧化反應D.還原反應8.對于需要長期儲存的藥物制劑，化學穩(wěn)定性是一個關鍵考量因素，通常需要關注（）。A.分解產物的毒性B.分解速率C.對容器的影響D.以上所有9.在設計多步藥物合成路線時，優(yōu)先考慮的原則之一是（）。A.步驟盡可能少B.每步收率盡可能高C.所用試劑盡可能昂貴D.反應條件盡可能溫和10.將一種官能團轉化為另一種官能團，同時最大限度地保留分子中其他部分的結構，這體現(xiàn)了藥物合成中的（）原則。A.選擇性B.守恒性C.簡潔性D.綠色化二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在橫線上）1.藥物合成中常用的保護基團，如乙?；Ｓ糜诒Ｗo____________基。2.原子經濟性是衡量反應綠色程度的重要指標，其定義為反應中轉化成目標產物的原子質量占____________的百分比。3.在不對稱催化反應中，催化活性中心具有特定的____________，使得反應產物具有單一的手性。4.藥物分析中，用于測定藥物純度的常用方法是____________和____________。5.流化床反應技術能夠提高傳質傳熱效率，特別適用于____________的反應。6.藥物穩(wěn)定性研究通?？疾焖幬镌赺___________、光照、濕度等條件下的變化。7.逆合成分析是設計復雜分子合成路線的一種重要策略，其核心思想是利用____________原則將目標分子拆解為更小的結構單元。8.綠色化學的“12項原則”之一是____________，即設計合成方法以將所有反應物轉化為期望產物。9.手性藥物通常存在____________異構體，它們對人體的藥理作用可能不同。10.催化化學在藥物合成中具有重要意義，它可以____________反應速率，并提高反應選擇性。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述綠色化學在藥物合成中的主要優(yōu)勢。2.簡述催化化學在藥物合成中相較于使用化學計量的無機酸堿催化劑的優(yōu)勢。3.簡述藥物合成中進行中間體保護的必要性和常見策略。4.簡述連續(xù)流化學技術在藥物合成中可能面臨的挑戰(zhàn)。四、論述題（10分）試論述不對稱催化技術在創(chuàng)新藥物合成中的重要性，并舉例說明其在某一類重要藥物（如手性β-內酰胺類抗生素或手性非甾體抗炎藥）合成中的應用。五、實驗設計題（20分）某藥物分子結構中含有醇羥基和羧基，現(xiàn)需通過一鍋反應法（One-PotSynthesis）將其轉化為相應的酯。請設計一個合理的合成路線，說明反應步驟、關鍵反應條件（包括催化劑、溶劑、溫度等），并簡述選擇該路線的理由。試卷答案一、選擇題1.B2.D3.B4.B5.B6.C7.C8.D9.A10.B二、填空題1.羥基2.反應物的總質量3.手性4.高效液相色譜法紫外分光光度法5.放熱或需要大量攪拌的6.室溫7.原子經濟性8.設計安全的化學產品9.對映體10.降低三、簡答題1.優(yōu)勢：減少有害物質產生和排放，降低環(huán)境污染；提高原子經濟性，節(jié)約資源；使用更安全、更溫和的反應條件，降低操作風險；可能降低生產成本；提高產品質量和收率。2.優(yōu)勢：用量少，降低成本；反應條件通常更溫和，選擇性好，副反應少；易于回收和重復使用，綠色環(huán)保；可提高反應速率，縮短反應時間。3.必要性：保護反應中不希望參與反應的官能團，防止其被錯誤轉化，提高目標產物的收率和選擇性；使反應步驟更加清晰，便于控制；避免不同官能團之間發(fā)生不可控的副反應。常見策略：利用酸堿催化使醇羥基轉化為易保護的醚或酯；利用酯化反應或酰化反應保護羧基；利用成鹽反應保護胺基等。4.挑戰(zhàn)：設備投資成本較高；對操作和維護的要求較高，需要精確控制流體參數(shù)；對于某些復雜的反應序列，可能難以在連續(xù)模式下實現(xiàn)；放大過程中可能遇到堵塞、傳質不均等問題；相比間歇反應，故障停機可能導致更大損失。四、論述題不對稱催化技術的重要性：不對稱催化是制備手性藥物分子的核心手段，由于手性藥物通常只有一種異構體具有藥理活性，而另一種異構體可能無效甚至有害，因此手性催化對于合成高效、低毒的藥物至關重要。它能夠以高立體選擇性地合成單一的手性中心化合物，避免了后續(xù)繁瑣且低收率的拆分過程，大大提高了藥物合成的效率和經濟性。此外，不對稱催化的發(fā)展也推動了綠色化學在藥物合成中的應用，許多不對稱催化反應條件溫和、環(huán)境友好。舉例說明（以手性β-內酰胺類抗生素為例）：手性β-內酰胺類抗生素（如青霉素、頭孢菌素）是重要的抗生素藥物。其合成通常涉及關鍵的手性中心構建。傳統(tǒng)上，合成手性β-內酰胺環(huán)需要復雜的拆分步驟，效率低下。不對稱催化技術的發(fā)展使得可以直接合成目標手性β-內酰胺化合物。例如，利用手性金屬催化劑（如手性鈀、銠、釕催化劑）或手性有機催化劑（如手性膦配體）進行不對稱環(huán)化、氧化或加成反應，可以高效、高選擇性地構建β-內酰胺環(huán)的手性骨架。這不僅簡化了合成路線，降低了生產成本，也提高了藥物的質量和收率，是該類藥物開發(fā)中的重大進步。五、實驗設計題設計路線：1.醇羥基先進行保護，例如與乙酸酐在酸性催化劑（如濃硫酸或對甲苯磺酸）存在下反應，生成乙酸酯（保護基為乙?；?。2.酯化反應完成后，在另一反應區(qū)域或體系中，加入羧酸和催化劑（如羧酸酐催化劑或酸催化），使保護的醇羥基轉化生成的羧酸與羧酸發(fā)生酯化反應（酰胺化反應）。3.最后，選擇合適的條件（如酸性或堿性水解）將保護基（乙酰基）去除，得到最終的羧酸酯。關鍵反應條件：1.第一步保護反應：常用溶劑如乙酸酐本身、乙腈等；催化劑為濃硫酸、對甲苯磺酸或質子酸；室溫至回流。2.第二步酯化/酰胺化反應：常用溶劑如DMF、THF、甲苯等；催化劑可為羧酸酐（如丁二酸酐）、強酸（如HCl氣、H?SO?）或強堿（如DCC、EDCI與HOBt組合）；室溫或升溫。3.去保護反應：常用條件為堿性溶液（如NaOH水溶液或醇溶液）或酸性溶液（如HCl水溶液），根據(jù)保護基的具體性質選擇，通常在室溫