2025年大學(xué)《應(yīng)用化學(xué)》專(zhuān)業(yè)題庫(kù)——應(yīng)用化學(xué)在制藥工業(yè)中的應(yīng)用案例考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡(jiǎn)述綠色化學(xué)原則及其在藥物合成工藝優(yōu)化中的重要性。結(jié)合具體實(shí)例，說(shuō)明如何運(yùn)用綠色化學(xué)思想改進(jìn)一個(gè)藥物合成路線(xiàn)。二、以撲熱息痛（對(duì)乙酰氨基酚）為例，說(shuō)明其在合成過(guò)程中可能涉及的關(guān)鍵有機(jī)反應(yīng)類(lèi)型和化學(xué)技巧。分析其合成路線(xiàn)中體現(xiàn)的原子經(jīng)濟(jì)性考量。三、藥物質(zhì)量控制對(duì)于確保藥品安全有效至關(guān)重要。簡(jiǎn)述高效液相色譜法（HPLC）在藥物原料和成品有關(guān)物質(zhì)檢查中的應(yīng)用原理。說(shuō)明HPLC方法選擇時(shí)需要考慮的因素。四、某制藥工藝涉及將一種固體藥物原料溶解在有機(jī)溶劑中，然后進(jìn)行萃取分離。請(qǐng)簡(jiǎn)述該過(guò)程中可能涉及的傳質(zhì)原理，并說(shuō)明影響萃取效率的關(guān)鍵因素。五、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)化的藥物合成路線(xiàn)，以乙苯為起始原料，合成苯乙酸（一種香料和藥物中間體）。要求寫(xiě)出主要合成步驟的反應(yīng)方程式，并簡(jiǎn)述每步反應(yīng)類(lèi)型及選擇該路線(xiàn)的理由。六、論述藥物結(jié)晶過(guò)程在制藥工業(yè)中的重要性。分析影響藥物結(jié)晶過(guò)程的關(guān)鍵因素（至少列舉三個(gè)），并說(shuō)明如何通過(guò)控制這些因素來(lái)獲得目標(biāo)藥物的良好晶型。七、某藥物分析標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，使用紫外-可見(jiàn)分光光度法測(cè)定某原料藥含量，其檢測(cè)波長(zhǎng)為270nm。請(qǐng)解釋選擇該檢測(cè)波長(zhǎng)的可能原因。若測(cè)得樣品吸光度為0.350，樣品濃度為0.200mg/mL，計(jì)算該方法的摩爾吸光系數(shù)（需說(shuō)明計(jì)算中用到的關(guān)鍵關(guān)系式）。八、閱讀以下制藥工藝簡(jiǎn)述，并回答相關(guān)問(wèn)題：“某抗生素的生產(chǎn)采用發(fā)酵法得到粗品，然后通過(guò)一系列化學(xué)處理步驟（包括萃取、結(jié)晶、干燥等）進(jìn)行純化。其中，一個(gè)關(guān)鍵步驟是使用陽(yáng)離子交換樹(shù)脂吸附目標(biāo)產(chǎn)物，并使用特定洗脫液洗脫除去雜質(zhì)?！?.說(shuō)明陽(yáng)離子交換樹(shù)脂吸附原理。2.判斷洗脫液的選擇應(yīng)基于何種原理？簡(jiǎn)要說(shuō)明理由。九、結(jié)合你所學(xué)知識(shí)，討論應(yīng)用化學(xué)在新型藥物（如靶向藥物、基因藥物）的研發(fā)或生產(chǎn)中扮演的角色。選擇其中一類(lèi)新型藥物，簡(jiǎn)述其化學(xué)或應(yīng)用化學(xué)方面的挑戰(zhàn)與前沿進(jìn)展。試卷答案一、綠色化學(xué)原則包括：原子經(jīng)濟(jì)性、無(wú)害化、可再生原料、高效催化、安全化學(xué)品、減少衍生物、實(shí)時(shí)分析預(yù)防污染、事故預(yù)防等。在藥物合成中，優(yōu)化路線(xiàn)以最大限度地將原料原子轉(zhuǎn)化為期望產(chǎn)物（提高原子經(jīng)濟(jì)性），選擇低毒、環(huán)境友好的溶劑和試劑，開(kāi)發(fā)高效、選擇性催化劑以減少副反應(yīng)，設(shè)計(jì)可降解的藥物分子等，都體現(xiàn)了綠色化學(xué)思想。例如，利用酶催化進(jìn)行手性藥物合成，可顯著提高選擇性和減少?gòu)U物。二、撲熱息痛合成涉及的關(guān)鍵反應(yīng)有：①苯酚與乙酰氯（或乙酸酐）的?；磻?yīng)（取代反應(yīng)），生成對(duì)乙酰氨基苯酚；②可能涉及苯酚的磺化反應(yīng)（取代反應(yīng)）作為前體；③重排反應(yīng)（如Friedel-Crafts酰基化后可能發(fā)生貝克曼重排，但通常指?；旧恚：铣陕肪€(xiàn)中原子經(jīng)濟(jì)性的考量主要體現(xiàn)在?；襟E，理想情況下所有原子都轉(zhuǎn)化到目標(biāo)分子中，副產(chǎn)物（如HCl或乙酸）需妥善處理。實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，需考慮原料成本、反應(yīng)收率、副產(chǎn)物生成量及處理成本，綜合評(píng)估原子經(jīng)濟(jì)性。三、HPLC用于藥物有關(guān)物質(zhì)檢查是基于混合物中各組分在固定相和流動(dòng)相間分配系數(shù)的不同，導(dǎo)致它們?cè)谏V柱中移動(dòng)速度不同而實(shí)現(xiàn)分離。檢測(cè)原理通常利用紫外-可見(jiàn)吸收或熒光檢測(cè)器，當(dāng)含有待測(cè)有關(guān)物質(zhì)的組分流出時(shí)，吸收光或發(fā)射熒光，產(chǎn)生信號(hào)。HPLC方法選擇需考慮：①待測(cè)藥物和有關(guān)物質(zhì)的理化性質(zhì)（極性、分子量、穩(wěn)定性）；②色譜柱類(lèi)型（反相、正相、離子交換等）；③流動(dòng)相組成（溶劑種類(lèi)、pH、比例）；④檢測(cè)波長(zhǎng)（需選擇響應(yīng)高、干擾小的波長(zhǎng)）；⑤分離度要求。四、該過(guò)程主要涉及液-液萃取中的傳質(zhì)原理。物質(zhì)從一種溶劑（如水相）轉(zhuǎn)移到另一種溶劑（如有機(jī)相）的過(guò)程，主要驅(qū)動(dòng)力是化學(xué)勢(shì)的梯度。物質(zhì)在兩相中的分配系數(shù)決定了傳質(zhì)方向和效率。影響萃取效率的關(guān)鍵因素包括：①兩相溶劑的互溶性（分配系數(shù)越大，萃取越有效）；②兩相體積比；③溫度；④物質(zhì)在兩相中的形態(tài)（如酸堿電離狀態(tài)受pH影響）；⑤是否使用萃取劑（可改變分配系數(shù)）。五、合成路線(xiàn)：1.乙苯→[酸性催化劑，Δ]→乙苯自由基→環(huán)狀過(guò)氧化物→反式-β-苯乙烯2.反式-β-苯乙烯→[親電加成，如HBr]→2-溴苯乙烷3.2-溴苯乙烷→[強(qiáng)堿，如NaH/EtOH]→苯乙酮鈉→[酸化]→苯乙酮4.苯乙酮→[Wittig反應(yīng)，Ph3P=CH2]→苯乙烷→[氧化，如KMnO4]→苯乙酸主要反應(yīng)類(lèi)型：①氧化反應(yīng)（乙苯→苯乙酮）；②Wittig反應(yīng)（苯乙酮→苯乙烷）；③氧化反應(yīng)（苯乙烷→苯乙酸）。選擇該路線(xiàn)的理由：利用了相對(duì)簡(jiǎn)單的乙苯為原料；涉及的主要反應(yīng)類(lèi)型為有機(jī)化學(xué)中的典型轉(zhuǎn)化；步驟相對(duì)清晰，便于操作和理解。六、藥物結(jié)晶過(guò)程重要，因?yàn)椋孩佾@得具有特定晶型、粒徑、形貌和均勻性的藥物產(chǎn)品，影響其溶解速率、生物利用度和穩(wěn)定性；②是許多藥物生產(chǎn)中的核心分離純化步驟；③良好的晶型可控性有助于實(shí)現(xiàn)藥品的質(zhì)量均一性。影響關(guān)鍵因素：①溶劑選擇（溶解度、結(jié)晶習(xí)性）；②溫度（影響溶解度）；③攪拌速度（影響成核和晶長(zhǎng)）；④晶種控制（引導(dǎo)晶型）；⑤溶劑添加或去除速率（影響過(guò)飽和度）。七、選擇270nm波長(zhǎng)檢測(cè)，可能因?yàn)樵摬ㄩL(zhǎng)處藥物有強(qiáng)吸收，而輔料在此波長(zhǎng)吸收較弱（選擇性好）；或該波長(zhǎng)處于藥物的最大吸收峰處（靈敏度最高）；或該波長(zhǎng)下藥物穩(wěn)定，不易降解。計(jì)算摩爾吸光系數(shù)：A=εbc0.350=ε*0.200mg/mL*(1/M)其中M為藥物分子量（需查表，假設(shè)為153.2g/mol），則1/M=1/(153.2*10^3)mol/L。ε=0.350/(0.200*10^-3/153.2)mol/L=2690L/(mol·cm)八、1.陽(yáng)離子交換樹(shù)脂吸附原理：樹(shù)脂骨架上帶有可解離的酸性基團(tuán)（如-SO?H），在水中解離出H?，使樹(shù)脂帶正電荷。當(dāng)溶液中存在帶負(fù)電荷的離子（如抗生素分子上的羧基或氨基帶負(fù)電時(shí)）時(shí)，通過(guò)靜電引力被吸附到樹(shù)脂上。2.洗脫液選擇基于原理：選擇能與目標(biāo)產(chǎn)物離子發(fā)生更強(qiáng)相互作用或競(jìng)爭(zhēng)吸附的溶液。通常使用高濃度鹽溶液（如NaCl或MgSO?），利用“鹽析”效應(yīng)，提高溶液離子強(qiáng)度，降低目標(biāo)產(chǎn)物離子與樹(shù)脂的相互作用力，使其解吸下來(lái)?；蚴褂门c樹(shù)脂基團(tuán)化學(xué)性質(zhì)相似的物質(zhì)（如酸或堿）改變樹(shù)脂電荷狀態(tài)，或使用有機(jī)溶劑改變選擇性。九、應(yīng)用化學(xué)在新型藥物研發(fā)生產(chǎn)中扮演重要角色：①合成化學(xué)：設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、手性中心多、官能團(tuán)多樣的藥物分子合成路線(xiàn)；開(kāi)發(fā)新型催化方法、流化學(xué)技術(shù)以提高合成效率和選擇性；②藥物分析：開(kāi)發(fā)高靈敏度、高選擇性的分析方法檢測(cè)復(fù)雜體系中的藥物、中間體和雜質(zhì)；進(jìn)行藥物穩(wěn)定性研究和降解機(jī)理研究；③制藥工程：設(shè)計(jì)和優(yōu)化藥物生產(chǎn)過(guò)程（如連續(xù)流反應(yīng)器、結(jié)晶過(guò)程控制），提高生產(chǎn)效率、降低