2025年大學(xué)《化學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——藥物合成及結(jié)構(gòu)活性關(guān)系研究考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填入括號(hào)內(nèi)）1.下列哪個(gè)反應(yīng)通常用于碳-碳鍵的形成，并且是藥物合成中極為重要的構(gòu)建模塊？A.醇的氧化B.酯的皂化C.醛縮合反應(yīng)D.酰胺水解2.在設(shè)計(jì)合成路線時(shí)，選擇使用保護(hù)基團(tuán)的主要目的是什么？A.提高反應(yīng)總產(chǎn)率B.防止特定基團(tuán)參與不期望的反應(yīng)C.增加反應(yīng)的化學(xué)選擇性D.降低合成成本3.某藥物分子通過引入一個(gè)極性較強(qiáng)的吸電子基團(tuán)，其口服生物利用度顯著提高。這主要?dú)w因于該基團(tuán)對(duì)藥物分子的什么性質(zhì)產(chǎn)生了有利影響？A.脂水分配系數(shù)B.解離常數(shù)C.脫水趨勢(shì)D.光學(xué)活性4.對(duì)于一個(gè)手性藥物，其立體異構(gòu)體之間的活性差異可能很大。以下哪種現(xiàn)象最能解釋這種差異？A.酸堿度不同B.溶解度不同C.與生物靶點(diǎn)分子的空間契合度不同D.代謝途徑不同5.在逆合成分析中，將一個(gè)酯基拆解為相應(yīng)的酸和醇，這通常暗示著需要使用哪種類型的反應(yīng)來合成該酯？A.酯化反應(yīng)B.醇的氧化C.酰氯水解D.醇的脫水6.下列哪種官能團(tuán)通常難以直接參與親核取代反應(yīng)，但在特定條件下（如使用強(qiáng)堿）可以發(fā)生SN2反應(yīng)？A.醛B.酮C.酯D.腈7.設(shè)計(jì)一個(gè)合成路線時(shí)，選擇一個(gè)高產(chǎn)率、高選擇性和操作簡(jiǎn)單的關(guān)鍵步驟，主要是為了？A.縮短反應(yīng)時(shí)間B.提高最終產(chǎn)物的經(jīng)濟(jì)性C.確保目標(biāo)分子的結(jié)構(gòu)正確D.滿足綠色化學(xué)要求8.生物電子等排體替換藥物分子中的某個(gè)基團(tuán)，主要目的是？A.改變分子的手性B.維持或改變分子的關(guān)鍵理化性質(zhì)（如尺寸、電子分布）C.增加分子的極性D.降低分子的代謝速率9.當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)需要多步保護(hù)的合成路線時(shí)，選擇保護(hù)基和去保護(hù)條件必須考慮的主要因素是？A.保護(hù)基的穩(wěn)定性B.去保護(hù)條件的溫和性及對(duì)后續(xù)反應(yīng)的影響C.保護(hù)基的成本D.反應(yīng)是否放熱10.下列哪個(gè)概念描述了藥物分子結(jié)構(gòu)與生物活性之間的定量或定性關(guān)系？A.藥物代謝B.藥物穩(wěn)定性C.定量構(gòu)效關(guān)系(QSAR)D.藥物毒性二、填空題（請(qǐng)將答案填入橫線處）1.逆合成分析的核心思想是將目標(biāo)分子的合成問題轉(zhuǎn)化為對(duì)其______的分析。2.在藥物合成中，官能團(tuán)轉(zhuǎn)化是指利用特定的化學(xué)反應(yīng)將一種官能團(tuán)轉(zhuǎn)變?yōu)開_____的過程。3.為了使藥物分子能夠在體內(nèi)有效發(fā)揮作用并具有合適的代謝特性，通常需要考慮其______和______。4.藥物的構(gòu)效關(guān)系研究通常從比較一系列結(jié)構(gòu)相似化合物的______和______開始。5.在進(jìn)行親核取代反應(yīng)時(shí)，如果底物是叔鹵代烷，通常主要發(fā)生______反應(yīng)；如果底物是烯醇式鹵代物，則通常主要發(fā)生______反應(yīng)。6.對(duì)于需要引入手性中心的藥物分子，可以通過______反應(yīng)、______反應(yīng)或使用手性輔助劑等方法來實(shí)現(xiàn)。7.______是指分子在空間中的特定排布，即使分子結(jié)構(gòu)平面，如果存在手性中心，也可能因?yàn)榇嬖赺_____而具有手性。8.在藥物設(shè)計(jì)中，通過引入或改變分子的______，可以調(diào)節(jié)其與生物靶點(diǎn)的結(jié)合親和力或選擇性。9.保護(hù)-去保護(hù)策略在合成中含有多種反應(yīng)性官能團(tuán)的復(fù)雜分子時(shí)至關(guān)重要，它允許在不同的______階段選擇性地處理不同的______。10.藥物分子的代謝通常涉及氧化、還原、水解和______等多種途徑。三、合成題請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一條合理合成路線，以2-溴丙烷為起始原料，合成2-丙醇。要求寫出關(guān)鍵反應(yīng)的化學(xué)方程式，并簡(jiǎn)要說明每步反應(yīng)的類型和選擇該反應(yīng)的理由（至少說明理由中的兩點(diǎn)）。四、結(jié)構(gòu)活性關(guān)系分析題已知以下一系列化合物是某藥物系列的部分成員，它們對(duì)特定靶點(diǎn)酶的抑制活性如下表所示：|化合物編號(hào)|R基團(tuán)|抑制活性(IC50,nM)||:---------|:---------|:------------------||1|H|10,000||2|CH3|500||3|CH2CH3|100||4|CH2CH2CH3|80||5|CH(CH3)2|200||6|(CH3)3C|1500|請(qǐng)分析該系列化合物的構(gòu)效關(guān)系（SAR）：1.描述該系列化合物R基團(tuán)鏈長(zhǎng)與抑制活性的關(guān)系。2.解釋為什么化合物3的活性最高，而化合物6的活性最低。3.如果要進(jìn)一步提高活性，根據(jù)構(gòu)效關(guān)系，你建議如何修飾R基團(tuán)？請(qǐng)?zhí)岢鲆环N具體的修改方案并簡(jiǎn)要說明理由。五、簡(jiǎn)答題簡(jiǎn)述在進(jìn)行藥物合成路線設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮哪些因素來評(píng)估一個(gè)潛在合成路線的優(yōu)劣？請(qǐng)至少列舉五項(xiàng)。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.A4.C5.A6.D7.B8.B9.B10.C二、填空題1.反向合成2.另一種官能團(tuán)3.脂水分配系數(shù)；代謝穩(wěn)定性4.結(jié)構(gòu)；活性5.SN1；E16.偶聯(lián)；環(huán)化7.構(gòu)象；非對(duì)映異構(gòu)8.脂水分配系數(shù)9.官能團(tuán)；基團(tuán)10.結(jié)合三、合成題合成路線：CH3CH2CH2Br+NaOH--(乙醇,回流)-->CH3CH2CH2OH+NaBr反應(yīng)類型與理由：1.反應(yīng)類型：親核取代反應(yīng)(SN2)。理由：*2-溴丙烷是鹵代烷，可以發(fā)生親核取代反應(yīng)。*反應(yīng)條件使用醇溶液中的氫氧化鈉（強(qiáng)親核試劑），在醇溶劑中，SN2機(jī)制是主要途徑。*產(chǎn)物是二級(jí)醇（2-丙醇），這有利于SN2反應(yīng)的進(jìn)行（相對(duì)于一級(jí)鹵代烷和三級(jí)鹵代烷）。2.反應(yīng)類型：酯化反應(yīng)（此處更準(zhǔn)確地說是鹵代烷與堿的反應(yīng)，可視為親核取代）。理由：*醇羥基在堿性條件下具有一定的親核性。*溴原子作為離去基團(tuán)，在堿性條件下易被親核試劑OH?取代。*乙醇作為溶劑，也參與了反應(yīng)（作為堿促進(jìn)了溴原子的離去）。四、結(jié)構(gòu)活性關(guān)系分析題1.關(guān)系：隨著R基團(tuán)鏈長(zhǎng)從1個(gè)碳原子增加到4個(gè)碳原子時(shí)，抑制活性逐漸增強(qiáng)；當(dāng)鏈長(zhǎng)增加到5個(gè)或6個(gè)碳原子時(shí)，活性顯著下降。存在一個(gè)活性最佳的范圍（化合物3和4）。2.解釋：*化合物3（CH2CH3）的活性最高，表明3個(gè)碳原子的鏈長(zhǎng)可能恰好能與靶點(diǎn)酶的結(jié)合位點(diǎn)形成最佳的空間契合和必要的相互作用（如氫鍵、范德華力）。*隨著鏈長(zhǎng)增加（化合物5、6），可能因?yàn)殒溙L(zhǎng)導(dǎo)致空間位阻增大，難以深入結(jié)合位點(diǎn)，或者引入了不利于與靶點(diǎn)結(jié)合的構(gòu)象?；衔?的鏈長(zhǎng)過長(zhǎng)，空間位阻過大，導(dǎo)致活性顯著降低。*化合物2（CH3）活性低于化合物3，可能是因?yàn)榧谆目臻g位阻較小，結(jié)合不夠緊密?；衔?（H）活性最低，可能是因?yàn)槿狈ψ銐虻慕Y(jié)合基團(tuán)或空間位阻不足。*化合物5（異丙基）活性低于化合物4（正丁基），可能是因?yàn)楫惐牧Ⅲw構(gòu)型不利于結(jié)合，或者其空間位阻雖然與正丁基相似，但電子云分布不同。3.建議修改方案：將R基團(tuán)改為4個(gè)碳原子的直鏈或支鏈（如正丁基或異丁基），并保持鏈端為伯碳原子。理由：根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)，4碳鏈（化合物4）具有最高的活性，表明這個(gè)長(zhǎng)度是關(guān)鍵的。保持伯碳原子可能有利于維持最佳的結(jié)合模式和代謝穩(wěn)定性?？梢試L試引入一個(gè)輕微的空間位阻或電子效應(yīng)基團(tuán)在4碳鏈的中間位置，以進(jìn)一步優(yōu)化活性，但這需要更多數(shù)據(jù)支持。五、簡(jiǎn)答題在進(jìn)行藥物合成路線設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮以下因素來評(píng)估一個(gè)潛在合成路線的優(yōu)劣：*目標(biāo)產(chǎn)物的純度：路線應(yīng)能合成目標(biāo)產(chǎn)物，且副產(chǎn)物易于分離純化。*總產(chǎn)率和個(gè)體步驟產(chǎn)率：路線中每個(gè)步驟的產(chǎn)率以及最終總產(chǎn)率應(yīng)盡可能高。*反應(yīng)條件：反應(yīng)條件應(yīng)溫和、安全、易于操作，對(duì)設(shè)備要求不高。*官能團(tuán)兼容性：路線中使用的反應(yīng)條件不應(yīng)破壞分子中已存在的官能團(tuán)。*步驟數(shù)量：步驟越少，總產(chǎn)率越高，操作時(shí)間越長(zhǎng)，成本通常也越低。*成本效益：所用試劑和原料應(yīng)經(jīng)濟(jì)易得，合成過程不應(yīng)過于復(fù)雜昂貴。*