1、2014年10月化学制药工艺学自考复习资料 整理者：李玉龙1、 选择题1、下列哪种反应不是复杂反应的类型【 A 】A、基元反应 B、可逆反应 C、平行反应 D、连续反应2、化学药物合成路线设计方法不包括【 C 】A、 类型反应法 B、分子对称法 C、直接合成法 D、追溯求源法3、下列方法哪项不是化学药物合成工艺的设计方法 【 C 】 A、模拟类推法 B、分子对称法 C、平台法D、类型反映法4、化工及制药工业中常见的过程放大方法有【 D 】A、 逐级放大法和相似放大法 B、逐级放大法和数学模拟放大法C、相似放大法和 数学模拟放大法 D、逐级放大相似放大和数学放大5、下列不属于理想药物合成工艺路线
2、应具备的特点的是【 D 】A、 合成步骤少 B、操作简便 C、设备要求低 D、各步收率低6、在反应系统中.反应消耗掉的反应物的摩尔系数与反应物起始的摩尔系数之比称为【 D 】A、瞬时收率 B、总收率 、选择率 D、转化率7、用苯氯化制各一氯苯时.为减少副产物二氯苯的生成量.应控制氯耗以量。已知每l00 mol苯与40 mol氯反应.反应产物中含38 mol氯苯、l mol二氯苯以及38、61 mol未反应的苯。反应产物经分离后可回收60mol的苯. 损失l mol的苯。则苯的总转化率为 【 D 】 A、39% B、 62% C 、 88% D、 97.5%8、以时间“天”为基准进行物料衡算就是
3、根据产品的年产量和年生产日计算出产品的日产量.再根据产品的总收率折算出l天操作所需的投料量.并以此为基础进行物料衡算。一般情况下.年生产日可按 【 C 】天来计算.腐蚀较轻或较重的.年生产日可根据具体情况增加或缩短。工艺尚未成熟或腐蚀较重的可按照【 D 】天来计算。A、240 B、280 C、330 D、300 9、选择重结晶溶剂的经验规则是相似相溶.那么对于含有易形成氢键的官能团的化合物时应选用的溶剂是【 A 】 A、 乙醇 B、 乙醚 C、 乙酮 D、 乙烷10、下面不属于质子性溶剂是的【 A 】 A、 乙醚 B、 乙酸 C、水 D、三氟乙酸11、载体用途不包括 【 B 】 . A、提高催
4、化活性 B、改变选择性 C、节约使用量D、增加机械强度12、为了减少溶剂的挥发损失.低沸点溶剂的热过滤不宜采用 【 B 】A、 真空抽滤.出口不设置冷凝冷却器 B、加压过滤C、 真空抽滤.出口设置冷凝冷却器 D、不能确定13、工业区应设在城镇常年主导风向的下风向.药厂厂址应设在工业区的 【A 】 位置。 A、上风 B、 下风 C、 下风或上风 D、侧风14、国家污水综合排放标准中.【 A 】 污染物能在环境或生物体内积累.21、对人体健第康会类产生长远的不良影响。 A、第一类 B、第二类 C、第三类 D、第一类和第二类15、化学需氧量是指在一定票件下. 用强氧化剂氧化废水中的有机物所需的氧的量
5、.单位为mg.L-1。我国的废水检验标准规定以【 B 】 作为氧化剂 A、高锰酸钾 B、重铬酸见 C、双氧水 D、浓硫酸16、仅含有机污染物的废水经【 B 】后 .BOD5通常可降至2030 mg.L-1. 水质可达到规定的排放标准。A、一级处理 B、二级处理 C、三级处理 D、过滤并调节PH值17、氯霉素有几个手性中心【 B 】 A、一个 B、 2个. C、 3个 D、 8个 18、氯霉素是广谱抗生素.主要用于【 D】 A、伤寒杆菌 B、痢疾杆菌 C、脑膜炎球菌 D、以上都是19、下列不具有抗癌作用酌抗生素是【 D 】A、 放线菌素 B、 博来霉素 C、 阿霉素 D、四环素10、青霉素工业大
6、规模发酵生产采用二级种子培养.属于几级发酵【 A 】 A、三级 B、二级 C、四级 D、一级20、四环素发酵培养工艺中.氨基态氨浓度应为【 A 】A、100-200mg/L B、100-200 C、100-200kg/L D、100-200g/L 21、甾体化合物的生产工艺路线包招【 D 】 A、天然提取 B、化学合成 C、微生物转化 D、以上都是22、紫杉醇属于哪类化合物 （A）A、三环二萜 B、蒽醌 C、黄酮 D、多糖23、紫杉醇分子结构中有多少手性中心【 B 】 A、 9 B、 8 C、 2 D、 ll24、合成手性紫杉醇侧链的最具有代表性的方法有哪些？【 D 】（1）双键不对称氧化法
7、（2）醛醇反应法 （3）肉桂酸成酯法 （4）半合成法A、（1）（2） B、（2）（3） C、（3）（4） D、（1）（4）25、一个工程项目从计划建设到交付生产期的基本工作程序大致可分为设计前期、设计期和设计后期三个阶段. 其中设计期主要包括 【 B 】 A、项目建议书、可行性研究 B、可行性研究、初步设计和施工图设计C、初步设计和施工图设计 D、初步设计、施工图设计和试车26、在工艺流程设计中.置通的二阶段设计是指【 D 】A、可行性研究和工艺流程设计 B、中试设计和施工图设计C、中试设计和扩大工程设 D 初步设计和施工图设计 27、洁净等级分别为1万级和10 万级的空气.下列说法正确的是【
8、 B】A、 l0万级的空气质量较高 B、1 万级的空气质量较高C、质量相同 D、不能确定28、理想反应器中的物料流型有【 C 】 A、滞流和湍流 B、对流和涡流C、理合混合和理想置换 D、稳定流动和不稳定流动 29、釜式反应器的操作方式有 【 D 】 .A、阃歇操作 B、半连续或半间歇操作C、间歇操作和连续操作 D、间歇操作 半连续操作和连续操作30、釜式反应器可采用的操作方法有【 D 】A、 连续操作和间歇操作 B、间歇操作和半连续操作C、连续操作和半连续操作 D、间歇操作、半连续及连续操作31、实际生产中.搅拌充分的釜式反应器可视为理想混合反应器.反应器内的【 A 】A、温度、组成与位置无
9、关 B、温度、组成与时间无关C、温度、组成既与位置无关.又与时间无关 D、不能确定32、釜式反应器串联操作时.串联的釜数以不超过 【 C 】 个为宜。A、2 B、 3 C、 4 D、533、对于等温等容过程. 同一反应液在相同条件下.为了达到相同转化率.在间歇理想釜式反应器内所需的反应时间与在管式理想流动反应器中所需的空间时间c之间的关系为：【 D 】A、 c B、=c C、C B、 t=CC、 tC B、 t=CC、 tC B、 t=C C、 tC D、 不能确定17、某气相反应在等温管式反应器中进行。若随着反应的进行.气相物质的摩尔量逐渐减小.则达到规定转化率时.反应时间与空间时间C之间的
10、关系为 _C_。 A、 C D、 不能确定18、在管式反应器中进行气相等温等压反应.已知反应方程式可表示为：A(g)+2B(g)=C(g)+D(g).则反应时间与空间时间C之间的关系为( A )。A、C B、=C C、C B、 t=C C、 t98 Mpa。三、 简答题1、化学制药厂污染的特点。(1)数量少、组分多、变动性大；(2) 间歇排放；(3)pH值不稳定；(4) 化学需氧量高。 2、列举理想的药物工艺路线的 5个特征 (每个1分.列举 5项即可)。1) 化学合成途径简易. 即原辅材料转化为药物的路线要简短：2) 需要的原辅材料少而易得.量足；3) 中间体易纯化.质量可控.可连续操作；
11、4) 可在易于控制的条件下制备.安全无主毒5) 设备要求不苛刻；6) 三废少.易于治理；7) 操作简便.经分离易于达到药用标准：8) 收率最佳.成本最低.经济效益最好。3、 影响中试放大的因素有哪些？ (l)物理方法.利用物理作用将废水中呈悬浮状态的污染物分离出来.在分离过程中不改变化学性质；(2) 化学方法.利用化学反应原理处理废水中各种形态的污染物分离出来。(3)物理化学方法.综台利用物力和化学的作用除去废水中污染物。(4)生物方法.利用微生物的代谢作用。使废水中呈溶解和胶体状态的有机污染物转化为稳定.无害的物质。4、中试放大试验中应注意的问题。(1) 原辅材料的过渡试验； (2) 设备材
12、质和腐蚀试验；(3)反应条件限度试验；(4) 原辅材料、中间体及新产品质量的分析方法研究； (5) 反应后处理方法的研究。 5、列举药物生产工艺研究的七个重大课题中的任五项.每答对一项4得分。药物生产工艺研究的七个重大课题：(1)配料比；(2)溶剂；(3)催化； (4)能量供给；(5)反应时间及其监控；（6)后处理； (7)产 。 品的纯化和检验6、物料衡算的基准是什么？什么是转化率、收率和选择性.三者之间的关系怎样？料衡算可以以每批操作为基准.也可以为单位时间、每千克产品为基准；选择性即各种主、副产物中.主产物所占的比率或百分数.可用符号表示；转化率对于某一组分A来说.生成产物所消耗掉的物料
13、量与投入反应物料量之比简称为该组分的转化率.一般以百分率表示.用符号XA表示；收率是主要产物实际产量与投入原料理论产量之比值.也用百分率表示.用符号Y表示； 三者间的关系为 Y=X。7、试述如何确定配料比及意义答：有机反应很少是按照理论值定量完成.配料比主要根据反应过程的类型来考虑：1)不可逆没应：可采取增加反应物之一浓度 (即增加其配料比). 或从反应系统中不断去除生成物之一. 以提高反应速度和增加产物的收率。2)当反应生成物的生成量取决于反应液中某一反应物的浓度时.则增加其配料比。最适合的配料比应是收率最高.同时单耗较低的某一范围内。 3)若反应中.有一反应反物物不稳定.则可增加其用量.以
14、保证有足够的量能参与主反应。4) 当参与主、副反应的反应物不尽相同时.应利用这一差异.增加某一反应当量.以增加主反应当竞争力。 5)为防止连续反应 (副反应)的发生.有此反应的配料比应该小于理论量.使反应进行到一定程度.停下来.即提限制反应时间。确定配料比与反应应物浓度意义.提高收率、降低成本、减少后处理负担。8、什么是催化剂的活性.其影响因素有哪些？ 催化剂的活性就是催化剂的催化能力。在工业上常用单位时间内单位重量（或单位表面积)的催化剂在指定条件下所得到的产品量来表示。 影响催化剂活性的因素：(1) 温度：温度对化剂活性影响很大.温度太低时.催化剂的活性小.应速度很慢.随着温度上升.反应速
15、度逐增大.但达到最大反应速度后.又开始降低。绝大多数催化剂都都有活性温度范围。(2) 助催化剂：在制备助催化剂时.往往加入少量物质 (1%。).这种物质活性很小.但却能显著提高催化剂的活性、稳定性或选择性。 (3)载体 (担体)：常把催化剂负载在某种惰性定物性质上.这种物质成为载体。常用的载体活性碳、 硅藻土、 氧化铝、 硅酸等。使用载体可以使催化剂分散.从而使有效面积增大.既可以提高其活性.又可以节约其用量。同时还可以增加催化剂的机械强度.防止其活性组分在高温下发生熔结现象.影响催化剂的使用寿命。(4) 毒化剂：对于催化剂的活性有抑制作用的物质.叫做催化毒物。有些催化剂对毒物非常敏感.微量的
16、催化毒物即可以使催化剂的活性减少甚至消失。9、简答三废防治的措施。生产工艺绿色化；循环使用与无害化工艺；资源回收综合利用；加强设备管理；10、写出 BHC公司因发明以异丁基苯经合三成步布洛芬的新方法而获得1997年度美国“总统绿色化学挑战奖”的变更合成路线奖的布洛芬合成路线（三步反应）9、简述反应器的概念及其作用。是用来进行化学或生物反应的装置.是一个能为反应提供适宜的反应条件.以实现将原料转化为特定产品的设备；其作用是为化学或生物反应提供可人为控制的、 优化的环境条件。10、简述反应器设计的主要任务。1) 选择反应器的形式和操作方法；2) 根据反应及物料的特点.计算所需的加料速度、操作条件以
17、及反应器体积.并以此确定反应器主要构件尺寸；3) 同时还应考虑经济效益和环境保护等方面的要求。 11、简述氯霉素的以乙苯为起始原料经对硝基苯乙酮合成路线的优缺点？优点：起始原料易得.各步反应收率高.技术条件要求不高.在化学合成上巧妙了利用了前手性元素和还原剂的特点.进行手性合成。缺点：合成步骤较多.产生大量的中间体和副产物.如无妥善的综合利用途径.必将增加生产负担和巨大的环境污染。 .12、简述氯霉素包括哪几条合成路线？以对硝基苯甲醛为起始原料的合成路线.以苯甲醛为起始原料的合成路线；以乙苯为原料的含成路线；以苯乙烯为起始原料的合成路线。 5.中试放大的研究内容。 生产工艺路线的复审；设备材质
18、与形式的选择；搅拌器形式与搅拌速度考察；反应条件的进一步研究；工艺流程与操作方法的确定。 13、如何解决氯霉素立体构型问题？采用刚性结构的原料或中间体.具有指定空间构型圜刚体结构进行反应时.不易产生差向异构体；利用空间位阻效应； 使用具有立体选择性的试剂。14、简述乙苯硝化用混酸中硫酸的作用。1)使硝酸产生硝基正离子NO2+,后者与乙苯发生亲电取代反应；2) 使硝酸的用量减少至近于理论量： 3) 浓硝酸与浓硫酸混合后.对铁的腐蚀性很少.故硝化反应可以在铁制反应器中进行。 15、以下为宜苯乙烯出发经-羟基对硝基苯乙胺制备氯霉素的合成路线.请根据反应以流下程为填写中间体及反应试剂.每空 1分。四、
19、分析题1、液体联苯混合物自然循环加热装置的工艺流程如附图所示。请简要指出图中设备3、4、5、7设备名称及作用。答： 设备3： ； 设备4： ； 设备5： ； 设备7： ； 设备3-贮存联苯混合物.当温度较低而使联苯混合物凝固时.可利用其中的加热装置.使联苯混合物熔化。 设备4-用于回收联苯混合物蒸汽.减少挥发损失设备5-联苯混台物在被加热的过程中体积将发生膨胀.因此.系统不能采用封闭操作。此投备用于贮存因体积膨胀而增加的联苯混合物。此外该设备还可观察液体联苯的液位。设备7-当出现紧急情况.需要立即停止设备1的加热时.可将联苯混合物泄入该设备中.以防设备l发生事故。2、用混酸硝化氯苯制备混合硝基
20、氯苯。已知混酸的组成为：HNO347%、 HO24%；氯苯与混酸中摩尔比为 1：1.1；反应开始温度为40-55.并逐渐升温80；硝化时间为2h；硝化废酸中含硝酸小于工1.6 %,含混合硝基氯苯为获得混合硝基氯苯的1%。现设计 A、B、C 三种工艺流程.试以混合硝基氯苯的收率及硫酸、硝酸、氯苯的单耗作为评判标准.通过方案比较确定三种流程的优劣。（注意：仅指出那一种流程最好或最差而不说明理由者不得分。 ) 答： A方案：将分离后的废酸直接出售.这一方面要消耗大量的硫酸.使硫酸的单耗居高不下；另一方面.由于废酸中还含有未反应的硝酸以及少量的硝基氯苯.直接出售后不仅使硝酸的单耗增加.混合硝基氯苯的收
21、率下降.而且存在废酸中的硝酸和硝基氯苯还会使废酸的用途受到限制。 B方案：在硝化分离之后.增加了一道萃取工序。该工艺是将氯苯和硝化废酸加入萃取罐.使硝化废酸中残留的硝酸继续与氯苯发生硝化反应.生产硝基氯.从而回收了废酸中的硝酸.降低了硝酸的单耗。同时.生成的混合物硝基氯苯与硝化混酸中原有的混合硝基氯苯一起进入氯苯层.从而提高了混合硝基氯苯的收率。 与比方案A相比.方案B可降低硝硫的单耗.提高了混合硝基氯苯的收率。但在方案B的萃取废酸中仍含有一定量的原料氯苯. 将其直接出售.不仅使增加氯苯的单耗居高不下.而且还会增加氯苯的单耗。此外.存在于废酸中的氯苯也会使废酸的用途收到限制。C方案：在萃取从之
22、而后.又增加了一道减压浓缩工序.萃取后的废酸经减压浓缩后可循环使用.从而大大又降增低了硫酸的单耗。同时.由于氯苯与水可形成低共沸混合物.浓缩时氯苯将随水一起蒸出.经冷却后可回收其中的氯苯.从而降低了氯苯的单耗。可见.以混合硝基氯苯的收率以及硫酸、 硝酸和氯苯的单耗作为评判标准.方案C为最佳.方案B次之.方案A最差。五、问答题：1、怎样通过青霉菌培养基的控制来提高青霉素产量？在主霉素霉素生产过程中.让培养基中的主要营养物只够维持青霉菌在前4h生长,而40h的后生产中.靠低速连续补加葡萄糖和氮源等.使菌半饥饿.延长青霉素的合成期.大大提问了产量。所需营养物限量的补加常用来控制营养缺陷型突变菌种.使
23、代谢产物积累到最大。青霉素发酵中采用补料分批操作法.对葡萄糖、铵、苯乙酸进行缓慢流加.维持一定的最适浓度。葡萄糖的流加.浓度过乙低使抗生素合成速度减慢或停止.过高则导致呼吸活性下降.甚至引起自溶.葡萄糖浓度调节是根据PH.溶氧或CO2释放率予以调节。碳源的选择：生产菌能利用多种碳源,乳糖.蔗糖,葡萄糖,甘露糖、淀粉和天然油脂。经济核算问题.生产成本中碳源占 12%以上.对工艺影响很大；糖与结合形成糖基-6-APA.影响青霉素的产量。葡萄醣、 乳糖粘合能力强.而且随时间延长而增加延长。通常采用葡萄糖和乳糖。发酵初期.利用快效的葡萄糖进行菌丝生长。当葡萄糖。耗竭后.利用缓效的乳糖.使pH稳定.分泌
24、青霉素。可根进据行形态变化.滴加葡萄糖.取代乳糖。目前普遍采用淀粉的酶水解产物.葡萄糖化液流加。降低成本。氮源：玉米浆是最好的.是玉米淀粉生产时的副产品.含有多种氨基酸及其前体苯乙酸和衍生物。玉米浆质量并不稳定.可用花生饼粉或棉籽饼粉取代。补加无机氮源。无机盐：硫、磷、镁、钾等。铁有主母.控制在30ug/ml以下。流加控制：补糖.根据残糖、pH、尾气中CO2和O2含量。残糖在0.6%左右.pH开始升高时加糖。补氨：流加酸酸铵、氨水、尿素.控制氨基氮0.05% 。添加前体：合成阶段.苯乙酸及其衍生物.苯乙酰胺、 苯乙胺、 苯乙酰甘氨酸等均可为青霉素侧链的前体.直接掺入青霉素分子中。也具有刺激青霉
25、素合成作用。但浓度大于 0J9%时对细胞和合成有毒性。还能被细胞氧化。策略是流加低浓度前体.一次加入屋里低于 0.l%.保持供应速率略大于生物合成的需要。2、手性紫杉醇侧链的合成有哪些代表性的方法？说明其合成原理.并分别写出合成路线。手性紫杉醇侧链的方法有许多种.其中具有代表性的方法有双键不对称氧化法和醛反应法。双键不对称氧化法可以从顺式肉桂醇出发.用 Sharpless环氧化法合成出手性的环氧化合物.经叠氮开环等反应最后制得紫杉醇侧链.见(a)。 也可以从反式肉桂酸甲酯出发.在手性催化剂作用下进行双羟基化反应.再将得到的双羟基化合物转化成叠氮化合物.最后也得到紫杉醇侧链.见(b)。醛醇反应法
26、是合成手性紫杉醇恻链的另一种有效的方法。如以苯乙酮为原料在手性催化剂作用下使苯乙酮与烯醇硅醚发生荃醇缩合反应.然后将产物的C-3反式羟基变为顺式氨基.经处理即得紫杉醇侧链.见(C)。 六、计算题-物料衡算1、硝化混酸配制过程的物料衡算。已知混酸组成为H2SO4 46%(质量百分比.下同)、HNO3 46%、H2O 8%.配制混酸用的原料为92.5%的工业硫酸、98%的硝酸及含H2SO4 69%的硝化废酸。试通过物料衡算确定配制1000kg混酸时各原料的用量。为简化计算.设原料中除水外的其它杂质可忽略不计。解：混酸配制过程可在搅拌釜中进行。以搅拌釜为衡算范围.绘出混酸配制过程的物料衡算示意图。
27、解：取设备为衡算体系.1000千克混酸为计算基准对HNO3进行物料衡算得：0.98 G硝酸= 0.461000 (a)对H2SO4进行物料衡算得：0.925 G硫酸+ 0.69G废酸=0.461000 (b) 对H2O进行物料衡算得： 0.02G硝酸+0.075G硫酸+0.31G废酸=0.081000 (c)解得：G硝酸=469kg, G硫酸=399.5kg, G废酸=131.1kg 混酸配制过程的物料平衡表(见下图 ）3、甲氧苄氨嘧啶生产中由没食子酸经甲基化反应制备三甲氧苯甲酸工序.测得投料没食子酸25.0kg.未反应的没食子酸2.0kg.生成三甲氧苯甲酸24.0kg.求转化率、选择性和收率
28、。（2012、2013年真题）解： 3-1 甲苯用浓硫酸磺化制备对甲苯磺酸。已知甲苯的投料量为1000kg.反应产物中含对甲苯磺酸1460kg.未反应的甲苯20kg。试分别计算甲苯的转化率、对甲苯磺酸的收率和选择性。4、用1876kg混酸（HNO3 32%、H2SO4 56%、H2O12%）对1052.6kg含量为95%的乙苯进行硝化.乙苯的转化率100%.全部生成一硝基乙苯.其中对位、邻位与间位比例为50：44：6。已知硝化反应温度为40 .求硝化过程的物料衡算。解：反应方程式答：反应中共加入混酸的质量为1876 kg. 其中.含HNO3 187632%=600.32kg； 含H2SO4 187656%=1050.56kg； 含H2O 187612%=225.12 kg。由题意知.乙苯的乙苯的纯度为95%.转化率100%.则参加反应的乙苯为1052.695%100=999.97kg生成的对位、邻位与间位“硝基乙苯”的总量为 则.对硝基乙苯：1424.5 x 50%=712.25kg 邻-硝基乙苯：1424.5 x 44%=626.78kg 间硝基乙苯：14
