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文档简介
1、大学制药工艺章节试题及答案第四章催化反应一、名词解释1 .催化剂2 .催化反应3 .自动催化作用4 .催化剂的活性5 .催化剂的选择性6 .助催化剂(或促进剂)7 .催化剂中毒8 .阻化现象9 .相转移催化剂10 .酶(生物催化剂)11 .固定化酶12 .载体(担体)二、填空1 .催化作用包括、2 .催化反应分为和3 .衡量催化剂的性能指标有:、4 .催化剂的选择性可以通过产品的和某一反应物的来计算。5 .现象有时表现为催化剂的部分活性消失,因而呈现出6 .常用的催化剂有:、等。7 .常用的相转移催化剂分为、等三大类。8 .酶催化的反应特点、9 .酶固定化方法包括:、10 .酶固定化后、等性质
2、发生改变。11 .假设主、副反应的速度常数分别为k1和k2,则选择因子(S)为。12 .催化剂载体的作用是13 .酸催化反应速率与溶液 pH 的关系14 .酸催化反应速率与溶液 pH 的关系。增加:工业上选择催化剂时,首先考虑的最重要的的性能指标是。三、单项选择题(下列各题有 A、B、C、D 四个备选答案,请选择一个最佳答案)1.关于催化剂的论述,下列观点错误的是()A.能显著改变反应速率,而本身的质量及化学性质在反应前后保持不变B.同等程度地加快正、逆反应的速率C.可改变反应的可能性和平衡常数D.不同类型的化学反应需选择不同的催化剂2 .衡量催化剂的性能指标不包括()A.选择性 B.活性 C
3、.稳定性 D.形状3 .不能够降低铝的催化活性的物质是()A.H2sB.碳 C.Pb(Ac)2D.唯咻4 .常用的铝碳催化剂的规格是()A.1%B.5-10%C.10-15%D.20%5 .铝碳催化剂的用量一般为()A.1%B.2%C.5%D.10%6 .下列哪个物质可以作为酸催化剂()A.三乙胺 B.口比咤 C.AlCl3D.NaH7 .下列哪个物质可以作为碱催化剂()A.ZnCl2B.FeCl3C.BF3D.K2CO38 .属于非离子型相转移催化剂的是()A.18-冠-6B.四丁基澳化钱 C.三乙胺 D.P2O59 .属于相转移催化剂的是()A.骨架馍 B.Pd/CC.三乙胺 D.异构酶1
4、0 .不属于相转移催化剂的是()A.二乙胺 B.四丁基澳化钱 C.聚乙二醇 D.三乙胺11 .毒性较大的相转移催化剂是()A.聚乙二醇 B.四丁基澳化钱 C.三乙胺 D.18-冠-612 .能够使铝催化剂中毒的物质是()A.Pb(Ac)2B.CaCO3C.NaAcDBaCO313 .骨架馍最好保存在()A.空气中 B.乙醇的密闭容器中 C.密闭容器中 D.水中14 .能使骨架馍中毒的物质15 .关于相转移催化剂需具备的结构条件,叙述不正确的是18 .关于催化剂的选择性,正确的是()A.对于不同类型的化学反应需要选择不同性质的催化剂。B.对于不同类型的化学反应需要可选择相同性质的催化剂C.对于同
5、样的反应物选择不同的催化剂可以获得相同的产物D.对于同样的反应物选择相同的催化剂可以获得不同的产物19 .关于催化剂的选择性,正确的是()A.对于相同类型的化学反应需要选择相同性质的催化剂。B.对于不同类型的化学反应可以选择相同性质的催化剂C.对于同样的反应物选择不同的催化剂可以获得不同的产物D.对于同样的反应物选择相同的催化剂可以获得不同的产物20 .酶的化学本质是()A.核酸 B.碱基 C.蛋白质 D.氨基酸21 .固定化酶的特点叙述不正确的是()A.是水溶性酶 B.具有较高的稳定性和较长的寿命C.耐热性增加 D.对变性剂、抑制剂的抵抗力增强四、简答题1 .何为催化剂?表征催化剂的性能指标
6、有哪些?作为工业催化剂的选择原则是什么?2 .什么叫毒化剂和抑制剂?有何区别?A.H2sB.CO2C. SiO2D. H2OA.必须具有正离子部分B.碳原子数目越多越好C.亲油基的结构位阻应尽量小,一般为直链D.化学性质应稳定且易回收16.关于 Lindlar 催化剂,下列说法错误的是A.是 Pd-CaCO3-PbO/PbAc2C.A 和 B 都对17.关于 Lindlar 催化剂,叙述正确的是A.可以使快燃的氢化停留在烯煌阶段C.可以使快烧的氢化为烷煌()B.Pd-BaSO4-唾咻D.A 和 B 都不对(B.可以还原醛酮D.可以还原所有不饱和键3 .影响催化剂活性的因素有哪些?4 .何为相转
7、移催化剂,作为相转移催化剂所需具备那几个条件?5 .相转移催化反应有何优点?影响相转移催化剂的主要因素有哪些?6 .简述酸碱催化剂与 pH 的关系?7 .简述瑜盐类相转移催化剂的反应机理8 .简述冠醛催化固液两相的反应机理9 .什么叫酶?酶催化反应具有哪些优缺点?影响酶催化反应的主要因素有哪些?10 .什么叫固定化酶?常用的酶固定化技术有哪些?第五章中试放大和生产工艺规程一、名词解释1 .中试放大2 .放大系数3 .放大效应4 .冷模试验5 .返混6 .物料衡算概念二、填空1 .制药工艺研究分为、以及四个阶段2 .中试研究中的过渡试验包括:、等几方面。3 .中试放大的研究方法有:、O4 .中试
8、放大的目的是、和实验室工艺(又称小试验)所研究确定的反应条件与反应后处理的方法。5 .研究确定一条最佳的合成工艺路线,应该考虑等几个方面。6 .中试放大阶段制备中间体及成品的批次一般不少于批,以便积累数据,完善中试生产资料。7 .中试放大规模一般是小试规模的倍,8 .根据药品剂量和疗程的长短,中试药品数量一般为 kg。9 .确定工艺路线后,每步化学合成反应或生物合成反应一般不会因和的条件不同而有明显的变化,但各步的条件,则随试验规模和设备等外部条件的不同而有可能需要调整。10 .一般说来,相似模拟放大仅适于简单的过程,不适用于。11 .制药等精细化工行业一般依靠放大来完成。12 .可以加速传热
9、和传质过程,减少物料团之间温度差、浓度差,从而有利于化学反应。则不利于化学反应。13 .一般来讲,如果反应是在酸性介质中进行,则应采用反应釜。如果反应是在碱性介质中进行,则应采用反应釜。14 .贮存浓盐酸应采用贮槽,贮存浓硫酸应采用贮槽,贮存浓硝酸应采用贮槽。15 .二甲基甲酰胺与以一定比例混合时易引起爆炸,必须在中试放大前和中试放大时作详细考查。16 .收率和转化率的关系是:17 .物料衡算的理论基础是三、单项选择题(下列各题有 A、B、C、D 四个备选答案,请选择一个最佳答案)1 .化学反应工程学认为导致反应收率降低的原因是()A.返混 B.搅拌不均匀 C.温度滞后 D.反应器存在有死角2
10、 .中试研究中的过渡试验不包括的是()A.原辅材料规格的过渡试验 B.反应条件的极限试验C.设备材质和腐蚀试验 D.后处理的方法试验3 .假设四个工序的收率分别丫1、丫2、丫3、丫4,则车间的总收率为()A.丫1+丫2+丫3+丫4B.Y1丫2丫3丫4C.(丫1+丫2)(丫3+丫4)D.丫1丫2+丫3丫44 .单程转化率和总转化率的关系是()A.单程转化率=总转化率 B.单程转化率总转化率C.单程转化率总转化率 D.不确定5 .关于中试放大的规模,下列叙述正确的是()A.比小型试验规模放大 50100 倍 B.比小型试验规模放大 5001000 倍C.比小型试验规模放大 1050 倍 D.比小型
11、试验规模放大 100500 倍6 .新药研发过程中需要的样品数量一般是A.12kgB.210kgC.1020kgD.20-50kg7 .对于工艺技术尚未成熟或腐蚀性大的车间,年操作时间一般是()A.330 天 B.360 天 C.300 天 D.200 天8,下列哪种材质适合储存浓硫酸()A.玻璃钢 B,铁质 C,铝质 D,都可以9,适合酸性介质的反应釜首选是()A,搪瓷玻璃 B.铸铁 C,不锈钢 D,都可以10.适合碱性介质反应的反应釜是()A.搪瓷玻璃 B.铸铁 C,不锈钢 D,都可以四、简答题1、中试放大的目的是什么?2、中试放大的研究内容主要有哪些?3.在工艺条件的考察阶段,必须注意和
12、解决哪些问题?4,中试放大的重要性及意义是什么?5.物料衡算的作用有哪些?6,中试研究中的过渡实验包括哪些内容?7,中试放大阶段的主要任务有哪些?五、计算题1 .甲氧茉氨喀咤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(I)25.0kg,未反应的没食子酸 2.0kg,生成三甲氧苯甲酸(n)24.0kg。试求选择性和收率。已知化学反应式和分子量为:HO0HOHH3CO30cH32(I)+3(CH204Na0H-2()+23CH30s020HCOOHC00H分子量 188212环合反应工序(环合反应合成三甲氧茉氨喀咤)Y678.0%;精制Y791.0%,求车间总收率。2.甲氧
13、茉氨喀咤生产中,有甲基化反应工序(甲基化反应制备三甲氧苯甲酸)Y83.1%;SGC 酯化反应工序(酯化反应制备三甲氧苯甲酸甲酯)、291.0%;肿化反应工序(肿化反应制备三甲氧苯甲酰肿) 丫386.0%; 氧化反应工序 (应用高铁氧化钾制备三甲氧苯甲醛) 工76.5%;缩合反应工序(与甲氧丙睛缩制备三甲氧苯甲醛丙烯睛)丫578.0%;3 .在混酸配制过程中,已知混酸组成为 H2SO446%(质量百分比,下同卜 HNO346%、H2O8%,配制混酸用的原料为 92.5%的工业硫酸、98%的硝酸以及含有 H2SO469%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
14、算,设原料中除水外的其他杂质可忽略不计。4 .拟用连续精储塔分离苯和甲苯混合液。已知混合液的进料流量为 200kmolh-1,其中含苯0.4(摩尔分数,下同),其余为甲苯。若规定塔底釜液中苯的含量不高于 0.01,塔顶储出液中苯的回收率不低于 98.5%,试通过物料衡算确定塔顶储出液、塔釜釜液的流量及组成.以摩尔流量和摩尔分数表示。5 .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。6 .邻氯甲苯经口一氯化、氧化、水解工序可制得邻氯苯乙酸,邻氯苯乙酸再与 2,6二
15、氯苯胺缩台即可制得消炎镇痛药一一双氯芬酸钠。巳知各工序的收率分别为:氯代工序%83.6%、氧化工序、290%、水解工序y88.5%、缩合工序、448.4%。试计算以邻氯甲苯为起始原料制备双氯芬酸钠的总收率。7 .用苯氯化制备一一氯苯时.为减少副产物二氯苯的生成量,应控制氯的消耗量。已知每 100mol 苯与40mol 氯反应,反应产物中含 38mol 氯苯、1mol 二氯苯以及 61mol 未反应的苯。反应产物经分离后可回收 60mol 的苯.损失 1mol 苯。试计算苯的单程转化率和总转化率。第六章制药与环境保护一、名词解释1 .原子经济性(Atomeconomy)反应2 .绿色制药生产工艺
16、3 .生化需氧量(BOD)4 .化学需氧量(COD)5 .好氧生物处理6 .厌氧生物处理7 .清污”分流8 .活性污泥9 .污泥浓度10 .污泥容积指数(SVI)11 .污泥沉降比(SV)12 .生物膜13 .生物膜法二、填空1 .“三废”指的是、。2 .制药工业的“三废”特点、O3 .表征废水水质的指标有、等指标4 .药厂废水的处理方法包括、和。废水的处理程度可分为、处理。5 .根据微生物的种类及其对氧气要求条件的不同,可以把生物处理工艺分为和二种类型6 .好氧生物处理法可分为、O7 .衡量活性污泥中微生物数量和凝聚沉淀等性能好坏的指标主要有、和等。8 .厌氧生物处理过程可分为 3 个连续的
17、阶段即、和。9 .活性污泥法以其曝气方式之不同,可分为、等多种方法。10 .据处理方式与装置的不同,生物膜法可分为、等多种。11 .可以获得大量生物能(沼气)的处理系统是。12 .好氧生物处理的最终代谢产物是、,厌氧生物处理的最终代谢产物是、。13 .绿色化学的指导思想是。14 .在防治“三废”时,必须把那些、的三废”的治理放在首要地位。15 .绿色生产工艺是在绿色化学的基础上开发的从的生产工艺。16 .消除环境污染的根本措施是。17 .二级处理主要指,适用于处理各种含有机污染物的废水。18 .是指能在环境或生物体内蓄积,对人体健康产生长远不良影响者。19 .厌氧生物处理过程可分为、和三个连续
18、的阶段。20 .厌氧生物处理法包括、等方式。增加:活性污泥是由组成的絮凝体。增加:生物膜法属于处理法。三、单项选择题(下列各题有 A、B、C、D 四个备选答案,请选择一个最佳答案)1 .针对制药厂排出的“三废”,下列说法正确的是()A.化学好氧量高 B.生化耗氧量高C.化学好氧量和生化耗氧量都高 D.化学好氧量和生化耗氧量都不高2 .关于药厂“三废”的论述,正确的是()A.综合治理“三废”很容易B.“三废”也是一种“资源”,可回收利用C.仅用物理方法就可彻底治理“三废”D.生物法可以去除废水中的所有污染物3 .废水的二级处理主要指的是()A.物理处理法 B.化学处理法 C.物理化学处理法 D.
19、生化处理法4 .属于第一类污染物的是()A.硫化物 B.挥发酚 C.总铭 D.氧化物5 .属于第二类污染物的是()A.总汞 B.石油类 C.总铭 D.苯并花6 .对于好氧生物处理,废水的 pH 控制在哪个范围较合适?()A.pH6-9B.pH6.57.5C.pH4-6D.pH7-87 .对于厌氧生物处理,废水的 pH 控制在哪个范围较合适?()A.pH6-9B.pH6.57.5C.pH4-6D.pH7-88 .对于好氧生物处理,水温宜控制在哪个范围较合适?()A.20-40CB.10-30CC.35-38CD.50-55C9 .对于高浓度的有机废水,一般采取的处理方法是()B.厌氧处理7 .简
20、述对“三废”进行回收利用和综合利用的重要性?A.好氧处理C.先好氧处理,再厌氧处理D.先厌氧处理,再好氧处理10.对于低浓度的大多数有机废水,目前主要采用的处理方式是A.化学法B.物理法C.生化法D.焚烧法11.厌氧生物处理的最终代谢产物含有A. CO2B. H2OC. CH4D.CO12.厌氧生物处理的最终代谢产物不含有A. CO2B. H2SC.CH4D.NH4+13.活性污泥中的生物相,含量最多的是A.细菌B.霉国C.酵母菌D.轮虫14.下列哪种处理方式属于生物膜法A.逐步曝气法B.生物转盘法C.深井曝气法 D.纯氧曝气法15.下列哪种处理方式属于活性污泥法A.生物滤池法B.生物接触氧化
21、法 C.加速曝气法D.生物转盘法16.下列哪种处理方式属于厌氧处理法A.生物滤池法B.厌氧接触法 C.加速曝气法D.生物转盘法增加:我国布洛芬的生产工艺常用的是A.绿色法B.醇厥基化法.C.Browns 法D.1,2 重排转位法四、简答题1.制药工业“三废”的特点有哪些?2.防止“三废”的主要措施有哪些?3.在水质指标中,BOD 和 COD 分别指的是什么?有何区另 1J?4.对反应体系中的母液进行套用,有何优点?5.简述活性污泥法处理工业废水的基本原理?其处理系统主要有哪几种?6.简述生物膜法净化废水的原理?生物膜法的处理系统有哪些?8 .写出布洛芬的绿色合成工艺路线增加:什么叫厌氧生物处理
22、?其优缺点有哪些?参考答案第四章催化反应一、名词解释1 .催化剂:某一种物质在化学反应系统中能改变化学反应速率,而其本身在反应前后化学性质并无变化,这种物质称之为催化剂(catalyst)。2 .催化反应:有催化剂参与的反应称为催化反应。当催化剂的作用是加快反应速率时,称为正催化作用;减慢反应速率时称为负催化作用。在某些反应中,反应产物本身即具有加速反应的作用,称为自动催化作用。3 .催化剂的活性:催化剂的活性又叫催化能力,是反映催化剂转化反应物能力的大小。在工业上,常用单位时间内单位重量(或单位比表面积)的催化剂在指定条件下催化生成的产品量来表示(又叫催化剂的负荷)。4 .催化剂的选择性:催
23、化剂对复杂反应(平行或串联反应)有选择地发生催化作用的性能,称为催化剂的选择性。5 .助催化剂(或促进剂):在催化剂的制备过程中或催化反应中往往加入少量物质(一般少于催化剂用量的 10%),虽然这种物质本身对反应的催化活性很小或无催化作用,却能显著提高催化剂的活性、稳定性或选择性,这种物质称为助催化剂。助催化剂所起到的加速反应等作用称为助催化作用。6 .催化剂中毒:在催化剂的制备或反应过程中,由于引入少量杂质,使催化剂的活性大大降低或完全丧失,并难以恢复到原有活性,这种现象称催化剂中毒。7 .阻化现象:在催化剂的制备或反应过程中,由于引入少量杂质,仅使其活性在某一方而受到抑制,但经过活化处理可
24、以再生,这种现象称为阻化。8 .Rosenmund 反应:被硫毒化后活性降低的铝,可以还原酰卤基使之停留在醛基形式的阶段,即Rosenmund 反应。八COClH2,Pd-BaSO4CHO9 .Lindler 催化剂:将铝附着在碳酸钙(或硫酸钢)上,加少量的醋酸铅和唾咻使之部分中毒,所得的催化剂即为 Lindler 催化剂。可以使快燃的氢化停留在烯煌阶段,具有较好的选择性还原能力。10 .相转移催化剂:相转移催化剂的作用是由一相转移到另一相中进行反应。它实质上是促使一个可溶于有机溶剂的底物和一个不溶于此溶剂的离子型试剂两者之间发生反应。常用的相转移催化剂可分为瑜盐类、冠醛类及非环多触类等三大类
25、。11 .酶(生物催化剂):酶是生物体活细胞产生的具有特殊催化功能的一类蛋白质,也被称为生物催化剂。12 .固定化酶:固定化酶又称水不溶性酶,它是将水溶性的酶或含酶细胞固定在某种载体上,成为不溶于水但仍具有酶活性的酶衍生物。13 .自动催化作用:在某些反应中,反应产物本身即具有加速反应的作用,称为自动催化作用。14:载体(担体)把催化剂负载于某种惰性物质之上,这种惰性物质称为载体。常用的载体有石棉、活性炭、硅藻土、氧化铝、硅酸等。使用载体可以使催化剂分散,增大有效面积,不仅可以提高催化剂活性、节约用量,同时还可以增加催化剂的机械强度防止活性组分在高温下发生熔结而影响其使用寿命。、填空1 .正催
26、化、负催化、自动催化作用2 .均相催化反应和非均相催化反应3 .活性、选择性、稳定性、价格4 .产率、转化率5 .毒化、选择性催化作用。6 .加氢催化剂、酸碱催化剂、相转移催化剂7 .瑜盐类、冠醛类、非环多触类8 .催化效率高、专一性强、反应条件温和、酶的催化活性受到调节和控制、酶的化学本质是蛋白质9 .吸附法、载体偶联法、交联法、包埋法。10 .底物专一性、pH-活性曲线和最适 pH、动力学常数k1k212 .使用载体可以使催化剂分散,增大有效面积,不仅可以提高催化剂活性、节约用量,同时还可以增加催化剂的机械强度防止活性组分在高温下发生熔结而影响其使用寿命。13 .lgk=lgkH-pH14
27、 .lgk=lgkB+pH-14三、单项选择题1.C2.D3.B4.B5.D6.C7.D8.A9,C10.A11.D12.A13.B14.A15 .B16.D17.A18.A19.C20.C21,A11.四、简答题1,何为催化剂?表征催化剂的性能指标有哪些?作为工业催化剂的选择原则是什么?答:能显著改变反应速率,而本身的质量及化学性质在反应前后保持不变的物质称为催化齐 ij(catalyst)。表征催化剂的性能指标主要有(1)催化剂的活性;(2)催化剂的选择性;(3)稳定性;(4)价格工业上选择催化剂要从活性、选择性、稳定性及价格几个方面统筹考虑,并不是活性越高越好,一般是:选择性稳定性活性价
28、格7,什么叫毒化剂和抑制剂?有何区别?答:在催化剂的制备或反应过程中,由于引入少量杂质,使催化剂的活性大大降低或完全丧失,并难以恢复到原有活性,这种现象称催化剂中毒。使催化剂中毒的物质称毒化剂,有些催化剂对于毒物非常敏感,微量的毒化剂即可使催化剂活性减小甚至消失。在催化剂的制备或反应过程中,由于引入少量杂质,如果仅使其活性在某一方而受到抑制,但经过活化处理可以再生,这种现象称为阻化。使催化剂阻化的物质称为抑制剂,它使催化剂部分中毒,从而降低了催化活性。毒化剂和抑制剂之间并无严格的界限。毒化现象有时表现为催化剂的部分活性消失,因而呈现出选择性催化作用。8,何为相转移催化剂,作为相转移催化剂所需具
29、备那几个条件?答:相转移催化剂是使反应物由一相转移到另一相中进行反应,它实质上是促使一个可溶于有机溶剂的底物和一个不溶于此溶剂的离子型试剂两者之间发生反应。相转移催化应用于非极性溶剂中具有反应条件温和、反应速度快、收率高、产品质量好等相转移催化剂需具备的条件是:(1)相转移催化剂必须具有正离子部分,以便同负离子结合形成活性有机离子对或能与反应物形成络离子;(2)必须具有足够多的碳原子数,才能保证形成活性有机离子对转入有机相,但碳原子数目不能太多,否则,不能转入无机相。碳原子数目一般为 1220 之间;(3)相转移催化剂中的亲油基的结构位阻应尽量小,一般为直链;(4)在反应条件下,化学性质应稳定
30、且易回收。4,相转移催化反应有何优点?答:相转移催化反应与其他类型的反应相比,具有以下优点:(1)避免使用无水的或极性非质子溶剂(2)缩短了反应时间,降低了反应温度(3)使有些原来不能进行的反应,成为可能(4)改变了产品的比例和选择性(5)处理简单(6)环境条件好5 .什么叫酶?酶催化反应具有哪些优缺点?答:酶是生物体活细胞产生的具有特殊催化功能的一类蛋白质,也被称为生物催化剂(biologicalcatalyst)。酶具有一般催化剂的特性,即在一定条件下仅能影响化学反应速率,而不改变化学反应的平衡点,并在反应前后数量和性质不发生变化。优点:酶催化反应一般是在常温、常压、中性 pH 范围等条件
31、下进行的,因此效率较高且节省能量;由于酶催化反应的专一性,因此无(或很少)副产物生成,有利于分离和提纯;另外,利用酶的立体异构转移性,即只与某一种异构体或某一种构象底物发生作用,这是一般化学催化剂无法比拟的;与微生物发酵法相比,其反应物简单.反应最适条件易于确定;利用酶的专一性,可高效率分析天然物质和生物体成分,且不必对检体进行分离处理。缺点:由于在较温和的条件下进行反应,所以易发生杂菌污染;酶的价格较高,精制过程工作量大,有必要开发低成本的精制技术;仅限于一步或二步简单的反应,与微生物发酵相比, 在经济上尚不理想; 从目前看, 只能作用于限定的化合物。 当然随着酶工程的不断发展,其适用的底物
32、范围将不断扩大;由于酶是蛋白质,所以其催化作用条件有一定限制,特别是当催化体系中含有抑制剂(或失活剂)时,将大大减弱酶的催化活力。另外,采用固定化技术,虽然有助于增加酶的稳定性,但酶终究还会失活。当底物为高分子化合物时,固定化酶并非一定是优良的生物催化剂。6 .什么叫固定化酶?其特点有哪些?答:固定化酶又称水不溶性酶,它是将水溶性的酶或含酶细胞固定在某种载体上,成为不溶于水但仍具有酶活性的酶衍生物。其特点:(1)固定化酶一般都有较高的稳定性和较长的有效寿命,(2)酶固定化增加其耐热性(3)固定化还可增加酶对变性剂、抑制剂的抵抗力,减轻蛋白酶的破坏作用,延长酶的操作和保存有效期。7.影响催化剂活
33、性的因素有哪些?(1)温度温度对催化剂的活性影响很大,温度太低时,催化剂的活性很小,反应速度很慢,随着温度升高,反应速度逐渐增大,但达到最大速度后,又开始降低。绝大多数催化剂都有其活性温度范围、温度过高,易使催化剂烧结而破坏其活性,最适宜的温度要通过实验来确定。(2)助催化剂(或促进剂)在催化剂的制备过程中或催化反应中往往加入少量物质(一般少于催化剂用量的10%),虽然这种物质本身对反应的催化活性很小或无催化作用,却能显著提高催化剂的活性、稳定性或选择性。这种物质称为助催化剂,(3)载体(担体)把催化剂负载于某种惰性物质之上,这种惰性物质称为载体。常用的载体有石棉、活性炭、硅藻土、氧化铝、硅酸
34、等。使用载体可以使催化剂分散,增大有效面积,不仅可以提高催化剂活性、节约用量,同时还可以增加催化剂的机械强度防止活性组分在高温下发生熔结而影响其使用寿命。(4)毒化剂和抑制剂在催化剂的制备或反应过程中,由于引入少量杂质,使催化剂的活性大大降低或完全丧失,并难以恢复到原有活性, 这种现象称催化剂中毒。 如仅使其活性在某一方而受到抑制, 但经过活化处理可以再生,这种现象称为阻化。使催化剂中毒的物质称毒化剂,有些催化剂对于毒物非常敏感,微量的毒化剂即可使催化剂活性减小甚至消失。有些毒化是由反应物中含有的杂质如口比咤、硫、磷、神、硫化氢、神化氢(AsH)、磷化氢及一些含氧化合物(如一氧化碳、二氧化碳、
35、水等)造成的。有些毒化是由反应中生成物或分解物造成的。使催化剂阻化的物质称为抑制剂,它使催化剂部分中毒,从而降低了催化活性。毒化剂和抑制剂之间并无严格的界限。毒化现象有时表现为催化剂的部分活性消失,因而呈现出选择性催化作用,第五章中试放大和生产工艺规程一、名词解释1 .中试放大:中试放大是在实验室小规模生产工艺路线的打通后,采用该工艺在模拟工业化生产的条件下所进行的工艺研究,以验证放大生产后原工艺的可行性,保证研发和生产时工艺的一致性。中试放大的目的是验证、复审和完善实验室工艺所研究确定的反应条件,及研究选定的工业化生产设备结构、材质、安装和车间布置等,为正式生产提供数据,以及物质量和消耗等。
36、2 .放大系数:在放大过程中,放大后的试验(或生产)规模与放大前规模之比称为放大系数。比较的基准可以是每小时投料量、每批投料量或年产量等等。3 .放大效应:在未充分认识放大规律之前,由于过程规模变大造成指标不能重复的现象称为放大现象一般来说,放大效应多指放大后反应状况恶化、转化率下降、选择性下降、造成收率下降或产品质量劣化的现象。4,冷模试验:使用水、空气、砂等情性物料代替实际化学品在各种实物模型或工业装置上进行的实验称为冷模试验。5,返?1:具有不同停留时间(不同时刻进入反应器)物料的混合称为返混。6.物料衡算:工艺设计中,物料衡算是在工艺流程确定后进行的。目的是根据原料与产品之间的定量转化
37、关系,计算原料的消耗量,各种中间产品、产品和副产品的产量,生产过程中各阶段的消耗量以及组成,进而为热量衡算、其他工艺计算及设备计算打基础。物料衡算是以质量守恒定律为基础对物料平衡进行计算。物料平衡是指在单位时间内进入系统(体系)的全部物料质量必定等于离开该系统的全部物料质量再加上损失掉的和积累起来的物科质量、填空1.实验室研究、小量试制、中试放大、工业化生产2,原辅材料规格的过渡试验、反应条件的极限实验、设备材质和腐蚀试验3 .逐级经验放大、相似模拟放大、数学模拟放大、化学反应工程理论指导放大4 .验证、复审和完善5 .1)选择较成熟的工艺路线 2)用工业级原料代替化学试剂、3)原料和溶剂的回
38、收套用4)安全生产和环境卫生6 .3 到 5 批7 .50100 倍8 .2-10kg9 .小试验、中试放大和大型生产;最佳工艺10 .物理,化学反应11 .逐级经验12 ,空间混合”,时间混合”13 .搪瓷玻璃,不锈钢14 .玻璃钢,铁质,铝质15 .强氧化剂16,收率=转化率*选择 TY=X()17 .质量守恒定律三、单项选择题1.A2,D3.B4.C5,A6.B7,C8.B9.A10,C四、简答题3、中试放大的目的是什么?答:中试放大的目的是验证、复审和完善实验室工艺(又称小试验)所研究确定的反应条件与反应后处理的方法,以及研究选定的工业化生产设备结构、材质、安装和车间的布置等,为正式生
39、产提供设计数据、以及物质量和消耗等。同时,也为临床试验和其它深入的药理研究提供一定数量的药品。4、中试放大的研究内容主要有哪些?答:中试放大(中间试验)是对已确定的工艺路线的实践审查。不仅要考查产品质量,经济效益,而且要考察工人劳动强度。中试放大阶段对车间布置、车间面积、安全生产、设备投资、生产成本等也必须进行审慎的分析比较,最后审定工艺操作方法、工序的划分和安排等。中试放大的研究内容有:(1)生产工艺路线的复审(2)设备材质与型式的选择(3)搅拌器型式与搅拌速度的考查(4)反应条件的进一步研究(5)工艺流程与操作方法的确定(6)原辅材料和中间体的质量监控(7)安全生产与“三废”防治措施的研究
40、(8)消耗定额、原料成本、操作工时与生产周期的计算3 .在中试工艺放大中针对工艺条件的考察,必须注意和解决哪些问题?答:(1)原辅材料规格的过渡试验(2)反应条件的极限试验(3)设备材质的耐腐蚀性实验(4)原辅材料、中间体及新产品质量分析方法研究(5)反应后处理的方法研究。4 .中试放大的重要性及意义是什么?答:中试放大是产品在正式被批准投产前的最重要的一次模型化的生产实践。它不但为原料药的生产报批/新药审批提供了最主要的实验数据,也为产品投产前的 GMP 认证打下了坚实的基础。中试放大是链接实验室小试与工业化大生产的桥梁。5 .物料衡算的作用有哪些?答:根据所需要设计项目的年产量,通过对全过
41、程或者单元操作的物料衡算,可以得到单耗(生产 1kg 产品所需要消耗原料的量,kg)、副产品量、输出过程中物料损耗量以及三废生成量等,使设计由定性转向定量。物料衡算是车间工艺设计中最先完成的一个计算项目,其结果是后续热量衡算、设备工艺设计与选型、确定原材料消耗量定额、进行管路设计等各种设计内容的依据。五、计算题1 .解X25.02.0100%89.2%25.0240Y-100%83.1%25.0212/188Y100%93.1%X2 .解:Y丫丫2丫3丫4丫5丫6丫783.1%91.0%86.0%76.5%78.0%78.0%91.0%27.54%3.解:酸用量。图 1 混酸配制过程物料衡算示
42、意图图中共有 4 股物料,3 个未知数.需列出 3 个独立方程。对 HNO3进行物料衡算得0.98GHNO30.461000(a)对 H2SO4进行物料衡算得0.925GH2sO40.69G废0.461000(b)对 H2O 进行物料衡算得0.02GHNO30.075GH2sO40.31G废0.081000(c)联解(a)、(b)和(c)得GHN03=469.4kgGH2sO4=399.5kgG废=131.1kg根据物料衡算结果,可编制混酸配制过程的物料平衡表,如表 1 所示。表 1 混酸配制过程的物料平衡表输物料名工业品量质量组成输物料名工业品量质量组成混酸配制过程可在搅拌釜中进行。以搅拌釜
43、为衡算范围.绘制混酸配制过程的物料衡算示意图,如图 1 所示。图中GH2sO4为 92.5%的硫酸用量,GHNO3为 98%的硝酸用量,G废为含 69%硫酸的废GH2SO4GHNO3混酸配制*搅拌釜 A硝化混酸 1000kg由塔顶储出液中苯的回收率得表 2 苯和甲苯精储过程的物料平衡表输入物料名称工业品量/kg质量组成/%输出物料名称工业品量/kg质量组成/%苯和甲苯混合液200苯:40甲苯:60播出液80苯:98.5甲苯:1.5釜液120苯:1入称/kg/%出称/kg/%硝酸469.4HNO398H2O2硝化混酸1000H2SO446HNO346H2O8硫酸399.5H2SO492.5H2O
44、7.5废酸131.1H2SO469H2O31总计1000总计10004.解:以连续精储塔为衡算范围.绘出物料衡算示意图,如图 2 所示。图中 F 为混合液的进料流量,D 为塔顶储出液的流量,W 为塔底釜液的流量,x 为苯的摩尔分数。图 2 中共有 3 股物料,3 个未知数,需列出个独立的方程。对全塔进行总物料衡算得200DW(a)I1W,XW=0.01对苯进行物料衡算得2000.4DXD0.01W(b)图 2 苯和甲苯混合液精储过程物料衡算示意图DXD0.9852000.4联解方程式 a)、(b)和(c)得(c)_1_1D80kmolh1,W120kmolh1,XD0.985根据物料衡算结果,
45、可编制苯和甲苯精储过程的物料平衡表, 如表2 所示。D,XD-1F=200kmol/hXF=0.4甲苯:99总计200总计2005.解:则甲苯的转换率为对甲苯磺酸的转换率为对甲苯磺酸的选择性为6.解:90%,Y388.5%,Y448.4%设以邻氯甲苯为起始原料制备双氯芬酸钠的总收率为丫3丫490%88.5%48.4%32.2%7.解:苯的单程转化率为XA10061100%39.0%100设苯的总转化率为xT,则10061XT100%97.5%10060第六章制药与环境保护一、名词解释1 .原子经济性(Atomeconomy)反应:原子经济反应“是绿色化学的指导思想,其主要内容是在获取新物质的过
46、程中充分利用每个原料原子,使原料中的每一个原子都转化成产品,不产生任何废弃物和副产品,实现“零排放”,不仅充分利用资源,而且不产生污染。2 .绿色制药生产工艺:是在绿色化学的基础上开发的从源头上消除污染的生产工艺。这类XA100020100%98%1000丫1460921000172100%78.1%146092100020172100%79.7%丫83.6%,Y2*丫1丫283.6%工艺最理想的方法是采用原子经济反应,绿色化学的研究主要是围绕化学反应、原料、催化剂、溶剂和产品的绿色化而开展的。3 .生化需氧量(BiochemicalOxygenDemand.简称 BOD):生化需氧量(BOD
47、)是指在一定条件下微生物分解水中有机物时所需的氧量,单位为 mg/Lo 微生物分解有机物的速度与程度和时间有直接的关系。在实际工作中,常在 20c 的条件下,将废水培养 5 日,然后测定单位体积废水中溶解氧的减少量,即 5 日生化需氧量,常用 BOD5表示。BOD 反映了废水中可被微生物分解的有机物的总量,其值越大,表示水中有机物越多,水体被污染的程度越(WjO4 .化学需氧量(ChemicalOxygenDemand.简称 COD):化学需氧量(COD),是指在一定条件下用强氧化剂(K2Cr2O7或 KMnO4)氧化废水中的污染物所消耗的氧量,单位为 mg/L。标记 CODCr或 CODMn
48、,我国的废水检验标准规定以重铭酸钾作氧化剂,一般为 CODCr。5 .清污”分流:所谓的清污”分流是指将清水(一般包括冷却水、雨水、生活用水等)、废水(包括药物生产过程排出的各种废水)分别经过各自的管路或渠道进行排泄和贮留,以利于清水的套用和废水的处理。6 .活性污泥:活性污泥是一种绒絮状小泥粒,它是由好氧微生物(包括细菌、微型动物和其他微生物)及其代谢的和吸附的有机物和无机物组成的生物絮凝体。7 .生物膜:生物膜是由废水中的胶体、细小悬浮物、溶质物质及大量微生物所组成。这些微生物包括大量细菌、真菌、原生动物、藻类和后生动物,但生物膜主要是由菌胶团及丝状菌组成。微生物群体所形成的一层粘膜状物即
49、生物膜,附于载体表面,一般厚约 13mm,经历一个初生、生长、成熟及老化剥落的过程。8 .生物膜法:生物膜法是依靠生物膜吸附和氧化废水中的有机物并同废水进行物质交换,从而使废水得到净化的另一类好氧生物处理法。、填空1 .废气、废水、废渣2 .数量少、成分复杂,综合利用率低,种类多、变动性大,间歇排放,化学耗氧量高、pH 变化大。3 .pH、悬浮物(SS)、生化需氧量(BOD)、化学需氧量(COD)4 .物理法、化学法、生化法。一级、二级、9.普通曝气法、逐步曝气法、加速曝气法、纯氧曝气法、深井曝气法5.好氧处理法6.活性污泥法厌氧处理法生物膜法、氧化塘法、土地处理法。7.污泥浓度、污泥沉降比(
50、SV)污泥容积指数(SVI)、BOD 负荷8.水解酸化阶段产氢产乙酸阶段、产甲烷阶段10.生物滤池法、生物转盘法、生物接触氧化法、流化床生物膜法11.厌氧生物处理12.CO2、H2O,CH4、H2S、NH4+13.“原子经济反应”14.数量大,毒性高、腐蚀性强、刺激性大15.源头上消除污染16.设计无污染的绿色生产工艺17.生化处理法18.第一类污染物19.水解酸化阶段,产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段20.传统厌氧消化池、厌氧接触法、上流式厌氧污泥床三、单项选择题1 .防止“三废”的主要措施有哪些?答:(一)采用绿色生产工艺(1)重新设计少污染或无污染的生产工艺;(2)优化工艺条件;(3)改进操作
51、方法;(4)采用新技术(二)循环使用和合理套用(三)回收利用和综合利用(四)加强设备的管理|2 .在水质指标中,BOD 和 COD 分别指的是什么?有何区别?答:BOD 代表生化需氧量,是指在一定条件下微生物分解水中有机物时所需的氧量,单位为 mg/Lo 微生物分解有机物的速度与程度和时间有直接的关系。在实际工作中,常在 20c的条件下,将废水培养 5 日,然后测定单位体积废水中溶解氧的减少量,即 5 日生化需氧量,常用 BOD5表示。BOD 反映了废水中可被微生物分解的有机物的总量,其值越大,表示水中有机物越多,水体被污染的程度越高。COD 代表化学需氧量,是指在一定条件下用强氧化剂(K2Cr2O7或 KMnO4)氧化废水中的污染物所消耗的氧量,单位为 mg/L。标记 COD
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