化学制药工艺学题库有答案

化学制药工艺学题库有答案一、单项选择题（每题1分，共15分）1.化学制药工艺学的主要研究对象是（）。A.药物制剂的成型工艺B.化学合成原料药及其中间体的合成工艺C.药物的体内代谢过程D.药物的临床给药方案2.在工艺路线设计中，"逆合成分析"的含义是（）。A.从目标产物分子出发，逐步断开化学键，推导出可能的起始原料与合成途径B.将目标产物直接加热分解得到原料C.从实验失败记录中寻找路线D.任意选择一条文献路线直接放大3.硝化反应具有强放热特性，工业上为防止温度失控，最常用的措施是（）。A.一次性加入全部混酸并快速搅拌B.夹套冷却并缓慢滴加混酸C.在高压下密闭操作D.不加任何控制措施4.相转移催化剂最常用的类型是（）。A.季铵盐类B.过渡金属配合物C.固体酸D.生物酶5.下列催化剂中，最常用于催化加氢反应的是（）。A.无水三氯化铝B.雷尼镍C.高锰酸钾D.浓硫酸6.某反应理论产量为10.0g，实际得到8.5g，该反应收率为（）。A.80%B.85%C.90%D.95%7.反应过程中判断反应是否到达终点，最简便常用的方法是（）。A.薄层色谱法B.热重分析法C.元素分析法D.生物测定法8.反应釜按几何相似放大时，单位体积传热面积的变化趋势是（）。A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小9.原子经济性最高的理想反应是（）。A.所有原料原子全部进入目标产物B.50%原料原子进入目标产物C.副产物可回收使用D.反应可在高温下进行10.下列关于GMP对原料药生产要求的说法正确的是（）。A.批生产记录应当完整、真实、清晰、可追溯B.合成车间不需要任何通风设施C.原料药可以不规定贮存条件D.生产设备无须定期校验和清洁11.与氢化铝锂相比，硼氢化钠的还原特点是（）。A.还原性更强，可还原羧酸和酰胺B.还原性温和，能选择性地还原醛酮，通常不还原酯基C.只能在酸性条件下使用D.只能还原硝基化合物12.重结晶溶剂选择的基本原则是（）。A.目标物在溶剂中的溶解度随温度变化显著，而杂质溶解度受温度影响小，便于分离B.溶剂沸点越低越好C.溶剂必须能使所有杂质完全溶解D.溶剂的毒性不影响选择13.搅拌在间歇反应釜中的主要作用不包括（）。A.强化传热与传质B.使反应物料温度和浓度均匀C.改变反应的平衡常数D.促进互不相溶液相的分散14.关于酰化反应，下列说法正确的是（）。A.乙酸酐的酰化能力比乙酰氯强B.使用酸酐作酰化剂时，通常需加入少量硫酸作催化剂C.所有酰化反应都是不可逆的D.酰化反应不需要控制温度15.小试工艺放大到工业化生产时，最常遇到的典型问题是（）。A.反应机理发生彻底改变B.传热、传质和混合效率下降，副反应增加C.原料纯度自动提高D.产物晶型无需控制即可稳定二、多项选择题（每题2分，共20分）1.化学制药工艺学研究的内容包括（）。A.合成工艺路线的设计与选择B.反应条件的优化与后处理方法的确定C.中试放大与生产工艺规程的制定D.药物在体内的代谢动力学研究2.中试放大阶段需要完成的主要任务有（）。A.验证小试工艺在放大设备上的可行性B.考察设备材质与反应液之间的相容性C.确定搅拌转速、冷却与加热能力等工程参数D.评价工艺过程的安全性与三废处理方案3.下列符合绿色化学理念的做法有（）。A.采用催化反应替代化学计量反应B.提高反应原子经济性C.使用无毒、可回收的绿色溶剂D.增大能源消耗以保证高温反应快速完成4.下列可作为卤化剂的物质有（）。A.氯气B.溴素C.N-氯代丁二酰亚胺（NCS）D.无水三氯化铝5.影响液-液非均相反应速率的主要因素有（）。A.搅拌强度与液滴分散程度B.相界面积与传质系数C.反应温度与催化剂浓度D.有机相与水相的体积比6.化学制药工业中防治三废污染的基本原则有（）。A.源头减量，优先采用绿色合成工艺B.对溶剂和母液循环套用C.末端治理，达标排放D.仅作稀释处理即可排放7.关于重氮化反应，下列说法正确的有（）。A.反应通常在0～5℃低温下进行B.需在强酸性介质中，以亚硝酸钠与盐酸（或硫酸）反应生成亚硝酸C.亚硝酸钠应缓慢加入，避免亚硝酸过量D.重氮盐性质稳定，可长期存放8.正交试验设计在工艺优化中的优点有（）。A.试验次数少，可考察多个因素B.通过方差分析可判断因素主次与交互作用C.能确定较优的水平组合D.必须开展全因素全水平的组合试验9.原料药质量研究中应重点关注的指标有（）。A.含量与有关物质B.晶型、粒度与溶剂化物状态C.残留溶剂与重金属D.比旋度（手性药物）或熔点10.工业生产中选择溶剂时需要考虑的因素包括（）。A.对反应物和产物的溶解与分离能力B.沸点、闪点与回收难易C.是否参与副反应或与产物反应D.毒性、价格及来源稳定性三、判断题（每题1分，共10分）1.化学制药工艺学只需研究化学反应本身，不需要考虑设备与工程问题。2.中试放大可按小试投料量按比例简单放大。3.反应温度越高，反应速率越快，收率必然越高。4.收率高的工艺一定是最佳工艺。5.相转移催化剂能将水相中的离子型试剂转入有机相，从而加快非均相反应。6.催化剂能提高反应的平衡转化率。7.重氮化反应一般在低温、强酸性条件下进行。8.GMP要求原料药所有生产步骤均在A级洁净区完成。9.母液经回收溶剂后可任意排放。10.药品生产工艺发生变更时，须进行工艺验证并依法进行申报。四、名词解释（每题4分，共16分）1.中试放大2.相转移催化3.原子经济性4.正交试验设计五、简答题（每题6分，共24分）1.简述化学制药工艺学研究的主要内容。2.简述工艺路线选择的基本原则。3.简述中试放大的主要任务。4.简述药物合成中常用还原剂及其应用特点。六、综合论述题（15分）某药物中间体生产中发生如下反应：主反应：A+副反应：2A实验测得反应速率方程为：r1=k1c（1）以A的消耗计，写出瞬时选择性S的表达式。（2）依据该速率方程，从降低cA（3）若将工艺从5L玻璃釜放大至500L不锈钢反应釜，列出4项以上需要重点考察的工程问题。答案：(1)每生成1mol目标产物C消耗1molA，每生成1mol副产物D消耗2molA。以A的消耗计，瞬时选择性为：S(2)提高选择性的措施：-采用半间歇操作，将其中一种反应物缓慢滴加，控制反应体系中A的瞬时浓度；-保持B过量，使cB较高而c-加入惰性溶剂稀释反应体系，降低cA-采用连续管式反应器或多釜串联，减小返混，避免局部A浓度过高。(3)放大后需要重点考察的工程问题：-单位体积传热面积随放大而减小，需核算夹套或盘管的换热能力，防止反应飞温；-搅拌桨类型与转速在放大后的混合时间、液滴分散和固体悬浮状态的变化；-加料泵与流量计的选型及滴加速率能否精确控制；-温度、pH、压力等在线检测与控制仪表的响应滞后问题；-不锈钢设备材质在反应介质中的耐腐蚀性，以及金属离子对催化剂活性的影响；-安全泄放、紧急冷却和报警联锁等安全设施的设计。解析：瞬时选择性的推导关键在于副反应每生成1molD消耗2molA，因此以A计副反应消耗速率为2r2。由于副反应对A为二级、主反应对A为一级，降低参考答案与解析一、单项选择题1.答案：B解析：化学制药工艺学以化学合成原料药及其中间体的生产工艺为研究对象，涉及合成路线、反应条件和设备工程等问题。2.答案：A解析：逆合成分析是路线设计的基础方法，通过对目标分子化学键的断裂分析，推导出合理的合成子与起始原料，再组合成可行的合成路线。3.答案：B4.答案：A5.答案：B6.答案：B解析：收率=7.答案：A8.答案：B解析：容积按尺寸的三次方增大，传热面积按二次方增大，因此单位体积传热面积减小，这是"放大效应"的重要表现。9.答案：A解析：原子经济性强调原料分子中的原子最大限度地进入目标产物，理想的原子利用率为100%。10.答案：A11.答案：B12.答案：A13.答案：C解析：搅拌仅影响物理传递过程，不改变反应的热力学平衡常数。14.答案：B解析：乙酰氯的酰化活性高于酸酐；酯化等部分酰化反应为可逆反应；酰化反应通常放热，需要控制温度。15.答案：B二、多项选择题1.答案：ABC解析：药物代谢动力学属于药学研究范畴，不属于化学制药工艺学的研究内容。2.答案：ABCD3.答案：ABC4.答案：ABC解析：无水三氯化铝是典型的路易斯酸催化剂，不作为卤化剂使用。5.答案：ABCD6.答案：ABC7.答案：ABC解析：重氮盐热稳定性差，易分解放氮，应现配现用，不宜长期存放。8.答案：ABC解析：正交表具有均匀分散、整齐可比的特点，只做部分试验即可分析各因素影响，不必进行全部组合试验。9.答案：ABCD10.答案：ABCD三、判断题1.答案：错误解析：化学制药工艺学是化学与化学工程的交叉学科，必须考虑反应器、搅拌、传热等工程问题。2.答案：错误解析：放大过程中单位体积传热面积、混合强度与停留时间分布等均会改变，需要重新研究与优化。3.答案：错误解析：升温在加速主反应的同时也可能加速副反应，并可能导致产物分解，必须通过实验确定适宜温度范围。4.答案：错误解析：工艺优劣须综合考察原料成本、产品质量、安全性、三废排放和能耗等因素。5.答案：正确6.答案：错误解析：催化剂只能加速反应到达平衡，不能改变平衡常数与平衡转化率。7.答案：正确8.答案：错误解析：A级洁净区通常用于无菌制剂灌装等关键操作，原料药合成可在受控生产区进行，精烘包工序按GMP要求分级管理。9.答案：错误解析：母液中仍含有副产物、未反应原料和少量产品，需处理达标后方可排放。10.答案：正确四、名词解释1.答案：中试放大是在小试研究的基础上，采用小型工业装置或模拟工业化条件进行的试验研究，用以验证工艺路线的可行性与稳定性，并为工业化设计提供设备选型、操作参数以及安全环保等方面的数据。2.答案：相转移催化是借助少量相转移催化剂将水相或固相中的离子型反应物以离子对或络合形式转移至有机相，使反应在有机相中顺利进行的催化方法。常用催化剂有季铵盐、冠醚和聚乙二醇等。3.答案：原子经济性指反应物中的原子有多少进入最终目标产物，其定量指标为原子利用率：原子利用率=4.答案：正交试验设计是利用正交表安排多因素试验，并对试验结果进行统计分析的一种优化方法。它能以较少的试验次数均衡地考察各因素对指标的影响，确定因素主次顺序和最优水平组合。五、简答题1.答案：(1)合成工艺路线的设计与选择；(2)反应条件及其优化，包括温度、压力、配料比、溶剂、催化剂等；(3)产物的分离、纯化与后处理；(4)中试放大与工业化生产技术；(5)生产工艺规程的制定与质量控制；(6)安全、环保与三废治理。2.答案：(1)原料和试剂易得、价格低廉；(2)合成步骤少、总收率高；(3)反应条件温和，易于操作与控制；(4)对设备要求简单，便于工业化实施；(5)三废排放少且易于处理；(6)产品质量稳定，杂质谱清晰，符合药品质量标准。3.答案：(1)验证和完善小试工艺条件；(2)考察设备材质、结构及搅拌形式对反应的影响；(3)研究传热