制药工艺学习问答题及答案.docx

第一章绪论1. 制药工业的特殊性主要表现在哪几方面？答：（1）药品质量要求特别严格。药品质量必须符合中华人民共和国药典规定的标准和 GMP要求。（2）生产过程要求高。在药品生产中，经常遇到易燃、易爆及有毒、有害的溶剂、原料 和中间体，因此，对于防火、防爆、安全生产、劳动保护、操作方法、工艺流程设备等均有 特殊要求。（3）药品供应时间性强。社会需求往往有突发性（如灾情、疫情和战争），这就决定了医 药生产要具有超前性和必要的储备。（4）品种多、更新快。2. 制药工业的特点有哪几方面？答：（1）高度的科学性、技术性（2）生产分工细致、质量要求严格（3）生产技术复杂、品种多、剂型多（4）生产的比例性、连续性（5）高投入、高产出、高效益3. 新药研发的内容是什么？答：（1）新药研究与开发是一项较复杂的系统工程，涉及化学、药学、生物学、药理学、 毒理学、药剂学、临床医学等各学科，经历新药设计、工艺制备、药理筛选、安全评价、临 床研究、质量控制和中试放大等较多步骤。（2）新药研究与开发应包括新药从实验室研究到生产上市，扩大临床应用的整个过程， 是制药工艺学研究的一个基本内容。（3）创新药物的研究开发是一项多学科、跨行业、投资高、周期长、风险大、回报颇 丰的技术密集型系统工程，必须以大的制药企业为背景才能持续下去。新药研发的特点（1）高投入（2）高风险（3）高利润（4）周期长（5）竞争激烈（6）专利保护严密（7）品种更新迅速（8）发展潜力巨大（3）制药工业是一个以新药研究与开发为基础的工业。4. 我国制药工业的发展方向有哪些？（1）化学制药工业应向创制新药和改进生产工艺方向发展（2）开发新剂型，改造老剂型5. 针对当前我国化学药品生产所面临的问题，如何提高我国医药企业的研发能力？答：（1）仿制创新是必经阶段。针对当前我国化学药品生产所面临的新形势，首先在战略 上要把化学药品研究从仿制为主转变到以创新为主的轨道上来。（2）改进创新是主要途径。目前非专利化学原料药国际市场竞争日趋剧烈，要在这一 市场上取得一席之地，必须提高劳动生产率，拥有创新的先进技术路线、生产工艺和高效率 的生产线，具备经济合理的生产规模，才能立于不败之地。（3）完全创新是发展方向。自主创新，发挥优势，有条件的领域实现原始创新，有的 是在引进消化吸收基础上实现再创新，也包括用先进技术改造传统产业。第二章药物路线的设计和选择1. 药物工艺路线的设计要求有哪些？答：（1）合成途径简易；（2）原材料易得；（3）中间体易分离；（4）反应条件易控制；（5）设备条件不苛求；（6）“三废”易治理；（7）操作简便，经分离、纯化易达到药用标准，最好是多步反应连续操作，实现自动化；（8）收率最佳、成本最低。2. 药物的结构剖析原则有哪些？答：（1）药物的化学结构剖析包括分清主要部分（主环）和次要部分（侧链），基本骨架 与官能团；（2）研究分子中各部分的结合情况，找出易拆键部位；（3）考虑基本骨架的组合方式，形成方法；（4）官能团的引入、转换和消除，官能团的保护与去保护等；（5）若系手性药物，还必须考虑手性中心的构建方法和整个工艺路线中的位置等问题。3. 药物生产工艺路线的设计和选择的一般程序：答：（1）必须先对类似的化合物进行国内外文献资料的调查和研究工作。（2）优选一条或若干条技术先进，操作条件切实可行，设备条件容易解决，原辅材料 有可靠来源的技术路线。（3）写出文献总结和生产研究方案（包括多条技术路线的对比试验）（4）确证其化学结构的数据和图谱（红外、紫外、核磁、质谱等）；（5）生产过程中可能产生或残留的杂质、质量标准；（6）稳定性试验数据；（7）“三废”治理的试验资料等等。4. 药物工艺路线设计的意义是什么？药物工艺路线设计的基本内容，主要是针对已经确定化学结构的药物，研究如何应用制 备药物的理论和方法，设计出适合其生产的工艺路线。它的意义在于：有生物活性和医疗 价值的天然药物，由于它们在动植物体内含量甚微，不能满足要求，在许多情况下需要进行 人工合成或半合成。根据现代医药科学理论找出具有临床应用价值的药物，必须及时申请 专利和进行合成与工艺路线设计研究，以便新药审批获得新药证书后，能够尽快进入规模生 产。引进的或正在生产的药物，由于生产条件或原辅材料变换或改变药品质量，都需要在 工艺路线上改进与革新。因此，药物的工艺路线的设计和选择是非常重要的，它将直接关系 到药品的质量。5. 药物工艺路线设计的主要方法有哪些？追溯求源法、类型反应法、分子对称法、模拟类推法、文献归纳法、6. 工艺路线的评价与选择方法包括哪几方面?7. 工艺路线的改造途径有哪些？选用更好的反应原辅料和工艺条件；修改合成路线，缩短反应步骤；改进操作技术，提高反应收率；新反应、新技术的应用。8. 制药工业过程按照毒性大小溶剂分为几类？选用原则是什么？根据有机溶剂对人体及环境可能造成的危害的程度，分为以下四种类型进行研究：(1) 第一类溶剂及研究原则第一类溶剂是指人体致癌物、疑为人体致癌物或环境危害物的有机溶剂。因其具有不可接受 的毒性或对环境造成公害，在原料药、辅料以及制剂生产中应该避免使用。当根据文献或其 他相关资料确定合成路线，涉及到第一类溶剂的使用时，建议重新设计不使用第一类溶剂的 合成路线，或者进行替代研究。由于有机溶剂的选用是合成工艺中比较重要的一点，建议替代研究在工艺研究初期即开始进 行，这样，有利于将由于溶剂替换对后续的结构确证、质量研究、稳定性考察的影响降至最 低。但替代研究是一项比较复杂、耗时的工作，有时候由于条件、时间等的限制，替代研究 工作在临床研究前可能无法充分进行。在严格控制残留溶剂量的前提下，可使药物进入临床 研究。在临床研究期间、注册标准试行期间、注册标准转正后，仍可进一步进行替代溶剂的 研究工作。因为溶剂的改变可能导致产品物理化学性质以及质量的改变，因此如发生溶剂的替代，则需 要进行溶剂改变前后的产品物理化学性质、质量的对比研究，必要时还需要进行结构对比确 证，以说明产品的结构是否发生变化。如果工艺中不可避免的使用了第一类溶剂，则需要严格控制残留量，无论任何步骤使用，均 需进行残留量检测。(2) 第二类溶剂及研究原则第二类溶剂是指有非遗传毒性致癌（动物实验）、或可能导致其他不可逆毒性（如神经毒性 或致畸性）、或可能具有其他严重的但可逆毒性的有机溶剂。此类溶剂具有一定的毒性，但 和第一类溶剂相比毒性较小，建议限制使用，以防止对病人潜在的不良影响。考虑到第二类溶剂对人体的危害以及所使用的溶剂在终产品中残留的可能性，建议对合成过 程中所使用的全部第二类溶剂进行残留量研究，以使药物研发者全面掌握产品质量情况，为 最终制定合理可行的质量标准提供数据支持。（3）第三类溶剂及研究原则第三类溶剂是GMP或其他质量要求限制使用，对人体低毒的溶剂。第三类溶剂属于低毒性 溶剂，对人体或环境的危害较小，人体可接受的粗略浓度限度为0.5%，因此建议可仅对在 终产品精制过程中使用的第三类溶剂进行残留量研究。（4）尚无足够毒性资料的溶剂及研究原则这类溶剂在药物的生产过程中可能会使用，但目前尚无足够的毒理学研究资料。建议药物研 发者根据生产工艺和溶剂的特点，必要时进行残留量研究。随着对这类溶剂毒理学等研究的逐步深入，将根据研究结果对其进行进一步的归类。选用原则：一般应选择毒性较低的试剂，尽量避免使用第一类溶剂、限制（控制）使用第二 类溶剂。10.选择药物合成工艺路线的一般原则有哪些？ 所选单元反应不要干扰结构中已有的取代基，使副反应尽可能少，收率尽量高； 尽量采用汇聚型合成工艺，如果只能采用直线型工艺，尽量把收率高的反应步骤放在后面； 原料应价廉、供应充足； 反应条件尽量温和，操作宜简单； 多步反应时最好能实现“一锅法”操作； 尽量采用“平顶型”反应，使操作弹性增大； 三废应尽量少。第三章工艺路线的研究与优化1. 现代有机合成反应特点有哪些？答：（1）反应条件温和，反应能在中性、常温和常压下进行；（2）高选择性（立体、对映体）；（3）需要少量催化剂（1%）；（4）无“三废”或少“三废”等2, 反应溶剂的作用有哪些？答：（1）溶剂具有不活泼性，不能与反应物或生成物发生反应。（2）溶剂是一个稀释剂，有利于传热和散热，并使反应分子能够分布均匀、增加分子 间碰撞和接触的机会，从而加速反应进程。（3）溶剂直接影响化学反应的反应速度、反应方向、反应深度、产品构型等。3. 用重结晶法分离提纯药物或中间体时，对溶剂的选择有哪些要求？答：（1）溶剂必须是惰性的（2）溶剂的沸点不能高于被重结晶物质的熔点（3）被重结晶物质在该溶剂中的溶解度，在室温时仅微溶，而在该溶剂的沸点时却相 当易溶，其溶解度曲线相当陡。可画图表示。（4）杂质的溶解度或是很大（待重结晶物质析出时，杂质仍留在母液中）或是很小（待 重结晶物质溶解在溶剂里，借过滤除去杂质）。（5）溶剂的挥发性。低沸点溶剂，可通过简单的蒸馏回收，且析出结晶后，有机溶煤 残留很容易去除。（6）容易和重结晶物质分离。（7）重结晶溶剂的选择还需要与产品的晶型相结合。4. 根据温度与反应速度的关系，下列图分别表示何类型的化学反应？答：（1）较常见的化学反应，符合Arrhenius定律（2）有爆炸极限的化学反应（3）酶或 催化剂催化的反应（4）反常型。5, 反应终点的确定方法有哪些？ TLC确定反应终点的原则是什么？答：（1）反应终点的控制，主要是控制主反应的完成；测定反应系统中是否尚有未反应的 原料（或试剂）存在；或其残存量是否达到一定的限度。(2) 在工艺研究中常用薄层色谱(TLC)或纸色谱、气相色谱或液相色谱等来监测反应。 一般也可用简易快速的化学或物理方法，如测定其显色、沉淀、酸碱度、相对密度、折光率 等手段进行监测。(3) 实验室中常采用薄层色谱(TLC)跟踪检测，判断原料点是否消失或原料点几乎不再 变化，除了产物和原料外是否有新的杂质斑点生成，这些信息可以决定是否终止反应。原 料点消失说明原料反应完全。原料点几乎不再变化，说明反应达到平衡。有新的杂质 斑点，说明有新的副反应发生或产物发生分解。在药物合成研究中，常发现反应进行到一定 程度后，微量原料很难反应完全，继续延长反应时间，则会出现新的杂质斑点的现象。试验中一般在原料消失时或原料斑点几乎不变而末出现新的杂质斑点时停止反应，进行 后处理。6. 在进行工艺路线的优化过程中，如何确定反应的配料比？合适的配料比，既可以提高收率，降低成本，又可以减少后处理负担。选择合适配料比 首先要分析要进行的化学反应的类型和可能存在的副反应，然后，根据不同的化学反应类型 的特征进行考虑。一般可根据以下几方面来进行综合考虑。(1) 凡属可逆反应，可采用增加反应物之一的浓度，通常是将价格较低或易得的原料的 投料量较理论值多加5%20%不等，个别甚至达二三倍以上，或从反应系统中不断除去生 成物之一以提高反应速度和增加产物的收率。(2) 当反应生成物的产量取决于反应液中某一反应物的浓度时，则增加其配料比、最合 适的配料比应符合收率较高和单耗较低的要求。(3) 若反应中有一反应物不稳定，则可增加其用量，以保证有足够的量参与主反应。(4) 当参与主、副反应的反应物不尽相同时，可利用这一差异，通过增加某一反应物的 用量，增强主反应的竞争能力。(5) 为了防止连续反应(副反应)，有些反应的配料比宜小于理论量，使反应进行到一定 程度停止。7. 在进行工艺路线的优化过程中，如何确定物料的加料次序？某些化学反应要求物料按一定的先后次序加入，否则会加剧副反应，降低收率；有些 物料在加料时可一次投入，也有些则要分批慢慢加入。对一些热效应较小、无特殊副反应的反应，加料次序对收率的影响不大。在这种情况 下，应从加料便利、搅拌要求或设备腐蚀等方面来考虑，采用比较适宜的加料次序。对一些热效应较大同时也可能发生副反应的反应，加料次序则成为一个不容忽视的问 题，因为它直接影响着收率的高低。所以必须针对引起副反应的原因而采取适当的控制方法，必须从使反应操作控制较为容 易、副反应较小、收率较高、设备利用率较高等方面综合考虑，来确定适宜的加料次序。8. 简述正交试验设计法的基本步骤？答：正交设计就是利用已经造好了的表格一一正交表一一安排试验并进行数据分析的一种 方法。正交表用Ln（tq）表示。L表示正交设计，t表示水平数，q表示因子数，n表示试验次 数。因子数一般用A，B，C等表示，水平数一般用1，2, 3等表示。正交试验设计法一般有以下五个步骤：（1）找出制表因子，确定水平数；（2）选取适合的 正交表；（3）制定试验方案；（4）进行试验并记录结果；（5）试验结果的计算分析。9, 反应溶剂对化学反应的影响有哪些？反应速度、反应方向、反应深度、产品构型 等。10. 影响药物合成工艺的反应条件和影响因素有哪些？配料比与反应物浓度、溶剂、 催化、能量的供给、反应时间及反 应终点的监控 、 后处理 、产品的纯化和检验。第四章催化反应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 剂（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格2. 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。3. 何为相转移催化剂，作为相转移催化剂所需具备那几个条件？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 （biological catalyst）o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 含有的杂质如毗啶、硫、磷、砷、硫化氢、砷化氢（AsH3）、磷化氢及一些含氧化合物（如 一氧化碳、二氧化碳、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1. 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。2. 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（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。第六章制药与环境保护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/L。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20°C 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CODCr或CODMn，我国的废水检验标准规定以 重铬酸钾作氧化剂，一般为CODCr。BOD与COD都可表征水被污染的程度，但是COD更能精确地表示废水中污染物的含 量，而且测定时间短，不受水质限制，因此常被用作废水的污染指标°COD与BOD之差表 示废水中未能被微生物分解的污染物含量。3, 什么叫好氧生物处理？其优缺点有哪些？答：好氧生物处理是在有氧条件下，利用好氧微生物的作用将废水中有机物氧化分解为 CO2和h2o，并释放出能最的代谢过程。QHyOz +。2 C°2 + 侦 + 能量其优点：（1）有机物分解彻底，基本上没臭气产生；（2）处理时间比较短，（3）有机物的生物去除率达80%90%，有时可达95%以上。其缺点：（1）对于高浓度的有机废水，供氧气比较困难；（2）处理成本较高。4. 什么叫厌氧生物处理？其优缺点有哪些？答：厌氧生物处理是在无氧条件下，利用厌氧微生物，主要是厌氧的的作用，来处理废水 中的有机物。厌氧处理中的受氢体不是游离氧，而是有机物或含氧化合物，女cbo42-、no3-、 no2-:和CO2等：因此，最终的代谢产物不是简单的co2和H2O，而是一些低分子有机物、ch4、h2s 和 nh4+等。其优点：（1）动力消耗少，设备简单，不需供氧；（2）能回收甲烷气作为燃料，运行 费用较低。（3）主要用于中、高浓度有机废水的处理，也可用于低浓度有机废水的处理。其缺点：（1）处理时间长；（2）生成硫化氢或硫化物，与铁质接触形成黑色的硫化铁， 废水既黑又臭，需要进一步处理。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？答：活性污泥法又称曝气法，是利用含有大量需氧性微生物的活性污泥，在强力通气条件 下使废水净化的生物化学法。活性污泥法处理工业废水，就是让这些生物絮凝体悬浮在废水 中形成混合物，使废水中的有机物与絮凝体中的微生物充分接触。废水中呈悬浮状态和胶态 的有机物被活性污泥吸附后，在微生物的细胞外酶作用下，分解为溶解性的小分子有机物。 溶解性的有机物进一步渗透到细胞体内，通过微生物的代谢作用而分解，从而使废水得到净 化。活性污泥法以其曝气方式之不同，可分为普通曝气法、逐步曝气法、加速曝气法、旋流 式曝气法、纯氧曝气法、深井曝气法等多种方法。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？lil图生物膜净化处理示意图答：净化原理（1）由于生物膜的吸附作用，其表面总是吸附着一薄层水，此水层基本上是不流动的， 称之为“附着水”。其外层为能自由流动的废水，称之为“运动水”。（2）当附着水的有机质被生物膜吸附并氧化分解时，附着水层的有机质浓度随之降低， 而此时运动水层中的浓度相对高，因而发生传质过程，废水中的有机质不断地从运动水层转 移到附着水层，被生物膜吸附后由微生物氧化分解。（3）与此同时，微生物所消耗的氧，是沿着空气一运动水层一附着水层而进入生物膜;（4）而微生物分解有机物产生的二氧化碳及其他无机物、有机酸等则沿相反方向释出。（5）微生物除氧化分解有机物外，还利用有机物作为营养合成新的细胞质，形成新的 细胞膜。开始形成的生物膜是需氧性的，但当生物膜的厚度增加，扩散到膜内部的氧很快被 膜表层中的微生物所消耗，离开表层稍远（约2mm）的生物膜由于缺氧而形成厌氧层。这样，生物膜就分成了两层，外层为好氧层，内层为厌氧层。生物膜也是一个复杂的生态系 统，存在着有机质一细菌、真菌一原生动物的食物链。（6）进入厌氧层的有机物在厌氧微生物的作用下分解为有机酸和硫化氢等产物，这些 产物将通过膜表面的好氧层而排入废水中。（7）当厌氧层厚度不大时，好氧层能够保持自净功能。（8）随着生厌氧层厚度的增大，代谢产物将逐渐增多，最后生物膜老化而整块剥落；（9）此外，也可因水力冲刷或气泡振动不断脱下小块生物膜；然后又开始新的生物膜 形成的过程，这是生物膜的正常更新。据处理方式与装置的不同，生物膜法可分为生物滤池法、生物转盘法、生物接触氧化法、 流化床生物膜法等多种。第七章对乙酰氨基酚的生产工艺原理1、从对硝基苯酚制备对氨基苯酚有几种还原方法？并写优缺点。答：以对硝基苯酚或对亚硝基苯酚为原料的路线，都可采用硫化钠（多硫化钠）、铁屑一盐酸 或催化氢化还原制取对氨基苯酚。采用硫化钠还原它的缺点为硫化钠成本高，而且有较大量的废水。采用铁粉一盐酸还原缺点为：收率低，质量差，含大量芳胺的铁泥和废水，给环境带来 严重影响，要进行三废处理较难，成本高，因此国外很少用。采用催化氢化还原是首选方法，此方法收率高，产品纯度高，溶剂可回收，对环境污染 少。2、对氨基苯酚制备对乙酰氨基酚时，选择什么样的反应条件，反应中可能出现什么样的副反应？答：主反应：NH2醋酐-醋酸NHCCH3O 3最佳反应条件：反应温度：120-140°C反应体系：醋酎-醋酸的混合体系反应中：加入亚硫酸氢钠，边反应边蒸水反应终点取样，保证对氨基苯酚的剩余量低于2.0%，才可保证成品的质量和纯度。副反应：2NH2+ ONH+ h2oNH23. 对乙酰氨基苯酚工艺路线的选择主要依据是什么？第八章诺氟沙星的合成工艺原理1. 为了减少诺氟沙星的副产物，采用哪些改进的措施?答：(1)降低环合副产物选择环合一步的适宜导热介质，使环合一步的副产物降到最低，据报道应用烷烃作环合步的导热介质，不仅价格较低，且可反复套用，流动性好。产物的收率几乎达到定量水平。(2)提高缩合反应收率和产品质量通过有机硼配合物，提高与哌嗪缩合反应的收率和诺氟沙星的质量。2, 用化学式表示出EMME的合成的基本原理?答：乙氧亚甲基丙二酸二乙酯(EMME)是由原甲酸三乙酯、丙二酸二乙酯和乙酸酎在无水氯化锌催化下反应生成。HC(OC2H5)2CH 5OHHC(COOC 2 H 5 ) 2(C 2 H 5 O) 2 CH -CH(COOC2H 5)2C 2 H 5 OCH=C(COOC2 H 5)2在无水氯化锌催化下原甲酸三乙酯与乙酸酎作用形成碳正离子。丙二酸二乙酯上的亚甲基的氢受到两个相邻的酯基吸电子影响，可以解离成碳负离子。与形成的碳正离子结合生成 碳一碳键；再消除一分子乙醇得EMME。gHC(OC 2H 5)2HC(COOC2H5)2(C 2H5O) 2CH -CH(COOC2H 5)2-C 2H5OHC2H5OCH=C(COOC2H 5)2(C2H5O)2CH -CH(COOC 2H5)2HC(OC 2H 5)2HC(COOC 2H 5)2-2 5CzH5OCH=C(COOC2H 5)2LJC,CC |_| 4/zz-xz-xz* i_i . (C ii C ClI Cll,CCCC II HC(OC2H5)2HC(COOC.H-L(C2H5O)2CH -CH(cOOC2H5)225 225 2J U J.DC.-C_H_OH2 5 c2h5och=c(cooc2h5)2四、简答题1. 对诺氟沙星工艺路线选择的主要依据是什么？2. 写出以3-氯-4-氟苯胺为原料合成诺氟沙星的三条工艺路线？并比较各有何优缺点?3. 诺氟沙星生产工艺中存在的主要问题是什么？4. 为了减少诺氟沙星的副产物，采用哪些改进的措施？第九章氢化可的松的生产工艺原理1. 何为Oppenauer氧化？2. 简述氢化可的松合成过程中如何对主要副产物进行的综合利用？3. 简述氢化可的松合成的两条工艺路线，各有何优缺点？论述题：1. 学习了化学制药工艺学后，你对化学原料药的制备过程有何新的认识和感想？2. 你对我国医药行业的现状有何认识？如何加快我国医药企业研发水平和世界接轨?3. 针对我国医药产业链的现状，你对仿制药的研发有何建议？仿制药、专利药、特色原料药、大宗原料药印度模式欧美、日本的管理模式新药研发科技新技术 学习了化学制药工艺学后，你对化学原料药的制备过程有何新的认识？如何加快我国医 药产业链的发展？4. 针对我国制药行业“三废”污染的现状，你有何建议和措施？国家完善环保政策、企业完善环保设施、加强管理、处罚力度、节能减排、开发绿色工艺、 责任感学习了化学制药工艺学后，你对化学原料药的制备过程有何新的认识？如何加快我国医 药产业链的发展第一章论绪第二章1-1：分析制药工艺在整个制药链中的地位与作用。答：制药工艺学的工程性和实用性较强，加之药品种类繁多，生产工艺流程 多样，过程复杂。即使进行通用药物的生产，也必须避开已有专利保护，要有自 主知识产权的工艺。制药工艺作为把药物产品化的一种技术过程是现代医药行业 的关键技术领域，在新药的产业化方面具有不可代替的作用；制药工艺学是研究 药的生产过程的共性规律及其应用的一门学科，包括制配原理，工艺路线和质量 控制，制药工艺是药物产业化的桥梁与瓶颈，对工艺的研究是加速产业化的一个 重要方面。1- 2 .提取制药、化学制药、生物技术制药的工艺特点是什么，应用的厂品范围 是什么？答：提取制药工艺的特点：以化工分离提取单元操作组合为主，直接从天然 原料中用分离纯化等技术制配药物；应用的产品范围包括：氨基酸、维生素、酶、 血液制品、激素糖类、脂类、生物碱。化学制药工艺的特点：生产分子量较小的化学合成药物为主，连续多步化学合成 反应，随即分离纯化过程；应用产品范围包括；全合成药物氯霉素，半合成药物 多烯紫杉醇，头孢菌素C等。生物技术制药工艺特点：生产生物技术制药、包括分子量较大的蛋白质、核酸等 药物。化学难以合成的或高成本的小分子量药物。生物合成反应（反应器，一步） 生成产物，随后生物分离纯化过程；应用的产品范围包括：重组蛋白质、单元隆 抗体、多肽蛋白质、基因药物、核苷酸、多肽、抗生素等。1- 3化学制药产品一定申报化学制药吗？生物技术制药产品一定申报生物制药 吗？为什么？举例说明。答：化学制药产品和生物制药产品均不一定申报化学药物和生物制药制品： 有些药物的生产工艺是由化学只要和生物技术制药相互链接有机组成的。如两步 法生产维生素C，首先是化学合成工艺，之后是发酵工艺，最后是化学合成工艺； 有些药物经过化学合成工艺，最后是生物发酵工艺，如氢化可的松。1- 4从重磅炸弹药物出发，分析未来制药工艺的趋势。答：重磅炸弹药物是指年销售收入达到一定标注，对医药产业具有特殊贡献 的一类药物。未来制药工艺的趋势：（1）主要药物的类型将会增加（2）研发投 入加大（3）企业并购与重组讲促进未来只要工艺的统一化（4）重磅炸弹药药物 数量增加，促进全球经济的发展。1-5世界销售收入排前十位的制药是什么？它们属于哪类药物？采取的制药工艺 是什么？答：（1）抗溃疡药物（219亿美元），属于内分泌系统药物，采取化学制药 工艺，（2）降低胆固醇和甘油三酯药物（217亿美元），属于生物合成药物，采 取生物技术制药工艺.（3）抗抑郁药物（170亿美元）属于中枢神经系统药物， 采用化学制药工艺（4）非甾体固醇抗风湿药物（113亿美元）属于生物制品， 采用生物制药工艺（5）钙拮抗药物（99亿美元）属于化学合成药物，采用化学 合成工艺（6）抗精神病药物（95亿美元）中枢神经系统药物，化学制药工艺（7） 细胞生成素（80亿美元）血液和造血系统药物，化学制药工艺（8）口服抗糖尿 病药物（80亿美元）生物制药，生物制药工艺（9） ACE抑制药（78亿美元）化 学合成药物，化学制药工艺（10）头孢菌素及其组合（76亿美元）生物制品， 提取制药工艺1-6列举出现频率较高的制药工艺技术答：生物制药技术发展迅速，出现频率较高，该工艺包括微生物发酵制药， 酶工程技术制药，细胞培养技术制药1-7化学药物，生物药物，中药今年来增长情况怎样？答：随着现代科技技术改造和发展，世界正处于开发新药过程中，而化学药 物，生物药物，中药今年来增长依然迅速，起着主导作用，尤其是生物药物为人 类提供了更加有效作用，在治疗疾病方法中占据重要作用第二章化学制药工艺路线的设计和选择2- 1工艺路线设计有几种方法，各有什么特点？如何选择？答：（1）类型反应法，类型反应法是指利用常见的典型有机化学反应与合成 方法进行合成工艺路线设计的方法。类型反应法既包括各类化学结构的有机合成 通法，又包括官能团的形成，转换或保护等合成反应。对于有明显结构特征和官 能团的化合物，通常采用类型反应法进行合成工艺路线。（2）