化學(xué)制藥工藝學(xué)復(fù)習(xí)參考資料

化學(xué)制藥工藝學(xué)復(fù)習(xí)參考資料第一節(jié)、緒論1、化學(xué)制藥工業(yè)的特點(diǎn):①品種多，更新速度快；②生產(chǎn)工藝復(fù)雜，需用原輔料繁多，而產(chǎn)量一般不大；③產(chǎn)品質(zhì)量要求嚴(yán)格；④大多采用間歇式生產(chǎn)方式；⑤原輔材料和中間體不少是易燃、易爆、有毒性的；⑥“三廢”多（廢渣、廢氣、廢液），且成分復(fù)雜，嚴(yán)重危害環(huán)境。2、名詞(清潔技術(shù)):用化學(xué)原理和工程技術(shù)來減少或消除造成環(huán)境污染的有害原輔材料、催化劑、溶劑、副產(chǎn)物；設(shè)計(jì)并采用更有效、更安全、對(duì)環(huán)境無害的生產(chǎn)工藝和技術(shù)。3、清潔技術(shù)的目標(biāo):分離和再利用本來要排放的污染物，實(shí)現(xiàn)“零排放”的循環(huán)利用策略。4、清潔技術(shù)當(dāng)前研究?jī)?nèi)容：①原料的綠色化；②化學(xué)反應(yīng)綠色化；③催化劑或溶劑的綠色化；④研究新合成的方法和新工藝路線。5、名詞（化學(xué)制藥工藝學(xué)）：藥物開發(fā)和生產(chǎn)過程中，設(shè)計(jì)和研究經(jīng)濟(jì)、安全、高效的化學(xué)合成工藝路線的一門科學(xué)；也是研究工藝原理和工業(yè)生產(chǎn)過程，制定生產(chǎn)工藝規(guī)程，實(shí)現(xiàn)化學(xué)制藥生產(chǎn)過程最優(yōu)化的一門科學(xué)。6、化學(xué)合成藥物的生產(chǎn)工藝研究分為：實(shí)驗(yàn)室工藝研究、中試放大研究、工業(yè)生產(chǎn)工藝研究。第二節(jié)、藥物合成工藝路線的設(shè)計(jì)和選擇1、名詞(全合成)：化學(xué)合成藥物一般以化學(xué)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的化工產(chǎn)品為起始原料，經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng)和物理處理過程制得，這種途徑被稱為全合成。2、名詞(半合成)：具有一定結(jié)構(gòu)的天然產(chǎn)物經(jīng)化學(xué)結(jié)構(gòu)改造和物理處理過程制得的。3、IND：研究中新藥。4、(填空題)：藥物生產(chǎn)工藝路線是藥物生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)和依據(jù)。工藝路線的技術(shù)先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)合理性，是衡量生產(chǎn)技術(shù)水平高低的尺度。5、藥物合成工藝路線設(shè)計(jì)，應(yīng)從剖析藥物的化學(xué)結(jié)構(gòu)入手，然后根據(jù)其化學(xué)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)采取相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法。6、如何剖析藥物的化學(xué)結(jié)構(gòu)：①分清主要部分（主環(huán)）和次要部分（側(cè)鏈），基本骨架與官能團(tuán)；②研究分子中各部分的結(jié)合情況，找出易拆鍵的部位；③考慮骨架的組合方式，形成方法；④官能團(tuán)的引入、轉(zhuǎn)換和消除，官能團(tuán)的保護(hù)與去保護(hù)等；⑤若為手型藥物還需考慮手型中心的構(gòu)建方法和整個(gè)工藝路線中的位置等問題。7、藥物合成工藝路線設(shè)計(jì)方法包括:類型反應(yīng)法、分子對(duì)稱法、追溯求源法和模擬類推法。8、了解這四種方法的名詞解釋及哪些藥物屬于該類方法？A、類型反應(yīng)法：指利用常見的典型有機(jī)化學(xué)反應(yīng)與合成方法進(jìn)行藥物合成設(shè)計(jì)的思考方法。適合用藥物：對(duì)于有明顯類型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及功能基特點(diǎn)的化合物，可采用此種方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。（抗霉菌藥物克霉唑、-受體阻斷劑塞利洛爾）B、分子對(duì)稱法：有許多具有分子對(duì)稱性的藥物可用分子中相同兩個(gè)部分進(jìn)行合成。（雌激素類藥物已烯雌酚、已烷雌酚）C、追溯求源法：從藥物分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)出發(fā)，將其化學(xué)合成過程一步一步逆向推導(dǎo)進(jìn)行尋源的思考方法稱為追溯求源法，又稱倒推法或逆向合成分析。適合用于藥物:追溯求源法適合于分子具有C≡C、C=C、C-C鍵化合物的合成設(shè)計(jì)（抗真菌藥益康唑）D、模擬類推法：對(duì)化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、合成路線設(shè)計(jì)困難的藥物，可模擬類似化合物的合成方法進(jìn)行合成路線設(shè)計(jì)。9、理想藥物合成工藝路線的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：①化學(xué)合成途徑簡(jiǎn)潔；②所需的原輔材料品種少且易得，并有足夠數(shù)量供應(yīng)；③中間體容易提純，質(zhì)量符合要求，最好是多部反應(yīng)連續(xù)操作；④反應(yīng)在易于控制的條件下進(jìn)行，如安全、無毒；⑤設(shè)備條件要求不苛刻；⑥“三廢”少且易于治理；⑦操作簡(jiǎn)便，經(jīng)分離純化易達(dá)到藥用標(biāo)準(zhǔn)；⑧收率最佳、成本最低、經(jīng)濟(jì)效益最好。10、平頂型反應(yīng)：易控制、易實(shí)現(xiàn)、副反應(yīng)少；尖頂型反應(yīng)：難控制、條件苛刻、副反應(yīng)多（詳見P38）11、總收率計(jì)算題(見后面)或P4012、名詞(一勺燴（一鍋合成）):在合成步驟變革中，若一個(gè)反應(yīng)所應(yīng)用的溶劑和產(chǎn)生的副產(chǎn)物對(duì)下一步反應(yīng)影響不太大時(shí)，可將兩步或幾步反應(yīng)按順序，不經(jīng)分離，在同一反應(yīng)罐中進(jìn)行。第三節(jié)、化學(xué)合成藥物的工藝研究1、藥物生產(chǎn)工藝研究的七個(gè)重大課題：①配料比；②溶劑；③溫度和壓力；④催化劑；⑤反應(yīng)時(shí)間及監(jiān)控；⑥后處理；⑦產(chǎn)品的純化和檢驗(yàn)。2、名詞（簡(jiǎn)單反應(yīng)）：由一個(gè)基元反應(yīng)組成的化學(xué)反應(yīng)，稱為簡(jiǎn)單反應(yīng)。3、名詞（復(fù)雜反應(yīng)）：兩個(gè)基元反應(yīng)構(gòu)成的化學(xué)反應(yīng)則稱為復(fù)雜反應(yīng)。如可逆反應(yīng)、平行反應(yīng)和連續(xù)反應(yīng)等。（詳見書本P51）4、配料比的確定：①凡屬可逆反應(yīng)，可采取增加反應(yīng)物之一的濃度（即增加其配料比），或從反應(yīng)系統(tǒng)中不斷除去生成物之一的辦法，以提高反應(yīng)速度和增加產(chǎn)物的收率；②當(dāng)反應(yīng)生成物的生成量取決于反應(yīng)液中某一反應(yīng)物的濃度時(shí)，則增加其配料比。最適合的配料比應(yīng)是收率較高，同時(shí)單耗較低的某一范圍內(nèi)；③若反應(yīng)中，有一反應(yīng)物不穩(wěn)定，則可增加其用量，以保證有足夠的量參與主反應(yīng)；④當(dāng)參與主、副反應(yīng)的反應(yīng)物不盡相同時(shí)，應(yīng)利用這一差異，增加某一反應(yīng)當(dāng)用量，以增加主反應(yīng)的競(jìng)爭(zhēng)力；⑤為防止連續(xù)反應(yīng)（副反應(yīng)）的發(fā)生，有些反應(yīng)當(dāng)配料比宜小于理論量，使反應(yīng)進(jìn)行到一定程度，停下來。5、判斷質(zhì)子化溶劑：ⅰ質(zhì)子溶劑：含有易取代氫原子，可與含陰離子的反應(yīng)物發(fā)生氫鍵結(jié)合，可與陽離子的孤電子對(duì)進(jìn)行配價(jià)，或與中性分子中的氧原子（或氮原子）形成氫鍵。（質(zhì)子性溶劑包括水、醇類、乙酸、硫酸、多聚磷酸等酸類以及胺類化合物。O—H、N—H鍵的O和N都有孤對(duì)電子，因此質(zhì)子溶劑既是氫鍵給體，又是氫鍵受體，如H2O、ROH、RNH2等。）ⅱ非質(zhì)子溶劑：不含有易取代的氫原子，主要是靠偶極矩或范德華力的相互作用而產(chǎn)生溶劑化作用。（非質(zhì)子性溶劑包括醚類、鹵烷化合物、酮類、含氮類烴、亞砜類、酰胺類等。非質(zhì)子溶劑不是氫鍵給體，有些是氫鍵受體，如CH3COCH3、HCON（CH3）2等；有些也不是氫鍵的受體，如C6H6、n-C7H16等。）（注：此題只需在給出一個(gè)溶劑后判斷是否為質(zhì)子溶劑）6、名詞（溶劑化效應(yīng)）：指每一個(gè)溶解的分子或離子，被一層溶劑分子疏密程度不同地包圍著的現(xiàn)象。7、藥物微晶化作用：可增加藥物的表面積，加快藥物的溶解速度；對(duì)于水溶性差的藥物，微晶化處理很有意義。8、理想的重結(jié)晶溶劑：⑴對(duì)雜質(zhì)有良好的溶解性；⑵對(duì)于待結(jié)晶的藥物應(yīng)具有所期待的溶解性即室溫下微溶；⑶考慮結(jié)晶狀態(tài)和大小:難溶性的藥物要求微晶,溶解性好的要較大晶型;⑷理想的精制用溶劑應(yīng)是室溫下藥物僅微溶，而在該溶劑的沸點(diǎn)時(shí)卻相當(dāng)易溶。(選擇溶劑經(jīng)驗(yàn)規(guī)則：相似相容)9、P65圖3-410、反應(yīng)壓力影響那些反應(yīng)：⑴氣相、氣-固相、氣液相；⑵對(duì)于反應(yīng)物或反應(yīng)溶劑具有揮發(fā)性或沸點(diǎn)較低的反應(yīng)。11、名詞（催化劑）：某一種物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)中能改變化學(xué)反應(yīng)速度，而本身在化學(xué)反應(yīng)前后化學(xué)性質(zhì)沒有變化，這種物質(zhì)稱之為催化劑。12、催化作用的基理：1)催化劑能降低反應(yīng)活化能，增大反應(yīng)速度。催化劑只能改變反應(yīng)速度，而不能改變化學(xué)平衡；2)催化劑具有特殊的選擇性。不同類型的化學(xué)反應(yīng)，有各自適宜的催化劑。13、工業(yè)上對(duì)催化劑的要求：催化劑的活性、選擇性、穩(wěn)定性。14、影響催化劑活性的因素：①溫度；②助催化劑；③載體(擔(dān)體)；④催化毒物。15、酶催化反應(yīng)特點(diǎn)：①催化效率高；②專一性強(qiáng)；③反應(yīng)條件溫和；④酶的催化活性受到調(diào)節(jié)和控制。16、名詞（固定化酶）：將酶制劑制成既能保持其原有的催化活性、性能穩(wěn)定、又不溶于水的固形物即固定化酶。17、固定化酶的優(yōu)點(diǎn):①無需進(jìn)行酶的分離純化；②細(xì)胞保持酶的原始狀態(tài)，固定化過程中酶的回收率高；③細(xì)胞內(nèi)酶比固定化酶穩(wěn)定性更高；④細(xì)胞內(nèi)酶的輔因子可以自動(dòng)再生；⑤細(xì)胞本身含多酶體系，可催化一系列反應(yīng)；⑥抗污染能力強(qiáng)。18、固定化方法:①載體結(jié)合法包括共價(jià)結(jié)合法、離子結(jié)合法和物理吸附法。利用共價(jià)鍵、離子鍵或物理吸附等方法，將酶或細(xì)胞固定在纖維素、瓊脂糖等多糖類或多孔玻璃、離子交換樹脂等不溶性載體上的一種固定化方法；②交聯(lián)法是利用雙功能或多功能試劑的作用，在酶分子、微生物的細(xì)胞與細(xì)胞之間生成交聯(lián)，凝集成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而構(gòu)成固定化酶③包埋法是將酶分子包埋在凝膠的網(wǎng)眼中或半透性的聚合物膜腔中，以達(dá)到固定化目的的方法。④選擇性熱變法專用于細(xì)胞固定法，是將細(xì)胞在適當(dāng)溫度下處理使細(xì)胞膜蛋白變性但不使酶變性而使酶固定在細(xì)胞內(nèi)的方法。19、名詞（相轉(zhuǎn)移催化劑PTC）：它的作用是使一種反應(yīng)物由一相轉(zhuǎn)移到另一相中參加反應(yīng)，促使一個(gè)可溶于有機(jī)溶劑的底物和一個(gè)不溶于此溶劑的離子型試劑兩者之間發(fā)生反應(yīng)。20、鎓鹽類適用于液－液和液－固體系，并克服了冠醚的一些缺點(diǎn)；胺類適用于不帶電荷的催化劑多用在烷基化反應(yīng)、卡賓的形成以及氰化和硫氫化等；冠醚適用于固-液相轉(zhuǎn)移催化；非環(huán)多醚類適用于非離子型表面活性劑。非環(huán)多醚為中性配體。21、反應(yīng)終點(diǎn)的控制，主要是控制主反應(yīng)的完成。（填空題）第四節(jié)手型藥物的制備技術(shù)1、拆分可分為結(jié)晶法拆分、動(dòng)力學(xué)拆分和色譜分離三類。（填空題）2、區(qū)分外消旋化合物、外消旋體、外消旋混合物：⑴外消旋化合物的晶體是R和S兩種構(gòu)型對(duì)映體分子的完美有序的排列，每個(gè)晶核包含等量的兩種對(duì)映異構(gòu)體；⑵外消旋混合物是等量的兩種對(duì)映異構(gòu)體晶體的機(jī)械混合物，雖然總體上沒有光學(xué)活性，但是每個(gè)晶核僅包含一種對(duì)映異構(gòu)體；⑶外消旋體分為外消旋化合物和外消旋混合物。3、P106及課后作業(yè)第五節(jié)中試放大與生產(chǎn)工藝規(guī)程1、熟悉中試放大的研究方法2、常用的中試放大法分為：⑴經(jīng)驗(yàn)放大法：基于經(jīng)驗(yàn)通過逐級(jí)放大來摸索反應(yīng)器的特征，實(shí)現(xiàn)從實(shí)驗(yàn)室裝置到中間裝置、中型裝置和大型裝置的過渡；⑵相似放大：以模擬設(shè)備的某些參數(shù)按比例放大，即安相似準(zhǔn)數(shù)相等的原則進(jìn)行放大的方法；⑶數(shù)學(xué)模擬大法:又稱為計(jì)算機(jī)控制下的工藝學(xué)研究，是利用數(shù)學(xué)模型來預(yù)計(jì)大設(shè)備的行為，實(shí)現(xiàn)工程放大的放大法。3、中試放大的研究?jī)?nèi)容：①生產(chǎn)工藝路線的復(fù)審；②設(shè)備材質(zhì)與形式的選擇；③攪拌器形式與攪拌速度的考查；④反應(yīng)條件的進(jìn)一步研究；⑤工藝流程與操作方法的確定；⑥原輔材料和中間體的質(zhì)量監(jiān)控。4、每年設(shè)備操作時(shí)間：車間每年設(shè)備正常開工生產(chǎn)的天數(shù)一般以330天計(jì)算，其中余下的36天作為車間檢修時(shí)間。第六章化學(xué)制藥與環(huán)境保護(hù)1、化學(xué)制藥廠污染的特點(diǎn)：ⅰ數(shù)量少、成分復(fù)雜、變動(dòng)性大；ⅱ間歇排放；ⅲpH值不穩(wěn)；ⅳ化學(xué)好氧量（COD)高2、防治污染的主要措施：⑴采用綠色生產(chǎn)工藝：a重新設(shè)計(jì)少污染或無污染的生產(chǎn)工藝，b優(yōu)化工藝條件，c改進(jìn)操作方法，d采用新技術(shù)；⑵循環(huán)套用；⑶改進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備，加強(qiáng)設(shè)備管理；⑷綜合利用；3、水質(zhì)指標(biāo)：表征廢水水質(zhì)的指標(biāo)很多，比較重要的有pH值、懸浮物(SS)、生化需氧量(BOD)、化學(xué)需氧量(COD)等指標(biāo)。4、名詞（清污分流）：指將清水(如間接冷卻用水、雨水和生活用水等)與廢水(如制藥生產(chǎn)過程中排出的各種廢水)分別用各自不同的管路或渠道輸送、排放或貯留，以利于清水的循環(huán)套用和廢水的處理。5、廢水處理級(jí)數(shù)：一級(jí)處理通常是采用物理方法或簡(jiǎn)單的化學(xué)方法除去水中的漂浮物和部分處于懸浮狀態(tài)的污染物，以及調(diào)節(jié)廢水的pH值等。二級(jí)處理主要指廢水的生物處理。三級(jí)處理是一種凈化要求較高的處理，目的是除去二級(jí)處理中未能除去的污染物，6、污染物分類：①第一類污染物指能在環(huán)境或生物體內(nèi)積累，對(duì)人體健康產(chǎn)生長(zhǎng)遠(yuǎn)不良影響的污染物。②第二類污染物指其長(zhǎng)遠(yuǎn)影響小于第一類的污染物。在《國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的有pH值、化學(xué)需氧量、生化需氧量、色度、懸浮物、石油類、揮發(fā)性酚類、氰化物、硫化物、氟化物、硝基苯類、苯胺類等共20項(xiàng)。7、厭氧生物處理方法：第一階段：水解酸化階段；第二階段:產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段；第三階段：產(chǎn)甲烷階段。8、名詞（活性污泥法）：活性污泥是由好氧微生物(包括細(xì)菌、微型動(dòng)物和其它微生物)及其代謝和吸附的有機(jī)物和無機(jī)物組成的生物絮凝體，具有很強(qiáng)的吸附和分解有機(jī)物的能力。9、常用曝氣分類：普通曝氣法，逐步曝氣法，完全混合曝氣法，純氧曝氣法，深井曝氣法10、生物膜法是依靠生物膜吸附和氧化廢水中的有機(jī)物并同廢水進(jìn)行物質(zhì)交換，從而使廢水得到凈化的另一種好氧生物處理法。11、厭氧生物處理法特點(diǎn)：厭氧生物處理具有能耗低、有機(jī)物負(fù)荷高、氧和磷需求量小、剩余污泥產(chǎn)量少且易于處理等優(yōu)點(diǎn)，不僅運(yùn)行費(fèi)用低，而且可以獲得大量的生物能—沼氣。12、厭氧生物處理分類：①傳統(tǒng)厭氧消化池；②厭氧接觸法；③上流式厭氧污泥床13、廢氣分類:即含塵(固體懸浮物)廢氣、含無機(jī)污染物廢氣和含有機(jī)污染物廢氣14、廢渣處理有哪一些方法：①化學(xué)法；②焚燒法；③熱解法；④填埋法第十章蘆氟沙星的生產(chǎn)工藝原理1、蘆氟沙星結(jié)構(gòu):OFCH3N4329101S287615COOHNN432、合成路線：其合成兩個(gè)途徑:途徑之一:先合成苯并噻嗪環(huán)，再環(huán)合成喹諾酮酸環(huán)，再引入哌嗪基;途徑之二:先引入哌嗪基，然后形成喹諾酮酸環(huán)和噻嗪環(huán)。3、鹵代苯并噻嗪的合成:①以3-氯-4-氟苯胺為原料②以2,3,4-三氯硝基苯為原料ClClClNO2