工藝學期末複習

2021-03-04 09:34:41 字數 5190 閱讀 6170

名解清潔技術用化學原理和工程技術來減少或消除對環境有害的原輔材料、催化劑、溶劑、副產物;設計並採用更有效、更安全、對環境無害的生產工藝和技術。

全合成藥物由簡單原料經過一系列化學反應和物理處理過程制得的途徑。

半合成藥物由一定基本結構的天然產物經化學結構改造和物理處理過程制得的途徑。

型別反應法指利用常見的典型有機化學反應與合成方法進行藥物合成設計的思考方法。

分子對稱法具有分子對稱性的藥物可由分子中兩個相同的分子合成制得的思考方法。

追溯求源法從藥物分子的化學結構出發,將其化學合成過程逐步逆向推導進行尋源的思考方法。

模擬類推法對化學結構複雜、合成路線設計困難的藥物,可模擬類似化合物的合成方法進行合成路線設計。

一勺燴(一鍋合成)

在合成步驟變革中,若乙個反應所用的溶劑和產生的副產物對下一步反應影響不大時,可將兩步或幾步反應按順序,不經分離,在同一反應罐中進行。

簡單反應由乙個基元反應組成的化學反應稱為簡單反應。

複雜反應兩個和兩個以上基元反應構成的化學反應則稱為複雜反應

單分子反應只有一分子參與的基元反應。

雙分子反應當相同或不同的兩分子碰撞時相互作用而發生的反應。

零級反應反應速率與反應物濃度無關,僅受其他因素影響的反應。

可逆反應兩個方向相反的反應同時進行的複雜反應。

平行反應反應物同時進行幾種不同的化學反應

溶劑化效應指每乙個溶解的分子或離子,被一層溶劑分子疏密程度不同地包圍著的現象。

催化劑某一種物質在化學反應系統中能改變化學反應速度,而本身在化學反應前後化學性質沒有變化,這種物質稱之為催化劑。

固定化酶將酶製劑製成既能保持其原有的催化活性、效能穩定、又不溶於水的固形物。

外消旋化合物其晶體是r、s兩種構型對映體分子的完美有序的排列,每個晶核包含等量的兩種對映異構體。

外消旋混合物等量的兩種對映異構體晶體的機械混合物,總體上沒有光學活性,每個晶核僅包含一種對映異構體。

原子經濟反應使原料中的每乙個原子都轉化成產品,不產生任何廢棄物和副產

品,實現「零「排放。

清汙分流指將清水與廢水分別用不同的管路或渠道輸送、排放、貯留,以利於清水的迴圈套用和廢水的處理。

1、 活性汙泥法活性汙泥是由好氧微生物及其代謝和吸附的有機物和無機物組成的生物絮凝體。原子利用率:原子經濟性可用原子利用率來衡量。

原子利用率%=(預期產物的分子量/全部反應物的分子量總和)×100%

2、 對映體過量:在兩個對映體混合物中,乙個對映體e1過量的百分數e.e. = [(r-s)/(r+s)]*100%

3、 外消旋化合物:相反的對映體之間 >同種類分子之間親和力,相反的對映體即將在晶體的晶胞中配對,即在每個晶核中包含等量的對映異構體,形成計量學意義上的化合物,稱為外消旋化合物。

4、 「平頂型」反應:在最佳條件附近,反應條件波動時,收率基本不發生大的變化。

5、 one pot preparation:「一勺燴」(或「一鍋煮」)工藝,在合成步驟變革中,如果乙個反應所應用的溶劑和產生的副產物對下一步影響不太大時,就可以將兩步或幾步反應按照順序,不經分離在同乙個反應釜中進行的工藝。

6、 最後中間體:通過共價鍵形成藥物前的中間體。

7、 單耗:生產1kg產品所需的各種原料的質量(kg)。

8、 生產週期:是指從合成的第一步反應開始到最後一步反應獲得成品為止,生產乙個批號成品所需時間的總和(以工作天數計算)

9、 閃點:是指易燃液體的蒸汽遇明火閃出火花(又稱閃燃)時的溫度,是物質的固有性質,閃點越低越容易燃燒。

10、cod:化學需氧量,是指在一定條件下,用強氧化劑氧化廢水中的有機物質所消耗的氧量,常用的氧化劑有高錳酸鉀和重鉻酸鉀。

填空化學合成藥物的生產工藝研究分為:實驗室工藝研究、中試放大研究、工業生產工藝研究。

藥物生產工藝路線是藥物生產技術的基礎和依據。工藝路線的技術先進性和經濟

合理性,是衡量生產技術水平高低的尺度。

化學反應步驟的總收率是衡量不同合成路線效率的最直接的方法,其裝配方式有直線方式和匯聚方式。

選擇工藝路線,首先應考慮每一合成路線所用的各種原輔材料的**、規格和**情況,其基本要求是利用率高,廉價易得。

化學反應按照其過程,可分為簡單反應和複雜反應。

簡單反應包括單分子反應、雙分子反應和零級反應。

複雜包括平行反應、可逆反應、連續反應。

相轉移催化劑可分為鎓鹽類、冠醚類、非環多醚類三大類。

直接結晶法包括同時結晶法和有擇結晶法。

常用中試放大反應有經驗放**、相似放**、數學模擬放**。

水質指標有ph值、懸浮物(ss)、生化需氧量(bod)、化學需氧量(cod)。

廢氣分含塵廢氣、含無機物廢氣和含有機物廢氣 。

單選平頂尖頂

「尖頂型」:反應條件要求苛刻,條件稍有變化就會使收率下降。易控制、易實現、副反應少

「平頂型」:反應條件易於控制,工藝操作條件要求不甚嚴格,稍有差異也不至於嚴重影響。難控制、條件苛刻、副反應多

收率計算

(1)直線方式:

總收率為(0.90)9 x 100% = 38.74%

(2)匯聚方式:

總收率為(0.90)5 x 100% = 59.05%

溶劑選擇

質子性溶劑:水、醇類、乙酸、硫酸、三氟乙酸、氨或胺類化合物。

非質子極性溶劑:醚類(乙醚、四氫呋喃、二氧六環)、鹵代烴(氯仿、二氯甲烷)、丙酮、n,n-二甲基甲醯胺。

非質子非極性溶劑:芳烴類(氯苯、二甲苯等)和脂肪烴類(正己烷、庚烷、環己烷和石油醚)

合適重結晶溶劑-選溶解度變化最大的a

反應型別

一般反應**反應催化加氫或酶反應反常反應

中試和實驗室研究區別

中試放大比實驗室試驗規模放大50~100倍;新藥研究開發所需的樣品量通常是2~10kg

廢氣廢渣處理法的判斷

屬於活性汙泥法的帶「曝氣」兩字;屬於生物膜法的帶「生物」;屬於厭氧生物處理法的帶「厭氧」

簡答何剖析藥物的化學結構:

1 分清主環和側鏈,基本骨架與官能團;

2 找出易拆鍵的部位;

3 考慮骨架的組合方式,形成方法;

4 官能團的引入、轉換和消除,保護與去保護等;

⑤ 若為手型藥物,需考慮手性拆分或不對稱合成等。

藥物合成工藝路線的評價標準:

1 化學合成途徑簡潔;

2 所需的原輔料品種少且易得,並有足夠數量**;

3 中間體容易提純,質量符合要求,最好是多步反應連續操作;

4 反應條件易控制;

5 裝置條件要求不苛刻;

⑥「三廢」少且易於治理;

⑦操作簡便,經分離純化易達到藥用標準;

⑧收率最佳、成本最低、經濟效益最好。

手性藥物的製備技術

酶催化反應特點:①催化效率高 ②專一性強 ③反應條件溫和

④酶的催化活性受到調節和控制

酶固定化的方法: ①載體結合法 ②交聯法 ③包埋法 ④選擇性熱變法

固定化酶的優點

(1)穩定性提高,可以多次使用;

(2)反應後,酶與底物、產物易於分離純化;

(3)反應條件易於控制,可實現轉化反應的連續化和自動控制;

(4)酶的利用率更高,單位酶催化的底物量增加,用酶量下降

(5)比水溶性酶更適合多酶反應

化學製藥廠汙染的特點:

1.數量少、成分複雜、變動性大

2.間歇排放

3.ph值不穩

4.化學好氧量高

防治汙染的主要措施:

⑴採用綠色生產工藝

⑵迴圈套用

⑶改進生產裝置,加強裝置管理

⑷綜合利用

蘆氟沙星的結構和兩條合成途徑

1.先合成苯並噻嗪環,再環合成喹諾酮酸環,再引入哌嗪基;

2.先引入哌嗪基,然後形成喹諾酮酸環和噻嗪環。

鹵代苯並噻嗪合成的兩條工藝路線

以2,3,4-三氯硝基苯為原料

以2,3,4-三氟硝基苯為原料

五、判斷分析題(10分,每題5分,共2題)

1、從對硝基苯甲酸合成區域性***鹽酸普魯卡因的過程中,硝基還原和羧基酯化這兩步反應先後次序可以顛倒,都可以得到普魯卡因。

答:如果採用b法,即採用先還原後酯化的步驟,不僅還原產物分離困難(苯環的硝基還原通常採用鹽酸-鐵粉還原,羧基和鐵離子形成不溶性的沉澱混在鐵泥中,不易分離),而且由於b法中對氨基苯甲酸的酯化反應活性較a法中的對硝基苯甲酸的活性要低,導致b法中的酯化收率不如a法高,故生產上多採用a法先酯化後還原的順序。

2、氯黴素的生產中,對硝基-α-乙醯氨基苯乙酮的合成,是用對硝基-α-氨基苯乙酮鹽酸鹽在乙酸鈉的存在下用乙酸酐醯化而成。

答:對硝基-α-乙醯氨基苯乙酮鹽酸鹽在乙酸鈉的作用下脫鹽酸成游離的氨基物,容易發生雙分子縮合,遇到空氣氧化成紫紅色的吡嗪化合物。正確的加料方式是先加對硝基-α-乙醯氨基苯乙酮鹽酸鹽和乙酸酐,然後滴加乙酸鈉。

計算轉化率收率選擇性

轉化率 對某一組分來說,反應物所消耗的物料量與投入反應物料量之比簡稱該組分的轉化率。一般以百分率表示。

收率(產率)

某重要產物實際收的量與投入原料計算的理論產量之比值,也以百分率表示。

選擇性 各種主、副產物中,主產物所佔分率。

例:甲氧苄氨嘧啶生產中由沒食子酸經甲基化反應製備三甲氧苯甲酸工序,測得投料沒食子酸(1)25.0kg,未反應的沒食子酸2.

0kg,生成三甲氧苯甲酸(2)24.0kg,求選擇性和收率

物料衡算,詳見***例題

問答試分析對硝基苯乙酮製備工藝的過程

反應原理:

工藝流程框圖:

工藝分析:

將對硝基乙苯加入氧化塔中,加入硬脂酸鈷及乙酸錳催化劑,逐漸公升溫至150℃以激發反應,在135℃進行反應。當反應生成熱量逐漸減少,生成水的數量和速度降到一定程度時停止反應,稍冷,將物料放出。

根據反應物的含酸量加入碳酸鈉溶液,使對硝基苯甲酸轉變為鈉鹽。冷卻、過濾,乾燥,便得對硝基苯乙酮。

反應條件的影響:

(1)催化劑的影響

採用硬脂酸鈷+醋酸錳可有效降低催化劑的用量及反應的溫度

(2)反應溫度的影響

控制反應程序的溫度,開始需要加熱,反應引發後需要移走熱量

(3)壓力的影響

採用5bar的空氣壓力

(4)對硝基乙苯質量對氧化反應影響

嚴格控制硝基乙苯質量

分析對硝基-α-乙醯氨基-β-羥基苯丙酮的製備

反應原理:

工藝流程框圖:

注:把14-13換成「乙醯化物」

工藝分析:

將甲醇加入反應罐內,公升溫28℃~33℃,加入甲醛溶液,隨後加入對硝基-α-乙醯胺基苯乙酮(乙醯化物)及碳酸氫鈉,測ph應為7.5。

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