制药工艺学习题

四、            名词解释 化学全合成工艺     是由简单的化工原料经过一系列的化学合成和物理处理，生产药物的过程。由化学全合成工艺生产的药物称为全合成药物，如氯霉素。 化学半合成工艺    是由已知的具有一定基本结构的天然产物经过化学结构改造和物理处理，生产药物的过程。这些天然产物可以是从天然原料中提取或通过生物合成途径制备，如头孢菌素C、巴卡亭Ⅲ等。 微生物发酵制药     通过微生物的生命活动产生和累积特定代谢产物——药物的过程称为微生物发酵制药。 药物工艺路线    具有工业生产价值的合成途径，称为药物的工艺路线或技术路线。 类型反应法   是指利用常见的典型有机化学合成反应与合成方法进行合成工艺路线设计的方法。 追溯求源法  从药物分子的化学结构出发，将其化学合成过程一步一步逆向推导，进行寻源的方法称为追溯求源法。 模拟类推法  对于化学结构复杂、合成路线设计困难的药物可以类似化合物的合成方法进行合成路线设计。如杜鹃素可以模拟二氢黄酮的合成途径进行工艺路线设计。 平行反应  又称为竞争性反应，反应物同时进行几种不同的反应；在生产上将所需要的反应称为主反应，其余为副反应。例如甲苯的硝化反应可以得到邻位和对位两种产物。 可逆反应  可逆反应为一种常见的复杂反应，方向相反的反应同时进行，对于正反方向的反应质量作用定律都适用；例如乙酸和乙醇的酯化反应。 催化剂   某一种物质在化学反应系统中能改变化学反应速度，而本身在化学反应前后化学性质没有变化，这种物质称之为催化剂。 相转移催化剂（PTC） 培养基   是供微生物生长繁殖和合成目标产物所需要的按照一定比例人工配制的多种营养物质的混合物。同时也提供了渗透压、pH等营养作用以外的其他微生物生长所必需的环境条件。 污染  发酵生产过程中，除生产菌以外的任何微生物都属于杂菌，感染杂菌的发酵体系为污染。 消毒 是指利用物理和化学方法杀灭或清除病原微生物，达到无害化程度的过程，只能杀死营养体，而不能杀死芽胞，杀灭率99.9%以上。 杀菌  是指杀灭或清除物料或设备中所用生命物质，达到无活微生物存在的过程，杀灭率99.999999%以上。 补料  是间歇或连续补加一种或多种成分的鲜鲜培养基的操作过程。 放料  是指发酵到一定时间，放出一部分培养物，又称带放。 接种量  是指接入的种子液体积和接种后的培养液总体积之比。 反应器  是用来进行化学反应或生物反应的装置，是一个为反应提供适宜的反应条件，以实现由原料转化为特定产品的设备。 选择性  即各种主、副产物中，主产物所占的比率或百分数，可用符号φ表示。 转化率  对于某一组分A来说，生成产物所消耗掉的物料量与投入反应物料量之比简称为该组分的转化率，一般以百分率表示。 中试放大 （Scale up）   就是把实验室小试研究确定的工艺路线与条件，在中试车间进行的实验研究。 放大效应(scale up effect)  这种因过程规模变大而造成原有指标不能重复的现象称为放大效应。 清洁生产 (cleaner  production) 是指将整体预防的环境战略持续应用于生产过程的产品中，以期减少对人类和环境的风险。 生产工艺规程：基于生产工艺过程的各项内容归纳写成的一个或一套文件，包括起始原料和包装材料的数量，以及工艺、加工说明、注意事项、生产过程控制。 标准操作规程（standard operation procedure，SOP ） 诱变育种：人为创造条件，使菌种发生变异，从中筛选优良个体，是当前菌种选育的一种主要方法，其特点是速度快，收效大，方法相对简单。 配料比：参与反应的各物料之间物质量的比例称为配料比 “一勺烩”工艺  在同一个反应器中，连续加入原辅材料，以进行一个以上的化学单元反应，成为一个合成工序，习称“一勺烩”工艺。 “尖顶型”反应：反应条件要求苛刻，稍有变化就会出现收率下降，副反应增多。 “平顶型”反应：工艺操作条件要求不甚严格，稍有差异也不至于影响产品质量和收率，可减轻工人的劳动强度。 生化需氧量（BOD） 是指在一定条件下微生物分解水中有机物时所需的氧量。常用BOD5,即5日生化需氧量，表示在20 ℃下培养5日，1L水中溶解氧的减少量。 化学需氧量（COD）  是指在一定条件下用强氧化剂（K2Cr2O7  KMnO4)使污染物氧化所消耗的氧量 来计算浓度和反应速率之间的关系。 四、简答题        1、制药工艺的研究步骤有哪些？各步骤研究的主要内容是什么？ 1、答：制药工艺的研究可分为小试、中试及工业化生产三个步骤，分别在实验室、中试车间和生产车间进行。⑴小试研究：研究工艺路线设计、反应规律，工艺参数，原料、质量控制标准，并核算成本；⑵中试研究：放大技术及其影响因素、工业化生产工艺研究与优化；⑶工业化生产工艺研究：制定或修订工艺规程、 工艺验证，产品的 安全生产 安全生产管理档案一煤矿调度员先进事迹安全生产副经理安全生产责任最近电力安全生产事故安全生产费用投入台账 及有效验证，并在生产过程中不断完善和改进工艺， 提高企业效益和市场竞争力。 2、提取制药（中药）、化学制药和生物技术制药的工艺特点是什么，应用的产品范围是什么？ 、答：中药制药工艺的特点是以化工分离提取单元操作组合（多步）为主，主要用于生产中药；化学合成制药工艺特点是以连续多步化学合成反应，随即分离纯化过程，主要生产分子量较小的化学合成药物；生物技术制药工艺特点是以生物合成反应一步生成产物，随后进行生物分离纯化过程，主要生产生物技术药品，包括分子量较大的蛋白质、核酸等药物，以及化学难以合成的过高成本的小分子量药物。 3、什么是药物合成路线？并简述其工艺路线的评价标准。 、答：药物工艺路线是具有工业生产价值的合成途径，称为药物的工艺路线或技术路线。理想的药物工艺路线应该是：1）化学合成途径简易； 2）需要的原辅材料少而易得，量足；3）中间体易纯化，质量可控，可连续操作； 4）可在易于控制的条件下制备，安全无毒； 5）设备要求不苛刻；6）三废少，易于治理；7）操作简便，经分离易于达到药用标准；8）收率最佳，成本最低，经济效益最好。   4、药物化学合成工艺研究的主要内容有哪些？ 答：药物生产工艺研究的七个重大课题：1)配料比  2)溶剂  3)催化 4)能量供给   5)反应时间及其监控  6)后处理   7)产品的纯化和检验 。 5、如何选择重结晶溶剂？ 、答：应用重结晶法精制最终产物时，一方面要除去由原辅材料和副反应带来的杂质，另一方面要注意重结晶过程对精制品结晶大小、晶型和溶剂化等的影响。选择重结晶溶剂规律：相似相溶；溶质极性很大用很大极性的溶剂溶解；反之，用非极性溶剂溶解，在实际生产过程中，用混合溶剂作为重结晶溶剂。 6、催化作用的机理是什么? 6、答：1) 催化剂能降低反应活化能，增大反应速度。大多数非催化的活化能Ea=167~188kJ/mol，催化的活化能Ea=65~125kJ/mol，使用催化剂时，活化能大大降低。催化剂只能加快反应速率，它的目的缩短反应时间，不能改变化学平衡。 它是通过改变反应历程实现催化作用的。催化剂对于正反应速率常数和逆反应速率的常数的影响是相同的。即正反映的优良催化剂可是逆反应的优良两催化剂。2) 催化剂具有特殊的选择性。不同类型的化学反应，有各自适宜的催化剂； 对于同样的反应物系统，应用不同的催化剂，可以获得不同的产物。 7、什么是催化剂的活性，其影响因素有哪些？ 7、答：催化剂的活性就是催化剂的催化能力。工业上要求催化剂具有活性、选择性和稳定性。在工业上常用单位时间内单位重量（或单位表面积）的催化剂在指定条件下所得到的产品量来表示。影响催化剂活性的因素较多：1)温度  温度对催化剂活性影响很大，温度太低时，催化剂的活性小，反应速度很慢，随着温度上升，反应速度逐渐增大，但达到最大反应速度后，又开始降低。绝大多数催化剂都有活性温度范围。2)助催化剂  在制备催化剂时，往往加入少量物质（<10%），这种物质对反应的活性很小，但却能显著提高催化剂活性、稳定性或选择性。3)载体（担体）  常把催化剂负载在某种惰性物质上，这种物质称为载体。常用的载体活性碳、硅藻土、氧化铝、硅酸等。使用载体可以使催化剂分散，从而使有效面积增大，既可以提高其活性，又可以节约其用量。同时还可以增加催化剂的机械强度，防止其活性组分在高温下发生熔结现象，影响催化剂的使用寿命。4)毒化剂   对于催化剂的活性有抑制作用的物质，叫做催化毒物。有些催化剂对毒物非常敏感，微量的催化毒物即可以使催化剂的活性减少甚至消失。 8、什么是反应的终点？反应终点的控制方法有哪些？ 8、答：对于许多化学反应，反应完成后必须停止反应，并将产物立即从反应系统中分离出来，否则反应继续进行产物可能使反应产物分解破环，副产品增加，产率下降，若反应未达到终点，过早停止反应产率也会下降，为了保证产品质量，要控制反应的终点；反应重点的控制，主要是控制主反应的完成。可以通过测定是否尚有未反应的原料存在，或其残存量是否达到规定的限度，在工艺研究中常用薄层色谱、气相色谱和高效液相色谱等方法来监测反应，也可以采用快速的化学或物理方法，如测定显色、沉淀、酸碱度、相对密度、折射率等手段进行监测。 9、如何解决氯霉素立体构型问题? 答：⑴采用刚性结构的原料或中间体，具有指定空间构型的刚体结构化合物进行反应时，不易产生差向异构体；⑵利用空间位阻效应； ⑶使用具有立体选择性的试剂。 10、简述发酵制药的基本过程？ 答：发酵制药的基本过程是在人工控制的优化条件下，利用微生物的生长繁殖，同时在代谢过程中产生药物，然后，从发酵液中提取分离、纯化精制，获得药品。可以分为三个阶段：⑴生产菌种选育与保存阶段；⑵发酵阶段；⑶分离纯化阶段。 11、菌种保存的原理和方法? 答：菌种经过多次传代，会发生遗传变异，导致退化，从而丧失生产能力甚至菌株死亡，因此必须进行妥善保藏，保持不退化，长期存活。因此菌种保存原理是使其代谢处于不活跃状态，即生长繁殖受抑制的休眠状态，可保持原有特性，延长生命时限，根据不同菌种的特点和对生长的要求，对孢子作为保存材料，人工创造低温、干燥、缺氧、避光、和营养缺乏等环境，便可长期进行保藏。 12、微生物培养基的成分主要有哪些？ 答：微生物培养基的成分有：1）碳源 包括糖类、醇类、脂肪、有机酸等；2）氮源  可分为无机氮源和有机氮源，常用有机氮源有黄豆饼粉、棉籽饼粉玉米浆、蛋白胨、酵母粉、鱼粉和尿素等，无机氮源有铵盐、氨水和硝酸铵；3）无机盐  包括大量元素和微量元素，是生理活性物质的组成成分或具有生理调节作用；4）水 水是细胞的主要成分，营养传递物质，调节细胞的生长环境，5）生长因子  包括氨基酸、维生素、核苷酸、脂肪酸等；6）前体与促进剂 7）消泡剂  一般为动物油脂和合成高分子材料。