制药工艺学习问答题及答案.docx
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制药工艺学习问答题及答案
绪论第一章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？
）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1（答：
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。
药物路线的设计和选择第二章
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；
）稳定性试验数据；6（．
）三废”治理的试验资料等等。
（7“药物工艺路线设计的意义是什么？
4.
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：
①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。
②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。
③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。
药物工艺路线设计的主要方法有哪些？
5.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。
．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？
8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、或可能导致其他不可逆毒性（如神经毒性第二类溶剂是指有非遗传毒性致癌（动物实验）、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，但或致畸性）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。
第三类溶剂及研究原则3）（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GMP第三类溶剂是0.5%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，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？
①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；
②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；
③原料应价廉、供应充足；
④反应条件尽量温和，操作宜简单；
⑤多步反应时最好能实现“一锅法”操作；
⑥尽量采用“平顶型”反应，使操作弹性增大；
⑦三废应尽量少。
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？
）反应条件温和，反应能在中性、常温和常压下进行；1答：
（2（）高选择性（立体、对映体）；；）1%）需要少量催化剂（3（．
等“（4）无三废”或少“三废”反应溶剂的作用有哪些？
2.溶剂具有不活泼性，不能与反应物或生成物发生反应。
答：
（1）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
（2）子间碰撞和接触的机会，从而加速反应进程。
）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？
3.）溶剂必须是惰性的1答：
（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。
）容易和重结晶物质分离。
（6（7）重结晶溶剂的选择还需要与产品的晶型相结合。
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？
4.
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
）反常型。
4催化剂催化的反应（．
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？
（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答：
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。
①原料点消失说明原料反应完全。
②原料点几乎不再变化，说明反应达到平衡。
③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。
在进行工艺路线的优化过程中，如何确定反应的配料比？
6.
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—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。
简述正交试验设计法的基本步骤？
8.
答：
正交设计就是利用已经造好了的表格——正交表一一安排试验并进行数据分析的一种方法。
表示试验正交表用（）表示。
表示因子数，表示正交设计，表示水平数，nqtLtLqn等表示。
1，2，3B次数。
因子数一般用A，，C等表示，水平数一般用
选取适合找出制表因子，确定水平数；正交试验设计法一般有以下五个步骤：
（1）
（2）进行试验并记录结果；制定试验方案；（4）（5）试验结果的计算分析。
的正交表；（3）
9.反应溶剂对化学反应的影响有哪些？
产品构型等。
反应速度、反应方向、反应深度、影响药物合成工艺的反应条件和影响因素有哪些？
10.
、能量的供给反应时间及、催化、、溶剂配料比与反应物浓度
产品的纯化和检验、。
、后处理反应终点的监控
催化反应第四章何为催化剂？
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？
1.
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答：
剂（catalyst）。
）稳定3（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；（（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〉价格什么叫毒化剂和抑制剂？
有何区别？
2.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12~20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
（biologicalcatalyst）。
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：
①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；②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；③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；④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：
①由于在较温和的条件下进行反应，所以易发生杂菌污染；②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；⑦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；④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；⑤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[如吡啶、硫、磷、砷、硫化氢、砷化氢（AsH）、磷化氢及一些含氧3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？
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答：
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：
）生产工艺路线的复审
（1）设备材质与型式的选择
（2）搅拌器型式与搅拌速度的考查（34（）反应条件的进一步研究5）工艺流程与操作方法的确定（）原辅材料和中间体的质量监控6（）安全生产与“三废”防治措施的研究（78（）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）设备材质的耐腐蚀性实验（3）原辅材料、中间体及新产品质量分析方法研究（4（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
认证打下了GMP新药审批提供了最主要的实验数据，也为产品投产前的/料药的生产报批．
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。
物料衡算的作用有哪些？
5.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，可以得到单答：
三kg）、副产品量、输出过程中物料损耗量以及“耗（生产1kg产品所需要消耗原料的量，”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
防止“三废”的主要措施有哪些？
1.答：
（一）采用绿色生产工艺3）改进操作（重新设计少污染或无污染的生产工艺；2）优化工艺条件；（
（1）
4）采用新技术方法；（
（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？
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，单答：
BOD
。
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，常在位为mg/L
日生化20℃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
需氧量，常用
BOD
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
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