2023年化学制药工艺学题库有答案修订版

20２3年10月《化学制药工艺学》自考复习资料整理者：李玉龙选择题1、下列哪种反映不是复杂反映的类型【A】A、基元反映B、可逆反映C、平行反映D、连续反映2、化学药物合成路线设计方法不涉及【C】类型反映法Ｂ、分子对称法C、直接合成法D、追溯求源法3、下列方法哪项不是化学药物合成工艺的设计方法【C】A、模拟类推法B、分子对称法C、平台法ﻩＤ、类型反映法4、化工及制药工业中常见的过程放大方法有【D】逐级放大法和相似放大法B、逐级放大法和数学模拟放大法C、相似放大法和数学模拟放大法Ｄ、逐级放大\相似放大和数学放大5、下列不属于抱负药物合成工艺路线应具有的特点的是【Ｄ】合成环节少B、操作简便C、设备规定低D、各步收率低6、在反映系统中,反映消耗掉的反映物的摩尔系数与反映物起始的摩尔系数之比称为【D】A、瞬时收率B、总收率Ｃ、选择率Ｄ、转化率7、用苯氯化制各一氯苯时，为减少副产物二氯苯的生成量,应控制氯耗以量。已知每l0０mol苯与４0moｌ氯反映,反映产物中含38mol氯苯、ｌmｏｌ二氯苯以及３8、６１ｍol未反映的苯。反映产物经分离后可回收6０moｌ的苯,损失ｌmol的苯。则苯的总转化率为【Ｄ】Ａ、３9%Ｂ、62%Ｃ、８８％D、9７.5%8、以时间“天”为基准进行物料衡算就是根据产品的年产量和年生产日计算出产品的日产量，再根据产品的总收率折算出l天操作所需的投料量,并以此为基础进行物料衡算。一般情况下，年生产日可按【C】天来计算,腐蚀较轻或较重的,年生产日可根据具体情况增长或缩短。工艺尚未成熟或腐蚀较重的可按照【Ｄ】天来计算。A、24０B、２80Ｃ、3３0D、3009、选择重结晶溶剂的经验规则是相似相溶,那么对于具有易形成氢键的官能团的化合物时应选用的溶剂是【A】A、乙醇B、乙醚Ｃ、乙酮D、乙烷10、下面不属于质子性溶剂是的【A】A、乙醚B、乙酸C、水D、三氟乙酸１１、载体用途不涉及【B】.A、提高催化活性Ｂ、改变选择性C、节约使用量Ｄ、增长机械强度1２、为了减少溶剂的挥发损失,低沸点溶剂的热过滤不宜采用【B】A、真空抽滤,出口不设立冷凝冷却器B、加压过滤C、真空抽滤，出口设立冷凝冷却器Ｄ、不能拟定１３、工业区应设在城乡常年主导风向的下风向,药厂厂址应设在工业区的【Ａ】位置。A、上风B、下风C、下风或上风D、侧风１４、《国家污水综合排放标准》中，【Ａ】污染物能在环境或生物体内积累，２1、对人体健第康会类产生长远的不良影响。Ａ、第一类B、第二类C、第三类D、第一类和第二类15、化学需氧量是指在一定票件下,用强氧化剂氧化废水中的有机物所需的氧的量，单位为mｇ．L－1。我国的废水检查标准规定以【Ｂ】作为氧化剂A、高锰酸钾Ｂ、重铬酸见C、双氧水Ｄ、浓硫酸1６、仅具有机污染物的废水经【Ｂ】后,BOＤ5通常可降至20～3０ｍg.Ｌ－１,水质可达成规定的排放标准。A、一级解决B、二级解决Ｃ、三级解决D、过滤并调节PH值17、氯霉素有几个手性中心【B】A、一个B、2个．C、3个D、８个18、氯霉素是广谱抗生素，重要用于【D】Ａ、伤寒杆菌Ｂ、痢疾杆菌C、脑膜炎球菌D、以上都是１９、下列不具有抗癌作用酌抗生素是【D】A、放线菌素B、博来霉素C、阿霉素D、四环素１0、青霉素工业大规模发酵生产采用二级种子培养,属于几级发酵【Ａ】A、三级B、二级C、四级Ｄ、一级20、四环素发酵培养工艺中，氨基态氨浓度应为【A】A、１0０-200mｇ/LＢ、10０-2０0C、1０0－2０0kg/ＬD、１00-200g/L21、甾体化合物的生产工艺路线包招【D】A、天然提取Ｂ、化学合成C、微生物转化D、以上都是22、紫杉醇属于哪类化合物（Ａ)A、三环二萜Ｂ、蒽醌Ｃ、黄酮Ｄ、多糖2３、紫杉醇分子结构中有多少手性中心【B】A、９B、8C、２Ｄ、lｌ24、合成手性紫杉醇侧链的最具有代表性的方法有哪些?【Ｄ】(1)双键不对称氧化法（2)醛醇反映法(3)肉桂酸成酯法(4)半合成法A、(1)（２)B、（2)（3)C、(3）(4)D、(1)(４)2５、一个工程项目从计划建设到交付生产期的基本工作程序大体可分为设计前期、设计期和设计后期三个阶段，其中设计期重要涉及【Ｂ】A、项目建议书、可行性研究B、可行性研究、初步设计和施工图设计Ｃ、初步设计和施工图设计D、初步设计、施工图设计和试车２6、在工艺流程设计中，置通的二阶段设计是指【D】Ａ、可行性研究和工艺流程设计Ｂ、中试设计和施工图设计C、中试设计和扩大工程设D初步设计和施工图设计27、洁净等级分别为1万级和１0万级的空气,下列说法对的的是【Ｂ】A、l0万级的空气质量较高B、1万级的空气质量较高C、质量相同D、不能拟定28、抱负反映器中的物料流型有【C】Ａ、滞流和湍流Ｂ、对流和涡流C、理合混合和抱负置换D、稳定流动和不稳定流动2９、釜式反映器的操作方式有【Ｄ】.A、阃歇操作Ｂ、半连续或半间歇操作C、间歇操作和连续操作D、间歇操作半连续操作和连续操作30、釜式反映器可采用的操作方法有【D】连续操作和间歇操作B、间歇操作和半连续操作C、连续操作和半连续操作Ｄ、间歇操作、半连续及连续操作３1、实际生产中,搅拌充足的釜式反映器可视为抱负混合反映器，反映器内的【A】A、温度、组成与位置无关B、温度、组成与时间无关C、温度、组成既与位置无关,又与时间无关D、不能拟定3２、釜式反映器串联操作时，串联的釜数以不超过【C】个为宜。Ａ、2Ｂ、3Ｃ、4D、53３、对于等温等容过程，同一反映液在相同条件下，为了达成相同转化率，在间歇抱负釜式反映器内所需的反映时间τ与在管式抱负流动反映器中所需的空间时间τc之间的关系为:【D】τ>τｃＢ、τ=τcC、τ<τcD、不拟定３４、在管式反映器中进行气相等温等压反映,已知反映方程式可表达为A(g)+2B(g)=Ｃ（g)＋D(g）,则反映时间ｔ与空间时间ｔC之间的关系为【A】Ａ、t〉ｔCB、ｔ=ｔCC、t〈tCD、不能拟定３5、某一产品的生产过程涉及硝化、还原、置换三个环节,各步操作周期分别为２４h、8ｈ、1２h,所有物料均为液体，且在整个生产过程中的体积保持不变。若要保持各设备之间的能力平衡，则下列几种安排不合理的是【C】A、１0０0L硝化釜3只,500Ｌ还原釜2只,１500L置换釜1只。B、１5００L硝化釜2只，5０0L还原釜2只，５0０L置换釜３只。C、1500L硝化釜2只,5０0Ｌ还原釜３只,１500L置换釜2只。D、3０00L硝化釜1只,10０0Ｌ还原釜１只，1５0０L置换釜1只。36、对于反映级数较低，且规定的转化率不高的液相或自催化反映，应选用【B】A、间歇釜式反映器B、单台连续釜式反映器C、多台串联连续操作釜式反映器D、管式反映器37、对于粘度大于50Paxs的液体搅拌，为了提高轴向混合效果，则最且采用【B】Ａ、螺旋浆式搅拌器B、螺带式搅拌器C、锚式搅拌器D、框式搅拌器３8、以下属于发酵焙养基的配制的一般原则是【Ｄ】A、生物学原则B、高效经济原则C、工艺原则Ｄ、以上都是39、发酵过程须检测的参数是【D】A、化学物药理参数Ｂ、化学参数C、生物参数D、以上都是４０、我国的GＭP推荐,一般情况下,洁净度高于或等于l万级时，换气次数不少于【Ｄ】次h-１。A、10B、15C、20D、2541、对于热可塑性性药物，其粉碎宜采用【C】A干法体粉碎B、湿法粉碎C、低温粉法碎Ｄ、球磨粉碎4２、某反映体系的湿度为18５℃则宜采用【B】作为加热介质A、低压饱和水蒸汽B、导热油Ｃ、熔盐D、烟道气４3、某反映体系的温度为26０℃,则宜采用【D】JA、低压饱和水蒸汽加热B、导热油加热C、植物油加热D、电加热44、按照生产过程中使用或产生物质的危险性，生产的火灾危险性可分为甲、乙、丙、丁、戊五类，其中最具有危险性的为【Ａ】Ａ甲类B、甲类或乙类Ｃ、戌类Ｄ、甲类或戍类甲应.45、“精烘包”属于洁净厂房其耐火等级不低于【Ｂ】A、一级B、二级C、三级Ｄ、四级反映器题目补充１、自催化反映宜采用＿___B____。A、

间歇操作搅拌釜B、

单釜连续操作搅拌釜Ｃ、

多个串联连续操作搅拌釜

Ｄ、

管式反映器2、对于热效应很大的反映，若仅从有助于传热的角度考虑,则宜采用(

D

)。Ａ、间歇釜式反映器B、单台连续釜式反映器C、多台串联连续操作釜式反映器D、管式反映器3、对于反映速度较慢，且规定的转化率较高的液相反映，宜选用＿＿＿_A____。A、

间歇釜式反映器Ｂ、

单台连续釜式反映器C、

多台串联连续操作釜式反映器

D、

管式反映器４、对于反映级数较低，且规定的转化率不高的液相或自催化反映，宜选用_＿__B___＿。A、

间歇釜式反映器B、

单台连续釜式反映器C、

多台串联连续操作釜式反映器

Ｄ、

管式反映器5、对于平行反映，若主反映级数低于副反映级数，则宜选用____A_＿＿_。ﻩA、单台连续釜式反映器B、管式反映器C、多台串联连续操作搅拌釜6、对于平行反映，若主反映级数高于副反映级数,则不宜选用＿_＿＿Ａ__＿_。A、

单釜连续反映器

Ｂ、

管式反映器

C、歇釜式反映器Ｄ、多釜连续反映器１０、对于平行反映,若主反映级数高于副反映级数，则宜选用___＿D____。A、

多釜连续反映器

Ｂ、

管式反映器

C、间歇釜式反映器D、

A、Ｂ、Ｃ均可11、正常操作时,物料呈阶跃变化的反映器是＿___C__＿＿。Ａ、

间歇操作搅拌釜B、

单釜连续操作搅拌釜C、

多个串联连续操作搅拌釜Ｄ、

管式反映器12、抱负管式反映器中进行的反映,反映器的空间时间τC与物料在反映器中的停留时间τ之间的关系为：_＿＿_Ｄ_＿__。Ａ、τ>τCB、τ=τCＣ、τ<τCＤ、

不能拟定1３、对于等温等容过程,同一反映在相同条件下,为了达成相同转化率,在间歇抱负釜式反映器内所需要的反映时间τ与在管式抱负流动反映器中所需要的空间时间τＣ之间的关系为:_＿__Ｂ__＿_。A、τ＞τCB、τ＝τＣC、τ<τCＤ、

不能拟定１4、已知间歇釜式反映器的辅助操作时间为

1ｈ，则在等温等容条件下，同一反映在同一条件下达成相同转化率时,间歇釜式反映器所需的有效容积(

Ａ

)管式反映器的有效容积。Ａ、大于Ｂ、等于C、小于Ｄ、小于或等于１5、若忽略间歇釜式反映器的辅助操作时间,则间歇釜式反映器的生产能力___＿B_＿＿＿管式反映器的生产能力。A、

大于

B、

等于

C、

小于1６、对于等温变容过程，同一反映在相同条件下,为了达成相同转化率，在间歇抱负釜式反映器内所需要的反映时间与在管式抱负流动反映器中所需要的空间τ时间tC之间的关系为__＿_Ｄ_＿__。A、τ>τCB、τ=τCC、τ＜τＣD、

不能拟定17、某气相反映在等温管式反映器中进行。若随着反映的进行，气相物质的摩尔量逐渐减小,则达成规定转化率时,反映时间τ与空间时间τC之间的关系为_＿＿_C__＿_。Ａ、τ＜τCＢ、τ=τCC、τ＞τCD、

不能拟定18、在管式反映器中进行气相等温等压反映，已知反映方程式可表达为：A(g)+2Ｂ(ｇ)=Ｃ(g)+D(g),则反映时间τ与空间时间τC之间的关系为(

A

)。A、τ>τCＢ、τ=τＣC、τ<τCD、不能拟定19、在管式反映器中进行气相等温等压反映，已知反映方程式可表达为:A（g)=C(g)＋Ｄ(ｇ),则反映时间τ与空间时间τC之间的关系为:__＿_C___＿。A、τ>τCB、τ=τＣC、τ<τＣD、

不能拟定2０、对于反映级数大于零的同一反映，达成一定转化率时,抱负管式流动反映器所需要的反映器体积与抱负连续釜式反映器所需要的有效容积之比(称为容积效率η）为____E__＿_。A、η=1Ｂ、η≥１C、η＝0D、η≤０E、0≤η＜121、对于同一反映，达成一定转化率时，抱负管式流动反映器所需要的反映器体积与抱负连续釜式反映器所需要的有效容积之比（称为容积效率η)为___＿Ｅ＿_＿＿。Ａ、η＝1B、η≥1Ｃ、η=0D、η≤0Ｅ、０≤η≤１二、填空题:１、化学制药工艺学是研究药物研究与开发、生产过程中,设计和研究经济、安全、高效的化学合成工艺路线的一门学科，涉及制备工艺和质量控制。2、新药开发的历程为靶标的拟定、先导物的发现、先导物的优化、临床前开发I期、临床开发lI期、临床开发Ⅲ期、临床开发IV期、上市。3、药物合成工艺路线设计，应从剖柝药物化学结构着手。１４、基于生产工艺过程的各项内容归纳写成的一个或一套文献称为生产工艺规程,涉及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。4、实验设计及优选方法是以概率论和数理记录为理论基础，安排实验的应用技术；其常用实验方法有单因素平行实验优选法、多因素正交设计和匀设计优选法。５、制药工艺的研究可分为小试、中试及工业化生产三个环节，分别在实验室、中试车间和生产车间进行。6、中试放大研究方法涉及:逐级经验放大、相似模拟放大、数学模拟放大、化学反映器放大、生物反映器放大。7、影响中试的因素涉及放大效应、原辅料的杂质、反映规模、影响放大的其他因素有原料输送、设备腐蚀、搅拌效率等工程问题。8、凡反映物分子在碰撞中一步直接转化为生成物分子的反映成为基元反映。凡反映物分子要通过若干步，即若干个基元反映才干转化为生成物的反映，称为非基元反映。9、化学反映速率决定于反映物和过渡态之间的能量差,此能量差成为活化能。1０、化学合成药物的工艺研究中往往碰到多条不同的工艺路线,不同的化学反映存在两种不同的化学反映类型,分别为平顶型和尖顶型。11、化学反映环节的总收率是衡量不同合成路线效率的最直接的方法，其装配方式有直线方式和汇聚方式。１2、药物合成和过汇程聚中的催化技术有酸碱催化、金属催化、酶催化和相转移催化。所涉及相转移催化剂按化学结构可以分为鎓盐类、冠醚类和开链聚醚。13、按催化剂的活性组分是否负载在载体上可分为:非负载型金属催化剂、负载型金属催化剂;按催化剂活性组分是一种或多种金属元素分类：单金属催化剂和多金属催化剂。14、化学方法制备手性药物涉及化学拆分、化学不对称合成法１5、手性药物合成过程中,对于外消旋体的拆分有直接结晶法和生成非对映异构体,其中直接结晶法中常用途径有自发结晶拆分和优先结晶拆分、逆向结晶拆分、外消旋体的不对称转化和结晶拆分。１6、化学需氧量为在一定条件用强氧化剂(KmnＯ４）使污染物被氧化所需要的氧量分别用C0DＭn表达。1７、生化需氧量值反映水体中可被微生物分解的有机物总量，其值越高说明水中有机污染物质越多，污染也就越严重。１８、生化需氧量值值反映水体中可被微生物分解的有机物总里量，其值越高说明水中有机污染物质越多，污染也就越严重。1９、头孢氨苄的生产国内重要有三条工艺路线，即苯甘氨酰氯与７－ＡDCA缩合法、和苯甘氨酸无水酰化法、微生物酶酰化法。2０、半合成头孢菌素类与半合成青霉素的生产工艺路线相似,重要有微生物酰化法和化学酰化法以工业生产的便宜青霉素为原料的青霉素扩环法三种。21、基因工程菌发酵制药工艺过程可分为上游过程和下游过程。上游过程重要涉及基工程菌的构建与发酵培养，核心是高效表达。下游过程涉及分离纯化、药物制剂与质量控制等。22、常用的灭菌方法有化学灭菌、辐射灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌和培养基过滤灭菌。23、维生素Ｃ的工业生产路线有莱氏合成法和两步发酵法。24、塞来克西流为Ⅱ型环氧化酶克制剂,该化含物可以甲苯为原料进行合成，请完毕以下反映流程路线:25、按压力等级对压力器进行分类,压力在0.1-１.6MPa范围内容器属于低压容器；在1.6-l0MＰａ范围内容器属于中压容器;压力在１0-98MＰa范围内容器属于高压容器;超压容器的压力范围为＞９8Ｍpa。三、简答题1、化学制药厂污染的特点。（1)数量少、组分多、变动性大；(２）间歇排放；(3)pH值不稳定;（4)化学需氧量高。2、列举抱负的药物工艺路线的5个特性(每个1分,列举5项即可)。1）化学合成途径简易,即原辅材料转化为药物的路线要简短：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,安全无主毒5）设备规定不苛刻；６)三废少,易于治理；7)操作简便，经分离易于达成药用标准：8)收率最佳,成本最低，经济效益最佳。３、影响中试放大的因素有哪些?(l）物理方法,运用物理作用将废水中呈悬浮状态的污染物分离出来,在分离过程中不改变化学性质；(２）化学方法,运用化学反映原理解决废水中各种形态的污染物分离出来。(3）物理化学方法，综台运用物力和化学的作用除去废水中污染物。(4)生物方法,运用微生物的代谢作用。使废水中呈溶解和胶体状态的有机污染物转化为稳定，无害的物质。4、中试放大实验中应注意的问题。(１)原辅材料的过渡实验；（2)设备材质和腐蚀实验;（3）反映条件限度实验；(4）原辅材料、中间体及新产品质量的分析方法研究;(5)反映后解决方法的研究。5、列举药物生产工艺研究的七个重大课题中的任五项,每答对一项4得分。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)能量供应；(5)反映时间及其监控;(６）后解决;(７）产。品的纯化和检查6、物料衡算的基准是什么？什么是转化率、收率和选择性，三者之间的关系如何?料衡算可以以每批操作为基准，也可认为单位时间、每公斤产品为基准；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表达;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映物料量之比简称为该组分的转化率,一般以百分率表达，用符号XＡ表达;收率是重要产物实际产量与投入原料理论产量之比值,也用百分率表达，用符号Y表达；三者间的关系为Ｙ=Xφ。７、试述如何拟定配料比及意义答：有机反映很少是按照理论值定量完毕,配料比重要根据反映过程的类型来考虑：１)不可逆没应：可采用增长反映物之一浓度（即增长其配料比)，或从反映系统中不断去除生成物之一,以提高反映速度和增长产物的收率。2)当反映生成物的生成量取决于反映液中某一反映物的浓度时，则增长其配料比。最适合的配料比应是收率最高，同时单耗较低的某一范围内。３）若反映中,有一反映反物物不稳定，则可增长其用量,以保证有足够的量能参与主反映。4)当参与主、副反映的反映物不尽相同时,应运用这一差异，增长某一反映当量，以增长主反映当竞争力。５)为防止连续反映(副反映)的发生,有此反映的配料比应当小于理论量，使反映进行到一定限度，停下来,即提限制反映时间。拟定配料比与反映应物浓度意义,提高收率、减少成本、减少后解决承担。8、什么是催化剂的活性，其影响因素有哪些?催化剂的活性就是催化剂的催化能力。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达。影响催化剂活性的因素：(1)温度:温度对化剂活性影响很大,温度太低时，催化剂的活性小，应速度很慢,随着温度上升，反映速度逐增大,但达成最大反映速度后,又开始减少。绝大多数催化剂都都有活性温度范围。(２)助催化剂:在制备助催化剂时,往往加入少量物质(<1%。),这种物质活性很小,但却能显著提高催化剂的活性、稳定性或选择性。(3）载体（担体):常把催化剂负载在某种惰性定物性质上，这种物质成为载体。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。同时还可以增长催化剂的机械强度，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克制作用的物质,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。9、简答三废防治的措施。生产工艺绿色化；循环使用与无害化工艺；资源回收综合运用；加强设备管理;１0、写出BHC公司因发明以异丁基苯经合三成步布洛芬的新方法而获得１997年度美国“总统绿色化学挑战奖”的变更合成路线奖的布洛芬合成路线(三步反映)9、简述反映器的概念及其作用。是用来进行化学或生物反映的装置,是一个能为反映提供适宜的反映条件,以实现将原料转化为特定产品的设备;其作用是为化学或生物反映提供可人为控制的、优化的环境条件。10、简述反映器设计的重要任务。１）选择反映器的形式和操作方法；2）根据反映及物料的特点，计算所需的加料速度、操作条件以及反映器体积,并以此拟定反映器重要构件尺寸;3)同时还应考虑经济效益和环境保护等方面的规定。1１、简述氯霉素的以乙苯为起始原料经对硝基苯乙酮合成路线的优缺陷?优点：起始原料易得,各步反映收率高，技术条件规定不高,在化学合成上巧妙了运用了前手性元素和还原剂的特点,进行手性合成。缺陷:合成环节较多，产生大量的中间体和副产物,如无妥善的综合运用途径，必将增长生产承担和巨大的环境污染。．12、简述氯霉素涉及哪几条合成路线?以对硝基苯甲醛为起始原料的合成路线,以苯甲醛为起始原料的合成路线;以乙苯为原料的含成路线;以苯乙烯为起始原料的合成路线。5.中试放大的研究内容。生产工艺路线的复审；设备材质与形式的选择;搅拌器形式与搅拌速度考察；反映条件的进一步研究;工艺流程与操作方法的拟定。13、如何解决氯霉素立体构型问题?采用刚性结构的原料或中间体,具有指定空间构型圜刚体结构进行反映时，不易产生差向异构体；运用空间位阻效应；使用品有立体选择性的试剂。14、简述乙苯硝化用混酸中硫酸的作用。１)使硝酸产生硝基正离子NO2+,后者与乙苯发生亲电取代反映;2)使硝酸的用量减少至近于理论量:3)浓硝酸与浓硫酸混合后,对铁的腐蚀性很少,故硝化反映可以在铁制反映器中进行。１５、以下为宜苯乙烯出发经α－羟基对硝基苯乙胺制备氯霉素的合成路线，请根据反映以流下程为填写中间体及反映试剂,每空1分。四、分析题１、液体联苯混合物自然循环加热装置的工艺流程如附图所示。请简要指出图中设备3、４、5、7设备名称及作用。答:设备3：；设备4：;设备5:；设备７:;设备3-贮存联苯混合物，当温度较低而使联苯混合物凝固时,可运用其中的加热装置,使联苯混合物熔化。设备４-用于回收联苯混合物蒸汽，减少挥发损失设备５－联苯混台物在被加热的过程中体积将发生膨胀，因此，系统不能采用封闭操作。此投备用于贮存因体积膨胀而增长的联苯混合物。此外该设备还可观测液体联苯的液位。设备7-当出现紧急情况，需要立即停止设备1的加热时，可将联苯混合物泄入该设备中，以防设备ｌ发生事故。2、用混酸硝化氯苯制备混合硝基氯苯。已知混酸的组成为：HNO3４7%、ＨＯ2４%;氯苯与混酸中摩尔比为1:１.１；反映开始温度为４0－55℃，并逐渐升温80℃;硝化时间为2ｈ；硝化废酸中含硝酸小于工1.６%,含混合硝基氯苯为获得混合硝基氯苯的1%。现设计A、B、C三种工艺流程，试以混合硝基氯苯的收率及硫酸、硝酸、氯苯的单耗作为评判标准，通过方案比较拟定三种流程的优劣。(注意:仅指出那一种流程最佳或最差而不说明理由者不得分。)答：A方案：将分离后的废酸直接出售,这一方面要消耗大量的硫酸，使硫酸的单耗居高不下;另一方面，由于废酸中还具有未反映的硝酸以及少量的硝基氯苯,直接出售后不仅使硝酸的单耗增长，混合硝基氯苯的收率下降，并且存在废酸中的硝酸和硝基氯苯还会使废酸的用途受到限制。B方案：在硝化分离之后，增长了一道萃取工序。该工艺是将氯苯和硝化废酸加入萃取罐,使硝化废酸中残留的硝酸继续与氯苯发生硝化反映,生产硝基氯，从而回收了废酸中的硝酸,减少了硝酸的单耗。同时,生成的混合物硝基氯苯与硝化混酸中原有的混合硝基氯苯一起进入氯苯层，从而提高了混合硝基氯苯的收率。与比方案A相比，方案Ｂ可减少硝硫的单耗，提高了混合硝基氯苯的收率。但在方案B的萃取废酸中仍具有一定量的原料氯苯，将其直接出售，不仅使增长氯苯的单耗居高不下,并且还会增长氯苯的单耗。此外,存在于废酸中的氯苯也会使废酸的用途收到限制。Ｃ方案：在萃取从之而后,又增长了一道减压浓缩工序,萃取后的废酸经减压浓缩后可循环使用,从而大大又降增低了硫酸的单耗。同时,由于氯苯与水可形成低共沸混合物，浓缩时氯苯将随水一起蒸出，经冷却后可回收其中的氯苯,从而减少了氯苯的单耗。可见,以混合硝基氯苯的收率以及硫酸、硝酸和氯苯的单耗作为评判标准,方案C为最佳,方案B次之,方案A最差。五、问答题：1、如何通过青霉菌培养基的控制来提高青霉素产量?在主霉素霉素生产过程中，让培养基中的重要营养物只够维持青霉菌在前4h生长,而4０h的后生产中，靠低速连续补加葡萄糖和氮源等,使菌半饥饿,延长青霉素的合成期,大大提问了产量。所需营养物限量的补加常用来控制营养缺陷型突变菌种，使代谢产物积累到最大。青霉素发酵中采用补料分批操作法，对葡萄糖、铵、苯乙酸进行缓慢流加，维持一定的最适浓度。葡萄糖的流加，浓度过乙低使抗生素合成速度减慢或停止，过高则导致呼吸活性下降，甚至引起自溶，葡萄糖浓度调节是根据PH,溶氧或CＯ2释放率予以调节。碳源的选择:生产菌能运用多种碳源，乳糖，蔗糖,葡萄糖,甘露糖、淀粉和天然油脂。经济核算问题，生产成本中碳源占12%以上,对工艺影响很大;糖与结合形成糖基-6-AＰＡ，影响青霉素的产量。葡萄醣、乳糖粘合能力强,并且随时间延长而增长延长。通常采用葡萄糖和乳糖。发酵初期,运用快效的葡萄糖进行菌丝生长。当葡萄糖。耗竭后,运用缓效的乳糖,使pH稳定，分泌青霉素。可根进据行形态变化，滴加葡萄糖,取代乳糖。目前普遍采用淀粉的酶水解产物，葡萄糖化液流加。减少成本。氮源：玉米浆是最佳的,是玉米淀粉生产时的副产品,具有多种氨基酸及其前体苯乙酸和衍生物。玉米浆质量并不稳定，可用花生饼粉或棉籽饼粉取代。补加无机氮源。无机盐:硫、磷、镁、钾等。铁有主母,控制在3０ｕg／ml以下。流加控制：补糖,根据残糖、ｐH、尾气中ＣＯ2和O2含量。残糖在０.6％左右，pＨ开始升高时加糖。补氨:流加酸酸铵、氨水、尿素，控制氨基氮0.05%。添加前体:合成阶段,苯乙酸及其衍生物,苯乙酰胺、苯乙胺、苯乙酰甘氨酸等均可为青霉素侧链的前体,直接掺入青霉素分子中。也具有刺激青霉素合成作用。但浓度大于0J9%时对细胞和合成有毒性。还能被细胞氧化。策略是流加低浓度前体,一次加入屋里低于0.ｌ%，保持供应速率略大于生物合成的需要。2、手性紫杉醇侧链的合成有哪些代表性的方法？说明其合成原理，并分别写出合成路线。手性紫杉醇侧链的方法有许多种,其中具有代表性的方法有双键不对称氧化法和醛反映法。双键不对称氧化法可以从顺式肉桂醇出发，用Sharplｅss环氧化法合成出手性的环氧化合物，经叠氮开环等反映最后制得紫杉醇侧链，见（a)。也可以从反式肉桂酸甲酯出发,在手性催化剂作用下进行双羟基化反映,再将得到的双羟基化合物转化成叠氮化合物,最后也得到紫杉醇侧链，见(b)。醛醇反映法是合成手性紫杉醇恻链的另一种有效的方法。如以苯乙酮为原料在手性催化剂作用下使苯乙酮与烯醇硅醚发生荃醇缩合反映，然后将产物的C-３反式羟基变为顺式氨基，经解决即得紫杉醇侧链，见(C)。六、计算题-物料衡算1、硝化混酸配制过程的物料衡算。已知混酸组成为Ｈ2ＳO４46%(质量比例，下同)、HNO3４6%、Ｈ２O8%,配制混酸用的原料为92.5％的工业硫酸、９8%的硝酸及含Ｈ2SＯ469％的硝化废酸。试通过物料衡算拟定配制1000kg混酸时各原料的用量。为简化计算，设原料中除水外的其它杂质可忽略不计。解：混酸配制过程可在搅拌釜中进行。以搅拌釜为衡算范围，绘出混酸配制过程的物料衡算示意图。解：取设备为衡算体系,10０0公斤混酸为计算基准对HNO3进行物料衡算得：0．98G硝酸=0.４6×1000(a)对H2SＯ4进行物料衡算得：0.925G硫酸+0.69G废酸=0.461000(b)对H2O进行物料衡算得：0.02G硝酸+0.0７5G硫酸＋0．31G废酸=0.0８×1０0０（ｃ)解得:Ｇ硝酸=469kｇ,G硫酸=399.5kg,G废酸=１31.1ｋｇ混酸配制过程的物料平衡表(见下图）３、甲氧苄氨嘧啶生产中由没食子酸经甲基化反映制备三甲氧苯甲酸工序，测得投料没食子酸25.0kg,未反映的没食子酸２.0kg，生成三甲氧苯甲酸24．0kg，求转化率、选择性和收率。（202３、2０２3年真题）解：3-1甲苯用浓硫酸磺化制备对甲苯磺酸。已知甲苯的投料量为1００0kg，反映产物中含对甲苯磺酸１460ｋｇ,未反映的甲苯2０kg。试分别计算甲苯的转化率、对甲苯磺酸的收率和选择性。4、用1８7６kg混酸(HNＯ３３２％、Ｈ2ＳO45６％、H２Ｏ1２%）对1052.6kg含量为95%的乙苯进行硝化，乙苯的转化率10０%,所有生成一硝基乙苯，其中对位、邻位与间位比例为５0:４４:6。已知硝化反映温度为４0℃，求硝化过程的物料衡算。解:反映方程式答：反映中共加入混酸的质量为１876kg,其中，含HＮＯ31876×32%=６00.3２kg；含H2ＳO４1876×５6％=１05０．56kg;含H2O１８76×１2％＝２25.12ｋg。由题意知，乙苯的乙苯的纯度为95%，转化率10０%,则参与反映的乙苯为10５2.6×95%×１0０=９99.９7ｋg生成的对位、邻位与间位“硝基乙苯”的总量为则，对硝基乙苯:1424．5x50%=７1２．25ｋｇ邻-硝基乙苯：1424.5x44％=626.7８kg间硝基乙苯：1424.5ｘ6%=85.４7kｇ参与反映的HNO3的量为剩余HNO3的量为600.32－594．32=6kg剩余H2ＳO４:1050.56ｋｇ剩余H２O（原混酸中）:22５.12kg硝化反映生成的H2O:共有水:２25．1２+169．８１＝394．93kg4-1、在间歇式反映釜中用浓硫酸磺化生产对甲苯磺酸，试对该过程作物料衡算。已知1０00kg，纯度９9.9%（质量）;浓硫酸1１00ｋg,纯度98％，甲苯转化率为98%，生成对甲苯磺酸的选择性为８2%,生成邻甲苯磺酸的选择性为９．2%，生成间甲苯磺酸的选择行为８．8%，物料中的水约90％经连续脱水器排出。此外,为简化计算,假设原料中除纯品外都是水,且磺化过程中无物料损失。解:原料甲苯中的甲苯量为：1０00×0.9９9=999kg原料甲苯中的水量为:１00０-９99＝1kg浓硫酸中的硫酸量为：1100×0.98＝10７8kg浓硫酸中的水量为:110０-107８＝2２kg进料总量为：1000+1１00=2100kg,其中含甲苯99９kg，硫酸10７8kg,水23kg。磺化物(对+邻+间甲苯磺酸)=对甲苯磺酸=邻甲苯磺酸=间甲苯磺酸=生成水的总量＝系统中共有水=２３+１91．5=214.５kｇ脱水器中的水=２14.5×９0％=193.１kｇ磺化液中的水为=21４．5×(1-90％）=２1.4ｋg4-2、乙苯用混酸硝化,原料乙苯的纯为95％,混酸中(HNO332%,H2SO４56%,H２O1２%)，HNO3过剩率（HNO３过剩量与理论耗量之比为）０.052。乙苯的转利率为９９％。转化为对邻间分别为52％、43％、４%。若年产300吨对硝基乙苯,年工作日为300天,试以一天为基准作为硝化反映的物料平衡计算。（2023年）解:(解：(1)天天应生产的对硝基乙苯的量为：300/３0０=1ｔ=1０3ｋg则总的＂硝化物"1000/0.５2=192３.08ｋg邻硝基乙苯=19２３．08×0.43=826.９2ｋg间硝基乙苯＝192３．08×0.04=７6.92kg杂质1=１9２３．08×0.01＝19.23(2）参与对位反映的乙苯则参与反映的乙苯701.９9/０．5２=1３50总的纯乙苯为:701．9９/0.５2/0.9９=１36３．6１剩余的乙苯1３６3.６1-１350=13.６1或1363.６1×0.01＝1３.64工业用乙苯为：1363.61/0.95=1435.38kg，含杂质2:１435.38-1３6３．61＝71.7７或１435．38×０.05＝71.77（3）参与反映的硝酸：则，有总的硝酸8０2.36(1+0．052)=8４4.08未参与反映的硝酸8０2.３６×0.052=41.７2混酸有:8４4.０８/0.3２=2637.75H2ＳO４2637.７5×0.56＝1477.14H2O26３７.６9×０.１2=３１6.5３(3）反映生成的H２Ｏ总共有水:2２9.25+3１6.5３=５4５.785、在催化剂作用下,甲醇用空气氧化可制取甲醛。反映方程式如下:为保证甲醇有足够的转化率，在进科中空气过量50%,甲醇的转化率式可达7５%。已保知甲醇的流量3200kｇ/h,试进行物料衡算，并将结果汇总于附表。(2０２3年真题)解：用空气氧化甲醇制取甲醛的反映方程式如下：物料衡算示意图如下:物料衡算计算结果汇总于附表中附表甲醇空气氧化物料平衡输入物料名称流量kｇ/h输出物料名称流量kg/ｈ甲醇３200甲醇800空气氧气2400甲醛2２50惰性组分7953水1３50氧气120０惰性组分７９５3总计１355３总计１35536、浓度2０%的羟丙哌嗪酒石酸盐,以每小时l0００0ｋg的流速进入一高效蒸发器。浓缩至50%后，放入结晶罐，上层的饱和溶液(37.8℃时，溶解度0.6kg羟丙哌嗪酒石酸盐/kg水）进行循环进行循环（见附图),求物料流速(Ｍ、R)。(2023年真题）解:按题意有四个未知数，即W、M、C和R,而对每一个单元设备均可列出两个组分物料衡算式,因此可得唯一解。（1)Ｒ的质量分率,以lkg为基准,饱和循环物流含1.6kg溶液，故组成为0.6/1.6-－0.３7５羟丙哌嗪酒石酸盐／(kg溶液)－1。Ｒ的质量分数为0.375羟丙哌嗪酒石酸盐和0.625kg水（2)以羟丙哌嗪酒石酸盐为联系组分,计算结晶的羟丙哌嗪酒石酸盐的量,即l０0０0x0.20／96=２０83ｋg/ｈ(3)计算循环物流Ｒ可以来用:=1\*ＧB３①对蒸发器进行计算＝2\＊ＧＢ3②对结晶罐进行计算,但第二种方法比较容易。总物料衡算Ｍ=Ｃ＋RM=2０8３+R组分（羟丙哌嗪酒石酸盐)物料衡算MXM=Ｃxc+RXR0.５M=６C+0.375R=2023+０.3７５R解上面两个方程得:M=9７５lkg/hR=7668kｇ／h附图丙哌嗪酒石酸盐浓缩结晶流程图7、今拟用60%发烟硫酸来磺化硝基苯磺酸。己知该厂的生产任务天天投料1ｔ硝基苯,试作物料衡。已知收率为90%,硝基苯100％转化。假设过程除了重要反映外，尚有5-硝基-１,3苯二磺酸生成，反映损失不计。硝基苯的纯度9８％。查得硝基苯磺化时Ⅱ值为82，物料密度为ρ=117３Ｋg／m３,６0%发烟硫酸ρ＝２0232373Kg/m3。解:天天投入硝基苯的量为１0０0／123=８．13kmol其中7.317kmoｌ按反映(l)进行，０.81３ｋｍo1按反映(2)进行。所以，消耗SO3的量=x１+ｙ1=7.31７×80＋0.813×2×80＝715.56kｇ生成一磺化物的量=ｘ2=7.317×20３=1485.4kｇ。生成二磺化物的量＝y2＝0．８13ｘ283=２30．1KgⅡ随硝基苯带入杂质的量=100０x2/9８=2０．4Kg，因此，共投入粗硝基苯的量=l0O０＋20.4＝1020.４Kg,则粗硝基苯的体积Ｖ＝102０.4/1173=０．87０m3。依据下式：式中Ms－-－--磺化剂用量，Ｋg；Mc-－---