醫(yī)藥化學(xué)藥物合成與反應(yīng)機制試題集_第1頁
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綜合試卷第=PAGE1*2-11頁(共=NUMPAGES1*22頁) 綜合試卷第=PAGE1*22頁(共=NUMPAGES1*22頁)PAGE①姓名所在地區(qū)姓名所在地區(qū)身份證號密封線1.請首先在試卷的標(biāo)封處填寫您的姓名,身份證號和所在地區(qū)名稱。2.請仔細(xì)閱讀各種題目的回答要求,在規(guī)定的位置填寫您的答案。3.不要在試卷上亂涂亂畫,不要在標(biāo)封區(qū)內(nèi)填寫無關(guān)內(nèi)容。一、選擇題1.藥物合成中的相轉(zhuǎn)移催化技術(shù)主要應(yīng)用于以下哪種類型的反應(yīng)?

a)酯化反應(yīng)

b)酰胺合成

c)水解反應(yīng)

d)環(huán)合反應(yīng)

2.在以下反應(yīng)中,不屬于自由基反應(yīng)的是:

a)烷基化反應(yīng)

b)氯化反應(yīng)

c)硅氫化反應(yīng)

d)酰化反應(yīng)

3.藥物分子中的哪個基團通常具有較強的親水性?

a)羥基

b)羧基

c)硫基

d)氨基

4.在以下反應(yīng)中,不屬于立體選擇性的反應(yīng)是:

a)馬氏規(guī)則反應(yīng)

b)烯烴的加成反應(yīng)

c)羥基化反應(yīng)

d)氯化反應(yīng)

5.藥物分子中的哪個結(jié)構(gòu)單元通常具有較高的親脂性?

a)羥基

b)羧基

c)硫代

d)醚

答案及解題思路:

1.答案:d)環(huán)合反應(yīng)

解題思路:相轉(zhuǎn)移催化技術(shù)(PCP)主要用來促進非極性反應(yīng)物在極性溶劑中溶解,常見于環(huán)合反應(yīng)中,特別是某些合成步驟,如DielsAlder反應(yīng)。

2.答案:d)酰化反應(yīng)

解題思路:自由基反應(yīng)的特征是在反應(yīng)過程中和消耗自由基。烷基化反應(yīng)、氯化反應(yīng)和硅氫化反應(yīng)都是通過自由基機制進行的。而酰化反應(yīng)通常涉及質(zhì)子的轉(zhuǎn)移,不是自由基反應(yīng)。

3.答案:a)羥基

解題思路:羥基(OH)是一種親水基團,容易與水分子形成氫鍵,因此在藥物分子中通常具有較強的親水性。

4.答案:d)氯化反應(yīng)

解題思路:馬氏規(guī)則、烯烴加成和羥基化反應(yīng)都是立體選擇性的,而氯化反應(yīng)(除非在特定條件下如不對稱氯化),一般不是立體選擇性的。

5.答案:d)醚

解題思路:醚基團(ROR')通常具有較高的親脂性,因為它們具有較大的非極性碳氧鍵和較少的極性氫氧鍵,這使得醚在疏水性溶劑中的溶解度更高。二、填空題1.在有機合成中,常用的保護基團有______、______和______。

答案:羥基、氨基和羧基

解題思路:在有機合成中,保護基團用于保護特定官能團,防止在后續(xù)反應(yīng)中被破壞。羥基、氨基和羧基是常見的保護基團,它們可以通過形成酯、酰胺或酰基保護來保護原官能團。

2.在藥物合成中,常用的消旋化反應(yīng)是______反應(yīng)。

答案:交叉偶聯(lián)反應(yīng)

解題思路:消旋化反應(yīng)是指將一個光學(xué)活性化合物轉(zhuǎn)變?yōu)榈攘康膬煞N對映異構(gòu)體的過程。交叉偶聯(lián)反應(yīng)是一種常用的消旋化方法,通過引入一個手性輔助劑,使得反應(yīng)物中的手性中心發(fā)生翻轉(zhuǎn),從而產(chǎn)生消旋產(chǎn)物。

3.藥物分子中的______結(jié)構(gòu)通常具有較高的藥效。

答案:手性

解題思路:手性結(jié)構(gòu)在藥物分子中對于活性,因為許多藥物的作用機制依賴于手性中心的存在。手性分子的對映異構(gòu)體可以表現(xiàn)出不同的藥效,因此具有手性結(jié)構(gòu)的藥物分子通常具有較高的藥效。

4.在藥物分子中,______和______是兩個重要的親電反應(yīng)位點。

答案:碳碳雙鍵和碳碳三鍵

解題思路:親電反應(yīng)位點是指容易受到親電試劑攻擊的部位。在藥物分子中,碳碳雙鍵和碳碳三鍵由于電子密度較高,容易吸引親電試劑,因此它們是兩個重要的親電反應(yīng)位點。

5.在藥物分子中,______和______是兩個重要的親核反應(yīng)位點。

答案:羥基和氨基

解題思路:親核反應(yīng)位點是指容易受到親核試劑攻擊的部位。在藥物分子中,羥基和氨基因為能夠提供孤對電子,因此是兩個重要的親核反應(yīng)位點,它們在藥物與受體結(jié)合或發(fā)生其他化學(xué)反應(yīng)中扮演關(guān)鍵角色。三、判斷題1.相轉(zhuǎn)移催化技術(shù)在藥物合成中是一種非常有效的技術(shù)。

解答:正確

解題思路:相轉(zhuǎn)移催化技術(shù)通過將反應(yīng)物從一種相轉(zhuǎn)移到另一種相,提高了反應(yīng)效率和選擇性,在藥物合成中得到了廣泛應(yīng)用。

2.在有機合成中,自由基反應(yīng)通常具有較高的選擇性。

解答:錯誤

解題思路:自由基反應(yīng)通常具有較高的反應(yīng)速度,但選擇性較低,因為自由基中間體的反應(yīng)性較高,容易發(fā)生多種不同的反應(yīng)路徑。

3.藥物分子中的羥基和羧基通常具有較高的親水性。

解答:正確

解題思路:羥基和羧基都是親水基團,它們能夠與水分子形成氫鍵,因此藥物分子中的這些基團通常具有較高的親水性。

4.在藥物分子中,馬氏規(guī)則反應(yīng)是一種立體選擇性的反應(yīng)。

解答:正確

解題思路:馬氏規(guī)則描述了親電取代反應(yīng)中取代基進入產(chǎn)物的方向,它反映了反應(yīng)的立體選擇性。

5.在藥物分子中,醚和硫代結(jié)構(gòu)通常具有較高的親脂性。

解答:正確

解題思路:醚和硫代結(jié)構(gòu)含有疏水性較強的碳硫鍵或氧原子,這使得它們在藥物分子中通常具有較高的親脂性,有助于藥物分子在生物體內(nèi)的脂溶性傳遞。四、名詞解釋1.酯交換反應(yīng)

酯交換反應(yīng)是指兩個酯類化合物在酸、堿或酶的催化下,相互交換其醇部分的反應(yīng)。這種反應(yīng)在藥物合成中常用于構(gòu)建復(fù)雜的分子骨架,通過改變酯的結(jié)構(gòu)來調(diào)控藥物的性質(zhì)。

2.馬氏規(guī)則

馬氏規(guī)則(Markovnikov'srule)是描述親電加成反應(yīng)中氫原子或鹵原子加成到碳原子的規(guī)則。根據(jù)該規(guī)則,親電試劑優(yōu)先加成到雙鍵或三鍵上碳原子上連接氫原子數(shù)目較少的那一邊。

3.相轉(zhuǎn)移催化

相轉(zhuǎn)移催化是一種催化方法,它通過將反應(yīng)物從一個相(如液相)轉(zhuǎn)移到另一個相(如液固相或液液相)來加速反應(yīng)。這種方法常用于有機合成中,特別是在涉及難溶性反應(yīng)物或催化劑的情況下。

4.消旋化反應(yīng)

消旋化反應(yīng)是指一個手性化合物通過化學(xué)反應(yīng)失去其手性,非手性(消旋)產(chǎn)物的過程。這種反應(yīng)在藥物合成中用于消除藥物分子中的手性中心,以簡化后續(xù)的合成步驟。

5.立體選擇性

立體選擇性(stereoselectivity)是指在化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)物以特定的方式排列,導(dǎo)致產(chǎn)物具有特定的立體化學(xué)結(jié)構(gòu)。立體選擇性是藥物合成中的概念,因為它直接影響到藥物分子的藥理活性。

答案及解題思路:

1.酯交換反應(yīng)

答案:酯交換反應(yīng)是指兩個酯類化合物在酸、堿或酶的催化下,相互交換其醇部分的反應(yīng)。

解題思路:理解酯交換反應(yīng)的定義,掌握其反應(yīng)條件和產(chǎn)物特性。

2.馬氏規(guī)則

答案:馬氏規(guī)則是描述親電加成反應(yīng)中氫原子或鹵原子加成到雙鍵或三鍵上碳原子上連接氫原子數(shù)目較少的那一邊。

解題思路:理解馬氏規(guī)則的原理,掌握其應(yīng)用在有機合成中的重要性。

3.相轉(zhuǎn)移催化

答案:相轉(zhuǎn)移催化是一種催化方法,通過將反應(yīng)物從一個相轉(zhuǎn)移到另一個相來加速反應(yīng)。

解題思路:理解相轉(zhuǎn)移催化的原理,認(rèn)識其在有機合成中的應(yīng)用。

4.消旋化反應(yīng)

答案:消旋化反應(yīng)是指一個手性化合物通過化學(xué)反應(yīng)失去其手性,非手性產(chǎn)物的過程。

解題思路:理解消旋化反應(yīng)的定義,認(rèn)識其在藥物合成中的作用。

5.立體選擇性

答案:立體選擇性是指在化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)物以特定的方式排列,導(dǎo)致產(chǎn)物具有特定的立體化學(xué)結(jié)構(gòu)。

解題思路:理解立體選擇性的概念,認(rèn)識其在藥物合成中的重要性。五、簡答題1.簡述相轉(zhuǎn)移催化技術(shù)在藥物合成中的應(yīng)用。

答案:相轉(zhuǎn)移催化技術(shù)(PhaseTransferCatalyst,PTC)是一種利用相轉(zhuǎn)移催化劑來促進液液或固液之間反應(yīng)的技術(shù)。在藥物合成中,相轉(zhuǎn)移催化技術(shù)主要用于以下應(yīng)用:

有機合成中液液反應(yīng)的促進,如醇的酯化、酰胺化等。

在水相中難于進行的有機合成反應(yīng),如親核取代反應(yīng)。

提高反應(yīng)速率和產(chǎn)率,減少催化劑的使用量。

解題思路:相轉(zhuǎn)移催化技術(shù)的應(yīng)用主要從提高反應(yīng)效率和促進難進行的有機反應(yīng)角度出發(fā)。

2.簡述馬氏規(guī)則在有機合成中的應(yīng)用。

答案:馬氏規(guī)則(Marsileusrule)是指在自由基加成反應(yīng)中,較不穩(wěn)定的自由基傾向于攻擊電負(fù)性較弱的碳原子,而較穩(wěn)定的自由基則傾向于攻擊電負(fù)性較強的碳原子。在有機合成中的應(yīng)用包括:

在烷烴、烯烴的自由基聚合中,控制聚合物結(jié)構(gòu)的規(guī)律。

在醇的自由基消除反應(yīng)中,選擇適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)條件。

解題思路:馬氏規(guī)則的應(yīng)用基于對自由基穩(wěn)定性的理解和控制,通過遵循馬氏規(guī)則可以提高目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性。

3.簡述消旋化反應(yīng)在藥物合成中的作用。

答案:消旋化反應(yīng)是將含有旋光性的外消旋體通過化學(xué)或物理方法轉(zhuǎn)化為非旋光性的過程。在藥物合成中的作用包括:

增加合成步驟的效率,簡化后續(xù)分離純化過程。

通過消旋化反應(yīng),可以在同一反應(yīng)中多個對映異構(gòu)體,節(jié)省資源。

優(yōu)化反應(yīng)條件,減少副反應(yīng)和雜質(zhì)的產(chǎn)生。

解題思路:消旋化反應(yīng)的作用從合成效率和產(chǎn)品純度兩個方面進行分析。

4.簡述立體選擇性的概念及其在藥物合成中的應(yīng)用。

答案:立體選擇性是指化學(xué)反應(yīng)過程中產(chǎn)物分子中某個官能團的立體構(gòu)型(如構(gòu)象、構(gòu)型等)受到某種因素的影響而具有特定構(gòu)型的傾向性。在藥物合成中的應(yīng)用包括:

通過選擇合適的反應(yīng)途徑,保證藥物分子中官能團的正確構(gòu)型。

提高藥物活性,保證療效和安全性。

解題思路:立體選擇性的應(yīng)用與藥物分子的藥效和安全性緊密相關(guān),通過控制和優(yōu)化反應(yīng)條件來實現(xiàn)。

5.簡述保護基團在藥物合成中的作用。

答案:保護基團是指在進行有機合成時,為了防止特定官能團發(fā)生不必要的反應(yīng),暫時性地引入的化學(xué)結(jié)構(gòu)。在藥物合成中的作用包括:

防止反應(yīng)過程中官能團的氧化、還原或其他不必要的化學(xué)變化。

通過改變官能團的化學(xué)性質(zhì),便于進行特定的有機反應(yīng)。

保證反應(yīng)的可控性,簡化分離純化步驟。

解題思路:保護基團的應(yīng)用從保護和改變官能團性質(zhì),以及保證合成過程可控和易于分離純化兩個方面進行闡述。六、論述題1.結(jié)合實例,論述相轉(zhuǎn)移催化技術(shù)在藥物合成中的應(yīng)用。

實例:在合成β內(nèi)酰胺類抗生素的過程中,相轉(zhuǎn)移催化技術(shù)被廣泛應(yīng)用于提高反應(yīng)效率和選擇性。例如在合成頭孢菌素C的過程中,使用相轉(zhuǎn)移催化劑如季銨鹽,可以有效地將親核試劑轉(zhuǎn)移到有機相中,與親電試劑反應(yīng),實現(xiàn)高效合成。

2.結(jié)合實例,論述馬氏規(guī)則在有機合成中的應(yīng)用。

實例:馬氏規(guī)則在鹵代烴的消除反應(yīng)中起著重要作用。例如在消除反應(yīng)中,鹵代烴的β氫原子優(yōu)先被消除,形成烯烴。在合成非甾體抗炎藥(NSDs)的過程中,馬氏規(guī)則指導(dǎo)下的消除反應(yīng)對于構(gòu)建藥物分子的骨架。

3.結(jié)合實例,論述消旋化反應(yīng)在藥物合成中的作用。

實例:消旋化反應(yīng)在藥物合成中用于制備具有特定光學(xué)活性的藥物。例如在合成抗生素克拉霉素的過程中,通過消旋化反應(yīng),可以將外消旋體轉(zhuǎn)化為具有特定光學(xué)活性的化合物,從而提高其藥效。

4.結(jié)合實例,論述立體選擇性的概念及其在藥物合成中的應(yīng)用。

實例:立體選擇性在藥物合成中對于提高藥物的選擇性和活性。例如在合成抗癌藥物紫杉醇的過程中,立體選擇性合成保證了藥物分子中特定手性中心的正確配置,這對于藥物與靶點的相互作用。

5.結(jié)合實例,論述保護基團在藥物合成中的作用。

實例:保護基團在藥物合成中用于保護反應(yīng)中可能被破壞的官能團。例如在合成抗生素萬古霉素的過程中,使用保護基團如三氟乙酰基可以保護糖苷鍵,防止在后續(xù)反應(yīng)中被水解,從而實現(xiàn)高效合成。

答案及解題思路:

答案:

1.相轉(zhuǎn)移催化技術(shù)在藥物合成中的應(yīng)用實例包括:在合成β內(nèi)酰胺類抗生素時,使用季銨鹽作為催化劑,提高反應(yīng)效率和選擇性。

2.馬氏規(guī)則在有機合成中的應(yīng)用實例包括:在鹵代烴的消除反應(yīng)中,β氫原子優(yōu)先被消除,形成烯烴,這在合成NSDs時。

3.消旋化反應(yīng)在藥物合成中的作用實例包括:通過消旋化反應(yīng)將外消旋體轉(zhuǎn)化為具有特定光學(xué)活性的化合物,如克拉霉素的合成。

4.立體選擇性的概念及其在藥物合成中的應(yīng)用實例包括:在合成紫杉醇時,保證藥物分子中特定手性中心的正確配置。

5.保護基團在藥物合成中的作用實例包括:在合成萬古霉素時,使用保護基團如三氟乙酰基保護糖苷鍵,防止水解。

解題思路:

1.分析相轉(zhuǎn)移催化技術(shù)的原理,結(jié)合實例說明其在提高藥物合成效率中的作用。

2.運用馬氏規(guī)則解釋鹵代烴消除反應(yīng)的機理,并舉例說明其在有機合成中的應(yīng)用。

3.解釋消旋化反應(yīng)的原理,結(jié)合實例說明其在制備具有特定光學(xué)活性藥物中的作用。

4.闡述立體選擇性的概念,結(jié)合實例說明其在藥物分子結(jié)構(gòu)構(gòu)建中的重要性。

5.介紹保護基團的作用,結(jié)合實例說明其在保護反應(yīng)官能團中的必要性。七、計算題1.計算下列反應(yīng)的平衡常數(shù):

a)2H2O2=2H2O

反應(yīng)的平衡常數(shù)K1=[H2O]^2/([H2]^2[O2])

假設(shè)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,K1=4.8x10^9(此數(shù)值需根據(jù)實際數(shù)據(jù)計算)

b)N23H2=2NH3

反應(yīng)的平衡常數(shù)K2=([NH3]^2)/([N2][H2]^3)

假設(shè)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,K2=9.0x10^4(此數(shù)值需根據(jù)實際數(shù)據(jù)計算)

2.計算下列反應(yīng)的活化能:

a)2H2O2=2H2O

活化能Ea1=242kJ/mol(此數(shù)值需根據(jù)實際數(shù)據(jù)計算)

b)N23H2=2NH3

活化能Ea2=337kJ/mol(此數(shù)值需根據(jù)實際數(shù)據(jù)計算)

3.計算下列反應(yīng)的速率常數(shù):

a)2H2O2=2H2O

速率常數(shù)k1=Ae^(Ea1/RT)(其中A為頻率因子,R為氣體常數(shù),T為溫度)

假設(shè)A=4.0x10^13s^1,Ea1=242kJ/mol,T=298K,則k1=1.0x10^11s^1(此數(shù)值需根據(jù)實際數(shù)據(jù)計算)

b)N23H2=2NH3

速率常數(shù)k2=Ae^(Ea2/RT)(其中A為頻率因子,R為氣體常數(shù),T為溫度)

假設(shè)A=4.0x10^13s^1,Ea2=337kJ/mol,T=298K,則k2=2.5

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