四川大學(xué)《綠色化學(xué)》習(xí)題答案第三章(共4頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第三章 作業(yè)題答案1、簡答 人類避免有害化學(xué)品毒性的途徑、生物放大（聚集）、化學(xué)品產(chǎn)生毒性的三要素、毒性載體（Toxicophore）和產(chǎn)毒結(jié)構(gòu)（Toxicogenic）、Langmuir 電子等排同性質(zhì)原理、軟化學(xué)設(shè)計答：（1） 人類避免有害化學(xué)品毒性的途徑主要有：i. 讓化學(xué)品不容易進(jìn)入人的身體；ii. 即使進(jìn)入人體也不會影響生物化學(xué)和生理過程（2） 生物富集（Bioaccumulation）和生物放大（Biomagnification）即隨食物鏈向上一級進(jìn)展，化學(xué)物質(zhì)在組織中的濃度增大的現(xiàn)象；（3）化學(xué)品產(chǎn)生毒性的三要素：接觸致毒、生物吸收致毒、固有毒性致毒（4

2、）毒性載體（Toxicophore）：物質(zhì)的固有毒性是只有毒化學(xué)物質(zhì)引起正常的細(xì)胞性質(zhì)改變的屬性，通常由分子的部分結(jié)構(gòu)引起，這部分結(jié)構(gòu)通常稱為“毒性載體”；（5）產(chǎn)毒結(jié)構(gòu)（Toxicogenic）：有些物質(zhì)沒有直接的毒性，但由于其分子的特殊結(jié)構(gòu)，它能在代謝過程中轉(zhuǎn)化為有毒的物質(zhì)，這種結(jié)構(gòu)特征稱為“產(chǎn)毒”結(jié)構(gòu)；（6） Langmuir 電子等排同性質(zhì)原理：具有檢測分子和電子特征的物質(zhì)不管其結(jié)構(gòu)是否相似，通常都具有相似的物理性質(zhì)和其他性質(zhì)。Langmuir將這一現(xiàn)象稱為電子等排同物理性質(zhì)現(xiàn)象（7） 軟化學(xué)設(shè)計：它指的是，具有生理活性的、治療上十分有用的，在人身體內(nèi)完成治療作用后很快轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)的

3、藥物，也稱為“后代謝設(shè)計”。2、設(shè)計安全有效化學(xué)品的外部效應(yīng)原則的主要內(nèi)容有哪些?答：“外部”效應(yīng)原則，主要是指通過分子設(shè)計。改善分子的與其在環(huán)境中的分布、人和其他生物機(jī)體對它的吸收性質(zhì)等重要物理化學(xué)性質(zhì)，從而減少它的有害生物效應(yīng)。通過分子結(jié)構(gòu)設(shè)計，從而增大物質(zhì)降解速率、降低物質(zhì)的揮發(fā)性、減少分子在環(huán)境中的殘留時間、減小物質(zhì)在環(huán)境中轉(zhuǎn)化為具體有害生物效應(yīng)物質(zhì)的可能性等均是重要的“外部”效應(yīng)原則的例子。另外，通過分子設(shè)計，從而降低或妨礙人、動物、水生生物對物質(zhì)的吸收也是“外部”效應(yīng)原則要面對的問題。3、設(shè)計安全有效化學(xué)品的內(nèi)部效應(yīng)原則的主要內(nèi)容有那些?答：“內(nèi)部”效應(yīng)原則通常包括分子設(shè)計以達(dá)到以

4、下目標(biāo)：增大生物解毒性，避免物質(zhì)的直接毒性和間接生物毒性或生物活化。增大生物解毒性包括把分子設(shè)計為本身是親水性的或很容易與葡萄糖醛酸、硫酸鹽或氨基酸結(jié)合，從而加速其從泌尿系統(tǒng)或膽汗中排出。要避免物質(zhì)的直接毒性，就要把物質(zhì)分子設(shè)計成無毒無害類化合物，或在分子中引入一些無毒功能團(tuán)。4、腸胃、肺和皮膚吸收的特點有哪些？如何通過改變分子性質(zhì)避免其被吸收？吸收方式特點如何避免吸收腸胃腸胃系統(tǒng)是有毒化學(xué)品進(jìn)入人體致毒的主要途徑。許多環(huán)境毒劑進(jìn)入食物鏈，與事物一道被食入從而被腸胃系統(tǒng)吸收，空氣中的讀物則通過呼吸進(jìn)入腸胃系統(tǒng)。影響腸胃系統(tǒng)的吸收的主要原因是腸胃的表面積和血液流動速度。腸胃系統(tǒng)的吸收表面積是最大

5、的，其血液流動速度也較大。改變pH值可改變堿性物質(zhì)和酸性物質(zhì)的吸收程度。嚴(yán)重影響物質(zhì)在腸胃系統(tǒng)中吸收程度的物理化學(xué)性質(zhì)有：物質(zhì)的狀態(tài)、固體物質(zhì)粒子的大小、物質(zhì)的水溶性和油溶性、分解常數(shù)、相對分子質(zhì)量、分子大小等。物質(zhì)必須有相當(dāng)大的水溶性，才能溶解成為其自由分子的形式。液態(tài)物質(zhì)、被溶解了的物質(zhì)比固態(tài)物質(zhì)更容易被吸收。鹽類物質(zhì)均有很大的水溶性，因此比重性物質(zhì)更容易被吸收，對固體物質(zhì)而言，顆粒越小越容易被溶解而吸收。在腸胃系統(tǒng)吸收中，油溶性越好的物質(zhì)就越容易被吸收。當(dāng)然還要有一定的水溶性，僅溶于油而不溶于水的物質(zhì)不容被腸胃系統(tǒng)吸收。物質(zhì)的相對分子量越大就越不容易被吸收。改變PH、改變物質(zhì)的水溶性和油

6、溶性，增大物質(zhì)的分子量肺i. 肺氣泡的細(xì)胞膜的厚度很薄，對物質(zhì)的吸收很快ii. 水溶性的物質(zhì)吸收量很大iii. 顆粒度小于等于1微米的固體物質(zhì)很容易通過肺被吸收減小物質(zhì)的水溶性，增大物質(zhì)的尺寸皮膚吸收血液流動速度小，且阻吸厚度很大。皮膚吸收的速度控制步驟是物質(zhì)分子穿越最上一層（角膜）的擴(kuò)散過程。液體因通常在皮膚表面上鋪展從而有更大的接觸面積，故它比固體更容易被皮膚吸收，且油溶性好的物質(zhì)通常更容易被皮膚吸收。但油溶性太好而水溶性差的物質(zhì)也不容易被吸收。減少接觸，改變其油溶性5、 消除化學(xué)品毒性的Phase-I 反應(yīng)和Phase-II反應(yīng)的化學(xué)本質(zhì)是什么？ 答：人體代謝陌生化學(xué)物質(zhì)的過程中要發(fā)生兩

7、類化學(xué)反應(yīng)，分別叫做I相（Phase-I）反應(yīng)和II相（Phase-II）反應(yīng)。在I相反應(yīng)中陌生化學(xué)物質(zhì)通過氧化、還原和水解等過程轉(zhuǎn)化為極性更大的代謝物、從而更容易溶解與水，因而更容易排泄。在II相化學(xué)反應(yīng)中，內(nèi)源代謝地物如葡萄糖酸鹽、硫酸鹽、乙酸鹽或氨基酸與有毒陌生化學(xué)物質(zhì)結(jié)合，生成水溶性更大的物質(zhì)，從而更有利于排泄。6、典型親電性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特征有哪些？其引發(fā)的中毒化學(xué)反應(yīng)主要有哪些？人體內(nèi)細(xì)胞的哪些結(jié)構(gòu)容易與親電性物質(zhì)發(fā)生中毒化學(xué)反應(yīng)？答：親核部分包括：蛋白質(zhì)的中半酰胺酸殘基中的巰基；蛋白質(zhì)中蛋氨酸（甲硫氨酸）中的硫原子；精氨酸和賴氨酸殘基中的一級氨基，或蛋白質(zhì)中的二級氨基；RNA和DNA

8、中尿堿中的氨基。中毒化學(xué)反應(yīng)主要有：親電試劑一般結(jié)構(gòu)親核反應(yīng)毒效鹵化物R-X X=Cl,Br,I,F取代反應(yīng)癌癥，-不飽和羰基化合物及相關(guān)化合物C=C-C=O CC-C=OC=C-CN C=C-S-Michael加成反應(yīng)癌癥，變種，肝中毒，腎中毒，血液中毒，神經(jīng)中毒等-二酮R1COCH2CH2COR2生成Schift堿神經(jīng)中毒環(huán)氧化合物-CHCH- O加成反應(yīng)變種，睪丸損傷異氰酸酯-N=C=O N=C=S加成反應(yīng)癌癥，變種，免疫系統(tǒng)中毒7、常見電子等排物有哪些？答：常見電子等排物：8、舉例說明用無毒無害的物質(zhì)取代有毒有害物質(zhì)的重要性和可能性答：利用電子的等排規(guī)律設(shè)計更加安全化學(xué)品的一個成功例子是硅取代物代替殺蟲劑MTI-800.MTI-800是一個烈性的殺蟲劑，大師它對魚也有毒性（LC50為3mg/L）,這就限制了其商業(yè)使用。用硅原子取代其中的1個碳原子以后，得到另一物質(zhì)，該物質(zhì)的殺蟲效力變?yōu)镸TI-800的0.20.6倍（即有一定程度的降低），但當(dāng)濃度為50mg/L