四川大学《绿色化学》习题答案第三章

第三章作业题答案

1、简答

人类避免有害化学品毒性的途径、生物放大（聚集）、化学品产生毒性的三要素、毒性载体(Toxicophore)和产毒结构(Toxicogenic）、Langmuir 电子等排同性质原理、软化学设计

答：（1）人类避免有害化学品毒性的途径主要有:

i.让化学品不容易进入人的身体;

ii.即使进入人体也不会影响生物化学和生理过程

(2) 生物富集（Bioaccumulation）和生物放大（Biomagnification）即随食物链

向上一级进展,化学物质在组织中的浓度增大的现象；

(3）化学品产生毒性的三要素:接触致毒、生物吸收致毒、固有毒性致毒

（4）毒性载体（Toxicophore)：物质的固有毒性是只有毒化学物质引起正常的细

胞性质改变的属性,通常由分子的部分结构引起,这部分结构通常称为“毒性载体"；

（5)产毒结构（Toxicogenic）：有些物质没有直接的毒性,但由于其分子的特殊结

构,它能在代谢过程中转化为有毒的物质，这种结构特征称为“产毒”结构;

（6） Langmuir 电子等排同性质原理:具有检测分子和电子特征的物质不管其结构

是否相似，通常都具有相似的物理性质和其他性质。Langmuir将这一现象称为电子

等排同物理性质现象

(7）软化学设计:它指的是,具有生理活性的、治疗上十分有用的,在人身体内完成

治疗作用后很快转化为无毒物质的药物,也称为“后代谢设计”。

2、设计安全有效化学品的外部效应原则的主要内容有哪些？

答：“外部”效应原则，主要是指通过分子设计。改善分子的与其在环境中的分布、人和其他生物机体对它的吸收性质等重要物理化学性质,从而减少它的有害生物效应.通过分子结构设计，从而增大物质降解速率、降低物质的挥发性、减少分子在环境中的残留时间、减小物质在环境中转化为具体有害生物效应物质的可能性等均是重要的“外部”

效应原则的例子。另外,通过分子设计，从而降低或妨碍人、动物、水生生物对物质的吸收也是“外部”效应原则要面对的问题。

3、设计安全有效化学品的内部效应原则的主要内容有那些?

答：“内部”效应原则通常包括分子设计以达到以下目标：增大生物解毒性，避免物质的直接毒性和间接生物毒性或生物活化。增大生物解毒性包括把分子设计为本身是亲水性的或很容易与葡萄糖醛酸、硫酸盐或氨基酸结合，从而加速其从泌尿系统或胆汗中排出。要避免物质的直接毒性,就要把物质分子设计成无毒无害类化合物,或在分子中引入一些无毒功能团。

4、肠胃、肺和皮肤吸收的特点有哪些？如何通过改变分子性质避免其被吸收？

5、消除化学品毒性的Phase-I 反应和Phase—II反应的化学本质是什么？

答:人体代谢陌生化学物质的过程中要发生两类化学反应，分别叫做I相(Phase-I）反应和II相（Phase-II）反应。在I相反应中陌生化学物质通过氧化、还原和水解等过程转化为极性更大的代谢物、从而更容易溶解与水，因而更容易排泄。在II相化学反应中，内源代谢地物如葡萄糖酸盐、硫酸盐、乙酸盐或氨基酸与有毒陌生化学物质结合，生成水溶性更大的物质，从而更有利于排泄。

6、典型亲电性物质的结构特征有哪些？其引发的中毒化学反应主要有哪些？人体内细胞的哪些结构容易与亲电性物质发生中毒化学反应?

答：亲核部分包括：蛋白质的中半酰胺酸残基中的巯基；蛋白质中蛋氨酸（甲硫氨酸）中的硫原子；精氨酸和赖氨酸残基中的一级氨基,或蛋白质中的二级氨基；RNA和DNA 中尿碱中的氨基。

中毒化学反应主要有:

7、常见电子等排物有哪些?

答：常见电子等排物：

8、举例说明用无毒无害的物质取代有毒有害物质的重要性和可能性

答：利用电子的等排规律设计更加安全化学品的一个成功例子是硅取代物代替杀虫剂MTI—800.MTI—800是一个烈性的杀虫剂，大师它对鱼也有毒性(LC50为3mg/L），这就限制了其商业使用.用硅原子取代其中的1个碳原子以后，得到另一物质,该物质的杀虫效力变为MTI-800的0。2～0。6倍（即有一定程度的降低），但当浓度为50mg/L时，仍观察不到鱼死亡。说明,用硅原子取代碳原子后，其效力虽受一定影响，但其毒性却降低很多。

9、某化合物的结构如下，指出其可能引发的中毒反应

—Cl 可能发生取代反应；—C=O 可能发生加成反应

—N=C=O 可能发生加成反应；—C≡N 可能发生加成反应