110 公務人員升官等薦任 藥事 藥物分析與生藥學(包括中藥學) 考古題詳解

110 年・公務人員升官等・薦任・藥事
試題代碼 藥物分析與生藥學(包括中藥學)

第 一 題15 分

說明下列生藥之中文名、主要成分及用途。(每小題 5 分,共 15 分)

(一) Feverfew

(二) Camptotheca

(三) Hydrastis

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核心觀念

本題考查生藥的「中文名—代表性成分—用途」配對。作答時先辨認英文藥名所指的植物,再以最具代表性的成分連結其主要藥理或傳統用途。生藥的用途應寫出藥用方向;若涉及抗癌等現代藥理作用,宜同時指出代表成分及其作用特性。

解題方法

依序掌握三個辨識線索:

  1. Feverfew:以偏頭痛及其代表成分 parthenolide 辨認。
  2. Camptotheca:即喜樹,關鍵成分為 camptothecin,與抗癌用途相連。
  3. Hydrastis:即加拿大黃根,代表成分為 hydrastine、berberine 等異喹啉生物鹼,傳統上作苦味健胃及黏膜相關用途。

各小題詳解

(一)Feverfew

  • 中文名:小白菊,又稱夏菊;學名為 Tanacetum parthenium。
  • 主要成分:倍半萜內酯類,以 parthenolide(小白菊內酯) 為代表;另含黃酮類等成分。
  • 用途:傳統上用於發熱;現代草藥常用於偏頭痛的預防或輔助調理。Parthenolide 具有抗發炎相關藥理作用,是連結 Feverfew 與偏頭痛用途的重要成分線索。

(二)Camptotheca

  • 中文名:喜樹,通常指喜樹 Camptotheca acuminata。
  • 主要成分:camptothecin(喜樹鹼),屬生物鹼;亦含其相關衍生物。
  • 用途:喜樹鹼具有抗腫瘤活性,可抑制 DNA 拓撲異構酶 I。其衍生物如 irinotecan、topotecan 可作為抗癌藥物。
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第 二 題15 分

說明下列中藥之科名、學名及藥用部位。(每小題 3 分,共 15 分)

(一) 大棗

(二) 何首烏

(三) 貝母

(四) 青蒿

(五) 鉤藤

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核心觀念

本題考查五種常用中藥的植物分類與藥材基原:須分別寫出來源植物的科名、學名,以及實際入藥的植物部位。作答時要分清楚植物的「學名」與「藥用部位」;例如青蒿使用地上部分,何首烏則使用塊根。

「貝母」是藥材總稱,基原包含數種貝母屬植物;答題時可列代表基原,並註明藥用部位相同。

解題方法

依「藥材名稱 → 基原植物 → 科名與學名 → 藥用部位」逐一整理。辨認時優先記住各藥材最具辨識度的部位:大棗是成熟果實、何首烏是塊根、貝母是鱗莖、青蒿是地上部分、鉤藤是帶鉤莖枝。

各小題解析

(一)大棗

  • **科名:**鼠李科(Rhamnaceae)
  • **學名:**棗 Ziziphus jujuba Mill.
  • **藥用部位:**乾燥成熟果實

辨認重點是「棗的果實」入藥,不能把種子或根部誤作藥用部位。

(二)何首烏

  • **科名:**蓼科(Polygonaceae)
  • **學名:**何首烏 Polygonum multiflorum Thunb.
  • **藥用部位:**乾燥塊根

何首烏與首烏藤同出一種植物,但藥材名稱與使用部位不同:何首烏用塊根;首烏藤用藤莖。

(三)貝母

  • **科名:**百合科(Liliaceae)
  • **學名:**貝母屬 Fritillaria spp.;代表基原包括川貝母 Fritillaria cirrhosa D.Don、浙貝母 Fritillaria thunbergii Miq.
  • **藥用部位:**乾燥鱗莖
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第 三 題5 分

在氫核磁共振光譜中,說明下列各化合物甲基的化學位移由大至小之排列順序?

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核心觀念

本題考的是氫核磁共振(1^1H NMR)中甲基氫的化學位移。化學位移 δ\delta 以四甲基矽烷(TMS)為參考,單位為 ppm;周圍電子密度愈低,氫核受到的屏蔽愈弱,訊號愈往低場移動,化學位移愈大。

本題各甲基所連接的基團不同,主要比較兩類效應:

  • 誘導效應:電負度較大的原子或吸電子基團會降低附近氫的電子密度,使訊號往低場移動。
  • 磁各向異性效應:π\pi 電子造成方向性磁場,會影響附近氫的屏蔽程度;芳香環、羰基與炔鍵的影響各不相同。

解題方法

先按典型甲基化學位移辨認各類環境,再由大至小排列:

甲基環境典型化學位移(約)判斷
CH3−OCH_3-O3.33.3–4.04.0 ppm氧電負度高,去屏蔽最明顯
CH3−C=OCH_3-C=O2.02.0–2.62.6 ppm羰基吸電子,且受羰基磁各向異性影響
CH3−ArCH_3-Ar2.22.2–2.52.5 ppm芳香環的去屏蔽區使鄰接甲基訊號下移
CH3−C≡CCH_3-C\equiv C1.61.6–2.02.0 ppm炔鍵各向異性使炔基甲基較一般烷基甲基下移
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第 四 題20 分

以紅外線光譜分析中藥成分時,下列 5 化合物結構中羰基(C=OC=O)紅外線吸收波數(cm−1\mathrm{cm}^{-1})數值約多少?(各 3 分,共 15 分)大小順序排列為何?(5 分)

🖼️ 本題原卷含圖表。基於試題來源之版權考量,本站不轉載原卷影像; 題目文字已完整轉錄,圖表請自行參閱考選部公告之試題原檔。
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核心觀念

本題考羰基伸縮振動的紅外線吸收波數。判斷重點是羰基的共軛程度、羰基所在環的大小,以及羰基屬於酯、酮、醛或羧酸。共軛會降低羰基鍵級,使吸收波數下降;小環內酯因環張力較大,吸收波數則會上升。

解題方法與各結構判讀

化合物結構判讀羰基吸收波數約值
(A)香豆素類,屬於與芳香環及烯鍵共軛的內酯約 1720 cm−11720\ \mathrm{cm}^{-1}
(B)黃酮類骨架,羰基與 C=CC=C 及芳香環共軛,屬共軛酮約 16501650–1660 cm−11660\ \mathrm{cm}^{-1}
(C)飽和長鏈羧酸,羰基未與雙鍵共軛約 1710 cm−11710\ \mathrm{cm}^{-1}
(D)五員環內酯,環張力使羰基吸收波數提高約 17601760–1780 cm−11780\ \mathrm{cm}^{-1}
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第 五 題20 分

說明下列生藥之科名、學名、主要成分及藥效。(每小題 5 分,共 20 分)

(一) Wormseeds

(二) Moschus

(三) 積雪草

(四) 牛奶蘚

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核心觀念

本題考查四種生藥的基本鑑定資料:生藥來源的科名與學名、代表性化學成分,以及成分或藥材的主要藥效。作答時,應把「植物生藥」與「動物生藥」分開辨認,並將代表成分和藥效連結起來。

題目寫作「牛奶蘚」;本年度考題原文為「牛奶薊」,以下依「牛奶薊(Milk thistle)」作答。

解題方法

依英文藥材名或中文藥名確認基原,再按「科名、學名、主要成分、藥效」四項逐一作答。藥效宜寫傳統藥用功能或藥理作用的概括,不必擴張成未經題目要求的臨床療效保證。

(一)Wormseeds

  • **科名:**藜科(Chenopodiaceae;現代分類有時併入莧科 Amaranthaceae)。
  • **學名:**美洲土荊芥 Chenopodium ambrosioides L. var. anthelminticum;舊生藥學資料也常用 Chenopodium anthelminticum L.。
  • **主要成分:**揮發油,代表成分為 ascaridole(蛔蒿素、驅蛔素),並含 p-cymene 等。
  • **藥效:**傳統上用作驅蟲藥,尤與驅除腸道蛔蟲相關。其揮發油具毒性,不能因有驅蟲用途而視為可自行使用的安全藥物。

**辨認重點:**Wormseed 對應土荊芥類藥材,代表成分記 ascaridole,藥效記驅蟲。

(二)Moschus

  • **科名:**麝科(Moschidae)。
  • **學名:**麝屬 Moschus spp.;傳統生藥學常列原麝 Moschus moschiferus L. 為基原之一。麝香是成熟雄麝香腺囊分泌物的乾燥品,並非植物藥材。
  • **主要成分:**麝香酮(muscone)為重要代表性香氣成分;另含麝香吡啶類、甾體及蛋白質等成分。
  • **藥效:**傳統中藥功用為開竅醒神、活血通經、消腫止痛;常見藥材描述亦提及芳香走竄。

**辨認重點:**Moschus 是動物性生藥,學名可寫 Moschus spp.;以 muscone 作代表成分,避免誤答為植物科名。

(三)積雪草

  • **科名:**繖形科(Apiaceae),又稱傘形科。
  • **學名:**積雪草 Centella asiatica (L.) Urb.。
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第 六 題12 分

請詳述液—液相管柱層析法之原理?比較正相(normal phase)和逆相(reverse phase)兩種層析之固定相與移動相的性質及應用。

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核心觀念

液—液相管柱層析法是利用溶質在兩個互不相溶的液相間分配程度不同而分離混合物的方法。固定相是附著或鍵結在固體載體上的液體,移動相則是流經管柱的另一液體。溶質反覆在兩相間分配;對固定相親和力較強者,在固定相停留較久、移動較慢,對移動相親和力較強者則較快流出。

分配平衡可用分配係數表示:

K=CsCmK=\frac{C_s}{C_m}

其中 CsC_s 為溶質在固定相中的平衡濃度,CmC_m 為溶質在移動相中的平衡濃度。KK 越大,溶質越偏向固定相,滯留通常越久;KK 越小,溶質越偏向移動相,流出通常越快。實際分離也受固定相與移動相體積比、流速及管柱效率等因素影響。

本題重點是判斷正相與逆相的固定相、移動相極性關係,並將「相似相溶」與溶質滯留順序連結起來。

解題方法

先比較兩相的相對極性,再依溶質對固定相的親和力判斷滯留:

  • 固定相較極性、移動相較不極性:正相層析。
  • 固定相較不極性、移動相較極性:逆相層析。
  • 溶質與固定相作用較強者滯留較久;增加移動相對溶質的溶解能力,通常可使溶質較快流出。

正相與逆相比較

比較項目正相層析(normal phase)逆相層析(reverse phase)
固定相性質極性,常用矽膠、氧化鋁等極性吸附劑;液—液管柱中則可使用塗布或鍵結於載體上的極性液相非極性或低極性,常用鍵結烷基的矽膠,例如 C18、C8;傳統液—液系統亦可使用非極性固定液
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第 七 題13 分

請依下列資料推斷出化學結構式。(13 分)

分子式為 C15H10O5C_{15}H_{10}O_5。

Yellow needles (EtOH); mp 346–348°C。

ESI-MS (m/zm/z): 271 [M+H]+[M+H]^+。

UV (MeOH) λmax⁡\lambda_{\max}:269、340 nm。

IR (KBr) νmax⁡\nu_{\max} 3350 (OH)、1653 (C=OC=O) cm−1\mathrm{cm}^{-1}。

1^1H-NMR (DMSO-d6d_6, 500 MHz) δ\delta 6.15 (1H, d, J=2.0J=2.0 Hz), 6.44 (1H, d, J=2.0J=2.0 Hz), 6.75 (1H, s), 6.90 (2H, d, J=9.0J=9.0 Hz), 7.91 (2H, d, J=9.0J=9.0 Hz)。

13^{13}C-NMR (DMSO-d6d_6, 125 MHz) δ\delta 94.1、99.0、102.8、103.6、116.0、121.2、128.5、157.4、161.3、161.5、163.7、164.6、181.7。

成分來源:紫蘇。

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核心觀念

本題考查以分子式、質譜、紫外光譜、紅外光譜及核磁共振光譜,綜合判定天然物的骨架與取代位置。各項資料提供的訊息如下:

  • 分子式 C15H10O5C_{15}H_{10}O_5 與 m/zm/z 271 [M+H]+[M+H]^+ 相符,分子量約為 270。
  • 不飽和度(DBE)可由下式計算: DBE=2C+2−H2=2(15)+2−102=11\mathrm{DBE}=\frac{2C+2-H}{2}=\frac{2(15)+2-10}{2}=11 11 個不飽和度符合含有兩個芳香環、一個含氧雜環及一個羰基的黃酮骨架。
  • IR 的 3350 cm−13350\ \mathrm{cm}^{-1} 表示有羥基;1653 cm−11653\ \mathrm{cm}^{-1} 表示有共軛羰基。
  • 黃酮類的 1^{1}H-NMR 可藉由 A 環間位偶合訊號、C 環 H-3 訊號,以及 B 環芳香氫的偶合型態,判斷骨架與取代方式。

解題方法

  1. 先判斷分子量與分子式是否相符

分子式 C15H10O5C_{15}H_{10}O_5 的相對分子質量約為 15(12)+10(1)+5(16)=27015(12)+10(1)+5(16)=270 因此質譜的 m/zm/z 271 [M+H]+[M+H]^+ 對應中性分子量 270,資料一致。

  1. 由光譜判定黃酮骨架

UV 在 269、340 nm 有吸收,符合具有兩個芳香系統的黃酮類特徵。IR 同時顯示羥基與羰基;再配合 DBE 為 11,可支持含有共軛羰基的黃酮骨架。

13^{13}C-NMR 的 δ\delta 181.7 是黃酮類 C-4 羰基碳的特徵訊號;δ\delta 157.4–164.6 的多個訊號則符合連接氧原子或帶羥基的芳香環碳。

  1. 依 1^{1}H-NMR 判定取代型態
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