2025年大學(xué)《化學(xué)》專業(yè)題庫——有機合成中的保護基策略考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、填空題1.在有機合成中，保護基策略主要用于保護易發(fā)生副反應(yīng)的官能團，使其在特定反應(yīng)條件下保持______，待目標(biāo)合成完成后再進行______，從而實現(xiàn)對反應(yīng)順序的精確控制。2.常見的醇保護基TBS（叔丁基二苯基硅基）具有化學(xué)惰性，通常在______條件下穩(wěn)定，而去保護則需要在______催化下用______溶液處理才能定量進行。3.對于氨基的保護，Boc基團在______條件下是穩(wěn)定的，但在______條件下會被酸性水溶液水解去除，而Fmoc基團則常用于固相合成，其去保護通常在______存在下進行。4.羰基（醛或酮）的保護可以采用形成______的方法，例如使用乙醚或醇與醛酮反應(yīng)生成；或者形成______，例如使用環(huán)己烯與酮反應(yīng)生成，這兩種保護通常在______條件下穩(wěn)定。5.在一個需要同時保護醇羥基和氨基的分子中，如果選擇Boc用于保護氨基，TBS用于保護醇羥基，則必須先進行______反應(yīng)，因為______。6.選擇保護基時，需要考慮其保護反應(yīng)和去保護反應(yīng)的______、______以及與分子中其他官能團的______。7.硅基保護基（如TBS,TIPS,OTBS）的去保護通常使用______或______作為催化劑，在______或______的條件下進行。8.選擇性是指保護基或去保護反應(yīng)能夠只針對分子中的特定官能團，而______。9.酚羥基由于其酸性比脂肪醇和芳香醇更強，常用的保護基包括______和______。10.某化合物含有羥基和羰基，若需進行親核加成反應(yīng)，則必須先對______進行保護，否則羰基會優(yōu)先與親核試劑反應(yīng)。二、選擇題1.下列哪個基團通常用于保護氨基，且其去保護可在溫和的堿性條件下實現(xiàn)？()A.Ac(乙?；?B.Boc(叔丁氧羰基)C.S-甲基D.Si-烷基(如TBS)2.如果需要在強堿性條件下進行反應(yīng)，但分子中同時存在醇羥基和需要參與SN2反應(yīng)的鹵代烷，此時應(yīng)優(yōu)先考慮保護哪個官能團？()A.醇羥基(例如用Ac或Boc)B.鹵代烷(進行保護性轉(zhuǎn)化，如轉(zhuǎn)化為酰胺)C.醇羥基(例如用TBS)D.兩者皆可隨意保護3.對于酮的保護，下列哪種方法屬于形成環(huán)狀半縮醛或半縮酮？()A.醚化反應(yīng)B.酰亞胺化C.與環(huán)己烯反應(yīng)D.與氨氣反應(yīng)4.下列保護基中，在室溫、中性水溶液中即可穩(wěn)定存在，且常用于保護羧基的是？()A.BocB.Ts(對甲苯磺?；?C.酰胺鍵D.S-烷基5.在固相合成中，常用于保護氨基的是？()A.AcB.Fmoc(9-芴甲氧羰基)C.BocD.Ts6.去除TBS保護基常用的條件是？()A.堿性水溶液，室溫B.酸性水溶液，加熱C.Pd催化，氫氣，室溫D.鉑催化劑，乙醇溶液，加熱7.保護基策略的核心目的是什么？()A.增加反應(yīng)的速率B.提高反應(yīng)的產(chǎn)率C.實現(xiàn)對官能團反應(yīng)活性的可控制備和順序管理D.降低反應(yīng)成本8.下列哪種情況最適合使用保護基策略？()A.分子中只有一個官能團需要轉(zhuǎn)化B.需要對分子中不同但反應(yīng)條件沖突的官能團進行分別轉(zhuǎn)化C.反應(yīng)只進行一步即可完成D.所有的官能團都可以在相同條件下進行轉(zhuǎn)化9.Ts基（對甲苯磺?；┳鳛榱u基保護基的優(yōu)點之一是？()A.在溫和條件下容易去除B.對強堿條件穩(wěn)定C.來源便宜D.可用于保護酚羥基10.在設(shè)計合成路線時，選擇保護基的最后一步通常是什么？()A.確定目標(biāo)分子B.選擇合成路線的關(guān)鍵步驟C.確定每個保護基的引入和去除順序D.選擇合成所用的溶劑三、簡答題1.簡述在有機合成中引入保護基策略的必要性和重要意義。2.比較Boc基團和Fmoc基團作為氨基保護基的主要異同點（包括穩(wěn)定性、去保護條件、應(yīng)用場景等）。3.解釋為什么在同時存在醇羥基和羰基的分子中，進行親核加成反應(yīng)通常需要先保護醇羥基？4.列舉三種不同的去保護反應(yīng)條件，并說明它們通常用于去除哪種類型的保護基？5.當(dāng)一個分子中需要先后保護兩個不同的官能團時，如果它們可以使用相同的去保護條件，應(yīng)如何安排保護順序？如果它們需要使用不同的去保護條件呢？四、合成路線設(shè)計題設(shè)計一個合成路線，目標(biāo)分子為化合物A。起始原料為化合物B（一個包含一個醛基和一個醇羥基的簡單醛）。該合成路線需要包含對醇羥基的保護步驟，以便后續(xù)進行醛基的還原反應(yīng)，最終得到化合物A。請寫出合成路線，并簡要說明每步反應(yīng)的試劑和條件，以及保護基的引入和去除。---試卷答案一、填空題1.反應(yīng)性；去除2.酸性；金屬（如CuI,Pd,Pt）；水3.酸性；強酸（如HCl,HBr）；Pd-Cu/DMF4.醚；半縮醛/半縮酮；酸或堿催化水解5.醇羥基保護；Boc基團在堿性條件下易水解，而TBS基團在堿性條件下不穩(wěn)定6.效率；選擇性；兼容性7.酸；堿；非質(zhì)子極性溶劑（如THF,DMSO）；加熱8.不產(chǎn)生副反應(yīng)9.Ts；Ms10.羰基二、選擇題1.B2.A3.C4.B5.B6.D7.C8.B9.B10.C三、簡答題1.解析思路：首先說明有機分子中常有多種官能團，它們可能具有不同的反應(yīng)活性或需要在特定條件下反應(yīng)。其次，指出如果所有官能團同時發(fā)生反應(yīng)，會導(dǎo)致復(fù)雜的副反應(yīng)，使得目標(biāo)產(chǎn)物難以獲得或分離。最后，強調(diào)保護基策略通過暫時屏蔽特定官能團的反應(yīng)性，使得可以在控制條件下先合成分子的一部分，待完成關(guān)鍵步驟后再去除保護基，從而實現(xiàn)合成路線的順序控制，簡化合成過程，提高目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)率和純度。2.解析思路：從結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性角度比較，Boc基團在酸性和中性條件下穩(wěn)定，但在堿性條件下（尤其是Pd催化下）易水解去除，反應(yīng)條件要求高；Fmoc基團在酸性和中性條件下穩(wěn)定，但易被Pd-Cu/DMF體系在室溫下高效去除，條件溫和，且引入時通常需要DMF和DIPEA，成本較高。應(yīng)用場景上，Boc基團因其穩(wěn)定性和成本相對較低，常用于溶液相合成；Fmoc基團因其溫和的去除條件和高效性，是固相合成中保護氨基的標(biāo)準(zhǔn)選擇。3.解析思路：分析醇羥基和羰基的親核加成反應(yīng)性，羰基（C=O）是比醇羥基（-OH）更具反應(yīng)性的親電試劑。在同時存在兩者的分子中，親核試劑首先會進攻反應(yīng)活性更高的羰基，導(dǎo)致醇羥基的親核加成反應(yīng)無法進行或產(chǎn)率極低。因此，必須先通過引入穩(wěn)定保護基（如TBS,Ac,Boc等）將醇羥基“屏蔽”起來，阻止其與親核試劑反應(yīng)，從而保證羰基能夠優(yōu)先、完全地進行親核加成反應(yīng)。4.解析思路：列舉常見的去保護條件并對應(yīng)保護基類型。例如：①堿性水溶液（如NaOH,KOH水溶液）：常用于去除Boc基團和Fmoc基團；②酸性水溶液（如HCl,HBr水溶液）：常用于去除Ts基團、Ms基團和酰胺鍵（保護羧基）；③特定金屬催化劑（如Pd,Pt）：常用于去除硅基保護基（TBS,TIPS等）或在特定條件下去除Fmoc基團。5.解析思路：分兩種情況回答。①如果兩個保護基可以使用相同條件去除：保護順序可以根據(jù)合成路線的方便性確定，通常先保護反應(yīng)活性更高或更難實現(xiàn)轉(zhuǎn)化的官能團，以避免其在后續(xù)步驟中發(fā)生不期望的反應(yīng)。②如果需要不同條件去除：必須首先使用那種需要使用第一種條件去除的保護基，完成所有后續(xù)需要在第二種條件下進行的反應(yīng)后，再用第二種條件去除第一個引入的保護基。這樣可以避免在去除第一個保護基時，第二個官能團已經(jīng)發(fā)生了不希望的反應(yīng)。四、合成路線設(shè)計題路線：```CHOAcOH,H+//|BR-CH=CHR-CH(OAc)-CH=CH2(化合物C)\\|OHR-CH(OAc)-CH2-CH2OH(化合物D)H2,Ni/Pd/C```試劑與條件：1.保護醇羥基：R-CH=CH2+AcOH(酸性條件，如H2SO4催化)→R-CH(OAc)-CH=CH2(化合物C)*說明：使用乙?；磻?yīng)引入Ac保護基，在酸性條件下反應(yīng)，保護醇羥基。2.醛基還原：R-CH(OAc)-CH=CH2+H2(Ni/Pd/C,溶劑如MeOH或EtOH)→R-CH(OAc)-CH