2025年大學《分子科學與工程》專業(yè)題庫——金屬有機分子設計與合成考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項的字母填入括號內(nèi)）1.下列化合物中，屬于18電子金屬有機化合物的是（）。A.[Cr(CO)?]B.[Fe(H?O)?]2?C.LiAlH?D.[NiCl?(PPh?)?]2.下列反應中，不屬于碳-碳鍵形成反應的是（）。A.Suzuki-Miyaura偶聯(lián)反應B.Heck反應C.Hydrosilation反應D.Diels-Alder反應3.下列關于茂金屬化合物的敘述，錯誤的是（）。A.通常由有機金屬試劑與過渡金屬反應生成B.具有環(huán)狀共軛結(jié)構(gòu)，如環(huán)戊二烯基陽離子、茚基金屬等C.嚴格遵循18電子規(guī)則D.可以發(fā)生環(huán)化聚合等獨特的反應4.在有機合成中，格氏試劑通常用作（）。A.脫氫劑B.羧基化試劑C.還原劑D.起始原料，用于構(gòu)建碳-碳鍵5.下列試劑中，最常用作炔烴氫硅化反應的催化劑的是（）。A.PtCl?B.PdCl?C.Ni(cod)?D.LiAlH?6.金屬卡賓配合物通常具有（）。A.極強的親電性B.極強的親核性C.雙向親電/親核性，取決于金屬中心和配體D.酸性7.下列反應中，屬于伍德沃德-霍夫曼重排的是（）。A.[3,3]-sigmatropic重排B.[1,5]-氫遷移C.茂金屬環(huán)化反應D.反-Diels-Alder反應8.在設計金屬有機合成路線時，選擇合適的配體主要考慮其（）。A.穩(wěn)定性B.電子效應和空間效應C.貴金屬屬性D.溶解性9.下列金屬中，最常用作均相催化氫化反應的是（）。A.NaB.MgC.PdD.Al10.金屬有機框架（MOF）材料的主要構(gòu)成單元是（）。A.金屬離子和有機小分子B.金屬離子和金屬離子C.有機分子和有機分子D.金屬簇和有機分子二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填入橫線上）1.金屬有機化合物是指含有______鍵和______鍵的化合物。2.根據(jù)配體與金屬中心的成鍵方式，η?-配體是指配體的五個原子與金屬中心成鍵。3.有機鋰試劑如RLi通常具有______性，在空氣中易與______反應。4.碳-碳鍵形成反應是構(gòu)建復雜有機分子的重要手段，其中______偶聯(lián)反應和______偶聯(lián)反應是應用最廣泛的兩種。5.前驅(qū)體化學是利用金屬有機化合物作為______前驅(qū)體，通過可控的分解或轉(zhuǎn)化過程制備無機材料的方法。三、簡答題（每小題5分，共15分）1.簡述晶體場理論在解釋金屬有機化合物性質(zhì)中的作用。2.比較茂金屬化合物與傳統(tǒng)的無機或有機金屬化合物在反應性方面的主要異同。3.簡述金屬卡賓化合物在有機合成中的主要應用。四、反應式題（每小題6分，共12分）1.寫出環(huán)戊二烯基陽離子（Cp?）與二氧化碳反應生成環(huán)戊二烯基甲酸的化學方程式。2.寫出二乙基鋅（Et?Zn）與乙酸乙酯（EtOAc）反應生成乙酸鋅和二乙基乙酸酯的化學方程式。五、機理題（共8分）簡述釘（Ru）催化劑催化的烯烴氫硅化反應的主要步驟和關鍵中間體。六、合成設計題（共15分）請設計一條從環(huán)戊二烯出發(fā)，經(jīng)過金屬有機中間體，最終合成環(huán)戊烯酮（如下所示）的合成路線。要求寫出關鍵步驟的化學方程式，并簡要說明選擇金屬和配體的理由。CH?=CH-CH?-CH=CH?CH?=C(CH?)-CH=CH?CH?=C(CH?)-COCH?(環(huán)戊二烯)(環(huán)戊二烯酮)---試卷答案一、選擇題1.A2.C3.C4.D5.A6.C7.A8.B9.C10.A二、填空題1.金屬-碳，碳-碳2.整體3.強堿性，空氣，氧氣4.Suzuki，Heck5.無機三、簡答題1.晶體場理論通過描述金屬離子周圍的配體場對金屬離子d軌道能級分裂的影響，可以解釋金屬有機化合物的成鍵特性、光譜性質(zhì)和穩(wěn)定性，有助于理解金屬中心與配體的相互作用。2.相同點：都含有金屬-碳鍵，可以參與有機合成反應。不同點：茂金屬化合物通常具有環(huán)狀共軛結(jié)構(gòu)，反應性獨特（如環(huán)化聚合）；傳統(tǒng)無機或有機金屬化合物結(jié)構(gòu)多樣，反應性更廣泛，但可能缺乏茂金屬的特定反應模式。3.金屬卡賓化合物可以作為親核試劑進行碳-碳鍵形成反應（如偶聯(lián)反應、加成反應），也可以作為路易斯酸催化劑或配體。四、反應式題1.Cp?+CO?→CpCOOH2.Et?Zn+EtOAc→Zn(OAc)+Et?O五、機理題主要步驟：第一步，烯烴與氫硅烷（R-SiH?）作用，在Ru催化劑存在下生成烯基氫化物中間體（Ru-allyl）和氫氣；第二步，烯基氫化物中間體與另一分子氫硅烷作用，生成最終的硅氫化產(chǎn)物（R-SiH?）和重新生成的烯烴；關鍵中間體包括Ru-allyl配合物和氫氣。六、合成設計題路線：1.環(huán)戊二烯+Li→環(huán)戊二烯基鋰(CpLi)CH?=CH-CH?-CH=CH?+Li→CH?=CH-CH?-CH=CH-Li2.環(huán)戊二烯基鋰+CO?→環(huán)戊二烯基甲酸(CpCOOH)CH?=CH-CH?-CH=CH-Li+CO?→CH?=CH-CH?-CH=CH-COOH(選用Li作還原劑，生成格氏試劑；選用CO?作為羧基來源，反應條件溫和)或環(huán)戊二烯+AlCl?→環(huán)戊二烯基陽離子(Cp?)CH?=CH-CH?-CH=CH?+AlCl?→[CH?=CH-CH?-CH=CH?][AlCl?]?3.環(huán)戊二烯