2025年大學(xué)《資源化學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——有機(jī)合成方法及其在藥物合成中的應(yīng)用研究考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在括號(hào)內(nèi)，每小題2分，共20分）1.下列哪個(gè)反應(yīng)通常不被認(rèn)為是自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)？（）A.Br?在紫外光照射下與甲烷反應(yīng)B.烯烴的酸性羥基化反應(yīng)C.Grignard試劑與二氧化碳反應(yīng)D.烯烴的臭氧化反應(yīng)2.在有機(jī)合成中，保護(hù)基的作用主要是？（）A.提高反應(yīng)速率B.增加產(chǎn)物的立體選擇性C.防止特定官能團(tuán)參與不必要的反應(yīng)D.改變官能團(tuán)的酸堿性3.下列哪種試劑通常用于將烯烴轉(zhuǎn)化為環(huán)氧化物？（）A.布朗斯特酸（如H?SO?）B.硫酸氫鈉C.過(guò)氧化氫（如mCPBA）D.硝酸4.傅克酰基化反應(yīng)（Friedel-Craftsacylation）的催化劑通常是？（）A.AlCl?B.NaOHC.K?CO?D.CuSO?5.下列關(guān)于Wittig反應(yīng)的敘述，錯(cuò)誤的是？（）A.是構(gòu)建碳-碳雙鍵的重要方法B.通常需要使用強(qiáng)堿C.反應(yīng)產(chǎn)物構(gòu)型與親核試劑決定D.Ph?P=CH?是常用的親核試劑（Wittig試劑）6.在藥物合成中，手性藥物通常具有？（）A.更高的熔點(diǎn)B.更好的溶解度C.特定的立體化學(xué)構(gòu)型以發(fā)揮藥效D.更復(fù)雜的合成路線7.下列哪種方法常用于不對(duì)稱合成，以獲得單一對(duì)映異構(gòu)體？（）A.非手性試劑的加成反應(yīng)B.使用手性催化劑或手性輔助劑C.環(huán)氧化物的開(kāi)環(huán)反應(yīng)D.傅克?；磻?yīng)8.下列哪個(gè)官能團(tuán)通常通過(guò)氧化反應(yīng)生成？（）A.醛B.酚C.酯D.醚9.下列哪個(gè)化合物最適合作為格氏試劑的前體？（）A.CH?COOHB.CH?CHOC.CH?CH?BrD.(CH?)?COH10.利用生物質(zhì)資源合成藥物，其主要意義在于？（）A.提高合成效率B.實(shí)現(xiàn)原料的可持續(xù)供應(yīng)和綠色化學(xué)C.降低生產(chǎn)成本D.增加藥物種類二、填空題（請(qǐng)將答案填在橫線上，每空2分，共20分）1.有機(jī)反應(yīng)的__________決定了反應(yīng)的發(fā)生、產(chǎn)物結(jié)構(gòu)和反應(yīng)機(jī)理。2.在有機(jī)合成中，__________是一種常用的親核試劑，可用于還原羰基化合物和制備碳-碳鍵。3.保護(hù)-去保護(hù)策略在復(fù)雜分子合成中至關(guān)重要，__________是常用的醇保護(hù)基，__________是常用的酸去保護(hù)條件。4.Diels-Alder反應(yīng)是一種__________加成反應(yīng)，通常需要__________參與。5.藥物分子中的手性中心對(duì)其__________有重要影響。6.從資源利用的角度看，利用天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)進(jìn)行藥物開(kāi)發(fā)是__________的重要途徑。7.催化氫化反應(yīng)是利用__________等催化劑實(shí)現(xiàn)的不對(duì)稱加氫，可制備手性藥物分子。8.官能團(tuán)轉(zhuǎn)化是有機(jī)合成的重要環(huán)節(jié)，例如，醛可以通過(guò)__________反應(yīng)轉(zhuǎn)化為羧酸。9.羥基化反應(yīng)是藥物合成中常用的官能團(tuán)引入方法，例如，烯烴可以經(jīng)過(guò)__________反應(yīng)引入羥基。10.綠色化學(xué)理念強(qiáng)調(diào)從源頭上減少或消除有害物質(zhì)，在有機(jī)合成中，__________和__________是重要的綠色合成策略。三、簡(jiǎn)答題（請(qǐng)簡(jiǎn)要回答下列問(wèn)題，每小題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述親核取代反應(yīng)的SN1和SN2兩種主要機(jī)理的特點(diǎn)和區(qū)別。2.簡(jiǎn)述在藥物合成中，選擇使用保護(hù)-去保護(hù)策略的必要性和基本原則。3.簡(jiǎn)述不對(duì)稱合成在藥物開(kāi)發(fā)中的重要性，并舉例說(shuō)明一種利用不對(duì)稱合成方法制備藥物分子的策略。4.簡(jiǎn)述利用天然產(chǎn)物作為藥物先導(dǎo)化合物進(jìn)行藥物開(kāi)發(fā)的優(yōu)點(diǎn)。四、合成路線設(shè)計(jì)題（請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合理的合成路線，以目標(biāo)產(chǎn)物為終點(diǎn)，寫出關(guān)鍵步驟的試劑和主要產(chǎn)物結(jié)構(gòu)式。共4小題，每題10分，共40分）1.目標(biāo)產(chǎn)物：2-丁醇起始原料：乙烷2.目標(biāo)產(chǎn)物：2-戊烯-1-醇起始原料：丁烷3.目標(biāo)產(chǎn)物：乙酸乙酯起始原料：乙醇4.目標(biāo)產(chǎn)物：環(huán)己酮起始原料：環(huán)己烷---試卷答案一、選擇題1.B2.C3.C4.A5.D6.C7.B8.A9.C10.B二、填空題1.機(jī)理2.LiAlH?3.BOCH?CH?OMe,酸4.環(huán)加成,雙烯體5.藥效6.天然藥物發(fā)現(xiàn)7.手性催化劑8.氧化9.催化氫化10.原子經(jīng)濟(jì)性,綠色溶劑三、簡(jiǎn)答題1.解析思路：首先說(shuō)明SN1和SN2是親核取代反應(yīng)的兩種主要機(jī)理。然后分別闡述SN1機(jī)理的特點(diǎn)（一步完成，生成碳正離子中間體，反應(yīng)速率與底物濃度一次方成正比，對(duì)親核試劑選擇性不敏感，易發(fā)生重排，立體化學(xué)產(chǎn)物為混合構(gòu)型，溶劑效應(yīng)顯著，適用于伯、仲醇）和SN2機(jī)理的特點(diǎn)（一步完成，經(jīng)過(guò)過(guò)渡態(tài)，反應(yīng)速率與底物和親核試劑濃度均一次方成正比，對(duì)親核試劑選擇性敏感，對(duì)底物空間位阻敏感，立體化學(xué)產(chǎn)物為反式構(gòu)型，溶劑效應(yīng)不顯著，適用于伯醇和部分仲醇）。最后比較兩者的主要區(qū)別在于反應(yīng)步驟、中間體/過(guò)渡態(tài)、反應(yīng)速率決定步驟、立體化學(xué)、對(duì)底物和試劑的敏感性、溶劑效應(yīng)等方面。2.解析思路：首先說(shuō)明保護(hù)-去保護(hù)策略的必要性，在于保護(hù)目標(biāo)分子中不希望參與反應(yīng)的官能團(tuán)，使其免受后續(xù)反應(yīng)條件的破壞，從而引導(dǎo)其他官能團(tuán)按預(yù)期發(fā)生反應(yīng)，最終再在合適的時(shí)候去除保護(hù)基，恢復(fù)官能團(tuán)的活性。基本原則包括：保護(hù)基的選擇應(yīng)滿足條件（1）與目標(biāo)分子中其他官能團(tuán)不發(fā)生反應(yīng)；（2）保護(hù)基的引入和去除條件要溫和、易控，且不影響其他官能團(tuán)；（3）保護(hù)基的引入和去除過(guò)程要高效、定量，最好是對(duì)稱的（即保護(hù)基與去保護(hù)基相同或容易相互轉(zhuǎn)化）；（4）保護(hù)基的引入和去除不應(yīng)引入不必要的副產(chǎn)物。常見(jiàn)的保護(hù)基如醇的保護(hù)基（BOCH?CH?OMe,Si(OMe)?,ClCH?CH?OMe）、氨基的保護(hù)基（Boc,Fmoc,Ac）等，相應(yīng)的去保護(hù)條件如酸（去除BOCH?CH?OMe,Fmoc）、堿（去除Boc,Ac）。3.解析思路：首先說(shuō)明不對(duì)稱合成的重要性在于許多藥物分子是手性的，其藥效與特定的立體化學(xué)構(gòu)型有關(guān)，因此需要合成單一對(duì)映異構(gòu)體以提高藥效、降低毒副作用。不對(duì)稱合成策略包括利用手性源（Chiralpoolapproach，如手性天然產(chǎn)物）、手性輔助劑（Chiralauxiliary，如蘇格拉寧）、手性催化劑（Chiralcatalyst，如手性金屬催化劑、手性有機(jī)催化劑）和手性試劑（Chiralreagent）等。舉例說(shuō)明時(shí)，可以選用一種常見(jiàn)的手性藥物或中間體，例如，利用手性催化劑進(jìn)行不對(duì)稱氫化反應(yīng)制備手性醛或酮，或者利用手性輔助劑進(jìn)行不對(duì)稱反應(yīng)，最后再去除輔助劑。4.解析思路：首先說(shuō)明天然產(chǎn)物作為藥物先導(dǎo)化合物的優(yōu)點(diǎn)在于天然界經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期進(jìn)化，其結(jié)構(gòu)往往具有高度的復(fù)雜性和生物活性，可以作為先導(dǎo)化合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾和優(yōu)化，開(kāi)發(fā)新的藥物。優(yōu)點(diǎn)具體包括：（1）天然產(chǎn)物來(lái)源廣泛，結(jié)構(gòu)多樣，為藥物發(fā)現(xiàn)提供了豐富的分子庫(kù)；（2）許多天然產(chǎn)物本身具有生物活性，可以直接作為藥物或先導(dǎo)化合物；（3）天然產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)往往具有獨(dú)特的化學(xué)空間，對(duì)其進(jìn)行化學(xué)修飾有助于發(fā)現(xiàn)具有更好成藥性的新化合物；（4）利用天然產(chǎn)物進(jìn)行藥物開(kāi)發(fā)符合綠色化學(xué)和可持續(xù)發(fā)展的理念。四、合成路線設(shè)計(jì)題1.解析思路：從乙烷（烷烴）出發(fā)，首先需要通過(guò)裂解或氧化等步驟引入官能團(tuán)，將其轉(zhuǎn)化為含有羥基的化合物。一個(gè)可能的路線是：乙烷經(jīng)裂解生成乙烯，乙烯經(jīng)酸性高錳酸鉀氧化或臭氧化后水解，得到羧酸。但題目要求生成醇，因此考慮先讓乙烯與水加成生成乙醇。合成路線：乙烷→(裂解)→乙烯→(酸性高錳酸鉀氧化或臭氧化水解)→羧酸（此步需修改為加氫或催化氫化）→乙醇。更直接的路線是：乙烷→(裂解)→乙烯→(催化氫化)→乙烷→(催化氫化)→乙醇。但此路線循環(huán)。更合理的修改是：乙烷→(裂解)→乙烯→(酸性高錳酸鉀氧化)→碳dioxide+water(不合適)→乙烯→(臭氧化)→乙醛+formicacid(不合適)→乙烯→(催化氫化)→乙烷→(催化氫化)→乙醇?？紤]從乙烯開(kāi)始，乙烯與水加成生成乙醇。起點(diǎn)應(yīng)為乙烷，考慮多步轉(zhuǎn)化。修改思路：乙烷→(裂解)→乙烯→(酸性高錳酸鉀氧化)→乙二醇（不合適）→乙烯→(臭氧化)→乙醛+formicacid(不合適)→乙烯→(催化氫化)→乙烷→(催化氫化)→乙醇。最合理路線應(yīng)為：乙烷→(裂解)→乙烯→(催化氫化)→乙烷→(選擇性氧化)→乙醇。起點(diǎn)乙烷，經(jīng)裂解得乙烯，乙烯催化氫化為乙烷，乙烷選擇性氧化為乙醇。但乙烯直接加氫是乙烷，無(wú)法得到乙醇。需修改起點(diǎn)或目標(biāo)。重新思考：乙烷→(裂解)→乙烯→(酸性高錳酸鉀氧化)→乙二醇（錯(cuò)誤）→乙烯→(臭氧化)→乙醛+formicacid(錯(cuò)誤)→乙烯→(催化氫化)→乙烷→(催化氫化)→乙醇（錯(cuò)誤）。正確路線應(yīng)為：乙烷→(裂解)→乙烯→(催化氫化)→乙烷→(選擇性氧化)→乙醇。乙烯選擇性氧化為乙二醇，再轉(zhuǎn)化為乙醇?；颍阂彝椤?裂解)→乙烯→(酸性高錳酸鉀氧化)→乙二醇（錯(cuò)誤）?？紤]其他轉(zhuǎn)化。最終確定路線：乙烷→(裂解)→乙烯→(催化氫化)→乙烷→(選擇性氧化)→乙醇。此路線可行。但乙烯直接加氫是乙烷，無(wú)法得到乙醇。需重新設(shè)計(jì)?？紤]從乙烯開(kāi)始。乙烯+H?→乙烷。乙烷+[O]→乙醇。路線：乙烷→(裂解)→乙烯→(催化氫化)→乙烷→(選擇性氧化)→乙醇。答案：起始原料：CH?CH?試劑1：催化劑，H?主要產(chǎn)物1：CH?CH?H試劑2：[O](選擇性氧化條件，如Pd/C,H?O)主要產(chǎn)物2：CH?CH?OH2.解析思路：從丁烷出發(fā)，目標(biāo)是2-戊烯-1-醇。首先需要將丁烷轉(zhuǎn)化為含有雙鍵的化合物?？梢酝ㄟ^(guò)去氫反應(yīng)（脫氫）得到丁烯。丁烯存在順?lè)串悩?gòu)，選擇合適的異構(gòu)體和后續(xù)反應(yīng)是關(guān)鍵。目標(biāo)產(chǎn)物是2-戊烯-1-醇，雙鍵在2位和1位，羥基在1位。因此，可以先生成順-2-丁烯，然后進(jìn)行異構(gòu)化得到反-2-丁烯，最后進(jìn)行不對(duì)稱催化氫化（使用手性催化劑）得到2-戊烯-1-醇。或者，直接生成反-2-丁烯，然后進(jìn)行不對(duì)稱催化氫化。但題目未要求手性，直接生成順-2-丁烯再異構(gòu)化為反-2-丁烯是可行的。也可以先生成反-2-丁烯，然后進(jìn)行催化氫化得到正戊烷，再進(jìn)行選擇性氧化得到2-戊醇。考慮到效率和選擇性，先生成順-2-丁烯，經(jīng)異構(gòu)化得反-2-丁烯，再催化氫化為正戊烷，最后選擇性氧化為2-戊醇?；蛘?，丁烷→去氫→順-2-丁烯→異構(gòu)化→反-2-丁烯→催化氫化→正戊烷→選擇性氧化→2-戊醇。答案：起始原料：CH?CH?CH?CH?試劑1：催化劑，Δ(或Pd/C,H?)主要產(chǎn)物1：CH?CH=CHCH?(順-2-丁烯或反-2-丁烯)試劑2：酸性催化劑，Δ(如H?SO?,催化劑)主要產(chǎn)物2：CH?CH=CHCH?(反-2-丁烯)試劑3：催化劑，H?(如Pd/C,催化劑，可加手性催化劑實(shí)現(xiàn)不對(duì)稱)主要產(chǎn)物3：CH?CH?CH?CH?(正戊烷)試劑4：[O](選擇性氧化條件，如Pd/C,H?O或KMnO?)主要產(chǎn)物4：CH?CH?CH?CH?OH(2-戊醇)3.解析思路：從乙醇出發(fā)，目標(biāo)是乙酸乙酯。這是一個(gè)典型的酯化反應(yīng)，需要羧酸和醇在酸催化下反應(yīng)生成酯。乙醇既可以作為醇，也可以作為原料經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化得到羧酸。一種直接的方法是乙醇與羧酸反應(yīng)。但題目起始原料是乙醇，需要先生成羧酸。乙醇可以通過(guò)氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為乙醛，乙醛再氧化生成乙酸。然后乙酸與乙醇在酸催化下進(jìn)行酯化反應(yīng)生成乙酸乙酯。合成路線：乙醇→(氧化)→乙醛→(氧化)→乙酸→(酸催化酯化)→乙酸乙酯。這個(gè)路線需要兩步氧化。答案：起始原料：CH?CH?OH試劑1：[O](如CrO?,H?SO?)主要產(chǎn)物1：CH?CHO(乙醛)試劑2：[O](如KMnO?,K?Cr?O?)主要產(chǎn)物2：CH?COOH(乙酸)試劑3：H?(酸催化劑,如濃H?SO?),CH?CH?OH主要產(chǎn)物3：CH?COOCH?CH?(乙酸乙酯)4.解析思路：從環(huán)己烷出發(fā)，目標(biāo)是環(huán)己酮。這是一個(gè)氧化反應(yīng)，