2025年大學(xué)《資源化學(xué)》專業(yè)題庫——天然產(chǎn)物合成化學(xué)方法和機(jī)理考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請將正確選項(xiàng)的字母填入括號內(nèi)）1.在天然產(chǎn)物全合成中，為了保護(hù)醇羥基，常選用以下哪種試劑？()A.SOCl?B.PBr?C.TsClD.Boc?O2.下列哪種反應(yīng)通常用于構(gòu)建碳-碳雙鍵？()A.Grignard反應(yīng)B.Diels-Alder反應(yīng)C.Birch還原D.Kolbe反應(yīng)3.在有機(jī)反應(yīng)機(jī)理中，表示通過共價鍵形成新鍵，并帶有一個未成對電子的中間體是？()A.碳正離子B.碳負(fù)離子C.自由基D.卡賓4.Wittig反應(yīng)是合成烯烴的重要方法，其關(guān)鍵特征是？()A.醛或酮與鋅汞齊反應(yīng)B.醛或酮與硼氫化物反應(yīng)C.醛或酮與磷葉立德反應(yīng)D.醛或酮與鈉氨溶液反應(yīng)5.對于手性天然產(chǎn)物的合成，以下哪種策略是利用手性催化劑或試劑實(shí)現(xiàn)的？()A.非對映選擇性合成B.外消旋化反應(yīng)C.生物催化D.偶聯(lián)反應(yīng)6.從一個簡單的原料出發(fā)，通過一系列化學(xué)轉(zhuǎn)化最終合成目標(biāo)分子的過程稱為？()A.逆合成分析B.順合成分析C.基元反應(yīng)D.反應(yīng)機(jī)理7.在有機(jī)合成中，使用Lithiumdiisopropylamide(LDA)作為堿，通常意味著？()A.需要在水溶液中進(jìn)行B.需要使用非極性溶劑如THFC.反應(yīng)通常在高溫下進(jìn)行D.目標(biāo)產(chǎn)物是芳香族化合物8.生物轉(zhuǎn)化方法在天然產(chǎn)物合成中的優(yōu)勢之一是？()A.可以進(jìn)行高度選擇性的官能團(tuán)轉(zhuǎn)化B.反應(yīng)條件通常溫和，環(huán)境友好C.可以合成用化學(xué)方法難以制備的復(fù)雜分子D.產(chǎn)率通常很高9.下列哪種反應(yīng)通常伴隨著環(huán)的縮??？()A.環(huán)化反應(yīng)B.開環(huán)反應(yīng)C.烷基化反應(yīng)D.重排反應(yīng)10.在設(shè)計(jì)天然產(chǎn)物合成路線時，選擇合適的反應(yīng)條件以獲得高區(qū)域選擇性和/或高立體選擇性是重要的考慮因素，這主要是為了？()A.提高總產(chǎn)率B.避免生成不需要的異構(gòu)體C.降低反應(yīng)成本D.增加反應(yīng)速率二、填空題（請將答案填入橫線處）1.________反應(yīng)是一種經(jīng)典的碳-碳鍵形成反應(yīng)，利用親電試劑與烯烴或炔烴加成。2.在有機(jī)合成中，________是指一個基團(tuán)從分子的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分的過程。3.________是指一個分子與手性環(huán)境相互作用時，只選擇性地反應(yīng)生成一種對映異構(gòu)體（或一種非對映異構(gòu)體）的現(xiàn)象。4.對于一個醛或酮，其α-氫原子上的酸性比苯環(huán)上的氫要________（強(qiáng)/弱）。5.________是指分子中原子連接的順序和空間構(gòu)型與另一種鏡像但不能重合的分子互為鏡像異構(gòu)體。6.當(dāng)一個烯烴與鹵素發(fā)生加成反應(yīng)時，如果使用過量的鹵素，通常會得到________（主要產(chǎn)物）。7.________是指通過生物體（如酶或微生物）催化進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。8.在逆合成分析中，將一個保護(hù)的官能團(tuán)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的活性官能團(tuán)的過程稱為________。9.________是指在分子中引入一個手性中心的過程。10.________是指反應(yīng)物中所有的原子都轉(zhuǎn)化到產(chǎn)物中，且不產(chǎn)生任何副產(chǎn)物的理想化合成過程。三、簡答題1.簡述Diels-Alder反應(yīng)的機(jī)理，并說明其反應(yīng)特點(diǎn)。2.比較并說明格氏試劑（Grignardreagent）和維格納試劑（Wittigreagent）在構(gòu)建碳-碳雙鍵方面的主要區(qū)別。3.簡述保護(hù)基在天然產(chǎn)物全合成中的重要作用。四、機(jī)理題1.請繪制以下反應(yīng)的詳細(xì)機(jī)理圖，并標(biāo)注關(guān)鍵的中間體和電子轉(zhuǎn)移過程。2-丁烯與溴發(fā)生加成反應(yīng)。2.請繪制乙醇在酸性條件下催化氧化的機(jī)理圖，直至生成乙酸。五、合成路線設(shè)計(jì)題1.以乙醇和乙酸為起始原料，設(shè)計(jì)一條合成環(huán)己酮的合成路線，要求寫出關(guān)鍵步驟的反應(yīng)類型，并簡要說明每步選擇該反應(yīng)的理由。2.假設(shè)你想要合成一個簡單的手性醇（例如（R）-2-丁醇），請?jiān)O(shè)計(jì)至少兩種不同的合成路線，說明每條路線的關(guān)鍵步驟和可能的挑戰(zhàn)。---試卷答案一、選擇題1.C2.B3.C4.C5.A6.A7.B8.B9.B10.B二、填空題1.加成2.轉(zhuǎn)移3.區(qū)域選擇性4.強(qiáng)5.對映異構(gòu)6.二鹵代烷7.生物轉(zhuǎn)化8.去保護(hù)9.手性化10.一步合成三、簡答題1.解析思路：Diels-Alder反應(yīng)是親電環(huán)加成反應(yīng)，包含一個親電的狄爾斯-阿爾德試劑（如烯烴或炔烴）和一個富電子的迪爾-阿爾德底物（如共軛烯烴或芳香化合物）。反應(yīng)經(jīng)歷協(xié)同機(jī)理，形成一個新的六元環(huán)。特點(diǎn)包括：高度立體專一性（通常得到順式產(chǎn)物）、區(qū)域?qū)Ｒ恍裕ㄍǔＷ裱滋匾?guī)則）、可逆性、對溶劑和溫度有一定的敏感性，廣泛應(yīng)用于合成環(huán)狀化合物。2.解析思路：格氏試劑（R-Mg-X）是親核試劑，通常用于親核加成到羰基上，生成醛或酮。反應(yīng)需要無水、無活潑氫環(huán)境，且羰基化合物不能是叔醇或叔醛。維格納試劑（R-P=CR'）是親核試劑，通過親核加成到親電的烯烴或炔烴上，可以構(gòu)建碳-碳雙鍵，特別是立體化學(xué)控制較好的烯烴。反應(yīng)條件相對溫和，對水和活潑氫不敏感。主要區(qū)別在于底物類型（格氏試劑加成到羰基，維格納試劑加成到烯烴/炔烴）、反應(yīng)環(huán)境和產(chǎn)物的立體化學(xué)。3.解析思路：保護(hù)基的作用是在天然產(chǎn)物全合成中，保護(hù)目標(biāo)分子中某個或某些官能團(tuán)，使其在后續(xù)的反應(yīng)中不發(fā)生不期望的轉(zhuǎn)化。這避免了副反應(yīng)的發(fā)生，保證了合成路線的按計(jì)劃進(jìn)行。常用的保護(hù)基及其去除條件需要根據(jù)官能團(tuán)的具體性質(zhì)選擇。例如，醇羥基常用TsCl或Boc?O保護(hù)，在酸或堿條件下可去保護(hù)；氨基常用Boc或Cbz保護(hù)，在酸或堿條件下可去保護(hù)。保護(hù)基的選擇和去保護(hù)時機(jī)是合成路線設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。四、機(jī)理題1.解析思路：2-丁烯與溴加成是典型的反式加成反應(yīng)。第一步，溴分子在溶劑或光的作用下極化，Br原子帶部分正電荷；Br-離子進(jìn)攻雙鍵的π電子，形成三元環(huán)的溴鎓離子中間體；第二步，溴離子親核進(jìn)攻溴鎓離子背面（遠(yuǎn)離第一個Br原子）的碳原子，環(huán)打開，生成1,2-二溴-2-丁烯。機(jī)理圖需包含溴分子極化、親核進(jìn)攻、中間體（溴鎓離子）結(jié)構(gòu)、環(huán)打開和最終產(chǎn)物結(jié)構(gòu)，并標(biāo)注電子流向。2.解析思路：乙醇在酸性條件下氧化成乙酸，通常經(jīng)歷兩步。第一步，乙醇的α-氫在酸催化下被質(zhì)子化，然后與水分子共軛，形成較穩(wěn)定的半質(zhì)子化狀態(tài)，該狀態(tài)容易失去質(zhì)子形成烯醇負(fù)離子；第二步，烯醇負(fù)離子作為親核試劑進(jìn)攻過氧化氫的氧原子，形成過氧乙醛中間體，該中間體不穩(wěn)定，發(fā)生重排（或直接分解），釋放水，生成乙醛。最后，乙醛在酸催化下進(jìn)一步被氧氣氧化為乙酸。機(jī)理圖需包含質(zhì)子化、烯醇負(fù)離子形成、親核進(jìn)攻、過氧乙醛中間體、重排/分解和水釋放、乙醛生成以及乙醛氧化為乙酸的過程，并標(biāo)注關(guān)鍵中間體和電子轉(zhuǎn)移。五、合成路線設(shè)計(jì)題1.解析思路：合成路線1：乙醇經(jīng)氧化生成乙醛，乙醛經(jīng)羥醛縮合（或與丙酮反應(yīng)）生成α-羥基丁醛，再氧化生成環(huán)己酮。路線2：乙醇脫水生成乙烯，乙烯與CO?加成生成環(huán)氧丙烷，環(huán)氧丙烷開環(huán)與乙醛反應(yīng)生成α-羥基丁醛，再氧化生成環(huán)己酮。路線3：乙醇與CO?加壓催化氫化（格氏法或其他方法）直接生成環(huán)己酮（此方法可能較復(fù)雜或需特定條件，作為拓展思路）。選擇路線需說明每步反應(yīng)的可行性、常用條件以及為何適合用于合成環(huán)己酮（如利用常見的氧化、縮合或加成反應(yīng)）。例如，路線1中乙醇氧化和醛醇氧化是常用方法。路線2利用了乙烯的來源廣泛性和羰基烯烴/環(huán)氧開環(huán)反應(yīng)。2.解析思路：路線1：利用手性源。例如，使用（S）-2-溴丁烷與格氏試劑（如PhMgBr）反應(yīng)，控制反應(yīng)條件（如低溫），主要得到（R）-2-丁醇。（S）-2-溴丁烷是手性源，格氏試劑是手性堿或手性催化劑可誘導(dǎo)不對稱反應(yīng)。挑戰(zhàn)在于控制反應(yīng)區(qū)域選擇性，避免副產(chǎn)物。路線2：利用不對稱催化。例如，使用手性催化劑（如手性膦配體的鈀催化劑）催化烯烴（如順式-2-丁烯）與硼氫化物（如BH?·TH