2025年考研《有機化學》合成路線設計練習題卷(含解析版)一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列化合物中，最適合作為Grignard試劑制備前體的是A.溴苯（PhBr）B.對硝基溴苯（pNO?C?H?Br）C.鄰羥基溴苯（oHOC?H?Br）D.對甲氧基溴苯（pMeOC?H?Br）答案：D解析：Grignard試劑要求鹵代芳烴不含活潑質子（如OH、NH、COOH）及強吸電子基（如NO?），否則會發(fā)生去質子化或電子轉移副反應。甲氧基為弱給電子基，穩(wěn)定芳環(huán)且不與RMgX反應，故D最佳。2.欲由苯甲醛合成α,β不飽和酮PhCH=CHCOCH?，首選的縮合條件是A.丙酮/NaOH/ΔB.丙酮/NaH/THF/0℃C.丙酮/LDA/?78℃D.丙酮/TiCl?/Et?N/RT答案：A解析：ClaisenSchmidt縮合（交叉羥醛縮合）在稀堿、加熱條件下即可高效進行，苯甲醛無αH，丙酮提供αH，直接生成查爾酮型產物。3.下列反應中，哪一步最可能產生外消旋化A.(S)2溴丁烷與NaCN/DMSOB.(S)2丁醇與SOCl?/吡啶C.(S)2碘辛烷與Mg/乙醚D.(S)2氯丁烷與AgNO?/乙醇答案：D解析：AgNO?/乙醇為SN1條件，碳正離子中間體平面化，導致手性中心外消旋化；其余為SN2或金屬插入，構型保持或翻轉。4.化合物A（C?H??O）與NaH反應放出H?，與PCC反應得C?H?O，與2,4DNPH呈陽性，但無銀鏡反應，A的結構為A.2苯乙醇B.苯乙酮C.1苯乙醇D.對甲基苯酚答案：C解析：與NaH反應說明含OH；PCC氧化后分子式失H?，得酮羰基；無銀鏡說明非醛；1苯乙醇氧化得苯乙酮，符合全部信息。5.下列哪種試劑可將羧酸直接還原為醛A.LiAlH?B.DIBALHC.BH?·THFD.RedAl答案：C解析：BH?·THF為溫和羧酸還原劑，停于醛階段；LiAlH?與RedAl過還原得醇；DIBALH對酯/腈有效，對羧酸效率低。6.在Pd(PPh?)?催化下，芳基三氟甲磺酸酯與PhB(OH)?反應，屬于A.Kumada偶聯(lián)B.Suzuki偶聯(lián)C.Stille偶聯(lián)D.Negishi偶聯(lián)答案：B解析：芳基硼酸與芳基三氟甲磺酸酯在Pd(0)催化下交叉偶聯(lián)為典型Suzuki反應。7.下列化合物中，最容易發(fā)生芳香親核取代的是A.氯苯B.對硝基氯苯C.2,4二硝基氯苯D.對甲氧基氯苯答案：C解析：硝基為強吸電子基，降低芳環(huán)電子密度，活化鄰對位SNAr；雙硝基協(xié)同活化，反應性最高。8.環(huán)己烯經臭氧解還原后得己二醛，再與何種試劑可一步得順式環(huán)己烯1,2二醇A.NaBH?B.H?/PdCC.TiCl?/ZnD.McMurry試劑答案：D解析：McMurry試劑（TiCl?/LiAlH?或TiCl?/ZnCu）可將二醛還原偶聯(lián)為烯烴；后續(xù)用OsO?/NMO雙羥化得順式二醇，但題目要求“一步得二醇”，嚴格講無直接一步法。此處題眼為“己二醛→順式烯烴二醇”，唯一可聯(lián)想的是McMurry先成烯再雙羥化，但選項無OsO?，故題目設計為“最接近合成策略”，選D。9.下列哪組條件可實現(xiàn)α,β不飽和酮的1,4加成A.PhMgBr/CuIB.PhLiC.PhMgBrD.PhB(OH)?/Pd(OAc)?答案：A解析：Gilman試劑（RMgX+CuI）提供RCu，選擇性1,4共軛加成；其余為1,2加成或偶聯(lián)。10.化合物B（C?H??O?）IR1720cm?1強吸收，1HNMRδ2.3(s,3H),3.8(s,3H),6.9(d,2H),7.9(d,2H)，B為A.4甲氧基苯乙酮B.3甲氧基苯乙酮C.4甲基苯甲酸甲酯D.4甲氧基苯甲酸甲酯答案：A解析：δ2.3為甲基酮，3.8為甲氧基，AA′BB′對位取代苯環(huán)，7.9處芳氫受羰基去屏蔽，為對甲氧基苯乙酮特征。二、完成反應式（每空3分，共30分）11.苯甲醛+丙二酸/吡啶/Δ→()+CO?+H?O答案：肉桂酸（PhCH=CHCOOH）解析：Knoevenagel縮合，丙二酸為活性亞甲基，吡啶催化，脫羧得α,β不飽和酸。12.環(huán)己酮+H?NOH·HCl/NaOAc→()答案：環(huán)己酮肟解析：酮與羥胺縮合生成肟，用于Beckmann重排前體。13.環(huán)己酮肟+PCl?/苯/Δ→()答案：己內酰胺解析：Beckmann重排，肟羥基反位遷移，擴環(huán)得七元內酰胺。14.(S)2氯丁烷+NaI/丙酮→()（寫出立體化學）答案：(R)2碘丁烷解析：SN2，構型翻轉；I?親核性強于Cl?，丙酮為極性非質子溶劑加速。15.間氯硝基苯+NaSCH?/DMF/100℃→()答案：間硝基苯甲硫醚解析：SNAr，硝基活化鄰對位，甲硫基負離子親核取代Cl。16.苯乙炔+9BBN/THF→()答案：(E)苯乙烯基硼酸9BBN酯解析：硼氫化炔烴，9BBN順式加成，得(E)烯基硼烷。17.(E)苯乙烯基硼酸9BBN酯+I?/NaOH→()答案：(E)碘代苯乙烯解析：硼酸烯基與I?/NaOH發(fā)生硼酸碘代，構型保持。18.丁二酸二乙酯+NaH/THF→()（寫出中間體）答案：丁二酸二乙酯雙負離子解析：NaH拔αH，生成雙烯醇負離子，用于Dieckmann縮合。19.丁二酸二乙酯雙負離子+BrCH?CH?Br→()答案：1,1環(huán)丙烷二甲酸二乙酯解析：雙負離子分子內SN2，形成三元環(huán)。20.1,1環(huán)丙烷二甲酸二乙酯+H?O?/Δ→()答案：環(huán)丙烷1,1二甲酸解析：酯水解得二元酸，加熱不脫羧，環(huán)丙烷環(huán)張力大但無β羧基。三、合成路線設計（共50分）21.以苯為唯一有機原料，無機試劑任選，設計合成對氨基苯乙酸（pH?NC?H?CH?COOH），要求總步數(shù)≤6，每步產率>70%。（10分）答案與解析：步驟1：苯硝化苯+HNO?/H?SO?→硝基苯（90%）步驟2：硝基苯還原硝基苯+Fe/HCl→苯胺（85%）步驟3：苯胺乙酰化苯胺+Ac?O→乙酰苯胺（95%），保護氨基并降低活化步驟4：FriedelCrafts乙?；阴１桨?AcCl/AlCl?→對乙酰氨基苯乙酮（pAcNHC?H?COCH?）（75%）步驟5：WillgerodtKindler氧化對乙酰氨基苯乙酮+S/嗎啉/Δ→對乙酰氨基苯乙酸嗎啉鎓鹽，水解得對乙酰氨基苯乙酸（80%）步驟6：水解對乙酰氨基苯乙酸+H?O?/Δ→對氨基苯乙酸（90%）總產率：0.90×0.85×0.95×0.75×0.80×0.90≈37%，但單步均>70%，符合要求。解析：乙?；Ｗo避免多烷基化；WillgerodtKindler將芳基甲基酮轉芳基乙酸，條件溫和。22.由乙烯和丙烯出發(fā)，合成3甲基2戊酮，要求使用有機硼化學，總步數(shù)≤5。（10分）答案：步驟1：乙烯+BH?·THF→三乙基硼烷步驟2：丙烯+9BBN→異丁基9BBN步驟3：三乙基硼烷+CO/125℃/50atm→(CH?CH?)?CBO，氧化得3戊酮步驟4：3戊酮+LDA/THF/?78℃→烯醇鋰步驟5：烯醇鋰+異丁基9BBN→硼烯醇鹽，再與碘甲烷轉金屬化，氧化得3甲基2戊酮解析：利用硼烷羰基化構建酮骨架，再通過硼烯醇鹽α烷基化引入甲基，區(qū)域選擇性高。23.由對硝基甲苯合成4,4′二甲氧基3,3′二甲基聯(lián)苯，要求使用鈀催化交叉偶聯(lián)，總步數(shù)≤4。（10分）答案：步驟1：對硝基甲苯+Me?SO?/K?CO?→對硝基間甲基苯甲醚（保護酚羥基前體）步驟2：Fe/HCl還原→對氨基間甲基苯甲醚步驟3：Sandmeyer置換→對碘間甲基苯甲醚（I?/HNO?）步驟4：雙份對碘間甲基苯甲醚+Pd(PPh?)?/Zn/THF→還原偶聯(lián)得聯(lián)苯解析：采用Pd(0)/Zn還原自偶聯(lián)，避免使用對空氣敏感的Grignard；甲氧基已預先引入，減少步驟。24.由環(huán)己烯出發(fā)，合成7氧雜雙環(huán)[2.2.1]庚5烯2酮，要求使用[4+2]環(huán)加成及光化學，總步數(shù)≤3。（10分）答案：步驟1：環(huán)己烯+單線態(tài)O?/玫瑰紅/hν→2環(huán)己烯1氫過氧化物，還原得2環(huán)己烯1醇步驟2：2環(huán)己烯1醇+PCC→2環(huán)己烯酮步驟3：2環(huán)己烯酮+呋喃/hν(350nm)→[4+2]光環(huán)加成得目標解析：光誘導DielsAlder，呋喃為二烯，烯酮為親雙烯體，面選擇性生成內型加合物，即7氧雜雙環(huán)[2.2.1]庚5烯2酮。25.由丙二酸二乙酯和1,4二溴丁烷出發(fā)，合成2乙氧羰基環(huán)戊酮，要求使用Dieckmann縮合，總步數(shù)≤3。（10分）答案：步驟1：丙二酸二乙酯+NaOEt/EtOH→單負離子步驟2：單負離子+1,4二溴丁烷→二烷基化得1,1環(huán)戊烷二甲酸二乙酯步驟3：1,1環(huán)戊烷二甲酸二乙酯+NaOEt/甲苯/Δ→分子內Dieckmann縮合，得2乙氧羰基環(huán)戊酮解析：二酯分子內Claisen縮合，五元環(huán)熱力學有利，縮合后β酮酯易分離。四、機理題（每題10分，共30分）26.寫出苯甲醛與丙二酸在吡啶催化下生成肉桂酸的完整機理，包括脫羧步驟。答案：1.吡啶與丙二酸形成氫鍵，促進αH離去，生成丙二酸碳負離子；2.碳負離子進攻苯甲醛羰基，形成β羥基二酸；3.質子轉移后，β羥基二酸脫水生成α,β不飽和二酸；4.吡啶作為堿，促進脫羧，通過六元環(huán)過渡態(tài)，CO?離去，得肉桂酸。解析：脫羧為協(xié)同E1cBlike過程，吡啶降低過渡態(tài)能量，提高速率。27.寫出環(huán)己酮肟在PCl?作用下生成己內酰胺的Beckmann重排機理，標明遷移基團。答案：1.PCl?將肟羥基轉化為離去基團—OPCl?；2.反式氫與離去基同平面，環(huán)己基C1遷移至N，形成nitrilium離子；3.水分子進攻nitrilium碳，生成酰胺酸；4.脫質子得己內酰胺。解析：遷移基團為與羥基反式的環(huán)己基碳，立體化學決定產物為七元內酰胺。28.寫出2環(huán)己烯酮在光誘導下與呋喃發(fā)生[4+4]光環(huán)加成生成雙環(huán)產物的機理，并解釋為何實際得[4+2]產物。答案：1.光激發(fā)2環(huán)己烯酮至S?，系間竄越至T?；2.T?態(tài)烯酮與呋喃S?形成激基復合物；3.軌道對稱性分析：[4+4]為σ2s+π2s，光化學允許但空間位阻大；4.實際經[4+2]過渡態(tài)，協(xié)同生成6元環(huán)，保留呋喃氧橋，得7氧雜雙環(huán)[2.2.1]體系；5.計算化學表明[4+2]路徑能壘低20kJ/mol。解析：光化學[4+2]為烯酮二烯特征反應，實驗與理論一致。五、結構解析與波譜綜合（共20分）29.某中性化合物C??H??O?，IR1745cm?1強，無OH吸收；1HNMR(400MHz,CDCl?)δ1.25(t,3H),2.60(t,2H),3.05(t,2H),3.80(s,3H),4.15(q,2H),6.85(d,2H),7.15(d,2H)；13CNMRδ14.2,28.5,35.8,55.3,60.4,113.8,129.4,132.7,157.6,171.2；MSm/z180(M?),135(100)。提出結構并解釋裂解。答案：結構為4甲氧基苯丙酸乙酯（MeOC?H?CH?CH?COOEt）。解析：IR1745cm?1為酯C=O；δ1.25/4.15為乙酯；3.05/2.60為ArCH?CH?；6.85/7.15為AA′BB′對位取代苯；MS135為[M?OEt]?，符合丙酸乙酯側鏈