2025年有機合成工高級職稱考試練習題及答案一、單項選擇題（每題1分，共20分。每題只有一個正確答案，錯選、多選均不得分）1.在下列反應(yīng)中，哪一個最適合用于構(gòu)建C–N鍵且原子經(jīng)濟性最高？A.Gabriel合成B.Buchwald–Hartwig偶聯(lián)C.Hofmann重排D.Sandmeyer反應(yīng)答案：B解析：Buchwald–Hartwig偶聯(lián)以芳基鹵與胺為原料，Pd催化下直接構(gòu)建C–N鍵，副產(chǎn)物僅為HX，原子經(jīng)濟性遠高于Gabriel（需鄰苯二甲酰亞胺水解）、Hofmann（脫去CO?）及Sandmeyer（放出N?）。2.下列保護基中，對TBAF最穩(wěn)定的是：A.TBSB.TIPSC.TBDPSD.TES答案：C解析：TBDPS（叔丁基二苯基硅基）空間位阻最大，Si–O鍵鍵能高，TBAF（四丁基氟化銨）脫除速率比TBS慢約100倍，常用于選擇性脫除TBS而保留TBDPS。3.在Corey–Chaykovsky環(huán)氧化中，關(guān)鍵中間體是：A.硫葉立德B.磷葉立德C.重氮化合物D.過氧酸答案：A解析：Corey–Chaykovsky使用二甲基亞甲基硫葉立德（Me?S?–CH??）與酮反應(yīng)，經(jīng)螺環(huán)過渡態(tài)生成環(huán)氧乙烷，無金屬參與，條件溫和。4.下列哪種還原劑可將α,β不飽和酯選擇性還原為飽和酯而不影響孤立雙鍵？A.LiAlH?B.NaBH?C.Pd/C–H?D.Stryker試劑[(Ph?P)CuH]?答案：D解析：Stryker試劑為均相銅氫簇，對共軛體系1,4還原選擇性極高，孤立C=C不反應(yīng)；Pd/C易過還原，LiAlH?與NaBH?均還原酯基。5.在Vilsmeier–Haack甲?；校嬲M攻芳環(huán)的親電物種是：A.Cl?CHOMeB.ClCH=NMe??C.Me?N?=CHClD.Me?NCHO·POCl?答案：C解析：POCl?活化DMF生成氯亞胺離子Me?N?=CHCl，其碳帶正電荷，為甲?；噭?；Cl?CHOMe為副產(chǎn)物，不直接參與親電取代。6.下列哪種堿最適用于生成動力學烯醇鹽？A.LDA,–78°CB.NaH,25°CC.KHMDS,0°CD.DBU,40°C答案：A解析：LDA（二異丙基氨基鋰）位阻大、堿性極強、親核性弱，在–78°C快速攫取α質(zhì)子生成動力學烯醇鹽；升高溫度或換弱堿易轉(zhuǎn)向熱力學產(chǎn)物。7.在Chan–Lam偶聯(lián)中，通常不需要：A.銅鹽B.氧氣C.硼酸D.膦配體答案：D解析：Chan–Lam為Cu(II)/O?催化的C–N/C–O偶聯(lián)，硼酸作親核源，無需膦配體；Pd催化才需膦。8.下列哪種溶劑對NaH呈惰性且可穩(wěn)定格氏試劑？A.MeOHB.CH?Cl?C.THFD.AcOH答案：C解析：THF氧原子可絡(luò)合Mg2?，穩(wěn)定格氏試劑；MeOH/AcOH含活潑質(zhì)子，CH?Cl?與NaH發(fā)生卡賓副反應(yīng)。9.在Swern氧化中，淬滅步驟加入Et?N的目的是：A.中和CO?B.促進β消除C.還原DMSOD.捕獲DMSO?答案：B解析：低溫下形成的三甲基硅氧基硫鎓鹽需Et?N拔β氫，經(jīng)協(xié)同消除生成醛酮與二甲硫醚；無堿則中間體分解回醇。10.下列哪種試劑可實現(xiàn)酮的α單氟化且保持手性中心構(gòu)型？A.SelectfluorB.NFSIC.F?/N?D.1氟2,4,6三甲基吡啶四氟硼酸鹽答案：B解析：NFSI（N氟代雙苯磺酰亞胺）為親電氟源，通過烯醇硅烷途徑可在α位引入氟，反應(yīng)經(jīng)緊密離子對，手性轉(zhuǎn)移>95%；Selectfluor易過氟化。11.在Pauson–Khand反應(yīng)中，CO的來源可以是：A.金屬羰基配合物分解B.甲酸脫羧C.Mo(CO)?現(xiàn)場釋放D.以上均可答案：D解析：早期用Co?(CO)?現(xiàn)場失CO，現(xiàn)代改進加入Mo(CO)?或HCOOH/DMAP體系，均能在溫和條件下提供CO。12.下列哪種催化劑對不對稱氫化β酮酯ee值最高？A.RuBINAPB.RhDUPHOSC.IrSPINPHOXD.PdTrost配體答案：A解析：RuBINAP對β酮酯氫化ee可達99%，已工業(yè)化（萘普生）；RhDUPHOS更擅長烯酰胺。13.在Barton–McCombie脫氧中，關(guān)鍵步驟是：A.自由基裂解C–OB.親核取代C.β消除D.金屬氧化加成答案：A解析：硫代羰基中間物經(jīng)nBu?SnH/AIBN引發(fā)，Bu?Sn·奪取硫羰基氧，生成烷基自由基，再裂解C–O鍵，完成脫氧。14.下列哪種條件可斷裂芐基醚而不影響芐酯？A.H?,Pd/C,EtOAc,1atmB.LiSPr,DMF,80°CC.BCl?,–40°CD.DDQ,CH?Cl?/H?O答案：B解析：芐基醚為C–O鍵，芐酯為C=O鄰位C–O鍵；LiSPr親核性強，選擇性斷裂芐基醚生成芐硫醚與醇，芐酯穩(wěn)定；Pd/C同時氫解兩者，DDQ氧化芐位，BCl?無選擇性。15.在Mitsunobu反應(yīng)中，真正的離去基團是：A.偶氮二甲酸二乙酯B.三苯基氧膦C.醇與PPh?加合物D.偶氮二甲酸二乙酯與PPh?生成的甜菜堿答案：D解析：DEAD/PPh?生成兩性離子甜菜堿，奪取醇質(zhì)子形成烷氧基鏻鹽，后者為真正離去基團，經(jīng)SN2被親核試劑取代。16.下列哪種試劑可將醛直接轉(zhuǎn)化為同碳二溴化物？A.CBr?/PPh?B.BBr?C.Br?/NaOHD.NBS/Ph?P答案：A解析：CBr?/PPh?經(jīng)Corey–Fuchs改良，醛→二溴烯→二溴烷；BBr?脫甲基，Br?/NaOH為Hofmann重排，NBS/Ph?P用于醇溴化。17.在Julia–Kocienski烯化中，關(guān)鍵中間體是：A.磺?；庪x子B.硫醚自由基C.苯并噻唑基砜負離子D.磺酸酯答案：C解析：苯并噻唑基砜（BTsulfone）在KHMDS下生成α磺酰碳負離子，與醛加成后Smiles重排脫去BTSO?，生成E烯烴。18.下列哪種溶劑最利于SNAr反應(yīng)速率？A.甲苯B.DMSOC.叔丁醇D.水答案：B解析：SNAr需極性非質(zhì)子溶劑穩(wěn)定Meisenheimer絡(luò)合物，DMSO介電常數(shù)46.7，最優(yōu)；甲苯非極性，tBuOH質(zhì)子性，水易水解底物。19.在Sharpless不對稱環(huán)氧化中，決定對映選擇性的核心因素是：A.酒石酸酯與Ti(IV)形成的二聚手性口袋B.過氧叔丁醇空間位阻C.烯丙醇濃度D.分子篩吸水速率答案：A解析：Ti(OiPr)?/(R,R)DET形成二聚手性催化劑，烯丙醇配位后，過氧酸從Re面或Si面進攻，口袋構(gòu)型決定ee；其余為次要因素。20.下列哪種反應(yīng)可用于構(gòu)建1,4二羰基且無需金屬？A.Stetter反應(yīng)B.Heck反應(yīng)C.Suzuki反應(yīng)D.Sonogashira反應(yīng)答案：A解析：Stetter反應(yīng)為氰化物或NHC催化醛對α,β不飽和酮的1,4加成，生成1,4二羰基；其余均需Pd/Cu。二、多項選擇題（每題2分，共20分。每題有兩個或兩個以上正確答案，多選、少選、錯選均不得分）21.下列哪些條件可實現(xiàn)酮的α羥基化？A.MoOPHB.Davis氧氮雜環(huán)丙烷C.Pb(OAc)?/K?CO?/MeOHD.Oxone/丙酮答案：A、B、C解析：MoOPH（MoO?·Py·HMPA）直接羥化烯醇鹽；Davis試劑親電羥化；Pb(OAc)?經(jīng)α乙酰氧基化后水解；Oxone/丙酮為Shi不對稱環(huán)氧化，不羥化α位。22.關(guān)于Ni催化交叉親電偶聯(lián)，正確的是：A.可兼容Csp2–Csp3鍵B.需化學計量Mn或Zn作還原劑C.對水氧敏感低于Pd體系D.可斷裂C–O親電體答案：A、B、C、D解析：Ni?/II循環(huán)可用Mn粉再生，對水氧耐受優(yōu)于Pd，可偶聯(lián)芳基氯與烷基溴，亦可活化苯酚衍生物C–O鍵。23.下列哪些試劑可用于斷裂甲基醚？A.BBr?B.TMSIC.AlCl?/EtSHD.HBr/Ac?O答案：A、B、C、D解析：BBr?經(jīng)典脫甲基；TMSI生成Me?SiOMe與MeI；AlCl?/EtSH經(jīng)硫醇協(xié)助親核斷裂；HBr/Ac?O生成MeBr與AcOH。24.在光氧化還原催化中，Ir(ppy)?的激發(fā)態(tài)可：A.單電子氧化胺B.單電子還原芳基溴C.能量轉(zhuǎn)移敏化O?至1O?D.與Ni協(xié)同催化交叉偶聯(lián)答案：A、B、C、D解析：Ir(III)氧化電位–1.7VvsSCE，可氧化三乙胺；還原電位+0.77V，可還原ArBr；能量轉(zhuǎn)移生成1O?；與Ni協(xié)同實現(xiàn)C–N/C–C偶聯(lián)。25.下列哪些屬于“氧化還原經(jīng)濟”策略？A.借氫反應(yīng)B.交叉脫氫偶聯(lián)C.電化學陽極氧化D.光催化質(zhì)子還原答案：A、B、C解析：借氫（氫自轉(zhuǎn)移）與CDC（脫氫偶聯(lián)）避免外源氧化劑；陽極氧化以電子為氧化劑；光催化質(zhì)子還原為還原過程，非氧化。26.下列哪些底物可參與C–H活化/烯烴插入？A.苯乙酸B.N苯甲?；桨稢.苯磺酰胺D.苯甲醛答案：A、B、C解析：導向基團（酸、酰胺、磺酰胺）與Pd/Rh配位，鄰位C–H活化后烯烴插入；苯甲醛無導向基，需預(yù)官能團化。27.下列哪些條件可立體保持地將炔烴還原為E烯烴？A.P2Ni(NaBH?/Ni(OAc)?)B.Lindlar催化劑/喹啉C.(Cp)?TiCl?/BuMgBrD.RedAl/CuBr答案：A、C解析：P2Ni為均相Ni(0)，經(jīng)順式加成后異構(gòu)化得E烯烴；Ti(III)氫金屬化亦得E；Lindlar得Z；RedAl還原炔醇為烯醇，立體不定。28.下列哪些屬于“無保護基合成”案例？A.酶催化一鍋三組分合成他汀側(cè)鏈B.金催化炔水合直接得酮C.借氫胺化醇+酮→仲胺D.6π電環(huán)化構(gòu)建多環(huán)答案：A、B、C解析：酶催化高選擇性無需保護；Au催化直接水合避免羥基保護；借氫策略原位氧化還原；電環(huán)化為骨架構(gòu)建，與保護基無關(guān)。29.下列哪些副反應(yīng)易在Suzuki–Miyaura中觀察到？A.脫硼質(zhì)子化B.芳基自偶聯(lián)C.β氫消除D.膦氧化答案：A、B、D解析：硼酸易水解脫硼；O?存在下Pd(0)催化芳基自偶聯(lián)；膦配體可被微量O?氧化；β氫消除主要見于烷基硼烷，芳基體系罕見。30.下列哪些手段可提高光催化反應(yīng)規(guī)模？A.流動光微反應(yīng)器B.高功率LED陣列C.漿床氣液固三相反應(yīng)D.自然太陽光拋物槽答案：A、B、D解析：流動反應(yīng)器提高光子通量與傳質(zhì)；LED陣列可線性放大；太陽光槽綠色低成本；漿床對光催化不透明，效率低。三、機理題（每題10分，共20分。根據(jù)給出的反應(yīng)式，用彎曲箭頭詳細描述電子轉(zhuǎn)移過程，并說明關(guān)鍵中間體結(jié)構(gòu)）31.反應(yīng)式：苯甲醛+丙二酸二乙酯+哌啶/AcOH，Δ→肉桂酸二乙酯要求：畫出Knoevenagel–Doebner縮合完整機理，標出酸堿角色、脫水步驟及最終雙鍵形成。答案與解析：1)哌啶氮孤對電子進攻丙二酸二乙酯活潑亞甲基，奪取質(zhì)子生成烯醇負離子I；2)I進攻苯甲醛羰基碳，形成烷氧負離子II；3)II經(jīng)質(zhì)子轉(zhuǎn)移得β羥基酯III；4)哌啶再次奪α質(zhì)子，生成負離子IV，發(fā)生β消除失OH?，形成α,β不飽和酯V；5)高溫下微量水促使反向羥醛難以進行，推動脫水；6)最后酸化淬滅，得肉桂酸二乙酯。關(guān)鍵：烯醇負離子→aldol→脫水，哌啶為堿催化劑，AcOH提供質(zhì)子緩沖。32.反應(yīng)式：2環(huán)己烯1酮+N甲基苯胺+5mol%Pd(OAc)?/10mol%DPEPhos+BQ，80°C→3(N甲基苯胺基)環(huán)己酮要求：描述Pd(II)催化共軛胺化（Wackertype）機理，解釋BQ作用及區(qū)域選擇性來源。答案與解析：1)Pd(OAc)?與DPEPhos配位生成陽離子Pd(II)；2)烯酮與Pd配位形成η2配合物VI；3)外部N甲基苯胺進攻β碳，經(jīng)5exotrig環(huán)胺鈀中間體VII；4)β氫消除生成Pd(0)與烯胺VIII；5)BQ（苯醌）氧化Pd(0)→Pd(II)，自身被還原為氫醌，完成催化循環(huán)；6)區(qū)域選擇性：胺進攻位阻小、β碳電子密度低（羰基共軛拉電子），符合HardSoft理論。關(guān)鍵：Pd(II)/Pd(0)循環(huán)，BQ為化學計量再氧化劑，配體調(diào)控立體位阻防止N芳基化副反應(yīng)。四、合成設(shè)計題（每題15分，共30分。以給定原料出發(fā)，設(shè)計不超過5步的簡潔路線，需標明試劑、條件及預(yù)期收率，并簡述策略理由）33.由苯甲酸乙酯出發(fā)，合成2氨基4苯基噻唑：要求：使用“一鍋”策略，硫源為硫脲，避免保護基。答案：步驟1：苯甲酸乙酯+LDA,–78°C，生成芳基鋰；步驟2：加入異硫氰酸苯酯，–78→0°C，得硫代苯甲酰胺鋰鹽；步驟3：同一鍋內(nèi)加入硫脲/NaOEt，80°C微波15min，環(huán)合；步驟4：冷卻，稀HCl淬滅，過濾得2氨基4苯基噻唑，收率72%。策略：芳基鋰親核加成構(gòu)建C–N/C–S骨架，硫脲提供環(huán)內(nèi)氮與硫，避免預(yù)官能團化；微波加速環(huán)合，減少副產(chǎn)。34.由3溴吡啶出發(fā)，合成3吡啶基4氟苯甲酸：限制：需引入氟原子，總步數(shù)≤4，使用廉價氟源。答案：步驟1：3溴吡啶與Mg,I?引發(fā)，制備格氏試劑；步驟2：對氟苯甲酸甲酯，–40°C加成，得吡啶基甲醇中間體，收率85%；步驟3：DMP（Dess–Martin）氧化，室溫，得酮，收率92%；步驟4：NaClO?/NaH?PO?，2甲基2丁烯，tBuOH/H?O，Pinnick氧化，得目標酸，收率88%。策略：格氏加成構(gòu)建C–C鍵，氟原子預(yù)置在對氟苯甲酸甲酯，避免后期氟化；DMP與Pinnick條件溫和，兼容吡啶環(huán)。五、實驗安全與工藝放大題（每題10分，共10分）35.某實驗室擬將50g規(guī)模的光氧化還原C–N偶聯(lián)放大至5kg，反應(yīng)使用Ir(ppy)?（0.5mol%）、NiBr?·dtbbpy（5mol%）、K?PO?、DMSO，460nmLED，25°C，通O?。問題：a)指出放大過程最突出的三類風險；b)給出