2025年有機(jī)合成考試題庫及答案一、選擇題（單選，每題2分，共20分）1.在下列反應(yīng)中，哪一個(gè)最適合用于構(gòu)建C–C鍵且條件溫和、官能團(tuán)耐受性好？A.Friedel–Crafts烷基化B.Suzuki偶聯(lián)C.Diels–Alder反應(yīng)D.Wittig反應(yīng)答案：B解析：Suzuki偶聯(lián)使用Pd催化，可在水相或溫和有機(jī)相中進(jìn)行，對鹵代芳烴與有機(jī)硼酸兼容性好，官能團(tuán)耐受性遠(yuǎn)優(yōu)于Friedel–Crafts的強(qiáng)酸條件。2.下列哪種保護(hù)基對堿性水解最穩(wěn)定？A.乙?；ˋc）B.苯甲?；˙z）C.TBS（叔丁基二甲基硅基）D.Boc（叔丁氧羰基）答案：C解析：硅醚鍵對堿穩(wěn)定，對酸敏感；而Ac、Bz、Boc均可在堿性條件下脫除。3.在Swern氧化中，真正起氧化作用的活性物種是：A.DMSOB.草酰氯C.氯代二甲基锍離子D.三乙胺答案：C解析：草酰氯先活化DMSO生成氯代二甲基锍離子，后者奪取醇的α氫完成氧化。4.下列哪種試劑可將末端炔烴直接轉(zhuǎn)化為甲基酮？A.9BBN/H2O2B.HgSO4/H2SO4C.Lindlar催化劑/H2D.Schwartz試劑答案：B解析：Hg(II)催化水合遵循Markovnikov規(guī)則，生成烯醇后互變異構(gòu)為甲基酮。5.在Mitsunobu反應(yīng)中，若親核試劑為鄰苯二甲酰亞胺，產(chǎn)物經(jīng)肼解后得到：A.伯胺B.仲胺C.醇D.醛答案：A解析：Gabriel合成策略，鄰苯二甲酰亞胺烷基化后肼解釋放伯胺。6.下列哪種Pd催化劑對芳基氯代物活性最高？A.Pd(PPh3)4B.Pd(OAc)2C.Pd(dba)2D.PdPEPPSIIPent答案：D解析：PEPPSIIPent含bulkyNHC配體，可高效氧化加成C–Cl鍵。7.在Sharpless不對稱環(huán)氧化中，下列哪一組合給出最高ee值？A.L(+)DET,Ti(OiPr)4,TBHP,烯丙醇B.D()DET,Ti(OiPr)4,TBHP,高烯丙醇C.L(+)DET,Ti(OiPr)4,CHP,烯丙醇D.D()DET,Ti(OiPr)4,TBHP,烯丙醇答案：A解析：烯丙醇為底物時(shí)，L(+)DET給出>95%ee；高烯丙醇因距離遠(yuǎn)ee下降。8.下列哪種還原劑可將α,β不飽和酯還原為飽和酯而不影響羰基？A.LiAlH4B.NaBH4C.Pd/C,H2D.Stryker試劑[(Ph3P)CuH]6答案：D解析：Stryker試劑選擇性1,4還原共軛體系，不還原孤立酯羰基。9.在Barton–McCombie脫氧反應(yīng)中，關(guān)鍵中間體是：A.硫代羰基自由基B.錫自由基C.烷基自由基D.醇的硫代羰基酯答案：C解析：Bu3SnH均裂生成Sn·，奪取硫代羰基酯的C–S鍵，釋放烷基自由基，再奪氫完成脫氧。10.下列哪種條件可高效實(shí)現(xiàn)吲哚的2位選擇性C–H芳基化？A.Pd(OAc)2,AgOAc,空氣，120°CB.CuI,1,10phen,K2CO3,100°CC.Rh2(OAc)4,Cu(OAc)2,80°CD.Pd(TFA)2,BQ,室溫答案：A解析：Pd(II)/Ag(I)協(xié)同，通過C–H活化/氧化加成，空氣再氧化Pd(0)至Pd(II)，實(shí)現(xiàn)2位選擇性。二、完成反應(yīng)式（每空3分，共30分）11.原料：環(huán)己烯+NBS(1.2eq),CCl4,hν→AA+NaCN(1.5eq),DMSO,80°C→BB+LiAlH4,THF,0°C→CC+Boc2O,Et3N,DMAP→D答案：A：3溴環(huán)己烯B：3氰基環(huán)己烯C：3氨甲基環(huán)己烯D：NBoc3氨甲基環(huán)己烯解析：NBS烯丙位溴化；CN親核取代；LiAlH4還原腈至伯胺；Boc保護(hù)胺。12.原料：苯乙炔+nBuLi,–78°C→EE+DMF,–78°C→FF+MeMgBr,THF,–40°C→GG+TBAF,THF→H答案：E：苯乙炔鋰F：苯丙炔醛G：1苯基2丁炔1醇H：1苯基2丁炔1醇（TBAF脫硅保護(hù)，若無硅基則無變化，此處隱含TBS保護(hù)未畫出，故答案不變）解析：炔鋰親核加成DMF得炔醛；格氏試劑加成羰基；若此前羥基被TBS保護(hù)則TBAF脫除。13.原料：2碘苯酚+K2CO3,丙酮→II+Pd(OAc)2,PPh3,CO(1atm),EtOH,80°C→JJ+LiOH,THF/H2O→KK+(COCl)2,催化DMF→LL+NH3(g),CH2Cl2,0°C→M答案：I：2碘苯基烯丙基醚J：2乙氧羰基苯基烯丙基醚K：2羧基苯基烯丙基醚L：2酰氯苯基烯丙基醚M：2氨甲?；交┍呀馕觯悍恿u基烯丙基化；Pd催化烷氧羰基化；酯水解；酰氯化；氨解。14.原料：D甘露糖+丙酮,H2SO4,0°C→NN+NaH,BnBr,DMF→OO+80%AcOH,60°C→PP+PCC,CH2Cl2→QQ+Ph3P=CHCO2Et,甲苯,80°C→R答案：N：1,2:5,6二O異丙叉基αD甘露呋喃糖O：3O芐基1,2:5,6二O異丙叉基衍生物P：3O芐基1,2異丙叉基αD甘露呋喃糖Q：3O芐基1,2異丙叉基αD甘露呋喃5酮R：相應(yīng)α,β不飽和酯（5C烯酯）解析：順式二醇保護(hù)；芐基化伯醇；選擇性開環(huán)5,6縮酮；PCC氧化仲醇；Wittig延長碳鏈。15.原料：L丙氨酸+(Boc)2O,NaOH,dioxane→SS+DCC,HOBt,N甲基嗎啉,芐胺→TT+H2,Pd/C,EtOAc→UU+FmocOSu,NaHCO3,dioxane→V答案：S：NBocL丙氨酸T：NBocL丙氨芐酰胺U：NBocL丙氨酰胺（芐基氫解）V：NFmocNBocL丙氨酰胺解析：氨基Boc保護(hù)；DCC/HOBt縮合芐胺；Pd/C脫芐；Fmoc引入另一保護(hù)基，得正交保護(hù)酰胺。三、合成設(shè)計(jì)題（每題15分，共30分）16.以苯和不超過三個(gè)碳的有機(jī)原料，設(shè)計(jì)合成3苯基1丙醇。要求：(1)寫出retrosyntheticanalysis（切斷C–C鍵并給出合成子）；(2)給出完整分步反應(yīng)式，包括試劑、條件、關(guān)鍵中間體結(jié)構(gòu)；(3)說明選擇路線的原因（成本、選擇性、綠色性）。答案與解析：Retrosynthesis：目標(biāo)3苯基1丙醇→苯+3碳親電/親核合成子切斷Cβ–Cγ鍵→苯基負(fù)離子+環(huán)氧乙烷等價(jià)物或切斷Cα–Cβ鍵→苯乙基親核+一碳親電（甲醛）最優(yōu)：苯→苯乙炔→苯乙醛→3苯基1丙醇路線：Step1：苯+CH3COCl,AlCl3→苯乙酮（Friedel–Crafts乙?；?，93%）Step2：苯乙酮+NaBH4,MeOH→1苯乙醇（99%）Step3：1苯乙醇+PBr3,0°C→(1溴乙基)苯（96%）Step4：(1溴乙基)苯+Mg,THF→苯乙基溴化鎂Step5：苯乙基溴化鎂+環(huán)氧乙烷,–20°C→3苯基1丙醇鎂鹽Step6：NH4Cl(aq)→3苯基1丙醇（總收率61%）選擇理由：所有試劑廉價(jià)，步驟短；避免有毒的Cr或Hg；格氏加成環(huán)氧乙烷區(qū)域選擇性100%；可與芐基鹵代偶聯(lián)路線對比，本路線無需貴金屬。17.從天然薄荷醇（(–)薄荷醇）出發(fā)，合成其非對映異構(gòu)體(–)異薄荷醇，要求：(1)給出立體化學(xué)轉(zhuǎn)化策略；(2)寫出分步條件、中間體立體結(jié)構(gòu)（用楔形/虛線）；(3)指出關(guān)鍵步驟的機(jī)理（SN2或氧化還原反轉(zhuǎn)）。答案與解析：策略：將薄荷醇C1羥基構(gòu)型反轉(zhuǎn)，需先氧化再立體選擇性還原。Step1：(–)薄荷醇+PCC,4?MS,CH2Cl2,0°C→(–)薄荷酮（收率92%）Step2：(–)薄荷酮+LSelectride,THF,–78°C→(–)異薄荷醇（dr>95:5）機(jī)理：LSelectride從位阻較小面（異丙基反側(cè)）進(jìn)攻羰基，生成直立羥基，即異薄荷醇。立體化學(xué)：薄荷酮羰基sp2平面，LSelectride自底面進(jìn)攻，新生羥基與異丙基呈反式，完成C1構(gòu)型反轉(zhuǎn)?？偸章?5%，ee保持（因未涉及手性中心斷裂）。四、機(jī)理闡述題（每題10分，共20分）18.寫出Pd(0)催化Heck反應(yīng)（碘苯+丙烯酸乙酯）的完整催化循環(huán)，包括：氧化加成；配位插入；β氫消除；還原消除（或再氧化）。用箭頭表示電子轉(zhuǎn)移，標(biāo)明Pd氧化態(tài)及配位數(shù)變化。答案與解析：1.Pd(0)L2(L=PPh3)+PhI→[PhPd(II)IL2]氧化加成2.[PhPd(II)IL2]+CH2=CHCO2Et→配位得π配合物3.遷移插入→[PhCH2CH(Pd)CO2Et]烷基Pd(II)4.βH消除→反式肉桂酸乙酯+HPdIL25.堿(Et3N)奪HPd質(zhì)子→Pd(0)L2再生全程Pd0→II→II→0，配位數(shù)2→4→4→4→2，完成催化。19.解釋為何Shapiro反應(yīng)（對甲苯磺酰腙+2nBuLi）在–78°C給出vinyllithium，而升溫至0°C后水解卻得到末端烯烴而非共軛烯烴。答案與解析：第一次去質(zhì)子化在磺酰腙α碳，形成氮雜烯丙基陰離子；第二次去質(zhì)子化在N–H，觸發(fā)氮離去生成vinyllithium，此時(shí)雙鍵位置由初始腙的取代模式?jīng)Q定。低溫下vinyllithium穩(wěn)定；升溫后若存在β氫，可發(fā)生β消除移位，但Shapiro反應(yīng)設(shè)計(jì)為低溫淬滅，故水解后雙鍵保留原位，得到熱力學(xué)較不穩(wěn)定卻動力學(xué)控制的末端烯烴。五、綜合策略題（20分）20.目標(biāo)分子：順式2烯1,4二醇（cisbut2ene1,4diol），要求以乙烯為唯一碳源，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室5g規(guī)模可重復(fù)路線，需包含：(1)碳碳鍵形成步驟≥2；(2)立體化學(xué)控制策略；(3)綠色溶劑使用比例>70%；(4)成本估算（按試劑市場價(jià)2024Q4）。答案與解析：路線：Step1：乙烯+Cl2,hν→1,2二氯乙烷（原子經(jīng)濟(jì)，100%）Step2：1,2二氯乙烷+KCN,水乙醇→丁二腈（SN2，90%）Step3：丁二腈+LiAlH4,THF→1,4二氨基丁烷（95%）Step4：1,4二氨基丁烷+30%H2O2,Na2WO4,60°C→順式1,4二羥基2丁烯（鎢