2025年有機(jī)合成題庫(kù)及答案(可下載)一、命名與結(jié)構(gòu)推斷1.某無(wú)色液體A（C?H??O?）與NaH反應(yīng)放出氣體，與Tollen試劑無(wú)反應(yīng)；其1HNMRδ2.32(3H,s)、3.82(3H,s)、6.80(2H,d,J=8.4Hz)、7.12(2H,d,J=8.4Hz)。寫出A的結(jié)構(gòu)并給出系統(tǒng)命名。答案：4甲氧基甲苯；結(jié)構(gòu)為pMeOC?H?CH?。解析：分子式不飽和度=4，提示苯環(huán)；無(wú)Tollen反應(yīng)排除醛；δ2.32為甲基、3.82為甲氧基、對(duì)位取代苯環(huán)AA′BB′體系，積分比3:3:2:2，故為對(duì)甲氧基甲苯。2.化合物B（C?H??O）與2,4DNPH生成橙紅沉淀，IR1680cm?1強(qiáng)吸收；1HNMRδ2.55(2H,t)、3.05(2H,t)、7.20–7.35(5H,m)。給出B的IUPAC名。答案：1苯基2丙酮（benzylmethylketone）。解析：IR示酮羰基；δ2.55為α亞甲基，3.05為芐位亞甲基，苯環(huán)單取代，裂分提示CH?CH?連接羰基，故為苯基丙酮。3.某天然產(chǎn)物C（C??H??O）經(jīng)臭氧解得兩分子丙酮與一分子4氧代戊醛，C的13CNMR僅顯示15條譜線且含1個(gè)季碳δ73.2。推斷C骨架并畫出結(jié)構(gòu)。答案：解析：臭氧解產(chǎn)物說(shuō)明C為倍半萜，含兩個(gè)異丙烯基與一條C5鏈；季碳δ73.2為叔醇，結(jié)合產(chǎn)物可推得C為(?)bisabolol，結(jié)構(gòu)如下：（結(jié)構(gòu)圖略，文字描述：6甲基2(4甲基3環(huán)己烯1基)5庚烯2醇）二、立體化學(xué)與構(gòu)象4.畫出(1R,2S)2溴1苯基1丙醇最穩(wěn)定Newman投影（沿C1C2鍵），并指出該構(gòu)象中Br與OH之間的空間距離（?）。答案：Newman投影：苯基與OH呈反式180°，Br與甲基呈鄰位交叉60°；Br…O距離≈3.2?（分子力學(xué)計(jì)算值）。解析：大基團(tuán)反式可降低空間張力，OH可形成分子內(nèi)氫鍵但此處無(wú)受體，故反式最優(yōu)。5.下列哪組條件下，(E)3己烯2醇可高選擇性轉(zhuǎn)化為(S)2氨基3己醇？A.PPh?,DEAD,phthalimide,后水合肼B.TsCl,吡啶,后NaN?,LiAlH?C.MsCl,Et?N,后KCN,LiAlH?D.SOCl?,吡啶,后NH?,LiAlH?答案：B解析：先磺?；脴?gòu)型翻轉(zhuǎn)的(S)磺酸酯，再SN2疊氮化二次翻轉(zhuǎn)得(R)疊氮，LiAlH?還原保留構(gòu)型得(S)胺，總過(guò)程兩次翻轉(zhuǎn)構(gòu)型保持。三、反應(yīng)機(jī)理與箭頭推動(dòng)6.寫出下列轉(zhuǎn)化的完整電子流動(dòng)機(jī)理（箭頭推動(dòng)）：環(huán)己烯+NBS/hν→3溴環(huán)己烯→與mCPBA反應(yīng)→經(jīng)NaH處理得環(huán)氧衍生物，最后與Me?CuLi開環(huán)得產(chǎn)物。答案：步驟1：NBS溴代，烯丙基自由基機(jī)理，得3溴環(huán)己烯。步驟2：mCPBA環(huán)氧化，親電氧轉(zhuǎn)移，得7溴1,2環(huán)氧環(huán)己烷。步驟3：NaH脫HBr，分子內(nèi)SN2關(guān)環(huán)，生成雙環(huán)氧[3.1.0]橋環(huán)。步驟4：Gilman試劑Me?CuLi從位阻小面進(jìn)攻，斷裂C2O鍵，得反式2甲基1醇。解析：每步標(biāo)出電子源、流向、中間體構(gòu)型，強(qiáng)調(diào)環(huán)氧開環(huán)背面進(jìn)攻。7.解釋為何2環(huán)己烯1醇在PDC氧化時(shí)僅得2環(huán)己烯1酮，而3羥基環(huán)己烯在相同條件得混合物。答案：烯丙醇氧化通過(guò)烯醇中間體，2位OH可形成共軛烯酮穩(wěn)定，3位OH氧化后生成非共軛烯酮，易進(jìn)一步異構(gòu)或過(guò)度氧化。解析：PDC為溫和氧化劑，共軛體系降低過(guò)渡態(tài)能量，選擇性高。四、官能團(tuán)保護(hù)與脫保護(hù)8.完成下列合成路線，給出每步試劑：目標(biāo)：由3丁炔1醇合成3氧代5苯基戊酸乙酯，要求炔烴全程不被還原。答案：1)TBSCl,imidazole,DCM,0°C→保護(hù)OH2)PhI,Pd(PPh?)?,CuI,Et?N,80°C→Sonogashira偶聯(lián)3)臭氧解，后DMS還原→裂解得醛4)丙二酸單乙酯，哌啶，吡啶，Δ→Knoevenagel縮合+脫羧5)TBAF,THF→脫TBS6)PDC,DCM→氧化一級(jí)醇得目標(biāo)。解析：TBS醚耐Sonogashira堿性條件；臭氧解選擇性切斷炔；Knoevenagel一步構(gòu)建C=CCOOEt并脫羧。9.指出下列保護(hù)基在pH=1,60°C水溶液中的穩(wěn)定性順序（高→低）：A.THP醚B.TBS醚C.芐醚D.甲氧基甲醚(MOM)答案：C>A>D>B解析：芐醚需氫解才脫；THP在酸中可逆水解但k慢；MOM酸敏；TBS在pH1迅速斷裂。五、氧化還原與選擇性10.由(S)1苯基1丙醇出發(fā)，用NaClO?/TEMPO/NaH?PO?體系氧化，所得酸再與(S)2氨基3苯基丙酸縮合，給出終產(chǎn)物絕對(duì)構(gòu)型。答案：氧化步驟保留構(gòu)型得(S)2苯基丙酸；與氨基酸縮合得(S,S)二肽型酰胺，C端為(S)2苯基丙酰，N端為(S)Phe，終產(chǎn)物(2S)N[(S)1phenylpropionyl]3phenylalanine。解析：TEMPO氧化為醇→醛→酸，不涉及α氫，手性中心不消旋。11.用DIBALH還原環(huán)己基甲腈，控制當(dāng)量與溫度，使反應(yīng)停在醛階段，給出最佳條件與收率。答案：1.2eqDIBALH,toluene,?78°C,30min；隨后MeOH淬滅，收率88%。解析：低溫下1:1絡(luò)合，第二當(dāng)量還原需升溫，?78°C可抑制過(guò)度還原。六、金屬有機(jī)與偶聯(lián)12.完成下列轉(zhuǎn)化并給出催化循環(huán)：4溴苯乙酸→與B?pin?→經(jīng)Pd催化得4乙烯基苯乙酸。答案：試劑：B?pin?,KOAc,Pd(dppf)Cl?,dioxane,100°C→Miyaura硼化；后加K?CO?,Pd(PPh?)?,4bromostyrene,DMF/H?O,80°C→Suzuki偶聯(lián)。催化循環(huán)：氧化加成→轉(zhuǎn)金屬→還原消除，配體dppf促進(jìn)大位阻轉(zhuǎn)金屬。解析：兩步一鍋，硼酸酯原位生成，避免分離空氣敏感中間體。13.解釋為何Kumada偶聯(lián)對(duì)格氏試劑要求嚴(yán)格除水，而Suzuki對(duì)硼酸容忍微量水。答案：格氏試劑遇水立即淬滅生成烷烴，失活；硼酸在水中以B(OH)?形式存在，轉(zhuǎn)金屬步驟需OH?輔助，微量水促進(jìn)硼酸負(fù)離子形成，提高轉(zhuǎn)金屬速率。解析：水在Suzuki中參與堿活化硼酸，Kumada中水為毒物。七、環(huán)化與周環(huán)反應(yīng)14.預(yù)測(cè)下列加熱條件下產(chǎn)物并標(biāo)出立體化學(xué)：(2E,6Z)2,6二甲基2,6辛二烯+200°C→答案：經(jīng)[3,3]σ遷移（Cope重排）得(3E,5E)3,7二甲基3,5辛二烯，立體化學(xué)為外消旋，因過(guò)渡態(tài)椅式無(wú)手性環(huán)境。解析：六中心協(xié)同，雙鍵遷移，立體信息丟失。15.給出分子內(nèi)Diels–Alder反應(yīng)構(gòu)建下列橋環(huán)的最短路線：目標(biāo)：1氧雜4甲基雙環(huán)[2.2.1]庚5烯3酮。答案：原料：2甲氧基呋喃+甲基乙烯基酮→Michael加成得1,5二酮；脫甲醇得2(3氧代丁基)呋喃；加熱180°C，呋喃作二烯，分子內(nèi)DA，后自動(dòng)脫水產(chǎn)酮。解析：呋喃為富電子二烯，分子內(nèi)DA可逆，高溫脫水推動(dòng)。八、多步合成設(shè)計(jì)16.由苯出發(fā)，合成2(3,4二甲氧基苯基)1苯并吡喃4酮，要求總步數(shù)≤6，給出每步試劑與收率。答案：1)HNO?/H?SO?→硝基苯95%2)H?/PdC→苯胺98%3)3,4二甲氧基苯甲酸,PPA→酰胺化+分子內(nèi)FriedelCrafts78%4)與苯甲酰氯,AlCl?→Fries重排82%5)NaH,Mel→甲基化酚羥基90%6)與苯甲醛,NaOH→羥醛縮合+空氣氧化65%解析：步驟3構(gòu)建苯并吡喃酮母核，步驟6引入苯乙烯基并氧化閉環(huán)。17.由丙烯酸乙酯與環(huán)戊二烯出發(fā)，經(jīng)兩次環(huán)加成合成目標(biāo)：2氧代雙環(huán)[2.2.1]庚烷1甲酸乙酯。答案：1)丙烯酸乙酯+環(huán)戊二烯,0°C→Diels–Alder得外型加成物92%2)臭氧解，后DMS→斷裂雙鍵得二醛85%3)稀NaOH→分子內(nèi)羥醛縮合80%解析：第一次DA建立降冰片烯骨架，第二次臭氧解+縮合構(gòu)建酮。九、天然產(chǎn)物全合成片段18.在(?)strychnine全合成中，需構(gòu)建C16季碳手性中心，給出模型反應(yīng)：底物：N保護(hù)的3（2吲哚）環(huán)己烯→與甲基鋰/CuI→得90%ee的甲基加成物。答案：采用Cu(I)催化共軛加成，手性配體(R)BINAP，?40°C，非對(duì)映選擇性>20:1。解析：有機(jī)銅對(duì)α,β不飽和酮1,4加成，BINAP控制面選擇性，吲哚環(huán)提供剛性構(gòu)象。19.在紫杉醇邊鏈合成中，由(2R,3S)3苯基異絲氨酸經(jīng)哪三步得β內(nèi)酰胺側(cè)鏈？答案：1)Boc?O保護(hù)NH?96%2)與苯甲酰氯,DMAP→選擇性O(shè)苯甲酰化91%3)與CDI,后加熱→分子內(nèi)環(huán)化得β內(nèi)酰胺88%解析：CDI活化羧酸，形成酰基咪唑，分子內(nèi)胺進(jìn)攻得四元環(huán)。十、光譜綜合解析20.某未知物D（C??H??O?）IR1715,1600cm?1；1HNMRδ1.25(3H,t),2.65(2H,q),3.80(3H,s),6.90(2H,d,J=8.7Hz),7.90(2H,d,J=8.7Hz),無(wú)活潑氫；MSm/z192(M?),163,135(100%)。給出D結(jié)構(gòu)并歸屬所有碳信號(hào)。答案：D為4甲氧基苯丙酸乙酯。13CNMR:δ14.2(CH?),28.7(CH?),55.3(OCH?),60.4(OCH?),113.7(2×CH),125.2(Cq),129.5(2×CH),159.4(CqO),172.8(C=O)。解析：IR示酯與芳環(huán)；MS135為甲氧基苯丙?；槠?；對(duì)位取代苯環(huán)AA′BB′體系。21.化合物E（C??H??O?）高分辨MS162.0681，計(jì)算值162.0681；UVλmax280nm(ε12000)；CD譜在240nm呈負(fù)Cotton效應(yīng)。推斷E絕對(duì)構(gòu)型。答案：E為(S)1苯基1,2環(huán)氧丙烷3醇的乙酸酯。解析：UV高ε值示共軛苯環(huán)；CD負(fù)Cotton對(duì)應(yīng)(1S,2R)環(huán)氧苯乙烷衍生物；分子式吻合乙酸酯。十一、流動(dòng)化學(xué)與綠色合成22.在微通道反應(yīng)器中，由苯甲醛與硝基甲烷經(jīng)Henry反應(yīng)合成β硝基苯乙醇，給出最佳停留時(shí)間與溫度，并計(jì)算Efactor。答案：條件：甲醇為溶劑，無(wú)催化劑，120°C，20bar，停留時(shí)間45s，轉(zhuǎn)化率98%，分離收率96%；Efactor=0.8（溶劑回收）。解析：微通道高效傳熱，抑制副聚合；無(wú)催化劑簡(jiǎn)化后處理。23.比較傳統(tǒng)Batch與連續(xù)流光催化條件下，由對(duì)溴苯甲醚合成對(duì)甲氧基苯硼酸頻哪醇酯的能耗差異。答案：Batch：500W汞燈，反應(yīng)8h，總能耗4kWh，收率75%；Flow：20WLED365nm，停留時(shí)間5min，能耗0.02kWh，收率92%；能耗降低200倍，收率提高17%。解析：Flow高光密度、短光程，減少散射與副反應(yīng)。十二、藥物合成工藝優(yōu)化24.抗凝藥利伐沙班關(guān)鍵中間體5氯噻吩2甲酸乙酯的合成，原路線用SOCl?氯化產(chǎn)生大量廢酸，請(qǐng)給出替代氯化試劑并驗(yàn)證原子經(jīng)濟(jì)性。答案：替代：N氯代丁二酰亞胺(NCS),PPh?,DMF,0°C，收率93%；原子經(jīng)濟(jì)性：NCS路線AE=0.65，SOCl?路線A