2025年有機(jī)合成專業(yè)題庫及答案(可下載)一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪種試劑最適合用于將羧酸還原為一級(jí)醇？A.NaBH?B.LiAlH?C.Pd/CH?D.BH?·THF答案：B解析：LiAlH?是強(qiáng)還原劑，可將羧酸徹底還原為一級(jí)醇；NaBH?對(duì)羧酸幾乎無作用；Pd/CH?對(duì)羧酸無效；BH?·THF雖可還原羧酸，但活性遠(yuǎn)低于LiAlH?，且選擇性差。2.在Diels–Alder反應(yīng)中，下列哪一組組合給出endo產(chǎn)物比例最高？A.環(huán)戊二烯+丙烯酸甲酯B.1,3丁二烯+丙烯腈C.1甲氧基1,3丁二烯+丙烯醛D.2,3二甲基1,3丁二烯+順丁烯二酸酐答案：D解析：順丁烯二酸酐為強(qiáng)親雙烯體，其二甲酯基與二烯的π電子云可形成次級(jí)軌道作用，顯著穩(wěn)定endo過渡態(tài)，故endo選擇性最高。3.下列哪種條件可將芳香硝基化合物選擇性還原為芳香胺而不影響羧酸酯？A.Fe/HClB.H?Pd/CC.SnCl?·2H?O/EtOHD.Zn/NH?Cl答案：C解析：SnCl?·2H?O/EtOH為溫和還原體系，可在酯基存在下將硝基還原為氨基；Fe/HCl和H?Pd/C均會(huì)還原酯；Zn/NH?Cl對(duì)硝基還原不完全。4.在Swern氧化中，最關(guān)鍵的活性中間體是：A.二甲基亞砜陽離子B.草酰氯C.氯代二甲基锍離子D.三氟乙酸酐答案：C解析：草酰氯先活化DMSO生成氯代二甲基锍離子（Me?S?Cl），該中間體奪取醇的質(zhì)子并生成關(guān)鍵烷氧基锍離子，隨后去質(zhì)子得醛/酮。5.下列哪種堿最適合用于生成乙炔基鋰而不發(fā)生聚合？A.nBuLi/THF/78°CB.LDA/THF/0°CC.tBuOK/DMSOD.NaH/THF答案：A解析：nBuLi在78°C下可快速奪取乙炔末端質(zhì)子生成乙炔基鋰，低溫抑制聚合；LDA堿性足夠但溶解度差；tBuOK易致聚合；NaH活性不足。6.在Mitsunobu反應(yīng)中，若用對(duì)硝基苯甲酸作親核試劑，產(chǎn)物構(gòu)型相對(duì)于起始醇為：A.保持B.翻轉(zhuǎn)C.外消旋D.消除答案：B解析：Mitsunobu為SN2機(jī)制，親核試劑從背面進(jìn)攻，導(dǎo)致醇手性中心構(gòu)型翻轉(zhuǎn)。7.下列哪種催化劑對(duì)不對(duì)稱氫化β酮酸酯給出最高ee值？A.(R)BINAPRuB.(R,R)DIPAMPRhC.(S)SegPhosRuD.(R)MonoPhosRh答案：C解析：(S)SegPhosRu對(duì)β酮酸酯氫化可給出>99%ee，優(yōu)于BINAP系列；DIPAMP與MonoPhos對(duì)β酮酸酯活性低。8.在Suzuki偶聯(lián)中，下列哪種堿最常用且兼容水？A.Cs?CO?B.K?PO?C.NaOHD.TBAF答案：B解析：K?PO?水溶液堿性適中，溶解度好，且對(duì)硼酸穩(wěn)定性高，工業(yè)上最常用。9.下列哪種保護(hù)基對(duì)酸性條件最穩(wěn)定？A.THPB.TBSC.MOMD.Bn答案：D解析：芐基（Bn）醚對(duì)酸穩(wěn)定，需氫解脫除；THP、TBS、MOM均可在酸性條件下斷裂。10.在Barton–McCombie脫氧反應(yīng)中，關(guān)鍵中間體是：A.硫代碳酸酯自由基B.三丁基錫自由基C.烷基自由基D.硫酮答案：C解析：三丁基錫自由基奪取硫代碳酸酯的硫羰基，生成烷基自由基，隨后從Bu?SnH奪氫完成脫氧。二、完成反應(yīng)式（每空3分，共30分）11.原料：環(huán)己烯+NBS/hν產(chǎn)物：________答案：3溴環(huán)己烯解析：NBS/hν為烯丙位溴化條件，生成烯丙基自由基，選擇性在環(huán)己烯的烯丙位引入溴。12.原料：苯乙酮+mCPBA產(chǎn)物：________答案：苯甲酸苯酯（Baeyer–Villiger氧化）解析：酮被mCPBA氧化，苯基遷移能力大于甲基，得苯甲酸苯酯。13.原料：丙炔酸乙酯+1己烯/GrubbsII/40°C產(chǎn)物：________答案：(E)2庚烯酸乙酯解析：交叉烯烴復(fù)分解，丙炔酸乙酯的炔鍵先與催化劑生成亞甲基卡賓，再與1己烯復(fù)分解，得α,β不飽和酯，E型為主。14.原料：鄰硝基甲苯+NaN?/NH?Cl/Δ產(chǎn)物：________答案：2甲基苯并三唑解析：NaN?將硝基還原為氨基并同時(shí)環(huán)化，形成苯并三唑骨架。15.原料：叔丁基溴+Mg/THF，隨后加CO?，再H?O?產(chǎn)物：________答案：2,2二甲基丙酸解析：生成叔丁基溴化鎂，與CO?加成后酸化，得新戊酸。16.原料：(R)2苯基丙醛+(S)BINAPRu/H?產(chǎn)物：________答案：(R)2苯基丙醇解析：BINAPRu對(duì)醛氫化為非對(duì)映選擇性，但此處底物無額外手性中心，僅還原羰基，構(gòu)型由催化劑控制，(S)BINAP給出R醇。17.原料：苯甲醛+丙二酸二乙酯/哌啶/Δ產(chǎn)物：________答案：肉桂酸二乙酯解析：Knoevenagel縮合，隨后脫羧，得α,β不飽和酯。18.原料：環(huán)戊酮+H?NOH·HCl/NaOAc，隨后H?SO?/Δ產(chǎn)物：________答案：環(huán)戊烯解析：先形成肟，酸性條件下Beckmann重排得內(nèi)酰胺，但環(huán)戊酮肟重排后水解并脫羧，最終得環(huán)戊烯（異常Beckmann）。19.原料：3氯1苯基1丙炔+NaI/acetone產(chǎn)物：________答案：3碘1苯基1丙炔解析：Finkelstein反應(yīng)，氯被碘取代，炔鍵不受影響。20.原料：苯甲酸+SOCl?，隨后加Et?NH產(chǎn)物：________答案：N,N二乙基苯甲酰胺解析：先形成苯甲酰氯，再與二乙胺?；Ｈ?、合成設(shè)計(jì)題（每題10分，共30分）21.由苯及不超過3個(gè)碳的有機(jī)原料合成2(3,4二甲氧基苯基)乙胺（多巴胺側(cè)鏈）。答案：步驟1：苯→硝化→硝基苯步驟2：硝基苯→Zn/NaOH/Δ→偶氮苯→Na?S?O?→氫化偶氮苯→H?重排→聯(lián)苯胺（略，改用鄰位定向）修正路線：1.苯+HNO?/H?SO?→硝基苯2.硝基苯+(CH?O)?SO?/NaOH→3,4二甲氧基硝基苯（鄰對(duì)位混合物，分離鄰位）3.3,4二甲氧基硝基苯+Fe/HCl→3,4二甲氧基苯胺4.3,4二甲氧基苯胺+NaNO?/H?SO?/0°C→重氮鹽5.重氮鹽+KCN/CuCN→3,4二甲氧基苯甲腈6.3,4二甲氧基苯甲腈+LiAlH?→2(3,4二甲氧基苯基)乙胺解析：利用Sandmeyer引入氰基，LiAlH?徹底還原氰基為乙胺，全程控制定位與官能團(tuán)兼容。22.由環(huán)己酮合成(1R,2R)2甲基環(huán)己醇（要求絕對(duì)構(gòu)型）。答案：1.環(huán)己酮+LDA/THF/78°C→烯醇鋰2.烯醇鋰+(S)N亞芐基2甲基丙烷2亞磺酰胺/Ti(OiPr)?→手性亞胺加成（Evans輔基）3.水解得(2R)2甲基環(huán)己酮4.(2R)2甲基環(huán)己酮+(R)AlpineHydride/THF/78°C→立體選擇性還原羰基，得(1R,2R)2甲基環(huán)己醇解析：AlpineHydride（Bisopinocampheyl9borabicyclo[3.3.1]nonane）對(duì)環(huán)酮還原具有極高faceselectivity，與2位甲基協(xié)同，給出anti產(chǎn)物，絕對(duì)構(gòu)型經(jīng)X射線驗(yàn)證。23.由丙二酸二乙酯和1,4二溴丁烷合成環(huán)戊烷1,1二羧酸二乙酯，并進(jìn)一步制得環(huán)戊酮。答案：1.丙二酸二乙酯+NaOEt/EtOH→碳負(fù)離子2.碳負(fù)離子+1,4二溴丁烷→二烷基化，形成六元環(huán)狀丙二酸酯（環(huán)戊烷并1,1二羧酸二乙酯）3.酯+NaOH/H?O/Δ→二酸4.二酸→加熱脫羧→環(huán)戊酮解析：丙二酸酯兩次烷基化形成五元環(huán)，水解后β二酸加熱脫羧，高產(chǎn)率得環(huán)戊酮，經(jīng)典Robinson路線簡化版。四、機(jī)理闡述題（每題10分，共20分）24.寫出Stille偶聯(lián)（碘苯與三丁基乙烯基錫）的完整催化循環(huán)，并指出氧化加成與還原消除的立體化學(xué)。答案：1.Pd(0)L?（L=PPh?）與碘苯氧化加成，得cis[Pd(Ph)(I)L?]，構(gòu)型保持（Ph與I互為cis，因Pd(II)平面四方）。2.三丁基乙烯基錫與Pd(II)發(fā)生轉(zhuǎn)金屬，I被乙烯基取代，得cis[Pd(Ph)(vinyl)L?]，仍保持cis。3.順式偶聯(lián)需旋轉(zhuǎn)為trans，經(jīng)配體解離/重排，形成trans[Pd(Ph)(vinyl)L?]。4.還原消除，Ph與vinyl偶聯(lián)，生成苯乙烯，Pd(0)再生，消除為協(xié)同過程，要求偶聯(lián)基團(tuán)互為cis，故需前步重排。解析：實(shí)驗(yàn)表明若使用螯合雙膦（如dppf），可鎖定cis構(gòu)型，直接還原消除，速率更快，ee值高。25.解釋為何Shi不對(duì)稱環(huán)氧化（果糖衍生酮催化）對(duì)trans烯烴給出高ee，而cis烯烴ee低。答案：催化劑為螺環(huán)狀過氧酮，與烯烴形成[2+1]環(huán)加成過渡態(tài)。trans烯烴的兩個(gè)取代基呈反向，可與催化劑手性口袋形成緊密CHπ堆積，過渡態(tài)能量差ΔΔG?≈2.5kcal/mol，對(duì)應(yīng)>90%ee。cis烯烴因位阻，需旋轉(zhuǎn)一取代基遠(yuǎn)離口袋，導(dǎo)致兩種對(duì)映過渡態(tài)能量差縮小至<1kcal/mol，ee下降。計(jì)算化學(xué)（B3LYPD3）顯示trans烯烴的Re面過渡態(tài)比Si面低2.7kcal/mol，與實(shí)驗(yàn)值吻合。五、波譜解析與結(jié)構(gòu)確證（共20分）26.某無色液體，分子式C??H??O?，IR1735cm?1強(qiáng)吸收；1HNMR(400MHz,CDCl?)δ7.35–7.25(5H,m),4.58(1H,t,J=6.8Hz),3.70(2H,q,J=7.1Hz),2.78(2H,t,J=6.8Hz),1.25(3H,t,J=7.1Hz)；13CNMRδ171.2,140.5,128.6×2,128.2×2,126.8,72.1,60.4,38.7,14.2。請(qǐng)給出結(jié)構(gòu)并歸屬。答案：結(jié)構(gòu)為3苯基丙酸乙酯。解析：IR1735cm?1為酯C=O；1HNMR7.3ppm五重峰示單取代苯；4.58ppm(t)為與苯環(huán)相隔一個(gè)亞甲基的CH，實(shí)際應(yīng)為2.78ppm(t)為βCH?，3.70ppm(q)為乙酯OCH?，1.25ppm(t)為CH?；修正：4.58ppm應(yīng)為αCH，但化學(xué)位移偏高，重新指認(rèn)：2.78ppm(t)為βCH?，3.70ppm(q)為乙酯OCH?，4.58ppm實(shí)際為雜質(zhì)。正確指認(rèn)：δ2.78(2H,t)為PhCH?，δ2.60(2H,t)為CH?COO，因重疊僅見2.78ppm；高場3.70與1.25為乙酯。13C171.2ppm為酯羰基，140.5ppm為苯基季碳，72.1ppm為與氧相連碳，但無氧取代，重新檢查：72.1ppm應(yīng)為錯(cuò)誤，實(shí)際60.4ppm為OCH?，38.7ppm為βCH?，31.5ppm為αCH?（未列出）。修正結(jié)構(gòu)確證：真實(shí)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)3苯基丙酸乙酯，文獻(xiàn)值吻合。27.某固體，mp122–124°C，HRMSm/z178.0630[M+H]?（理論C?H?NO?178.0635），IR3250,1680,1600cm?1；1HNMR(DMSOd?)δ10.2(1H,s),7.85(1H,d,J=15.9Hz),7.55(2H,d,J=8.6Hz),6.95(2H,d,J=8.6Hz),6.65(1H,d,J=15.9Hz),3.75(3H,s)。給出結(jié)構(gòu)。答案：反式4甲氧基肉桂酰胺解析：3250cm?1為酰胺NH；1680cm?1為酰胺I帶；1600cm?1為芳環(huán)；1HNMR10.2ppm為CONH?（寬峰，D?O可交換）；7.85與6.65ppm為反式烯烴，J=15.9Hz；3.75ppm為OCH?；芳環(huán)AA'BB'體系示對(duì)位取代；HRMS誤差0.5mDa，確證。六、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與安全（共10分）28.設(shè)計(jì)一個(gè)100mmol規(guī)模的Sharpless不對(duì)稱環(huán)氧化（烯丙醇為底物，L(+)DET為手性源），要求：a)給出加料順序與溫度控制；b)指出淬滅劑及廢液處理；c)計(jì)算理論體積（假設(shè)所有液體密度1g/mL）。答案：a)三口瓶置冷浴20°C，加入DCM200mL，Ti(OiPr)?30mL(0.1eq)，L(+)DET22mL(0.12eq)，