2025年新版有機合成題庫及答案一、碳–碳鍵形成反應(yīng)1.單選題下列哪種試劑組合最適合在溫和條件下實現(xiàn)芳基溴與末端炔的Sonogashira交叉偶聯(lián)？A.Pd(PPh?)?,CuI,Et?N,室溫B.Pd(OAc)?,PPh?,K?CO?,110°CC.PdCl?(dppf),Cs?CO?,DMF,140°CD.Pd/C,KOH,H?O,80°C答案：A解析：Sonogashira反應(yīng)需Pd(0)與Cu(I)共催化，Et?N既作堿又作溶劑，室溫即可進行；B缺CuI且溫度高，C配體雖優(yōu)但高溫易致Glaser副反應(yīng)，D為加氫條件，與偶聯(lián)無關(guān)。2.多選題以下哪些底物在Heck反應(yīng)條件下（Pd(OAc)?,PPh?,Et?N,DMF,100°C）能夠順利生成共軛烯烴？A.碘苯＋丙烯酸甲酯B.溴苯＋苯乙烯C.對硝基氯苯＋丙烯腈D.鄰溴苯胺＋甲基乙烯基酮答案：A、B、D解析：Heck反應(yīng)活性順序I>Br?Cl，對硝基氯苯中Cl離去能力差且硝基強吸電子使芳基鈀中間體不穩(wěn)定，故C不反應(yīng)；其余均可。3.完成反應(yīng)式寫出下列轉(zhuǎn)化主要產(chǎn)物的立體結(jié)構(gòu)（用楔形鍵表示）并給出IUPAC名稱。(1R,2S)2溴環(huán)己醇+丙炔酸甲酯→Pd(PPh?)?,CuI,Et?N,40°C,12h答案：產(chǎn)物為(1R,2S)2(3甲氧羰基丙2炔1基)環(huán)己醇。解析：醇羥基未保護，但Sonogashira條件溫和，不發(fā)生β消除；溴在環(huán)己烷豎鍵位阻大，oxidativeaddition后保持構(gòu)型，炔基從背面偶聯(lián)，最終保持(1R,2S)相對構(gòu)型。4.機理題以Pd(OAc)?/PPh?催化體系為例，用箭頭推動法寫出溴苯與丙烯酸乙酯發(fā)生Heck反應(yīng)的完整催化循環(huán)（含氧化加成、遷移插入、β氫消除、還原消除四步），并指出哪一步?jīng)Q定立體化學(xué)。答案：1.Pd(0)氧化加成Ar–Br→ArPd(II)Br2.丙烯酸乙酯配位→遷移插入得σ烷基鈀中間體3.β氫消除生成反式肉桂酸乙酯與HPdBr4.Et?N去質(zhì)子化再生Pd(0)立體化學(xué)由β氫消除步驟決定，要求被消除的H與Pd共平面，故得E烯烴為主。5.合成設(shè)計題由苯甲醛與環(huán)己烯出發(fā)，利用任何常見試劑，設(shè)計不超過5步的路線合成下列目標(biāo)分子（給出每步試劑及關(guān)鍵中間體結(jié)構(gòu)）：目標(biāo)：2苯甲?；h(huán)己1烯羧酸甲酯答案：Step1:苯甲醛+Ph?P=CHCO?Me(Wittig)→肉桂酸甲酯Step2:肉桂酸甲酯+H?,Pd/C,定量飽和→3苯丙酸甲酯Step3:3苯丙酸甲酯+LDA,?78°C,然后I?→α碘代酯Step4:環(huán)己烯+NBS,hν→3溴環(huán)己烯Step5:α碘代酯+3溴環(huán)己烯,Pd(PPh?)?,Zn,THF(Negishi)→目標(biāo)分子解析：利用Wittig構(gòu)建芳基共軛酯，飽和后α碘化，與烯基溴Negishi偶聯(lián)直接得1,2雙官能化產(chǎn)物。二、氧化與還原反應(yīng)6.單選題將(?)薄荷醇氧化成(?)薄荷酮時，下列哪種條件可避免過度氧化為內(nèi)酯？A.PCC,CH?Cl?,0°CB.Jones試劑,0°CC.KMnO?,0°CD.稀HNO?,回流答案：A解析：PCC為溫和Cr(VI)氧化劑，對仲醇→酮選擇性高；Jones及KMnO?易進一步氧化開環(huán)；硝酸更劇烈。7.多選題以下哪些還原體系可將α,β不飽和酮選擇性還原為飽和酮（即僅1,4還原）？A.LiAlH?B.LSelectrideC.Stryker試劑[(Ph?P)CuH]?D.NaBH?,CeCl?·7H?O(Luche)答案：B、C解析：LSelectride位阻大，優(yōu)先1,4；Stryker為專用1,4氫化銅；LiAlH?與Luche條件均主要得烯丙醇。8.完成反應(yīng)式寫出產(chǎn)物結(jié)構(gòu)并說明電子流向：2甲基環(huán)己1烯1甲醛+NaClO?,NaH?PO?,2甲基2丁烯,tBuOH/H?O,0°C答案：產(chǎn)物為2甲基環(huán)己1烯1甲酸。解析：Pinnick氧化，ClO??親核進攻醛，經(jīng)H?O?循環(huán)再生，雙鍵不受影響；2甲基2丁烯作ClO?清除劑。9.機理題用箭頭推動法寫出Dess–Martin高碘氧化苯甲醇為苯甲醛的完整機理，并指出高價碘的氧化態(tài)變化。答案：1.醇羥基進攻DMP的I(V)中心，失去AcOH生成I(V)醇鹽中間體2.分子內(nèi)AcO?協(xié)助β氫轉(zhuǎn)移，I(V)還原為I(III)，同時釋放苯甲醛與一分子AcOH氧化態(tài)：I(V)→I(III)，凈轉(zhuǎn)移2e?。10.合成設(shè)計題由對羥基苯乙酮出發(fā)，設(shè)計一條不超過4步的路線合成3,4二羥基苯乙胺（多巴胺），要求使用廉價無機還原劑完成羰基→亞甲基轉(zhuǎn)化。答案：Step1:對羥基苯乙酮+HBr,AcOH→4溴苯乙酮Step2:4溴苯乙酮+NaBH?,MeOH→4溴1苯乙醇Step3:4溴1苯乙醇+PBr?,0°C→4溴1苯乙基溴Step4:4溴1苯乙基溴+NH?(l),Fe,HCl(SN2+還原)→多巴胺解析：利用經(jīng)典羰基還原為醇，再溴代，最后氨解并同步還原脫溴得目標(biāo)。三、保護基與脫保護策略11.單選題下列哪種保護基對TBAF最穩(wěn)定？A.TBSB.TIPSC.TBDPSD.TES答案：C解析：空間位阻TBDPS>TIPS>TBS>TES，TBAF為溫和氟源，對TBDPS脫除需加熱，故室溫最穩(wěn)定。12.多選題在多肽固相合成中，F(xiàn)moc脫除可用哪些堿？A.20%哌啶/DMFB.1%DBU/DMFC.10%嗎啉/DMFD.1MNaOH/H?O答案：A、B、C解析：NaOH易水解樹脂酯鍵，導(dǎo)致肽鏈脫落，故禁用。13.完成反應(yīng)式寫出下列轉(zhuǎn)化產(chǎn)物：D核糖2,3,5三芐醚+DDQ,CH?Cl?/H?O,回流2h答案：2,3二O芐基D核糖；僅5O芐醚被DDQ選擇性氧化裂解。解析：DDQ通過單電子轉(zhuǎn)移氧化芐醚，生成芐醛與醇，5位位阻最小優(yōu)先。14.機理題寫出TBSCl,imidazole保護醇的機理，并解釋為何imidazole優(yōu)于Et?N。答案：1.imidazole氮孤對進攻Si，生成TBSimidazolium中間體，釋放Cl?2.醇氧親核進攻Si，imidazole離去得TBS醚imidazole堿性弱于Et?N但親核性強，可形成活性更高的硅基咪唑鹽，減少副反應(yīng)且反應(yīng)速率快。15.合成設(shè)計題設(shè)計一條5步以內(nèi)路線，將雌酚酮轉(zhuǎn)化為3O甲基17β四氫吡喃醚，要求17位羥基先保護后甲基化，3酚羥基最后甲基化。答案：Step1:雌酚酮+DHP,PPTS,CH?Cl?→17βTHP醚Step2:3酚OH+NaH,MeI,THF→3OMeStep3:17βTHP醚+PPTS,MeOH→脫保護得17β醇Step4:17β醇+TBSCl,imidazole→17βTBS醚Step5:3酚OH+NaH,MeI→3OMe，隨后TBAF脫TBS得目標(biāo)解析：利用THP可酸脫特性，先保護17位，3位甲基化后脫THP，再臨時用TBS保護17位，確保3位選擇性。四、重排與環(huán)化反應(yīng)16.單選題下列哪種底物在加熱條件下可發(fā)生Claisen重排直接得到鄰烯丙基酚？A.苯基烯丙基醚B.烯丙基乙烯基醚C.對甲基苯基烯丙基醚D.鄰甲氧基苯基烯丙基醚答案：A解析：芳基烯丙基醚經(jīng)[3,3]σ遷移得鄰烯丙基酚；B為脂肪Claisen；C重排后得對位產(chǎn)物；D甲氧基位阻大，產(chǎn)率低。17.多選題以下哪些反應(yīng)可構(gòu)建七元環(huán)？A.Ringclosingmetathesis(RCM)ofdieneB.Pauson–KhandreactionC.BeckmannrearrangementD.Parhamcyclization答案：A、B、D解析：RCM與PK均可得七元環(huán)；Beckmann擴環(huán)得酰胺，原環(huán)增大一位，若起始六元酮可得七元內(nèi)酰胺，但題目未限定，故不選；Parham為芳基鋰進攻側(cè)鏈鹵素，可形成5–8元環(huán)。18.完成反應(yīng)式寫出加熱產(chǎn)物并標(biāo)注立體化學(xué)：(1S,2R)1乙烯基2烯丙基環(huán)己醇→200°C,密封管,12h答案：(3R,4S)3烯丙基4乙烯基環(huán)己酮解析：氧Cope重排，先負離子型質(zhì)子轉(zhuǎn)移生成烯醇，再[3,3]σ遷移，最后互變異構(gòu)得酮，立體中心遷移但相對構(gòu)型保持。19.機理題寫出N苯甲酰基2乙烯基苯胺在PhI(OAc)?,K?CO?,MeOH條件下氧化環(huán)化生成2苯基吲哚的完整機理，并指出氧化劑最終還原產(chǎn)物。答案：1.PhI(OAc)?與K?CO?生成PhI=O2.苯胺氮進攻I(III)形成NI(III)中間體3.分子內(nèi)乙烯基遷移插入，生成新的C–N鍵與五元環(huán)4.還原消除得吲哚與PhI氧化劑最終還原為PhI，可循環(huán)。20.合成設(shè)計題由鄰氨基苯甲酸出發(fā)，設(shè)計不超過4步路線合成2羧基吲哚3乙酸，要求使用重排反應(yīng)構(gòu)建吲哚骨架。答案：Step1:鄰氨基苯甲酸+NaNO?,H?SO?→重氮鹽Step2:重氮鹽+丙二酸二甲酯,CuBr(Meerwein)→2羧基苯基丙二酸二甲酯Step3:二酯+NaH,然后ClCH?CH?OH→雙烷基化得雙酯Step4:雙酯+聚磷酸,120°C(Gould–Jacobs)→2羧基吲哚3乙酸解析：Meerwein芳基化引入丙二酸側(cè)鏈，G–J環(huán)化通過酰胺縮合與脫羧一步構(gòu)建吲哚并保留羧基。五、不對稱合成21.單選題使用Jacobsen催化劑進行環(huán)己烯環(huán)氧化時，哪種取代模式對映選擇性最高？A.1甲基環(huán)己烯B.3甲基環(huán)己烯C.4甲基環(huán)己烯D.環(huán)己烯本身答案：A解析：1甲基環(huán)己烯雙鍵位阻差異大，JacobsenMn(III)salen催化劑識別度高，ee值可達>90%。22.多選題以下哪些手性配體可用于Sharpless不對稱雙羥基化？A.(DHQ)?PHALB.(DHQD)?PHALC.(R)BINAPD.(S,S)Jacobsen答案：A、B解析：ADmixα/β分別含DHQ與DHQD衍生配體；BINAP用于氫化；Jacobsen用于環(huán)氧化。23.完成反應(yīng)式寫出產(chǎn)物絕對構(gòu)型（R/S）：反式肉桂酸乙酯+ADmixβ,MeSO?NH?,tBuOH/H?O,0°C答案：(2R,3S)3苯基2,3二羥基丙酸乙酯解析：ADmixβ給出β面進攻，與肉桂酸乙酯得anti二醇，主產(chǎn)物2R,3S。24.機理題寫出Corey–Bakshi–Shibata(CBS)還原苯乙酮的完整催化循環(huán)，并指出哪一步為對映決定步。答案：1.手性噁唑硼烷催化劑與BH?·THF形成L·BH?加合物2.酮氧配位至硼，形成六元椅式過渡態(tài)3.氫轉(zhuǎn)移，生成手性醇與L·BH?OR4.L·BH?OR+BH?→L·BH?+B?H?OR（再生）對映決定步為第二步椅式過渡態(tài)，取代基取向決定面選擇性。25.合成設(shè)計題由對溴苯甲醛出發(fā)，設(shè)計6步以內(nèi)路線合成(R)()4溴α苯乙胺，要求使用不對稱氫化且ee>90%。答案：Step1:對溴苯甲醛+NH?OAc,NaBH?CN→對溴芐胺Step2:對溴芐胺+苯甲酰氯→N苯甲?；稴tep3:N苯甲酰基胺+nBuLi,?78°C,然后CO?→2(4溴苯基)2苯乙酰胺酸Step4:酰胺酸+(COCl)?→混酐Step5:混酐+(R)Ru(BINAP)(CF?CO?)?,H?,100atm,25°C→(R)N苯甲?；?溴α苯乙胺，ee95%Step6:6MHCl,回流→(R)胺鹽酸鹽，游離后得目標(biāo)解析：N?；匪嶙鳛橄０返孜?，Ru(BINAP)體系對β芳基烯酰胺氫化ee極高。六、全合成策略26.單選題在Nicolaou紫杉醇全合成中，哪一步關(guān)鍵反應(yīng)建立了ABC三環(huán)的8元B環(huán)？A.McMurrycouplingB.RingclosingmetathesisC.ShapiroreactionD.Yamaguchimacrolactonization答案：B解析：RCM構(gòu)建8元環(huán)為Taxol合成里程碑，GrubbsI催化劑。27.多選題以下哪些反應(yīng)可用于構(gòu)建1,3雙官能團？A.EvansaldolB.MichaeladditionC.ClaisencondensationD.Mukaiyamaaldol答案：A、C、D解析：Evans與Mukaiyamaaldol均得β羥基羰基；Claisen縮合得β酮酯；Michael為1,5雙官能團。28.完成反應(yīng)式寫出下列串聯(lián)反應(yīng)最終產(chǎn)物結(jié)構(gòu)：異戊烯基溴+丙二酸二甲酯,NaH,然后mCPBA,然后TFA,然后加熱150°C答案：3甲基2丁烯1醇內(nèi)酯（5甲基2(5H)呋喃酮）解析：丙二酸二甲酯烷基化后mCPBA氧化雙鍵得環(huán)氧化物，TFA開環(huán)生成γ酮酸，加熱脫羧并環(huán)化得α,β不飽和內(nèi)酯。29.機理題寫出Pauson–Khand反應(yīng)中，烯烴、CO與炔烴在Co?(CO)?催化下形成環(huán)戊烯酮的完整催化循環(huán)，并指出CO插入步驟的氧化態(tài)變化。答案：1.Co?(CO)?解離→Co(CO)??2.炔烴配位，氧化環(huán)金屬化得鈷雜環(huán)丁烯，Co(0)→Co(I)3.CO插入，Co(I)保持，形成?；捴虚g體4.烯烴配位，遷移插入得鈷雜六元環(huán)5.還原消除得環(huán)戊烯酮，Co(I)→Co(0)CO插入步驟為配位插入，Co氧化態(tài)不變，僅形成?；?。30.合成設(shè)計題由商業(yè)可得的3,5二甲氧基苯甲醛出發(fā)，設(shè)計一條不超過8步的路線合成(±)lysergicacid核心四環(huán)骨架（保留羧基與烯烴），要求使用分子內(nèi)Diels–Alder反應(yīng)構(gòu)建C環(huán)。答案：Step1:3,5二甲氧基苯甲醛+Ph?P=CHCO?Et→延長兩個碳得肉桂酸酯Step2:肉桂酸酯+H?,Pd/C→飽和酯Step3:酯+DIBALH,?78°C→醛Step4:醛+丙炔酸甲酯,DBU,甲苯→Knoevenagel–Doebner得共軛炔酯Step5:炔酯+10%Pd/CaCO?,Lindlar→順式烯炔酯Step6:烯炔酯+TFA→脫甲基得鄰苯二酚，氧化為鄰醌Step7:鄰醌+烯丙胺→Michael加成為烯胺酮Step8:烯胺酮+微波,甲苯,200°C,30min→分子內(nèi)IMDAF(intramolecularDiels–Alderfuran)構(gòu)建四環(huán)骨架解析：利用Lindlar還原保留烯烴，鄰醌作親雙烯體，烯胺酮為雙烯，IMDAF一步形成C環(huán)并引入羧基。七、綜合解析題31.某未知物A(C??H??O?)IR1735cm?1強吸收；1HNMR(400MHz,CDCl?)δ7.30–7.15(m,5H),5.85(dd,J=10.4,2.0Hz,1H),5.12(d,J=10.4Hz,1H),3.75(s,3H),3.18(dd,J=13.5,6.5Hz,1H),2.95(dd,J=13.5,8.0Hz,1H),2.45(m,1H),1.25(d,J=6.5Hz,3H)。高分辨質(zhì)譜給出m/z233.1178[M+H]?。請推導(dǎo)結(jié)構(gòu)并寫出其由苯丙氨酸甲酯與甲基乙烯基酮在催化量NaH下的生成機理。答案：結(jié)構(gòu)為(2R,3S)2苯甲酰甲基3甲基環(huán)丙烷1甲酸甲酯。機理：苯丙氨酸甲酯α氫被NaH脫除形成氮雜烯醇鹽，與甲基乙烯基酮發(fā)生Michael加成，隨后分子內(nèi)SN2'環(huán)化，形成環(huán)丙烷，羰基與酯基共軛導(dǎo)致IR1735cm?1。HRMS計算C??H??O?233.1178，吻合。32.合成修正題某學(xué)生試圖通過以下路線合成天然產(chǎn)物B：Step1:2溴環(huán)己烯+Mg→格氏試劑Step2:格氏試劑+丙酮→叔醇Step3:叔醇+PBr?→溴代烷Step4:溴代烷+NaCN→腈Step5:腈+H?O?,回流→羧酸但終產(chǎn)物無光學(xué)活性。請指出錯誤步驟并給出修正方案，使最終羧酸具有可控手性中心。答案：錯誤在Step1：2溴環(huán)己烯形成的格氏試劑易發(fā)生β消除生成環(huán)己烯，導(dǎo)致后續(xù)消旋。修正：改用2碘環(huán)己烯，低溫(?40°C)快速形成格氏并立即與手性α烷氧基丙酮（如(R)3三甲硅氧基丁2酮）反應(yīng)，利用Cram規(guī)則誘導(dǎo)手性，后續(xù)步驟保持構(gòu)型，最終得(2S)2甲基2(2環(huán)己烯1基)丙酸。33.數(shù)據(jù)驗證題文獻報道某新催化劑X可使吲哚與硝基烯烴的Friedel–Crafts烷基化在?20°C下10min內(nèi)完成，產(chǎn)率99%，ee98%。請設(shè)計一組對照實驗驗