2025年大学《应用化学》专业题库- 应用化学在药物合成中的立体结构

2025年大学《应用化学》专业题库——应用化学在药物合成中的立体结构考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项的字母填在括号内）1.下列分子中，具有手性的是（）。A.CH₃CHClCH₃B.CH₃CH₂CH₂OHC.CH₃COOHD.CCl₄2.乙醇（CH₃CH₂OH）和甲乙醚（CH₃OCH₂CH₃）互为（）。A.构象异构体B.对映异构体C.非对映异构体D.同分异构体3.分子式为C₄H₁₀O且属于手性醇的共有（）种。A.1B.2C.3D.44.下列说法正确的是（）。A.对映异构体具有相同的物理性质。B.非对映异构体是映像异构体。C.内消旋体是racemicmixture的中文译名。D.外消旋体是由等量的对映异构体组成的混合物，其旋光性为零。5.SN₂反应通常具有（）。A.严格的反式立体化学B.严格的顺式立体化学C.非对映选择性D.对映选择性6.在一个含有手性中心的分子中，其构型为（S）的异构体，其邻位碳原子上的构型为（R）的取代基，则该手性碳原子的绝对构型为（）。A.(R)B.(S)C.(R)或(S)D.无法确定7.卤代烷发生SN1反应后，若与另一手性试剂反应，主要生成（）。A.一种产物B.等量的对映异构体C.等量的非对映异构体D.外消旋体8.下列反应中，通常不伴随显著立体化学变化的是（）。A.E2消除反应B.醛或酮的亲核加成反应C.环戊烯的Diels-Alder加成反应D.醇的氧化反应9.在药物合成中，使用手性催化剂进行不对称合成，主要目的是（）。A.提高反应速率B.降低反应活化能C.实现对映选择性的产物生成D.增加反应产物的数量10.下列关于保护基的描述，错误的是（）。A.保护基可以保护手性中心，使其免受后续反应的影响。B.选择保护基时，应考虑其稳定性、易去保护条件以及与官能团的兼容性。C.去保护反应通常比引入保护基更困难。D.保护基的使用对于合成复杂分子通常是不必要的。二、填空题（每空2分，共20分。请将答案填在横线上）1.分子中具有一个手性中心，且不含手性中心的立体异构体共有________种；分子中具有两个手性中心，且不含手性中心的立体异构体共有________种。2.(R)-氯苯乙烷与氢氧化钠醇溶液反应，主要生成________（写出生成物的立体化学构型，如(R)或(S)）-苯乙醇。3.卤代烷与格氏试剂反应通常遵循________机理，并具有________立体化学特征。4.赤藓糖醇图是用于判断________构型的工具，它由________线和________线构成。5.某药物分子的一个手性中心对其药效至关重要，若其(R)-异构体有活性而(S)-异构体无活性或活性很低，则称该药物具有________作용。三、简答题（每题5分，共15分）1.简述手性中心是如何产生的。2.解释什么是反应的立体选择性，并举例说明对映选择性。3.为什么在药物合成中，对映异构体往往具有不同的生物活性？四、计算题/构象分析题（共10分）1.用纽曼式画出2-氯丁烷的所有构象，并用星号标记优势构象，并简要说明原因。五、合成题/反应机理题（共15分）1.完成下列合成路线，并写出关键步骤的反应机理简图（需体现立体化学控制）。（提示：涉及手性中心转化、保护基使用）CH₃CH(OH)CH₂CH₃→CH₃CHClCH₂CH₃（假设目标产物为(S)-构型）（在此处应有简图，描述反应步骤和立体化学转化）试卷答案一、选择题1.A2.D3.B4.D5.A6.A7.B8.D9.C10.C二、填空题1.2；42.(S)3.SN2；反式加成4.构型；等边；等腰5.对映异构三、简答题1.手性中心通常由一个饱和碳原子连接四个不同的基团而产生。2.反应的立体选择性是指反应物或中间体与不同立体异构体相互作用而选择生成一种或一类立体异构体的现象。例如，(R)-溴代丙烷与氢氧化钠醇溶液反应主要生成(S)-2-丙醇，体现了对映选择性。3.由于手性药物分子与生物体内手性受体或酶的相互作用通常具有立体特异性，因此对映异构体可能具有不同的结合亲和力、代谢途径或生理效应，导致生物活性差异显著。四、计算题/构象分析题优势构象为反式交叉式（staggered），因为其空间位阻较小，能量较低。```HCH3|/H--C*--C--CH3\/ClHCH3|/CH3--C*--C--H\/ClClCH3|/H--C*--C--CH3\/HClH|/CH3--C*--C--H\/HHCH3|/Cl--C*--C--CH3\/HHH|/Cl--C*--C--H\/CH3CH3H|/Cl--C*--C--H\/HCH3CH3|/Cl--C*--C--H\/H```*(注：星号*代表手性碳原子)*五、合成题/反应机理题合成路线：CH₃CH(OH)CH₂CH₃→保护手性羟基→CH₃CH(OAc)CH₂CH₃→消除反应（E2）→CH₃CH=CHCH₃→与手性试剂反应（如(S)-Box）→CH₃CH(S)-CH₂CH₃反应机理简图（以关键步骤为例）：1.保护羟基：CH₃CH(OH)CH₂CH₃+Ac₂O→CH₃CH(OAc)CH₂CH₃+H₂O```OAcH|/CH3-CH--C-CH₂CH₃|H```2.E2消除：CH₃CH(OAc)CH₂CH₃→[中间体]→CH₃CH=CHCH₃+AcOH```OAcHH|//CH3-CH--C-CH₂CH₃=CH₃-CH=CH-CH