大学2025有机化学(药物合成)专业试题及答案

大学2025有机化学(药物合成)专业试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1.下列关于SN2反应的描述，正确的是：A.反应速率与底物浓度无关B.反应过程中生成碳正离子中间体C.反应速率与亲核试剂浓度成正比D.反应过程中构型保持不变答案：C解析：SN2反应为双分子亲核取代反应，反应速率与底物和亲核试剂浓度均成正比，反应过程中构型发生翻转，不生成碳正离子中间体。2.下列化合物中，最容易发生E2反应的是：A.2溴2甲基丙烷B.1溴丁烷C.2溴丁烷D.溴甲烷答案：A解析：E2反应要求β氢与离去基团处于反式共平面构象，叔卤代烃（如2溴2甲基丙烷）因空间位阻小、β氢多，最易发生E2反应。3.下列哪种试剂可用于将羧酸还原为一级醇：A.LiAlH4B.NaBH4C.PCCD.Jones试剂答案：A解析：LiAlH4为强还原剂，可将羧酸还原为一级醇；NaBH4还原能力较弱，不能还原羧酸；PCC和Jones试剂为氧化剂。4.下列关于DielsAlder反应的描述，错误的是：A.为[4+2]环加成反应B.反应为协同反应，无中间体C.双烯体必须为scis构象D.反应为热禁阻反应答案：D解析：DielsAlder反应为热允许反应，属于周环反应中的[4+2]环加成，反应为协同机制，双烯体需为scis构象。5.下列化合物中，具有芳香性的是：A.环辛四烯B.环戊二烯负离子C.环丁二烯D.环庚三烯正离子答案：B解析：环戊二烯负离子具有6个π电子，符合Hückel规则（4n+2），具有芳香性；其余选项不符合。6.下列关于格氏试剂的说法，正确的是：A.可与羧酸反应生成酮B.可与水反应生成烷烃C.可与醇反应生成醛D.可与酯反应生成羧酸答案：B解析：格氏试剂与水反应生成烷烃，与羧酸反应生成叔醇，与酯反应生成叔醇，与醇反应生成烷氧基卤化镁。7.下列哪种反应可用于合成β羟基酮：A.Aldol缩合B.Claisen缩合C.Wittig反应D.Reformatsky反应答案：A解析：Aldol缩合为醛或酮在碱催化下生成β羟基酮或α,β不饱和酮的反应；Claisen缩合生成β酮酯；Wittig反应生成烯烃；Reformatsky反应生成β羟基酯。8.下列关于手性中心的描述，正确的是：A.含有手性中心的分子一定具有手性B.手性中心必须为sp3杂化碳C.手性中心连接四个不同基团D.手性中心不能为氮原子答案：C解析：手性中心连接四个不同基团，但分子整体是否手性还需考虑对称性；手性中心可为碳、氮、磷等；sp2碳不能为手性中心。9.下列哪种试剂可用于将烯烃氧化为邻二醇：A.OsO4B.KMnO4（酸性）C.O3D.PCC答案：A解析：OsO4可将烯烃氧化为顺式邻二醇；KMnO4在酸性条件下氧化为羧酸或酮；O3氧化为醛或酮；PCC为氧化醇的试剂。10.下列关于苯的硝化反应，正确的是：A.反应为亲核取代B.反应需用浓硫酸与浓硝酸C.反应生成苯胺D.反应为自由基机制答案：B解析：苯的硝化为亲电芳香取代反应，需用浓硫酸与浓硝酸生成硝鎓离子（NO2+），生成硝基苯。二、命名与结构（每题3分，共15分）11.给出下列化合物的IUPAC名称：结构：CH3CH(Br)CH2CH(CH3)CH2CH3答案：2溴4甲基己烷解析：主链为6碳己烷，Br在2位，甲基在4位，按字母顺序命名。12.画出下列化合物的结构：名称：3乙基2,4二甲基1戊烯答案：结构：CH2=C(CH3)CH(CH2CH3)CH(CH3)CH3解析：主链为5碳戊烯，双键在1位，3位乙基，2,4位甲基。13.命名下列化合物：结构：苯环上连接一个NO2和一个COOH，COOH在1位，NO2在3位答案：3硝基苯甲酸解析：以羧酸为母体，苯甲酸为1位，硝基在3位。14.画出下列化合物的结构：名称：(R)2氨基3羟基丙酸答案：结构：COOH|H2NCH|CH2OH（手性碳为R构型）解析：为丝氨酸，手性碳连接NH2、H、COOH、CH2OH，按R/S规则判断。15.命名下列化合物：结构：环己烷上连接一个OH和一个CH3，处于1,4位，OH在1位，甲基在4位答案：4甲基环己醇解析：以醇为母体，环己醇为1位，甲基在4位。三、反应机理（每题10分，共30分）16.写出下列反应的完整机理，并说明每一步的电子转移：反应：2溴丁烷在乙醇钠/乙醇中加热生成2丁烯答案：机理：E2消除步骤：1.乙醇钠（EtO⁻）作为碱，夺取2溴丁烷β氢（C3H），形成CH键断裂；2.同时Br⁻离去，形成C=C双键；3.生成2丁烯（主要产物为反式）。电子转移：EtO⁻的孤对电子形成C=Cπ键，CBr键电子对转移至Br原子。17.写出苯甲酸与SOCl2反应生成苯甲酰氯的机理：答案：机理：亲核酰基取代步骤：1.SOCl2的硫原子被羧酸羟基氧亲核攻击，形成四面体中间体；2.脱去HCl，生成混合酸酐类似物；3.Cl⁻攻击羰基碳，脱去SO2和HCl，生成苯甲酰氯。电子转移：羧酸羟基氧提供电子形成新键，Cl⁻提供电子对形成CCl键。18.写出苯甲醛与丙二酸二乙酯在哌啶催化下生成肉桂酸乙酯的Knoevenagel缩合机理：答案：机理：碱催化缩合步骤：1.哌啶夺取丙二酸二乙酯的α氢，生成烯醇负离子；2.烯醇负离子攻击苯甲醛羰基碳，形成β羟基酯；3.脱水生成α,β不饱和酯（肉桂酸乙酯）。电子转移：烯醇负离子π电子形成CC键，羟基氧电子对脱水形成双键。四、合成路线设计（每题15分，共30分）19.设计从苯出发合成对硝基苯胺的路线，要求使用合理试剂，写出每步反应条件与产物结构：答案：路线：1.苯+浓HNO3/浓H2SO4→硝基苯2.硝基苯+Sn/HCl→苯胺3.苯胺+Ac2O→乙酰苯胺（保护氨基）4.乙酰苯胺+浓HNO3/浓H2SO4→对硝基乙酰苯胺5.对硝基乙酰苯胺+H3O⁺/Δ→对硝基苯胺解析：氨基易被氧化，需先乙酰化保护，硝化后水解恢复氨基，定位效应为对位。20.设计从乙醇出发合成2甲基2丁醇的路线，要求使用格氏试剂：答案：路线：1.乙醇+PBr3→溴乙烷2.溴乙烷+Mg/干醚→乙基溴化镁3.乙基溴化镁+丙酮→2甲基2丁醇（加成后水解）解析：格氏试剂与酮加成生成叔醇，丙酮提供羰基，乙基溴化镁提供碳链。五、结构解析与波谱分析（每题15分，共30分）21.某化合物A（C8H10O）经KMnO4氧化生成苯甲酸，A与Na反应放出H2，A的¹HNMR谱显示：δ7.2（5H，m），4.6（2H，s），2.2（1H，brs）。推断A结构并解释：答案：结构：苯甲醇（C6H5CH2OH）解析：分子式C8H10O，不饱和度=4，含苯环；氧化生成苯甲酸，说明为苄醇；与Na反应放出H2，说明含OH；δ7.2为苯环质子，4.6为苄基CH2，2.2为OH质子。22.某化合物B（C5H10O）与2,4DNPH生成黄色沉淀，B的IR谱显示1715cm⁻¹强吸收，¹HNMR谱显示：δ2.1（3H，s），2.4（2H，q），1.0（3H，t）。推断B结构并解释：答案：结构：2戊酮（CH3COCH2CH2CH3）解析：与2,4DNPH反应，说明为酮；IR1715cm⁻¹为C=O伸缩；δ2.1为甲基酮CH3，2.4为αCH2，1.0为末端CH3，积分比3:2:3，符合2戊酮。六、药物合成应用（每题15分，共30分）23.写出阿司匹林的工业合成路线，包括原料、反应条件、副产物处理：答案：路线：1.苯酚+NaOH+CO2→水杨酸（KolbeSchmitt反应）2.水杨酸+Ac2O→阿司匹林（乙酰水杨酸）条件：步骤1为高温高压，步骤2为室温，H2SO4催化副产物：醋酸，可回收制Ac2O解析：KolbeSchmitt反应为羧化反应，乙酰化保护酚羟基，减少胃肠道刺激。24.写出青霉素G的半合成改造路线，将其改造为氨苄西林，说明结构变化与活性关系：答案：路线：1.青霉素G+PCI5→6APA（6氨基青霉烷酸）2.6APA+D苯甘氨酸活性酯→氨苄西林结构变化：侧链由苯乙酰基改为α氨基苯乙酰基活性关系：引入氨基增强对G⁻菌渗透性，扩大抗菌谱。七、综合设计题（25分）25.设计一条从简单原料出发，合成抗疟药物氯喹（C18H26ClN3）的完整路线，要求：使用不超过5步反应；每步写出试剂、条件、产物结构；说明关键步骤的选择性与收率控制策略；答案：路线：1.4,7二氯喹啉+苯胺→4氯N苯基7氨基喹啉（SNAr，160°C，DMF，K2CO3）2.上述产物+1二乙氨基4溴戊烷→氯喹（