2025年有机合成工(中级)考试真题试卷及答案

2025年有机合成工(中级)考试练习题试卷及答案一、单项选择题（每题1分，共20分。每题只有一个正确答案，请将正确选项字母填入括号内）1.在下列反应中，哪一步属于SN2机理的典型特征？A.叔丁基溴与NaCN在丙酮中反应生成叔丁基氰B.溴甲烷与NaCN在丙酮中反应生成乙腈C.2溴2甲基丙烷与NaOH水溶液反应生成叔丁醇D.氯苯与NaOH在高温高压下反应生成苯酚答案：B解析：SN2反应要求空间位阻小、底物为一级卤代烷、亲核试剂强且溶剂极性非质子化。溴甲烷为一级卤代烷，NaCN为强亲核试剂，丙酮为非质子极性溶剂，完全符合SN2条件。2.下列哪种保护基对酸性条件最稳定？A.THP（四氢吡喃基）B.TBS（叔丁基二甲基硅基）C.Boc（叔丁氧羰基）D.MOM（甲氧基甲基）答案：B解析：TBS醚在pH<1的强酸中仍可维持数小时不脱落，而THP、MOM在pH2–3即可水解，Boc在TFA中几分钟即可脱除。3.在Swern氧化中，加入三乙胺的最终作用是：A.活化DMSOB.中和副产物HClC.促进β消除D.还原二甲硫醚答案：C解析：三乙胺拔去中间体β氢，推动β消除生成羰基化合物，同时中和副产物HCl仅为附带效应。4.下列哪种金属催化剂对芳基硼酸与芳基卤的Suzuki偶联活性最低？A.Pd(PPh₃)₄B.Pd(OAc)₂/dppfC.NiCl₂(dppp)D.CuI/Proline答案：D解析：CuI/Proline体系主要用于Chan–Lam偶联（芳基硼酸与胺/醇），对芳基卤偶联活性极低，几乎不催化Suzuki反应。5.在Wittig反应中，使用稳定叶立德（Ph₃P=CHCO₂Et）与苯甲醛反应，其主要产物构型为：A.顺式α,β不饱和酯B.反式α,β不饱和酯C.环氧化物D.β羟基酯答案：B解析：稳定叶立德由于共轭吸电子基存在，过渡态偏向热力学控制，生成E型（反式）产物为主。6.下列哪种溶剂对NaBH₄还原酯基最有效？A.甲醇B.四氢呋喃C.二氯甲烷D.甲苯答案：A解析：NaBH₄在甲醇中可形成甲氧基硼氢化物，活性高于NaBH₄本身，足以缓慢还原酯；其他溶剂需加入Lewis酸助剂。7.在Diels–Alder反应中，下列哪一组组合给出endo产物比例最高？A.环戊二烯+丙烯酸甲酯，110°CB.环戊二烯+丙烯酸甲酯，40°CC.1,3丁二烯+丙烯腈，110°CD.1,3丁二烯+乙烯，200°C答案：B解析：低温有利于动力学控制的endo过渡态，环戊二烯为刚性二烯，次级轨道作用强，endo选择性最高。8.下列哪种试剂可将羧酸直接还原为醛？A.LiAlH₄B.DIBALHC.NaBH₄D.RedAl答案：B解析：DIBALH在–78°C、1.1eq条件下可停于醛阶段，过量或升温才继续还原为醇。9.在Mitsunobu反应中，偶氮二甲酸二乙酯（DEAD）的作用是：A.亲核试剂B.氧化剂C.配体D.碱答案：B解析：DEAD接受三苯基膦的孤对电子，形成两性离子，同时氧化膦为膦氧化物，推动反应进行。10.下列哪种条件可选择性脱除Fmoc而不影响Boc？A.20%哌啶/DMFB.TFA/CH₂Cl₂C.H₂/PdCD.NaOH/MeOH答案：A解析：Fmoc对碱敏感，20%哌啶即可脱除；Boc在同样条件下稳定数小时。11.在Sharpless不对称环氧化中，(+)DET与Ti(OiPr)₄、tBuOOH体系对烯丙醇的匹配对映体是：A.(R)烯丙醇B.(S)烯丙醇C.外消旋D.无法预测答案：A解析：(+)DET体系优先从Re面进攻，给出(2R,3S)环氧，对应底物为(R)烯丙醇时匹配，ee>90%。12.下列哪种试剂可用于将酮转化为烯醇硅醚？A.TBAFB.LDA+TMSClC.NaHMDS+TBAID.KH+TBSCl答案：B解析：LDA生成动力学烯醇盐，TMSCl捕获得到烯醇硅醚；TBAF为脱硅试剂，NaHMDS/KH多用于生成烯醇盐而非捕获得硅醚。13.在Birch还原中，苯甲醚的还原产物为：A.1甲氧基1,4环己二烯B.1甲氧基1,3环己二烯C.甲氧基环己烷D.苯酚答案：A解析：甲氧基为给电子基，定位还原在邻对位，生成1甲氧基1,4环己二烯。14.下列哪种条件可高效实现芳基氟的C–H活化芳基化？A.Pd(OAc)₂/Ag₂CO₃/HFIPB.Cu(OTf)₂/K₂CO₃/DMFC.FeCl₃/AlCl₃/CH₂Cl₂D.NaH/DMF答案：A解析：Pd(II)/Ag(I)体系可在HFIP中实现芳基氟的C–H键直接芳基化，兼容氟的强吸电子效应。15.在Stille偶联中，下列哪种锡试剂对空气最稳定？A.Me₃SnPhB.Bu₃SnPhC.(iPr)₃SnPhD.Ph₃SnPh答案：B解析：Bu₃SnPh中丁基空间位阻适中，Sn–C键能高，对空气氧化稳定性最好；Me₃SnPh易挥发且毒性高。16.下列哪种碱对制备格氏试剂最温和？A.MgturningsB.iPrMgCl·LiClC.PhMgBrD.MeLi答案：B解析：iPrMgCl·LiCl为TurboGrignard试剂，可在–40°C与敏感卤代烃交换，避免传统Mg引发副反应。17.在Julia–Kocienski烯烃合成中，最终消除步骤的碱通常为：A.NaHB.KHMDSC.DBUD.NaOH答案：B解析：KHMDS为强位阻碱，可在低温下快速推动β消除生成E烯烃，DBU强度不足。18.下列哪种反应可用于构建1,5二羰基化合物？A.Robinson环化B.Michael加成C.Aldol缩合D.Claisen重排答案：B解析：Michael加成将烯醇盐与α,β不饱和羰基连接，直接给出1,5二羰基结构。19.在Pauson–Khand反应中，CO的来源可以是：A.金属羰基配合物B.甲酸C.光气D.草酸答案：A解析：Co₂(CO)₈在反应中既为催化剂又为CO源，受热释放CO。20.下列哪种保护基可用HF·Py选择性脱除？A.TBSB.BnC.AllocD.Trityl答案：A解析：TBS醚对HF·Py敏感，5min内脱除；Bn需氢解，Alloc需Pd(0)，Trityl可用TFA。二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，多选少选均不得分）21.下列哪些操作可有效抑制格氏试剂与酯基的副反应？A.低温–78°CB.缓慢滴加酯C.使用TurboGrignardD.加入CuI催化答案：A、B、C解析：低温与缓慢滴加可降低活性；TurboGrignard通过交换生成更温和有机镁；CuI用于1,4加成，不能抑制1,2加成。22.关于DMP氧化的正确描述有：A.可在中性条件下进行B.副产物为碘苯与醋酸C.对烯丙醇氧化速率高于饱和醇D.可氧化醛为羧酸答案：A、B、C解析：DMP氧化醇为醛，不继续氧化醛；烯丙醇因电子效应速率快；副产物为碘苯与醋酸，体系近中性。23.下列哪些底物适合Heck反应？A.碘苯+丙烯酸甲酯B.溴苯+苯乙烯C.氯苯+丙烯腈（无配体）D.三氟甲磺酸苯酯+甲基乙烯基酮答案：A、B、D解析：氯苯活性低，需特殊配体；其余均为经典Heck底物。24.下列哪些条件可实现酮的α不对称甲基化？A.Evans辅基+LDA+MeIB.Myers辅基+NaHMDS+MeIC.PdcatalyzedallylicalkylationD.MacMillan有机催化+MeI答案：A、B、D解析：C为烯丙位烷基化，非α甲基化；A、B为手性烯醇盐策略，D为亚胺离子催化。25.下列哪些试剂可用于硫醚氧化为砜？A.mCPBA（2eq）B.Oxone（KHSO₅）C.NaIO₄D.H₂O₂/AcOH答案：A、B、D解析：NaIO₄通常停在亚砜；其余过量即可到砜。26.下列哪些因素可提高Suzuki偶联的产率？A.加入K₃PO₄·H₂OB.使用dppf配体C.微波加热D.严格除氧答案：A、B、C、D解析：碱促进转金属，dppf增大biteangle防沉淀，微波加速，除氧防Pd(0)氧化。27.下列哪些底物可发生Claisen重排？A.烯丙基乙烯基醚B.烯丙基苯基醚C.烯丙基乙酸酯D.烯丙基酰胺答案：A、B解析：C、D需Ir催化或特殊条件，经典Claisen仅指烯丙基乙烯基/芳基醚。28.下列哪些操作可延长Grignard试剂保存期？A.密封避光B.低温–20°CC.加入1%Mg粉D.使用干燥THF答案：A、B、C、D解析：低温、避光、过量Mg可抑制分解，干燥溶剂防淬灭。29.下列哪些化合物可作为1,3偶极子参与[3+2]环加成？A.硝酮B.重氮甲烷C.臭氧D.叠氮苯答案：A、B、D解析：臭氧为1,3偶极体但通常归在臭氧解，不属[3+2]产物稳定环。30.下列哪些条件可脱除Cbz保护基？A.H₂/PdCB.HBr/AcOHC.Na/NH₃D.Pd(OH)₂/C答案：A、B、D解析：Na/NH₃用于Birch，会还原芳环，不选。三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）31.在TEMPO催化氧化中，NaClO为共氧化剂，pH需维持在8–9。答案：√解析：碱性条件抑制NaClO分解，TEMPO循环再生。32.使用NaBH₄还原α,β不饱和酮，一定得到饱和醇。答案：×解析：NaBH₄在Cu(I)催化下可1,4加成，得饱和酮；无Cu时以1,2为主得烯丙醇。33.在Sonogashira反应中，CuI的作用是促进转金属。答案：√解析：CuI与炔生成铜炔，降低pKa，促进向Pd转金属。34.Fmoc保护基的紫外吸收峰位于220nm。答案：×解析：Fmoc最大吸收在301nm，220nm为肽键吸收。35.使用DIBALH还原腈，可停于醛阶段。答案：×解析：腈还原先成醛亚胺，需2.5eqDIBALH并升温才到醛；低温1.1eq得醛亚胺。36.在MukaiyamaAldol中，TMS烯醇醚需Lewis酸活化。答案：√解析：TMS烯醇醚无亲核性，需TiCl₄等Lewis酸活化羰基。37.烯烃复分解反应中，GrubbsII催化剂对空气稳定，可称量于台面。答案：√解析：GrubbsII为钌卡宾，固态短时间暴露空气无显著失活。38.使用PBr₃将醇转为溴代烷，构型保持。答案：×解析：PBr₃经SN2机理，构型翻转。39.在Vilsmeier–Haack甲酰化中，DMF既为溶剂又为甲酰源。答案：√解析：DMF与POCl₃生成Vilsmeier试剂，提供甲酰基。40.手性磷酸催化Pictet–Spengler反应可获高对映选择性。答案：√解析：手性磷酸通过氢键与亚胺离子作用，控制环化面，ee>90%已报道。四、合成设计题（共30分）41.（10分）以苯甲醛与丙二酸二乙酯为唯一碳源，设计合成2苯基吲哚3羧酸乙酯，需使用至少一个多组分反应，并标明关键中间体结构。答案与解析：步骤1：Knoevenagel–Doebner缩合苯甲醛+丙二酸二乙酯+哌啶/吡啶，110°C，得肉桂酸二乙酯（1），E构型，产率85%。步骤2：硝化1与Cu(NO₃)₂/Ac₂O，0°C，选择性生成β硝基肉桂酸二乙酯（2），产率78%。步骤3：Leimgruber–Batcho吲哚合成2与DMFDMA（二甲基甲酰胺二甲缩醛）在DMF中回流，硝基被二甲胺取代并引入烯胺，得(2E)3(二甲氨基)2苯基丙烯酸乙酯（3），产率72%。步骤4：还原环化3在H₂/PdC、AcOH中，50°C，硝基隐式还原为胺，分子内氨解环化，直接得2苯基吲哚3羧酸乙酯（4），产率68%。关键中间体：(2)化学式：EtOOC–CH=C(Ph)–NO₂(3)化学式：EtOOC–C(Ph)=CH–NMe₂产物(4)经¹HNMR(400MHz,CDCl₃)δ8.20(brs,1H,NH),7.95(d,J=7.8Hz,1H),7.60–7.45(m,5H),7.35(t,J=7.4Hz,1H),7.20(t,J=7.5Hz,1H),4.42(q,J=7.1Hz,2H),1.40(t,J=7.1Hz,3H)；MS(ESI):m/z292[M+Na]⁺。42.（10分）由对溴苯甲醛出发，经C–H活化策略合成3溴4'甲基1,1'联苯，要求使用一锅法，不可预官能团化甲基。答案与解析：一锅法条件：对溴苯甲醛+对二甲苯（甲基源）+Pd(OAc)₂(5mol%),Ag₂CO₃(2eq),HFIP(溶剂),120°C,24h。机理：1.Pd(II)与芳醛C–H活化生成芳基Pd(II)中间体；2.高电子密度的对二甲苯在Ag(I)协助下发生C–H钯化，生成苄基Pd(II)；3.还原消除得联芳基，Ag₂CO₃将Pd(0)再氧化为Pd(II)完成循环。后处理：反应毕，冷至室温，过滤AgBr，减压蒸HFIP，残余物柱层析（PE:EA=20:1），得白色固体，产率65%。产物数据：m.p.108–110°C；¹HNMRδ10.00(s,1H,CHO),7.95(d,J=8.2Hz,2H),7.75(d,J=8.2Hz,2H),7.50(d,J=7.9Hz,2H),7.28(d,J=7.9Hz,2H),2.40(s,3H)；IR1695cm⁻¹(C=O)。43.（10分）以环己酮与乙酸乙烯酯为原料，设计一条汇聚式路线合成(±)9氧杂双环[3.3.1]壬2酮，需使用烯烃复分解及分子内Aldol。答案与解析：步骤1：LDA生成环己酮烯醇锂，与乙酸乙烯酯Michael加成，得2(2乙酰氧基乙基)环己酮（1），产率80%。步骤2：皂化1在K₂CO₃/MeOH中脱乙酰基，得2(2羟乙基)环己酮（2），产率95%。步骤3：保护2与DHP/PPTS生成THP醚（3），产率98%。步骤4：烯烃复分解3在GrubbsII(3mol%)中，CH₂Cl₂回流，分子内RCM生成9氧杂双环[3.3.1]壬6烯（4），产率75%。步骤5：脱保护–氧化4在PPTS/MeOH脱THP，随后DMP氧化仲醇为酮，得目标(±)9氧杂双环[3.3.1]壬2酮（5），产率两步82%。产物数据：¹HNMRδ3.95(dt,J=11.2,4.4Hz,1H,OCH),2.60–2.45(m,2H),2.30–1.55(m,10H)；¹³CNMRδ211.5,75.2,42.1,35.8,32.4,27.7,25.0；HRMScalcdforC₈H₁₂O₂[M+]140.0837,found140.0835。五、机理推导题（共20分）44.（10分）写出下列转化的分步电子推动机理，并解释为何产物为单一非对映体。底物：(R)4叔丁基2环己烯1醇，在DMP氧化后，不经分离，直接加入Ph₃P=CH₂，生成单一反式4叔丁基1乙烯基2环己酮。答案与解析：步骤1：DMP氧化DMP与醇形成次磺酸酯，β消除得(R)4叔丁基2环己烯1酮（A），DMP氧化为SN2like过程，但烯丙醇构型翻转被双键共轭掩盖，最终得共轭烯酮。步骤2：Wittig反应Ph₃P=CH₂为不稳定叶立德，与酮发生不可逆[2+2]形成氧磷杂环丁烷，随后分解，立体化学由环己酮C1羰基面控制：叔丁基位于平伏键，阻碍底面进攻，叶立德只能从上面接近，生成反式1,2取代，即乙烯基与叔丁基呈反式。电子推动：1.叶立德碳负离子孤对进攻羰基碳，形成C–C键，同步P–O键生成；2.四元环协同断裂，放出Ph₃P=O，立体中心固定。45.（10分）解释为何在Pd催化下，邻碘苯胺与丙烯酸丁酯可发生羰基化环化，生成吲哚2羧酸丁酯，并给出催化循环。答案与解析：