2025年中级有机合成工模拟试卷及答案解析

2025年中级有机合成工模拟试卷及答案解析一、单项选择题（每题1分，共20分。每题只有一个正确答案，错选、多选均不得分）1.在下列反应中，哪一个最适合用NaBH₄还原？A.苯甲酸→苯甲醇B.苯乙酮→1苯乙醇C.硝基苯→苯胺D.苯甲醛→苯甲酸答案：B解析：NaBH₄为温和还原剂，可还原酮羰基为仲醇，对羧酸、硝基无作用；苯乙酮→1苯乙醇为典型酮还原。2.下列化合物中，哪一个与Grignard试剂反应后水解可得到叔醇？A.丙酮B.乙醛C.甲醛D.苯甲酸甲酯答案：A解析：丙酮含两个相同烷基，与RMgX加成后生成叔醇；乙醛得仲醇，甲醛得伯醇，酯需两倍RMgX才得叔醇，但产物为两相同烷基取代，严格说A最直接。3.下列离去基团离去能力顺序正确的是：A.Cl⁻<Br⁻<I⁻<TsO⁻B.TsO⁻<Cl⁻<Br⁻<I⁻C.I⁻<Br⁻<Cl⁻<TsO⁻D.Cl⁻<TsO⁻<Br⁻<I⁻答案：A解析：离去能力与共轭酸酸性正相关，TsOHpKa≈2.8，HI≈10，故TsO⁻实际弱于I⁻，但TsO⁻体积大、极化低，在SN1/SN2中均表现优于卤素；正确顺序为Cl⁻<Br⁻<I⁻<TsO⁻。4.下列哪种条件可将仲醇氧化为酮而不影响同分子内烯烃？A.CrO₃·Py₂(Collins)B.KMnO₄/H⁺C.Jones试剂D.酸性Na₂Cr₂O₇答案：A解析：Collins试剂为温和Cr(VI)氧化体系，中性无水，对C=C几乎无氧化；B、C、D均会断裂双键。5.在Diels–Alder反应中，下列哪一组组合给出endo产物为主？A.环戊二烯+顺丁烯二酸酐，25°CB.1,3丁二烯+丙烯腈，120°CC.2,3二甲基1,3丁二烯+乙烯，180°CD.1甲氧基1,3丁二烯+甲基丙烯酸甲酯，100°C答案：A解析：环戊二烯与顺酐在室温下为典型“内型”过渡态，次级轨道作用稳定endo体；高温或缺电双烯/亲双烯体比例改变时exo比例上升。6.下列哪条路线可高选择性合成反式1,2环己二醇？A.环己烯+KMnO₄/0°CB.环己烯+mCPBAthenH₃O⁺C.环己烯+OsO₄/NMOD.环己烯+I₂/AgOAc/H₂O答案：B解析：mCPBA先给出环氧化物，酸性开环为反式邻二醇；A、C为顺式羟基化；D为碘内酯化副反应多。7.下列哪种碱用于生成动力学烯醇盐？A.LDA,78°CB.NaOEt,EtOH,25°CC.KH,0°CD.DBU,CH₂Cl₂,25°C答案：A解析：LDA为强位阻碱，低温下快速去质子，生成取代较少、热力学不稳定烯醇盐，即动力学产物。8.下列哪条路线可一步将苯转化为间硝基苯胺？A.苯→硝化→溴化→NH₃/ΔB.苯→溴化→硝化→NH₃/ΔC.苯→硝化→还原→乙酰化→溴化→水解D.苯→硝化→溴化→NaN₃/Δ→H₂/Pd答案：C解析：需先引入硝基致钝，再还原为氨基保护，溴化进入间位，最后去保护得间溴苯胺；但题目要求“间硝基苯胺”，硝基已在间位，故应先硝化得硝基苯，再还原为苯胺，乙酰化保护，硝化得对硝基乙酰苯胺，水解即得间硝基苯胺；选项C步骤正确。9.下列哪种催化剂对不对称氢化β酮酯最有效？A.RaneyNiB.Pd/CC.RuBINAPD.PtO₂答案：C解析：RuBINAP为Noyori型催化剂，对β酮酯高对映选择性氢化，ee>99%。10.下列哪条路线可合成2苯基2丁醇？A.PhMgBr+丁酮B.EtMgBr+苯乙酮C.PhCH₂MgBr+丙酮D.MeMgBr+苯丙酮答案：B解析：EtMgBr与苯乙酮加成后水解得2苯基2丁醇；A得3苯基2丁醇；C得1苯基2甲基2丙醇；D得2苯基2丙醇。11.下列哪种条件可将羧酸直接还原为醛？A.LiAlH₄B.BH₃·THFC.DIBALH,78°CD.NaBH₄答案：C解析：DIBALH低温下与羧酸1:1反应停于醛；BH₃·THF可还原酸为醇；LiAlH₄过度还原。12.下列哪条路线可合成3甲基2戊酮？A.2溴丁烷+CH₃COCl/AlCl₃B.丙酰氯+EtMgBr/CuIC.2丁酮+MeMgBrthenPCCD.丙酸乙酯+EtMgBrthenH₃O⁺答案：B解析：EtMgBr与CuI生成Gilman试剂Et₂CuLi，与丙酰氯发生1,2加成得3甲基2戊酮；A为FC酰化得2甲基1苯基1丙酮；C得叔醇；D得3甲基3戊醇。13.下列哪种试剂可将末端炔转化为甲基酮？A.H₂SO₄/HgSO₄B.9BBNthenH₂O₂/NaOHC.R₂BHthenH₂O₂/NaOHD.O₃thenDMS答案：A解析：Hg(II)催化水合遵循Markovnikov，末端炔→甲基酮；B、C为反马氏醇；D为臭氧化断裂。14.下列哪条路线可合成1,3二苯基1丙酮？A.苯乙酸乙酯+PhCH₂MgBrB.苯乙酮+PhCHO/Aldolthen脱水C.苯甲醛+苯乙酮/AldolthenH₂/PdD.苯甲酸乙酯+2PhMgBr答案：C解析：苯甲醛与苯乙酮缩合得查尔酮，Pd/C氢化饱和双键并保留羰基，得1,3二苯基1丙酮；A得1,3二苯基2丁酮；B得查尔酮；D得二苯甲醇副产物。15.下列哪种保护基对TBAF最稳定？A.TBSB.TBDPSC.TIPSD.TMS答案：B解析：硅基保护基对F⁻脱除速率TMS>TBS>TIPS>TBDPS，TBDPS位阻最大最稳定。16.下列哪条路线可合成2,4己二烯酸？A.丙醛+丙酸/Aldolthen脱水B.巴豆醛+丙二酸/KnoevenagelC.乙醛+丙酸乙酯/ClaisenD.丙酮+丙烯酸乙酯/Michael答案：B解析：巴豆醛提供α,β不饱和醛，与丙二酸Knoevenagel脱水直接得2,4己二烯酸（山梨酸）。17.下列哪种条件可将伯酰胺转化为腈？A.P₂O₅/ΔB.NaBH₄C.DIBALHD.LiAlH₄答案：A解析：P₂O₅为强脱水剂，伯酰胺→腈；B、C、D均为还原剂。18.下列哪条路线可合成3吲哚乙酸？A.吲哚+氯乙酸/FCB.吲哚+乙醛酸/Pictet–SpenglerC.吲哚+草酰氯/Friedel–CraftsD.吲哚+丙酮酸/脱羧答案：A解析：吲哚3位富电，与氯乙酸在酸催化下发生FC烷基化得3吲哚乙酸；B得四氢咔啉衍生物。19.下列哪种催化剂对Suzuki偶联最有效？A.Pd(PPh₃)₄/K₂CO₃B.NiCl₂(dppp)/ZnC.CuI/Et₃ND.Fe(acac)₃答案：A解析：Pd(0)/膦配体+碱为Suzuki标准条件；B为Kumada；C为Sonogashira助催化剂；D无活性。20.下列哪条路线可合成1苯基1丙胺？A.苯甲醛+EtMgBrthenNH₃/ΔB.苯乙酮+NH₂OHthenH₂/PdC.苯丙酮+NH₃/NaBH₃CND.苯乙烯+NH₃/H₂O₂答案：C解析：酮与NH₃形成亚胺，NaBH₃CN还原得仲胺，苯丙酮→1苯基1丙胺；B得1苯基1丙醇；A得叔醇。二、完成反应式（每空2分，共30分。写出主要有机产物，立体化学需标明）21.环己烯+mCPBA→(A)→(A)+H₃O⁺,50°C→(B)答案：A为环氧环己烷；B为反式1,2环己二醇（须写trans）。解析：环氧化后酸催化开环SN2like，反式加成。22.PhCOCl+Et₂CuLi→(C)答案：C为苯丙酮（PhCOEt）。解析：酰氯与Gilman试剂1,2加成，生成酮。23.CH₃CH₂CH₂Br+NaCN→(D)→(D)+H₂SO₄/Δ→(E)答案：D为丁腈；E为丁酸。解析：SN2氰化后腈酸性水解。24.邻硝基甲苯+SnCl₂/HCl→(F)→(F)+Ac₂O→(G)答案：F为邻甲苯胺；G为N(邻甲苯基)乙酰胺。解析：Sn(II)选择性还原硝基为胺，再乙酰化保护。25.丙酸乙酯+LDA,78°CthenPhCH₂Br→(H)→(H)+H₃O⁺/Δ→(I)答案：H为2苄基丙酸乙酯；I为2苄基丙酸。解析：LDA生成动力学烯醇盐，SN2苄基化，酯水解。26.苯甲醛+丙二酸/吡啶/Δ→(J)+CO₂答案：J为肉桂酸（PhCH=CHCOOH）。解析：Knoevenagel缩合，脱羧。27.环戊酮+H₂NOH·HCl/NaOAc→(K)→(K)+H₂SO₄/Δ→(L)答案：K为环戊酮肟；L为δ戊内酰胺（Beckmann重排，扩环）。解析：酸催化肟重排，碳迁移给N，得六元内酰胺。28.叔丁基溴+Ag₂O/H₂O→(M)答案：M为2甲基2丙醇。解析：Ag⁰促进SN1，水进攻叔碳。29.(E)2丁烯1醇+PBr₃→(N)→(N)+Mg/THFthenCO₂→(O)答案：N为(E)1溴2丁烯；O为(E)3戊烯酸。解析：PBr₃转化醇为溴代烃，格氏后与CO₂加成，双键构型保持。30.苯乙炔+H₂SO₄/HgSO₄→(P)答案：P为苯乙酮（PhCOCH₃）。解析：汞催化水合，马氏加成，烯醇→酮。三、合成设计题（共30分。任选3题，每题10分。写出关键中间体、试剂及条件，需合理可行）31.以苯和不超过4个碳的有机物为原料，合成4苯基2丁酮。答案：1)苯+CH₃CH₂COCl/AlCl₃→苯丙酮（PhCOCH₂CH₃）；2)苯丙酮+NaBH₄→1苯基1丙醇；3)醇+SOCl₂→1苯基1氯丙烷；4)与Mg生成格氏试剂，与CH₃COCH₃加成；水解得2甲基1苯基2戊醇；5)PCC氧化→4苯基2丁酮。解析：利用羰基α烷基化再氧化切断策略，或改用乙酰乙酸乙酯路线：苯丙基溴+乙酰乙酸乙酯烷基化→β酮酯水解脱羧，同样得目标酮。32.以环己酮为唯一有机原料，合成顺式1,2环己二胺。答案：1)环己酮+H₂NOH→环己酮肟；2)肟+H₂SO₄/Δ→己内酰胺（Beckmann）；3)内酰胺+LiAlH₄→全氢化氮杂环庚烷（环七亚甲基亚胺）；4)亚胺+H₂O₂/Δ→胺氧化物重排得环七亚甲基酮；5)酮再次转化为肟→Beckmann→环七亚甲基二胺；6)二胺+H₂SO₄/Δ→分子内脱水得顺式1,2环己二胺（热力学控制重排）。解析：利用两次Beckmann策略，通过扩环缩环实现1,2双官能团化；实际操作中可用Na/NH₃还原二腈中间体更直接，但题目限环己酮，故采用重排串联。33.以丙二酸二乙酯和邻硝基苄溴为原料，合成吲哚3乙酸。答案：1)丙二酸二乙酯+NaOEt→烯醇盐；2)与邻硝基苄溴SN2→二乙基(邻硝基苄基)丙二酸酯；3)酯+H₂SO₄/Δ水解脱羧→(邻硝基苯基)丙酸；4)SnCl₂/HCl还原硝基为胺；5)胺在PPA/Δ下分子内FC酰基化关环→吲哚3乙酸。解析：利用丙二酸酯烷基化后脱羧生成芳基丙酸，再还原关环，经典吲哚合成。34.以乙烯和丙烯为原料，合成2甲基1,4丁二醇。答案：1)乙烯+O₂/Ag→环氧乙烷；2)丙烯+NBS→3溴丙烯；3)3溴丙烯+Mg→格氏试剂；4)与环氧乙烷开环→4戊烯1醇；5)双键+BH₃·THFthenH₂O₂/NaOH→5羟基1戊醇；6)PCC氧化伯醇→5羟基戊醛；7)分子内Wittig→2甲基2,3二氢呋喃；8)开环氢化→2甲基1,4丁二醇。解析：利用格氏增碳+硼氢化氧化建立1,4关系，再经环化开环策略。四、机理推导题（共20分。任选2题，每题10分。用箭头推电子，标明关键中间体）35.写出苯甲醛与丙二酸在吡啶存在下生成肉桂酸并放出CO₂的完整机理。答案：1)吡啶夺丙二酸质子→丙二酸碳负离子；2)碳负离子进攻苯甲醛羰基→β羟基二酸；3)质子转移→β羟基酸；4)加热脱羧：六元环过渡态，电子对推回→生成肉桂酸+CO₂。解析：Knoevenagel脱羧串联，吡啶既作碱又作质子梭。36.写出环己酮肟在H₂SO₄中发生Beckmann重排生成己内酰胺的机理。答案：1)肟羟基质子化→良好离去基H₂O；2)N–OH₂⁺离去生成氮烯离子；3)反位环己基碳迁移至氮→碳正离子位于原羰基碳；4)水进攻碳正→半酰胺；5)去质子得己内酰胺。解析：迁移基团与离去基团反式共平面，环扩大。37.写出2甲基1,3环己二酮在NaOH存在下与甲基乙烯基酮发生Michael加成的机理。答案：1)NaOH去质子→烯醇盐；2)烯醇盐进攻MVK的β碳→共轭加成；3)质子化→1,5二酮；4)分子内ald