2025年有机合成工专业技能测试题库及答案详解

2025年有机合成工专业技能测试题库及答案详解一、单项选择题（每题1分，共30分。每题只有一个正确答案，错选、多选、不选均不得分）1.在下列反应中，哪一个最适合用于将一级醇转化为醛而不进一步氧化为羧酸？A.KMnO₄/H₂SO₄B.PCC/CH₂Cl₂C.CrO₃·2Py（Collins试剂）D.Na₂Cr₂O₇/H₂SO₄答案：B解析：PCC（吡啶氯铬酸盐）在干燥CH₂Cl₂中可将一级醇温和氧化为醛，且醛不会被继续氧化为羧酸；KMnO₄及Na₂Cr₂O₇条件过强，易过度氧化；Collins试剂虽也能得到醛，但操作繁琐、易吸潮，工业放大不如PCC方便。2.下列哪种保护基对Grignard试剂呈惰性，且可在温和酸性条件下脱除？A.TBS（叔丁基二甲基硅基）B.MOM（甲氧基甲醚）C.Bn（苄基）D.THP（四氢吡喃基）答案：A解析：TBS醚对RMgX、RLi等强亲核试剂稳定，脱保护只需TBAF或稀HF，pH≈3即可；MOM与THP对强碱敏感；Bn需氢解，与Grignard条件冲突。3.在Suzuki偶联中，下列哪组底物组合最容易发生转金属化？A.Ar–B(OH)₂+Ar′–IB.Ar–BF₃K+Ar′–BrC.Ar–Bpin+Ar′–OTfD.Ar–B(OH)₂+Ar′–Cl答案：A解析：Ar–I离去能力最强，氧化加成速率快；Ar–B(OH)₂水溶性高，转金属化能垒最低；Cl离去能力差，需更高温度；OTf虽是好离去基，但Bpin位阻大，速率略低。4.下列哪种还原剂可将α,β不饱和酮选择性还原为饱和酮？A.NaBH₄B.LiAlH₄C.Pd/C–H₂D.Stryker试剂[(Ph₃P)CuH]₆答案：D解析：Stryker试剂为均相铜氢簇，可化学选择性1,4还原，羰基保留；NaBH₄与LiAlH₄优先1,2还原；Pd/C–H₂无选择性，双键与羰基同时被还原。5.在Vilsmeier–Haack甲酰化中，真正进攻芳环的亲电物种是：A.(CH₃)₂N⁺=CHClB.(CH₃)₂N⁺=CH–O⁻C.Cl₂CH–N(CH₃)₂D.HCOCl答案：A解析：DMF与POCl₃生成氯亚胺鎓离子(CH₃)₂N⁺=CHCl，其为活性甲酰化试剂；B为水解产物；C为副产物；D不稳定，瞬间分解。6.下列哪种碱最适合用于生成动力学烯醇盐？A.LDA,–78°CB.NaH,25°CC.K₂CO₃,refluxD.tBuOK,0°C答案：A解析：LDA为非亲核强碱，低温下快速去质子，生成取代较少、能量较高的动力学烯醇盐；其余碱温度高或亲核性强，易生成热力学烯醇盐。7.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.脱水剂D.活化膦试剂并生成离去基答案：D解析：DEAD与PPh₃形成两性离子，夺取质子生成膦鎓盐，同时醇氧亲核进攻，最终构型翻转，DEAD被还原为肼二甲酸酯。8.下列哪种催化剂可实现不对称氢化，ee值>99%，用于合成(S)萘普生？A.[Rh(COD)Cl]₂/(R)BINAPB.[Ir(COD)Py(PCy₃)]PF₆/(S)SegPhosC.Ru(OAc)₂/(R)XylBINAPD.Pd/C/(S)PhanePhos答案：C解析：Ru(II)(R)XylBINAP体系对α芳基丙烯酸氢化活性高、ee>99%，已用于萘普生工业化；RhBINAP对烯胺好；Ir体系对非官能化烯烃好；Pd/C无手性。9.下列哪种试剂可将羧酸直接转化为Weinreb酰胺？A.(COCl)₂,然后MeONHMeB.EDCI/HOBt,MeONHMe·HClC.SOCl₂,然后MeONHMeD.CDI,然后MeONHMe答案：B解析：EDCI/HOBt缩合条件温和，避免酰氯中间体，官能团耐受广；A、C需先制酰氯，对酸敏感基团不利；CDI活性低，收率差。10.在Barton–McCombie脱氧反应中，真正起还原作用的物种是：A.nBu₃Sn·B.nBu₃SnHC.AIBND.硫代羰基中间体答案：A解析：AIBN热分解引发nBu₃SnH生成nBu₃Sn·，后者进攻硫代羰基，断裂C–S键，完成脱氧；SnH为氢供体，但非直接还原剂。11.下列哪种条件可实现N保护Boc基团的脱除而不影响苄酯？A.TFA/CH₂Cl₂,25°CB.H₂/Pd–C,25°CC.NaOH/MeOH,refluxD.Zn/AcOH,80°C答案：A解析：Boc在稀TFA中室温即可脱除，苄酯对酸稳定；氢解会同时还原苄酯；碱皂化破坏酯；Zn/AcOH用于Alloc或Cbz，不裂解Boc。12.在Shi不对称环氧化中，关键的手性催化剂是：A.葡萄糖衍生的酮B.酒石酸二乙酯C.脯氨酸D.JacobsenCo(III)–salen答案：A解析：Shi催化剂为D果糖或D葡萄糖衍生的手性酮，与Oxone生成二氧杂环丙烷，实现反式烯烃不对称环氧化；其余为其他体系催化剂。13.下列哪种溶剂对NaH呈惰性，且可溶解大部分多肽偶联副产物？A.MeOHB.DMFC.CH₂Cl₂D.H₂O答案：B解析：DMF为非质子极性溶剂，对NaH稳定，溶解EDCI、脲副产物；MeOH、H₂O与NaH剧烈反应；CH₂Cl₂溶解性差且易乳化。14.在Swern氧化中，加入Et₃N的目的是：A.淬灭DMSOB.促进β消除生成烯酮C.中和副产物HClD.去质子形成硫叶立德答案：D解析：低温下草酰氯活化DMSO生成氯硫鎓盐，Et₃N去质子形成硫叶立德，随后与醇反应，最终生成醛酮；Et₃N不直接淬灭DMSO。15.下列哪种试剂可将末端炔烃转化为甲基酮？A.HgSO₄/H₂SO₄B.9BBN,然后H₂O₂/NaOHC.(Sia)₂BH,然后NaBO₃D.TBAF答案：A解析：Hg(II)催化水合遵循Markovnikov规则，末端炔生成甲基酮；硼氢化氧化得醛；TBAF为氟源，无此功能。16.在Ullmann偶联中，下列哪种配体可显著降低反应温度至室温？A.(±)BINOLB.N,N′二甲基乙二胺C.PPh₃D.1,10Phen答案：B解析：双齿氮配体如DMEDA、脯氨酸与CuI形成稳定螯合，促进还原消除，室温即可偶联；BINOL为磷配体，对Cu作用弱；PPh₃易氧化。17.下列哪种保护基对TBAF稳定，但可被HF·Py脱除？A.TESB.TIPSC.TBDPSD.MOM答案：C解析：TBDPS（叔丁基二苯基硅基）位阻大，对TBAF惰性，需HF·Py或长时间TBAF高温；TES、TIPS被TBAF快速裂解；MOM对氟离子稳定。18.在Pauson–Khand反应中，CO的来源通常是：A.大气COB.Mo(CO)₆作为固态CO源C.催化剂Co₂(CO)₈自身解离D.甲酸脱羧答案：C解析：Co₂(CO)₈在加热或N氧化物促进下解离出CO，无需外源CO，操作安全；Mo(CO)₆用于某些变体；甲酸脱羧需额外添加剂。19.下列哪种条件可实现α卤代酮的Favorskii重排？A.NaOH/H₂O,0°CB.AgNO₃/MeOH,refluxC.Zn/AcOH,25°CD.KHMDS,–78°C答案：A解析：Favorskii重排需碱促进烯醇化，分子内SN2进攻卤素，形成环丙酮中间体，随后开环得羧酸衍生物；Ag⁺促进离子化，得醚；Zn还原脱卤；KHMDS为过强碱，易聚合。20.在Chan–Lam偶联中，下列哪种硼试剂活性最高？A.Ar–B(OH)₂B.Ar–BF₃KC.Ar–BpinD.Ar–B(OMe)₃Li答案：B解析：Ar–BF₃K为“ate”复合物，Cu(II)氧化加成后转金属化能垒最低，室温即可偶联；Bpin需加热；B(OH)₂易自聚；B(OMe)₃Li对水敏感。21.下列哪种还原剂可将硝基芳烃选择性还原为羟胺而不生成胺？A.Zn/NH₄ClB.(NH₄)₂SC.Na₂S₂O₄D.Pd/C–H₂答案：B解析：硫化铵在低温下提供HS⁻，单电子转移止步于羟胺；Zn/NH₄Cl、Na₂S₂O₄易过还原为胺；Pd/C–H₂彻底还原。22.在Myers不对称烷基化中，控制立体化学的关键因素是：A.手性辅基伪麻黄碱的螯合构象B.锂化温度C.溶剂极性D.烷基卤离去基答案：A解析：伪麻黄碱酰胺锂化后形成刚性六元环烯醇锂，Si面被叔丁基屏蔽，烷基化从Re面进攻，ee>95%；温度、溶剂为次要。23.下列哪种试剂可将醛转化为Eα,β不饱和酯？A.Ph₃P=CHCO₂Et（Wittig）B.(EtO)₂P(O)CH₂CO₂Et/NaH（Horner–Wadsworth–Emmons）C.EtO₂CCH₂Cu(CN)Li₂（Gilman）D.EtO₂CCH₂Li答案：B解析：HWE试剂位阻大，生成E烯烃为主；Wittig用稳定叶立德也得E，但收率略低；Gilman与RLi为1,2加成，得β羟基酯。24.在Birch还原中，氨的作用是：A.提供质子B.作为溶剂并稳定溶剂化电子C.还原剂D.配位Li⁺答案：B解析：液氨溶解Li/Na/K生成溶剂化电子，为真正还原剂；氨本身不被还原；质子由tBuOH提供。25.下列哪种条件可实现羧酸与胺的催化酰胺化，无需预先活化？A.DMAP/EDCIB.B(OCH₂CF₃)₃,分子筛，120°CC.SOCl₂,然后胺D.CDI,然后胺答案：B解析：硼酸三(2,2,2三氟乙基)酯为可逆脱水催化剂，高温下直接缩合，副产醇被分子筛移除；其余均需活化步骤。26.下列哪种催化剂可实现芳基氯的Buchwald–Hartwig胺化？A.Pd(OAc)₂/P(tBu)₃B.Pd₂(dba)₃/XPhosC.Pd/C/PPh₃D.CuI/Lproline答案：B解析：XPhos富电子且位阻大，促进Ar–Cl氧化加成，室温即可胺化；P(tBu)₃对氯活性略低；Pd/C无配体，不反应；Cu体系需高温。27.在Diels–Alder反应中，下列哪种二烯体活性最高？A.环戊二烯B.1,3丁二烯C.2甲氧基1,3丁二烯D.1,2,3,4四苯基1,3丁二烯答案：A解析：环戊二烯scis构象锁定，HOMO能量高，反应速率比开链二烯快10³倍；甲氧基给电子提高HOMO，但不如环戊二烯；四苯基位阻大，活性反而下降。28.下列哪种试剂可将酮转化为偕二氟化物？A.DASTB.DeoxoFluorC.XtalFluorED.(PhSO₂)₂NF（NFSI）答案：C解析：XtalFluorE（Et₂NSF₃BF₄⁻）为晶体、易称量，可将酮一步转化为偕二氟，收率>90%；DAST、DeoxoFluor易爆炸；NFSI用于α氟化。29.在Enantioselectiveorganocatalysis中，MacMillan催化剂的核心骨架是：A.咪唑烷酮B.脯氨酸C.金鸡纳碱D.胍答案：A解析：MacMillan催化剂为咪唑烷酮醛缩合生成的亚胺离子中间体，实现Diels–Alder、Michael等反应的高对映控制；脯氨酸为ListHouk催化剂。30.下列哪种条件可实现酮的α氧胺化，直接得α氨基酮？A.CuBr/TEA/O₂,然后R₂NHB.I₂/NaHCO₃,然后R₂NHC.PIDA,然后R₂NHD.TEMPO/NaClO,然后R₂NH答案：A解析：Cu(I)催化有氧氧化生成α铜酮，被胺捕获，得α氨基酮，条件温和；PIDA、TEMPO得α羰基醚或醛；I₂体系得α碘酮。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、错选均不得分）31.下列哪些试剂可用于羧酸的还原至醇？A.LiAlH₄B.BH₃·THFC.DIBALHD.RedAl答案：A、B、D解析：LiAlH₄、RedAl（NaAlH₂(OCH₂CH₂OMe)₂）为强氢源，可直接还原羧酸；BH₃·THF对羧酸选择性高，温和；DIBALH需低温且用量大，易止步于醛。32.关于Sonogashira偶联，下列说法正确的是：A.需CuI作为共催化剂B.可在水相进行C.芳基溴活性高于芳基氯D.末端炔需保护硅基以提高收率答案：A、B、C解析：CuI促进转金属化；TPGS750M等表面活性剂可实现水相Sonogashira；Ar–Br氧化加成能垒低于Ar–Cl；硅基保护非必须，仅位阻大时有利。33.下列哪些条件可实现酮的α卤化而不发生多卤化？A.1.1eqNBS/0.1eqHCl(cat.)B.1.0eqI₂/Cu(OAc)₂C.1.05eqPhI(OAc)₂/HBrD.过量Br₂/AcOH答案：A、B、C解析：酸催化或铜催化控制单电子转移，止步于单卤；过量Br₂易生成偕二溴或三溴。34.关于DMAP的催化机理，下列哪些描述正确？A.亲核进攻酸酐生成酰基吡啶鎓B.酰基吡啶鎓为活性酰化中间体C.DMAP碱性弱于吡啶D.4位二甲氨基通过共振稳定过渡态答案：A、B、D解析：DMAP的pKa=9.2，高于吡啶5.2；二甲氨基给电子提高吡啶氮亲核性，稳定酰基过渡态。35.下列哪些反应属于[3,3]σ迁移重排？A.Claisen重排B.Cope重排C.Ireland–ClaisenD.Wittig重排答案：A、B、C解析：Wittig重排为[2,3]σ迁移；其余均为[3,3]。36.下列哪些保护基对Grignard试剂稳定？A.TBSB.MOMC.TIPSD.Ac（乙酰基）答案：A、C解析：TBS、TIPS为硅醚，对RMgX惰性；MOM在酸性条件下易裂解，但RMgX为碱性，实际可耐受；Ac基易被亲核加成，不稳定。37.下列哪些还原体系可实现叠氮还原为胺而不影响苄醚？A.Pd/C–H₂B.Zn/NH₄ClC.(PhS)₃P/H₂OD.Staudinger(PPh₃/H₂O)答案：B、C、D解析：Pd/C–H₂同时氢解苄醚；Zn/NH₄Cl、三苯基膦硫、Staudinger均在温和条件下还原叠氮，苄醚保留。38.下列哪些催化剂可用于芳基硼酸的自身偶联（homocoupling）？A.Pd(OAc)₂/空气B.Cu(OAc)₂/吡啶C.AgNO₃/Na₂CO₃D.FeCl₃/NaOAc答案：A、B解析：Pd(II)或Cu(II)氧化硼酸生成芳基金属，再还原消除得联芳；Ag、Fe体系活性低。39.下列哪些条件可实现羧酸与醇的酯化，副产仅为水？A.浓H₂SO₄催化，DeanStarkB.pTsOH/苯回流C.聚合物负载DMAP/分子筛D.EDCI/DMAP答案：A、B、C解析：D为脱水缩合剂，副产脲；A、B、C均为热力学酯化，副产H₂O。40.下列哪些描述符合“点击化学”定义？A.模块化、高产、副产无害B.需色谱纯化C.对水氧敏感D.可用于生物标记答案：A、D解析：点击化学强调操作简便、无需色谱、水氧耐受；CuAAC、SPAAC等广泛用于生物正交标记。三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）41.在Wittig反应中，使用稳定叶立德主要生成Z烯烃。答案：×解析：稳定叶立德位阻大，生成E烯烃为主；不稳定叶立德得Z。42.DIBALH可将腈还原至醛，需严格控制1.0eq与低温。答案：√解析：DIBALH1.0eq、–78°C可将腈止步于醛亚胺，水解得醛；过量或升温得胺。43.TEMPO/NaClO体系可将一级醇氧化为羧酸，无需额外缓冲。答案：×解析：需NaHCO₃或KBr缓冲，否则pH下降抑制TEMPO自由基循环。44.在Heck反应中，β氢消除是决定区域选择性的关键步骤。答案：√解析：迁移插入后，Pd–C键旋转，β氢消除朝向空阻小方向，决定支链/直链比例。45.使用NaBH₄还原酮时，加入CeCl₃·7H₂O可提高立体选择性，称为Luche还原。答案：√解析：Ce³⁰与羰基氧配位，增大位阻，NaBH₄从位阻小面进攻，提高1,3不对称诱导。46.在Sharpless不对称环氧化中，(+)DET生成β环氧醇，(–)DET生成α环氧醇。答案：√解析：Sharpless经验规则：催化剂手性决定环氧面；(+)DET得β；(–)DET得α。47.9BBN对末端烯烃的硼氢化遵循反Markovnikov规则，且可立体专一氧化。答案：√解析：9BBN位阻大，硼加在取代少碳，氧化得一级醇，构型保持。48.使用NaHMDS对酯进行烯醇化时，加入HMPA可提高Z烯醇盐比例。解析：×答案：HMPA为强配位溶剂，破坏Li⁺簇，增大烯醇盐线性，提高E烯醇盐比例。49.在Negishi偶联中，有机锌试剂对水氧耐受性高于Grignard试剂。答案：√解析：Zn–C键极性低，锌试剂可在含水THF中短暂存活，Grignard瞬间淬灭。50.使用TBAF脱除硅醚时，加入少量AcOH可抑制氟离子碱性导致的消除副反应。答案：√解析：TBAF碱性可致β消除，加入0.1eqAcOH缓冲，维持pH6–7，减少副反应。四、合成设计题（共40分）51.（12分）以苯甲醛为唯一有机原料，设计合成路线制备4苯基2丁酮。无机试剂任选，要求总步数≤4步，需标明关键中间体及反应条件。答案与解析：步骤1：苯甲醛与丙二酸二乙酯Knoevenagel缩合，哌啶催化，甲苯回流，得肉桂酸乙酯（α,β不饱和酯