2026年有机合成题库及答案

2026年有机合成题库及答案1.以环己醇和不超过3个碳的有机化合物为原料，合成2-环己基丙酸乙酯。答案：步骤1：环己醇在浓硫酸条件下加热脱水提供环己烯（消除反应）；步骤2：环己烯与HBr在过氧化物存在下发生反马氏加成，提供1-溴环己烷（自由基加成）；步骤3：1-溴环己烷与镁在无水乙醚中反应制备格氏试剂（环己基溴化镁）；步骤4：以丙二酸二乙酯为原料，与乙醇钠作用提供丙二酸二乙酯钠盐，再与溴乙烷发生亲核取代提供乙基丙二酸二乙酯；步骤5：乙基丙二酸二乙酯在稀NaOH溶液中水解，酸化后加热脱羧提供2-乙基丙酸（丙二酸二乙酯法合成羧酸）；步骤6：2-乙基丙酸与SOCl₂反应提供2-乙基丙酰氯；步骤7：环己基溴化镁与2-乙基丙酰氯在低温下发生亲核加成-消除反应，提供2-环己基丙酸乙酯（注意控制温度防止格氏试剂与酯进一步加成）。2.由苯和1,3-丁二烯为原料，合成5-苯基-2-戊酮。答案：步骤1：苯与丙烯在AlCl₃催化下发生傅克烷基化反应提供异丙苯（注意控制条件避免多取代）；步骤2：异丙苯在光照下与Cl₂发生自由基取代，提供α-氯代异丙苯（侧链α-H的卤代）；步骤3：α-氯代异丙苯与NaOH/乙醇溶液共热发生消除反应，提供α-甲基苯乙烯（卤代烃的消除）；步骤4：1,3-丁二烯与HBr在低温下（-80℃）发生1,2-加成提供3-溴-1-丁烯（动力学控制）；步骤5：3-溴-1-丁烯与Mg在无水THF中制备烯丙基溴化镁（格氏试剂）；步骤6：α-甲基苯乙烯在稀硫酸条件下与水加成提供2-苯基-2-丁醇（烯烃的水合，符合马氏规则）；步骤7：2-苯基-2-丁醇在Cu催化下加热脱氢提供2-苯基-2-丁酮（仲醇的氧化）；步骤8：烯丙基溴化镁与2-苯基-2-丁酮发生亲核加成反应，提供5-苯基-2-戊醇（格氏试剂与酮的加成）；步骤9：5-苯基-2-戊醇在PCC（吡啶氯铬酸盐）作用下氧化提供5-苯基-2-戊酮（选择性氧化仲醇为酮）。3.设计从环己酮出发，合成反-1,2-环己二醇的路线（需控制立体构型）。答案：步骤1：环己酮与乙二醇在对甲苯磺酸催化下提供缩酮（保护羰基，防止后续反应中被还原）；步骤2：缩酮化的环己烷在LiAlH₄作用下还原环上的C-O键（实际为环己烷的衍生物，此处需注意保护基不影响环的还原）；步骤3：脱保护（稀酸水解）得到环己醇（此步骤可能需调整，更合理的路径应为：步骤1：环己酮与羟胺反应提供环己酮肟；步骤2：肟在酸性条件下发生贝克曼重排提供己内酰胺；步骤3：己内酰胺水解提供6-氨基己酸；步骤4：6-氨基己酸经霍夫曼降解提供5-氨基戊酸；此路径偏离目标，需修正。正确路径应为：步骤1：环己酮与NaBH₄在甲醇中还原提供环己醇（顺式为主，但需反式二醇）；步骤2：环己醇与TsCl（对甲苯磺酰氯）在吡啶中反应提供对甲苯磺酸环己酯（活化羟基）；步骤3：对甲苯磺酸环己酯与KOH/乙醇溶液共热发生消除反应提供环己烯（消除反应）；步骤4：环己烯与OsO₄在吡啶存在下发生顺式双羟基化提供顺-1,2-环己二醇（需反式则需调整）；步骤5：顺-1,2-环己二醇在浓H₂SO₄中加热发生分子内脱水提供1,2-环己烯醇（烯醇式）；步骤6：1,2-环己烯醇在稀H₂SO₄中发生水合，控制条件使羟基反式加成（利用烯醇的水合立体化学）；更优路径：步骤1：环己酮与CH₃Li（甲基锂）反应提供1-甲基环己醇（增加干扰，非必要）；正确方法应为：步骤1：环己酮与溴水在酸性条件下发生α-溴代提供2-溴环己酮（控制1molBr₂）；步骤2：2-溴环己酮与NaOH水溶液发生亲核取代提供2-羟基环己酮（卤代酮的水解）；步骤3：2-羟基环己酮在NaBH₄作用下还原羰基为羟基，由于羟基的空间位阻，还原时氢负离子从另一侧进攻，提供反-1,2-环己二醇（利用α-羟基对还原的立体导向作用）。4.以甲苯和乙炔为原料，合成4-苯基-3-丁烯-2-酮（C₆H₅-CH=CH-CO-CH₃）。答案：步骤1：甲苯在光照下与Cl₂发生侧链取代提供苄基氯（Ph-CH₂Cl）；步骤2：苄基氯与Mg在无水乙醚中制备苄基溴化镁（格氏试剂）；步骤3：乙炔与NaNH₂在液氨中反应提供乙炔钠（HC≡CNa）；步骤4：乙炔钠与苄基氯发生亲核取代提供苯乙炔（Ph-C≡CH）；步骤5：苯乙炔在Lindlar催化剂（Pd/CaCO₃-PbO）作用下加氢提供苯乙烯（Ph-CH=CH₂，顺式为主）；步骤6：苯乙烯与HBr在过氧化物存在下发生反马氏加成提供β-溴乙基苯（Ph-CH₂-CH₂Br）；步骤7：β-溴乙基苯与Mg制备格氏试剂（Ph-CH₂-CH₂MgBr）；步骤8：丙酮与LDA（二异丙基氨基锂）作用提供烯醇锂盐（CH₂=C(OLi)-CH₃）；步骤9：烯醇锂盐与β-溴乙基苯的格氏试剂发生亲核取代（实际应为烯醇锂与卤代烃的偶联）；更合理路径：步骤1：甲苯经高锰酸钾氧化提供苯甲酸（Ph-COOH）；步骤2：苯甲酸与SOCl₂反应提供苯甲酰氯（Ph-COCl）；步骤3：乙炔在CuCl/NH₄Cl催化下二聚提供乙烯基乙炔（CH₂=CH-C≡CH）；步骤4：乙烯基乙炔与H₂O在HgSO₄/H₂SO₄催化下发生水合提供3-丁烯-2-酮（CH₂=CH-CO-CH₃，甲基乙烯基酮）；步骤5：苯甲酰氯与甲基乙烯基酮在AlCl₃催化下发生傅克酰基化（需活化烯烃，实际应为苯甲酰氯与乙烯基格氏试剂反应）；正确步骤应为：步骤1：甲苯硝化提供对硝基甲苯（控制条件为混酸，温度<50℃）；步骤2：对硝基甲苯还原提供对氨基甲苯（Fe/HCl）；步骤3：对氨基甲苯重氮化提供对甲基苯重氮盐（NaNO₂/HCl，0-5℃）；步骤4：重氮盐与CuCN反应提供对甲基苯甲腈（Sandmeyer反应）；步骤5：对甲基苯甲腈水解提供对甲基苯甲酸；此路径偏离目标，需调整。正确路线：步骤1：甲苯在AlCl₃催化下与乙酰氯发生傅克酰基化提供苯乙酮（Ph-CO-CH₃）；步骤2：苯乙酮与甲醛在稀NaOH溶液中发生羟醛缩合提供β-羟基苯丙酮（Ph-CO-CH₂-CH₂OH）；步骤3：β-羟基苯丙酮在浓硫酸条件下脱水提供4-苯基-3-丁烯-2-酮（Ph-CH=CH-CO-CH₃，α,β-不饱和酮）。5.由1-丁烯和环戊二烯为原料，合成外消旋的3-环戊基-1-丁醇。答案：步骤1：1-丁烯与HBr在过氧化物存在下发生反马氏加成提供1-溴丁烷（CH₃-CH₂-CH₂-CH₂Br）；步骤2：1-溴丁烷与Mg制备丁基溴化镁（格氏试剂）；步骤3：环戊二烯在高温下（>100℃）发生解聚提供环戊二烯单体（双环戊二烯解聚）；步骤4：环戊二烯与HBr发生1,2-加成提供3-溴环戊烯（动力学控制）；步骤5：3-溴环戊烯与丁基溴化镁发生偶联反应（需CuI催化的格氏交叉偶联）提供3-丁基环戊烯；步骤6：3-丁基环戊烯在B₂H₆/THF中进行硼氢化，再经H₂O₂/NaOH氧化提供3-环戊基-1-丁醇（硼氢化-氧化反应，顺式加成，提供伯醇）。6.以苯酚和丙二酸二乙酯为原料，合成4-羟基-2-萘甲酸。答案：步骤1：苯酚与浓H₂SO₄在100℃下磺化提供对羟基苯磺酸（定位效应，高温下对位为主）；步骤2：对羟基苯磺酸与NaOH共熔发生碱熔反应提供对苯二酚（磺基被羟基取代）；步骤3：对苯二酚与浓HBr在加热条件下发生取代提供2,5-二溴苯酚（羟基邻对位活化，溴代提供多取代）；步骤4：丙二酸二乙酯与乙醇钠作用提供丙二酸二乙酯钠盐，再与1,4-二溴丁烷发生双取代提供1,4-双(丙二酸二乙酯基)丁烷；步骤5：该化合物水解、酸化后脱羧提供1,6-己二酸；步骤6：1,6-己二酸在P₂O₅作用下脱水提供环己烷-1,6-二酮；步骤7：环己烷-1,6-二酮与对苯二酚在酸催化下发生缩合反应提供4-羟基-2-萘甲酸（分子内傅克酰基化形成萘环）。7.设计从异戊二烯（2-甲基-1,3-丁二烯）合成维生素A（全反式结构）的关键步骤（只需写出5步以内的核心转化）。答案：步骤1：异戊二烯在AlCl₃催化下二聚提供2,6-二甲基-2,5-辛二烯（双烯加成的二聚体）；步骤2：该二聚体与HCl发生1,4-加成提供4-氯-2,6-二甲基-2-辛烯（共轭加成）；步骤3：4-氯-2,6-二甲基-2-辛烯与乙炔钠（HC≡CNa）发生亲核取代提供2,6-二甲基-8-乙炔基-2-辛烯；步骤4：该炔烃在Lindlar催化剂下加氢提供2,6-二甲基-8-乙烯基-2-辛烯（顺式双键）；步骤5：末端乙烯基经臭氧氧化-还原水解提供醛基，再与甲基格氏试剂加成提供维生素A的侧链醇（需控制立体化学为全反式，实际合成中需使用Wittig反应构建多烯结构：步骤1：异戊二烯与HCl提供4-氯-2-甲基-2-丁烯；步骤2：该氯代物与三苯基膦提供叶立德（Ph₃P=CH-CH₂-C(CH₃)=CH₂）；步骤3：另一分子异戊二烯经氧化提供2-甲基-4-氧代-2-丁烯醛；步骤4：叶立德与醛发生Wittig反应提供C15醛；步骤5：C15醛与C5叶立德继续偶联提供全反式维生素A）。8.以环己烷和不超过2个碳的有机化合物为原料，合成顺-1,3-环己二醇二乙酸酯。答案：步骤1：环己烷在光照下与Cl₂发生自由基取代提供环己基氯（控制1molCl₂）；步骤2：环己基氯与NaOH水溶液水解提供环己醇；步骤3：环己醇在CrO₃/吡啶（PCC）作用下氧化提供环己酮；步骤4：环己酮与甲醛在稀NaOH溶液中发生羟醛缩合提供β-羟基环己基甲醛（OHC-CH₂-C(OH)(环己基)-H）；步骤5：β-羟基环己基甲醛在NaBH₄作用下还原醛基为羟基，提供1,3-环己二醇（顺式为主，因羟醛缩合产物为顺式构型）；步骤6：1,3-环己二醇与乙酸酐在吡啶催化下发生酯化反应提供顺-1,3-环己二醇二乙酸酯。9.由苯胺和丙炔为原料，合成N-苯基-3-丁炔-2-胺。答案：步骤1：苯胺与乙酰氯反应提供N-乙酰苯胺（保护氨基，防止后续反应中被氧化）；步骤2：丙炔与NaNH₂在液氨中反应提供丙炔钠（HC≡C-CNa）；步骤3：丙炔钠与CH₃I发生亲核取代提供2-丁炔（HC≡C-CH₃）；步骤4：2-丁炔在HgSO₄/H₂SO₄催化下水合提供2-丁酮（CH₃-CO-CH₂-CH₃）；步骤5：N-乙酰苯胺与2-丁酮在NaBH₃CN（氰基硼氢化钠）作用下发生还原胺化提供N-乙酰-N-苯基-3-丁烯-2-胺（需先将酮转化为亚胺，再还原）；步骤6：脱保护（稀酸水解）得到N-苯基-3-丁烯-2-胺；步骤7：该烯胺在Lindlar催化剂下部分加氢（实际需炔烃中间体）；正确路径应为：步骤1：苯胺与CH₃COCl提供N-乙酰苯胺；步骤2：丙炔与HBr发生马氏加成提供2-溴丙烯（CH₂=C(Br)-CH₃）；步骤3：2-溴丙烯与N-乙酰苯胺的钠盐（NaNH₂作用）发生亲核取代提供N-乙酰-N-苯基-2-丙烯胺；步骤4：该烯胺在液氨中与Na反应发生炔化（消除HBr提供炔键）；步骤5：脱保护提供N-苯基-3-丁炔-2-胺。10.以呋喃和苯甲醛为原料，合成5-苯基-2-呋喃甲酸。答案：步骤1：呋喃与苯甲醛在稀NaOH溶液中发生缩合反应提供α-苯亚甲基呋喃（呋喃环的α位活性高，与醛的羰基缩合）；步骤2：α-苯亚甲基呋喃在KMnO4酸性条件下氧化，呋喃环开环提供5-苯基-2-呋喃甲酸（控制氧化条件，避免呋喃环完全破坏）；步骤3：若氧化过度，可改用SeO2选择