2026年(应用化学)有机合成技术试题及答案

2026年(应用化学)有机合成技术试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.在有机合成中，常用于保护醛基的试剂是（）。A.乙二醇，对甲苯磺酸B.2,2-二甲氧基丙烷，对甲苯磺酸C.氯甲酸苄酯，碱D.叔丁基二甲基氯硅烷，咪唑2.下列反应中，属于原子经济性最差的是（）。A.Diels-Alder反应B.Suzuki-Miyaura偶联反应C.Wittig反应D.酯化反应3.在钯催化Heck反应中，常用的碱是（）。A.NaHB.K₂CO₃C.LDAD.t-BuOK4.下列化合物中，不能发生Friedel-Crafts酰基化反应的是（）。A.甲苯B.硝基苯C.苯甲醚D.N,N-二甲基苯胺5.实验室中，常用来除去反应体系中微量水分的分子筛类型是（）。A.3ÅB.4ÅC.5ÅD.13X6.逆合成分析中，将目标分子（TM）切断为两个合成子（Synthon）时，通常用符号（）表示。A.→B.⇒C.→D.←7.下列试剂中，常用于将醇氧化为醛，且能避免过度氧化为羧酸的是（）。A.高锰酸钾B.琼斯试剂C.戴斯-马丁氧化剂D.硝酸8.在不对称合成中，手性源来自底物本身的手性中心，这种策略称为（）。A.手性助剂法B.手性试剂法C.手性底物控制D.手性催化剂控制9.下列保护基中，对酸不稳定，但对碱稳定的是（）。A.叔丁氧羰基B.苄氧羰基C.甲氧基甲基醚D.乙酰基10.在绿色化学原则中，衡量一个合成路线效率的重要指标，除了产率外，还包括（）。A.反应温度B.反应时间C.原子经济性D.催化剂价格二、多项选择题（每题3分，共15分，全部选对得3分，选对但不全得1分，有选错得0分）1.下列哪些反应属于碳-碳键形成的经典人名反应？（）A.Grignard反应B.Aldol缩合反应C.Claisen重排反应D.Michael加成反应E.Hofmann降解反应2.关于金属有机化学在有机合成中的应用，下列描述正确的有（）。A.过渡金属催化剂可以活化惰性的C-H键B.钯催化剂常用于构建C-C键的交叉偶联反应C.有机锂试剂的亲核性强于格氏试剂D.烯烃复分解反应常用钌卡宾催化剂E.所有过渡金属催化反应都需要膦配体3.下列哪些方法可以用于监测有机反应的进程？（）A.薄层色谱法B.核磁共振氢谱法C.气相色谱法D.反应体系pH值测定E.红外光谱法4.在复杂天然产物全合成中，常用的关键策略包括（）。A.汇聚式合成B.线性合成C.仿生合成D.保护基策略E.多样性导向合成5.下列属于绿色溶剂或可替代传统有毒有害溶剂的有（）。A.水B.超临界二氧化碳C.离子液体D.1,4-二氧六环E.石油醚三、填空题（每空1分，共20分）1.逆合成分析的基本概念是由著名化学家__________提出的。2.写出下列常用缩写对应的试剂或基团全称：TMS__________；Boc__________；TsOH__________。3.在有机合成中，常使用__________和__________混合溶剂来重结晶提纯产物。4.烯烃的不对称双羟化反应，常用的手性配体是__________和__________的衍生物。5.硅胶柱色谱分离中，化合物的极性越大，在硅胶上的吸附力越__________，洗脱时间越__________。6.一个标准的Suzuki-Miyaura偶联反应体系通常包含：芳基或烯基卤代物（或三氟甲磺酸酯）、__________、钯催化剂、__________和溶剂。7.Corey-Bakshi-Shibata还原反应使用的手性催化剂是__________。8.在药物合成中，为了引入氟原子以改善代谢稳定性和脂溶性，常用的亲电氟化试剂有__________和__________。9.完成下列反应常用试剂：将羧酸转化为酰氯常用__________；将硝基还原为氨基常用__________（水相条件）。10.微波辅助有机合成的主要优点是__________和__________。四、简答题（每题5分，共25分）1.简述在有机合成中，为什么经常需要使用保护基策略？并举例说明保护羟基的两种常用方法及其脱保护条件。2.什么是“一锅法”合成？请举例说明其优点。3.简述过渡金属催化的交叉偶联反应（如Suzuki反应）的基本循环步骤（催化循环）。4.在逆合成分析中，什么是“合成等价物”？请以乙酸乙酯为起始原料合成乙酰乙酸乙酯为例说明。5.什么是动态动力学拆分？它与常规动力学拆分有何主要区别？五、机理与合成题（每题10分，共30分）1.写出下列反应的详细分步机理（电子推动箭头表示）。\ce（提示：此为Knoevenagel缩合及后续脱羧反应）2.以苯、三个或三个碳以下的有机原料以及必要的无机试剂为起始物，设计一条合理的合成路线合成目标分子1-苯基-2-丙酮（\ceC3.化合物A（\ceC8H六、综合应用题（共20分）某药物中间体M的合成路线探索如下：路线一：以化合物S1为起始原料，经五步线性合成得到M，总收率计算为：每一步收率均为90%，则总收率==0.590路线二：以化合物S2和S3为起始原料，分别合成两个关键片段Frag-A和Frag-B（各需两步，假设每步收率均为90%），然后通过一步关键偶联反应（收率85%）将Frag-A和Frag-B连接得到M。已知：S1市场单价：200元/克S2市场单价：50元/克S3市场单价：30元/克从S1到M，路线一总质量收率（基于S1）为10%。从S2到Frag-A，总质量收率（基于S2）为40%；从S3到Frag-B，总质量收率（基于S3）为35%。关键偶联步骤中，Frag-A与Frag-B按1:1摩尔比反应，Frag-A过量5%投料。假设所有其他试剂、溶剂成本可忽略，仅考虑起始原料成本。请计算：1.路线二的理论总收率（基于摩尔收率计算）。（4分）2.若要制备10克最终产品M，分别计算两条路线所需起始原料S1、S2和S3的质量及原料成本。（8分）3.从原子经济性、步骤经济性、成本等绿色化学和合成效率角度，对比分析两条路线的优缺点。（8分）参考答案及评分标准一、单项选择题1.A2.C3.B4.B5.B6.B7.C8.C9.A10.C二、多项选择题1.ABD2.ABCD3.ABCE4.ABCD5.ABC三、填空题1.E.J.Corey2.三甲基硅基；叔丁氧羰基；对甲苯磺酸3.极性溶剂；非极性溶剂（或具体如乙醇-水、乙酸乙酯-石油醚等合理配对）4.二氢奎宁；二氢奎尼丁5.强；长（或晚）6.芳基或烯基硼酸（或硼酸酯）；碱（如\ceN7.\ce(8.二乙氨基三氟化硫；\ce9.亚硫酰氯（\ceS10.反应速率大幅加快；产率提高/选择性改善（答出两点合理即可）四、简答题1.答：在多步合成中，当分子中存在多个官能团时，某些官能团可能干扰特定反应（如被破坏或发生副反应），因此需要暂时将其转化为惰性形式，即保护，待需要时再恢复原官能团。（2分）例1：羟基用三苯基氯甲烷（\ceTrCl）保护生成三苯甲基醚（例2：羟基用叔丁基二甲基氯硅烷（\ceTBDMS2.答：“一锅法”合成是指在一个反应容器中，连续加入试剂进行多步反应，中间不分离纯化中间体，直接得到最终产物的合成方法。（2分）优点举例：减少分离纯化步骤，节省时间、溶剂和人力；避免对空气/水敏感中间体的处理；提高总收率；减少废弃物产生。（3分，答出三点即可）3.答：Suzuki反应催化循环通常包括以下步骤：（1）氧化加成：零价钯催化剂\cePd(（2）转金属化：在碱存在下，有机硼化合物（R’-B(OR)₂）与\ce[OH形成硼酸根络合物，进而与\ceR−（3）还原消除：\ceR−P4.答：“合成等价物”是指在实际合成中，能够等价地扮演逆合成分析中产生的、通常不稳定或无法直接使用的“合成子”的稳定试剂或化合物。（2分）例：由乙酰乙酸乙酯逆推，其一个有效的切断是α-位与酯基之间，产生两个合成子：\ceCH2合成等价物：\ceCH2CO合成路线：\ceC5.答：常规动力学拆分是利用手性试剂或催化剂对外消旋底物中两个对映体反应速率的差异，将其中一个对映体优先转化为产物，从而分离得到剩余未反应的对映体和目标产物对映体，理论最大产率为50%。（2分）动态动力学拆分是在动力学拆分的过程中，底物的两个对映体在反应条件下能够快速相互转化（即外消旋化），使得未反应的“慢反应”对映体能不断转化为“快反应”对映体并参与反应。（2分）主要区别：DKR允许理论上将所有底物（100%）转化为单一构型的产物，突破了常规KR50%的产率上限。（1分）五、机理与合成题1.答：（1）Knoevenagel缩合：吡咯烷作为碱，夺取乙酰乙酸乙酯的α-氢，形成烯胺/烯醇负离子中间体。（1分）（2）该亲核中间体进攻苯甲醛的羰基碳，发生亲核加成。（2分）（3）质子转移，形成β-羟基中间体。（1分）（4）脱水生成α,β-不饱和羰基化合物（中间体）。（2分）（5）在酸性条件下，该中间体（仍为β-酮酸酯结构）发生酮式-烯醇式互变，并发生脱羧反应（电子推动显示羧基失去\ceC（6）最终得到查尔酮（\ceP（电子推动箭头需清晰正确）2.答：路线一（经Friedel-Crafts酰基化）：（1）\ce苯（2）\ceC正确合成示例：路线（经乙酰乙酸乙酯法）：（1）\ce苯（2）\ceC或经卤代烃烷基化：（1）\ce苯或经丙酸酐/\ceA3.答：（1）结构推断：能溶于NaOH，说明有酸性氢（可能是酚或羧酸）；不与托伦试剂反应，排除醛；IR1680cm⁻¹强吸收为羰基（共轭酯、酰胺或酮，但结合NMR，芳环对位取代，δ3.9为单峰，是\ce−OCH3）；δ7.8-7.9和7.4-7.5为AA‘BB’型四重峰，表明对位二取代苯环。综合：对甲氧基苯甲醛？但无醛基氢且不溶于NaOH？不对。应为对位取代的苯甲酸甲酯类？但溶于NaOH？矛盾。1680cm⁻¹可能是共轭酸（羧酸）的C=O，但δ3.9是\ce−OCH3。正确推断：该化合物是对甲基苯甲酸？但分子式\ceC（2）转化为苯甲酸甲酯的两种方法：方法一：脱氧。将酚羟基转化为易于离去的基团后还原。\ceH更佳：通过还原脱氧。\ceH实用方法：先将酚羟基保护（如甲基化），但产物就是目标产物，无需转化。题目要求转化为苯甲酸甲酯，即去掉羟基。正确方法1（经重氮盐）：\ceH正确方法2（经三氟甲磺酸酯氢解）：\ceH六、综合应用题1.答：路线二总收率（摩尔收率）计算：Frag-A合成两步收率：0.9Frag-B合成两步收率：0.9关键偶联步收率：0.85理论总收率=0.81×2.答：路线一：需制备10克M。路线一总质量收率（基于S1）为10%，故所需S1质量=10gS1成本=100g路线二：需制备10克M。路线二总摩尔收率约55.8%，但需用质量收率计算原料。需分别计算Frag-A和Frag-B所需质量。设M的摩尔质量为。为简化，假设所有物质摩尔质量相近，或从质量收率角度计算：从S2到Frag-A质量收率40%，从S3到Frag-B质量收率35%。关键偶联：Frag-A与Frag-B按1:1摩尔比反应生成M，Frag-A过量5%。设生成M所需Frag-A理论质量为，Frag-B理论质量为，且/≈/（摩尔比1:1）。为简化，假设≈≈实际所需Frag-A质量（考虑过量）：=所需Frag-B质量：=因此，所需S2质量=12.353所需S3质量=11.765S2成本=30.88S3成本=33.61路线二总原料成本≈1,3.答：优缺点对比分析：原子经济性与步骤经济性：路线二采用汇聚式合成（两个片段分别制备后偶联），总步骤数可能相当或略多，但汇聚式合成通常能提高整体效率，减少线性步骤中中间体积累带来的损耗。路线一为线性合成，五步连续，后步错误影响全局，且总收率（59.0%）略高于路线二计算值（55.8%），但相差不大。从步骤数看，路线二可能共5步（2+2+1），与路线一相当。（2分）成本：路线二的起始原料成本（约2552元）远低于路线一（20000元），具有巨大成本优势。这是路线二最显著的优点。（