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2026年湖北高考化学试题第17题文献溯源

2026年湖北高考化学试题第17题文献溯源

2026年湖北高考化学第17题参考文献溯源

问题缘起

随着2026年湖北高考化学试题的流出,我对2026年湖北高考化学试题进行了重新整理,不少老师用了我重新整理的高考试题后,跟我反馈第17题的第(6)问Ⅰ的分子结构简式可能有误,因为学科网流传的Ⅰ的分子结构简式中,酯基(—COOCH3)被转化为了羧基(—COOH)。根据第(6)问的题干信息,I是由H经过强碱环境转化为的Ⅰ,那么酯基(—COOCH3)在强碱条件下,发生水解后再酸化,酯基最终转变为羧基就显得更为合理。一开始,我也是这么认为,但有老师告诉我,这个强碱性,并未告知一定是氢氧化钠溶液,有可能是其他碱性物质,如醇钠等,所以将这个问题抛给了单晓海老师,单老师抛给我一张图,如图1所示。

1  单晓海老师供图

从图中我们可以看出,该合成路线与2026年湖北高考化学试题第17题图的合成路线(图2)完全一致

2 2026年湖北高考化学第17题合成路线

文献查询比对

显然,单老师提供的图1,源于参考文献,但来自于哪一篇文献呢?以我自己本人的实力,我肯定是无法专业查找到相关文献的。因为,我连这些物质的中文名称我都无法说出,更别说它们的英文名称了。

我不知道该如何着手查找,唯一能想到的就是将图1喂给了AI,初步认识了物质E),物质E的基本信息如下。

中文名称

((2R,7aS)-2-氟六氢-1H-吡咯嗪-7a-)甲醇

英文名称

((2R,7aS)-2-Fluorotetrahydro-1H-pyrrolizin-7a(5H)-yl)methanol

CAS

2097518-76-6

根据搜索反馈的信息,我查找了一篇题为《Efficient and Scalable Diastereoselective Synthesis of ((2R,7aS)‑2-fluorotetrahydro‑1H‑pyrrolizin-7a(5H)‑yl)methanol Hydrochloride》的文章,作者赵如林等通过对Merck(默克公司)开发的合成物质E的六步合成法进行了优化。从文章中可以看出,Merck(默克公司)开发的合成物质E的六步合成法就是单老师发给我的图1原图,也是2026年湖北高考化学试题第17题图的合成路线,见图3

3 Merck合成((2R,7aS)-2-氟六氢-1H-吡咯嗪-7a-)甲醇路线

从图3可以看出,物质7为高考试题中的C,故C的结构简式为。但该路线中并没有试题涉及的路线b中的物质Ⅰ()。出题人告诉我们,路线b是优化了E的合成路线,而《Efficient and Scalable Diastereoselective Synthesis of ((2R,7aS)‑2-fluorotetrahydro‑1H‑pyrrolizin-7a(5H)‑yl)methanol Hydrochloride》就是优化前人的合成路线,从原试题提供的优化路线来看,路线b使用的原料是脯氨酸甲酯与(R)-2-(氯甲基)环氧乙烷()发生开环反应,而该文章中并未使用到脯氨酸甲酯,而是使用L-脯氨酸苄酯与(R)-2-(氯甲基)环氧乙烷发生开环反应,如图4所示。

4 L-脯氨酸苄酯与(R)-2-(氯甲基)环氧乙烷发生开环反应合成36c36d

结合上述分析,我们可以看到,2026年湖北高考化学试题第17题主题干中的合成路线参考了文章《Efficient and Scalable Diastereoselective Synthesis of ((2R,7aS)‑2-fluorotetrahydro‑1H‑pyrrolizin-7a(5H)‑yl)methanol Hydrochloride》,确切来讲,该路线源于最先的Merck(默克公司)开发的路线。而第(6)问涉及的优化路线b与赵如林等在Merck(默克公司)路线上的优化方案即图4不同。这说明本题的参考文献除此之外还有其他相关文献。

结合AI,通过进一步的文献检索,发现一篇关于《一种((2R7aS)-2-氟六氢-1H-吡咯嗪-7a-)甲醇的制备方法》的专利,专利内容中涉及更贴近优化的路线b方案。

专利中提出了用物质Ⅲ()(即类似我们试题中的物质Ⅰ)通过氟化试剂氟化后再经还原得到物质Ⅵ()(即我们试题中的物质E),如图5

5  化合物Ⅲ合成化合物Ⅵ

其中R1为氢、18C的烷基,优选甲基、乙基等。

提出了化合物Ⅲ可来源于以下几种,如图6

6  化合物Ⅲ的来源

从图6中可以看出Ⅲ-1即为我们试题中的物质Ⅰ。故从这个证据上分析,原试题物质Ⅰ为是合理的。

专利中还申请了由物质Ⅱ合成Ⅲ的反应(如图7),以及物质Ⅱ的合成反应(如图8

7  物质Ⅱ合成Ⅲ的反应

8  物质Ⅱ合成Ⅲ的反应

专利给出了物质Ⅱ的合成实例,与试题F→G同步,其中G与物质Ⅱ实为同一物质,如图9所示。

9  物质Ⅱ的合成

原试题中,F→G的产率为90%,该专利给出的收率为85%,可能是出题者为了计算方便调整了数据,也可能是出题人参考的文献并非是该专利,引出这些证据,均只是为了说明试题中I的结构中应该应为酯基而非羧基,酯基的目的就是为保护羧基。

试题中,由G→I经历了H,即由Ⅱ→Ⅲ经历了H,要求写出H的分子结构简式。该步骤对应图10所示过程,但该专利中未介绍中间产物H是什么,与此同时,试题中指出G与等量的碱反应,而实例34中碱的用量均过量,当然过量碱与G也可等量反应,这说明是该专利很可能不是该试题第(6)问的直接参考文献,参考文献另有其他文章。

10 G合成I的实例

但在文献《Efficient and Scalable Diastereoselective Synthesis of ((2R,7aS)‑2-fluorotetrahydro‑1H‑pyrrolizin-7a(5H)‑yl)methanol Hydrochloride》中有介绍类似G→I的反应机理,即如图6所示。在碱LiHMDS(双三甲基硅基氨基锂)作用下,35a 或 35b 去质子化后,通过稳定的螯合物38发生烯醇互变异构,形成36a,但也只能作为本试题的一种参考。

  KRAS是人类肿瘤中突变频率最高的癌基因之一,90%的胰腺癌、40%的结肠癌、20%的肺癌中都存在这种基因突变,在众多靶点化合物中均含有物质E)的结构。这也是本题主题干提及的某类激酶抑制剂的合成中间体,呈现化学学科的学科本质价值、学科社会价值和学科育人价值。

结论与展望

以上论述只是为了弄清2026年湖北高考化学试题第17题第(6)问物质Ⅰ的结构简式中究竟是羧基还是酯基,结合当前寻找的证据看,为酯基更为合理。

值得进一步思考的是,H的分子结构简式又该如何合理推导呢?由G→H→I的反应路线又是基于哪些文献而设计呢?

致谢

本次文献溯源,源于单晓海老师提供的图1,为寻找文献打开了大门,按图索骥,找到了第一篇文献《Efficient and Scalable Diastereoselective Synthesis of ((2R,7aS)‑2-fluorotetrahydro‑1H‑pyrrolizin-7a(5H)‑yl)methanol Hydrochloride》。尽管该文章有DOI,但在sci-hub中无法下载,显示尚未录入,遂向我的好兄弟刘晓光博士求助该文献,才有了后续的工作。在此对单晓海老师和刘晓光博士表示中心的感谢。

参考文献

  1.   Zhao R , Hong Z , Wang B ,et al.Efficient and Scalable Diastereoselective Synthesis of ((2R,7aS)-2-fluorotetrahydro-1H-pyrrolizin-7a(5H)-yl)methanol Hydrochloride[J].Organic Process Research & Development, 2025, 29(3): 704-715.DOI:10.1021/acs.oprd.4c00462.

  2. 上海皓元医药股份有限公司.一种((2R,7aS)-2-氟六氢-1H-吡咯嗪-7a-)甲醇的制备方法: 202280101239.0[P].2025-06-17.

  3.   Roecker, A. J.; Egbertson, M.; Jones, K. L. G.; Gomez, R.;Kraus, R. L.; Li, Y.; Koser, A. J.; Urban, M. O.; Klein, R.; Clements, M.;Panigel, J.; Daley, C.; Wang, J.; Finger, E. N.; Majercak, J.; Santarelli, V.;Gregan, I.; Cato, M.; Filzen, T.; Jovanovska, A.; Wang, Y. H.; Wang, D.;Joyce, L. A.; Sherer, E. C.; Peng, X.; Wang, X.; Sun, H.; Coleman, P. J.;Houghton, A. K.; Layton, M. E. Discovery of selective, orallybioavailable, N-linked arylsulfonamide NaV1.7 inhibitors with pain efficacy in mice. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2017, 27, 2087−2093.

  4.   Masschelein K G R , Stevens C V , Dieltiens N ,et al.Exploiting the regioselectivity of pyroglutamate alkylations for the synthesis of 6-azabicyclo[3.2.1]octanes and 4-azabicyclo[3.3.0]octanes[J].Tetrahedron, 2007, 63(22):4712-4724.DOI:10.1016/j.tet.2007.03.084.