CN109897033A - 一种合成含碘咪唑并[1,2a]吡啶类化合物的方法 - Google Patents

一种合成含碘咪唑并[1,2a]吡啶类化合物的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种合成含碘咪唑并[1,2a]吡啶类化合物的方法。所述合成方法是以式(I)所示的吡啶烯丙基胺类化合物为原料,以五氧化二碘为氧化剂,以乙腈:H2O=800:1为溶剂,在80℃条件下反应2个小时,制得相应目标产物。本发明的合成方法具有对环境危害小,反应条件温和,操作简便等特点。

Description

一种合成含碘咪唑并[1,2a]吡啶类化合物的方法
技术领域
本发明涉及一种有机化合物的合成方法,具体地说涉及与一种含碘咪唑并[1,2a]吡啶类化合物的制备方法。
背景技术
杂环化合物是有机化学中比重较大的一类化合物,在自然界中分布很广,其数量占已知有机物的三分之一。它们在医药、农药、化工等社会发展的方方面面起着非常重要的作用。
杂环化合物中的氮杂环广泛存在于多种生物碱中,其中咪唑和吡啶作为含氮杂环中最典型的五元和六元杂环,在多种天然产物中被发现并表现出广泛的药理学活性。由于其独特的性质以及在结构方面易于修饰,常被用作医药和农药的活性骨架成分。兼具咪唑和吡啶氮杂环的咪唑并[1,2a]吡啶除了具有它们各自的特性外,鉴于共轭体系和发色团的存在,该杂环体系表现出高的荧光活性,可以用在遗传学荧光标记物的研究等方面。
咪唑并[1,2a]吡啶是由五元环和六元环稠合的氮杂双环化合物,在医药、农药和染料工业有着广泛的应用。它的衍生物具有抗肿瘤、抗病毒、抗溃疡、镇静催眠、和抗寄生虫等多种生物活性,许多药物如奥普力农、阿吡坦、Zolipidem都含有咪唑并[1,2-a]吡啶的结构单元。目前有关咪唑并[1,2-a]吡啶衍生物合成和生物活性的报道与日俱增。其中,利用Groebcke反应三组分缩合取代2-氨基吡啶、醛和烷基异腈可有效的合成这类化合物。此外,Sergii等用2-(吡啶-1-基)乙酸乙酯溴化物盐和苯甲腈反应也合成了咪唑并[1,2-a]吡啶化合物(见Angew.Chem.Int.Ed.,2013,52(46):12056-12-60)。
同时,碘代化合物在有机合成中有着重要的作用,由于碘原子具有较强的活性,因此碘代化合物可以发生多种类型的有机反应,是有机合成中的一种重要的中间体。因此,开发一种简单的、通用的合成含碘咪唑并[1,2-a]吡啶类化合物的方法是十分有必要的。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明为,提供了一种通用,简便,高效的合成含碘咪唑并[1,2a]吡啶类化合物的方法。
本发明的技术方案是:
以式(Ⅰ)所示取代吡啶烯丙基胺类化合物为起始物,在氧化剂作用下,以乙腈或乙腈与水的混合液为溶剂,于反应温度30℃~100℃下反应1~5小时,所得反应液经分离纯化制备得到式(Ⅱ)所示3-碘-咪唑并[1,2a]吡啶类化合物。反应式如下:
其中式(Ⅰ)或式(Ⅱ)中,R1可以是H、甲基、氯中的一种,R2可以是苯基、2-甲基苯基、3-甲基苯基、4-甲基苯基、3-硝基苯基、4-硝基苯基、2-氯苯基、3-氯苯基、4-溴苯基、4-腈基苯基、4-异丙基苯基、4-甲砜基苯基、2-萘基、2-噻吩基中的一种。
本发明所述的方法,所述氧化剂为五氧化二碘、碘、二醋酸碘苯、[双(三氟乙酰氧基)碘]苯中的一种。
本发明所述的方法,所述氧化剂的用量为反应物物质的量的50%~200%,最优选为100%。
本发明所述的方法,所述溶剂为乙腈或体积比200~1000:1的乙腈与水的混合液。
进一步,所述体积比200~1000:1的乙腈与水的混合溶剂具体优选为乙腈:H2O=200:1、乙腈:H2O=500:1、乙腈:H2O=800:1,乙腈:H2O=1000:1中的一种,最佳为乙腈:H2O=800:1的混合液。
本发明所述的方法,所述溶剂的用量以所述起始物的物质的量计为1~2L/mol。
本发明所述的方法,所述反应温度为30℃~100℃,最佳反应温度为80℃。
本发明所述的方法,所述反应时间为1~5小时,最佳反应时间为2小时。
本发明所述的方法,所述分离纯化为:将反应液冷却至室温后,在反应液中加入柱层析硅胶,并通过减压蒸馏除去溶剂,以石油醚/乙酸乙酯=10:1作为洗脱剂,再通过柱色谱分离得到目标产物。
进一步,所述柱层析硅胶为100-200目。
更进一步,所述柱层析硅胶的质量以所述起始物的物质的量计为0.5g/mmol。
本发明所述式(Ⅱ)所示3-碘-咪唑并[1,2a]吡啶类化合物优选为下列化合物之一:
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
(1)安全环保,不产生废气废水;
(2)底物适应性好,各种取代基都可以实现芳构化/碘化;
(3)反应条件温和;
(4)原料不需事先芳构化或碘化,反应步骤简单,且是一种合成各种含取代基的含碘咪唑并[1,2a]吡啶类化合物的新路线;
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明,但本发明的保护范围不限于此:
实施例1
将0.3mmol N-(1-苯基烯丙基)吡啶-2-胺、0.3mmol五氧化二碘加入到15mL厚壁耐压反应管中,再加入3mL溶剂(乙腈:水=800:1)。接着,于80℃下磁力搅拌2小时。冷却至室温后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到如结构式所示的产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=10:1作为洗脱剂)。该物质为黄色固体,产率60%。
表征数据:1H NMR(500MHz,CDCl3):δ8.22–8.21(m,1H),8.08–8.05(m,2H),7.62(d,J=8.0Hz,1H),7.50–7.47(m,2H),7.42–7.38(m,1H),7.26–7.23(m,1H),6.93–6.90(m,1H);13C NMR(125MHz,CDCl3):δ148.10,148.04,133.53,133.53,128.83,128.53,128.35,127.16,126.52,125.57,117.58,113.17,113.17,59.49.
实施例2
将0.3mmol 5-氯-N-(1-苯基烯丙基)吡啶-2-胺、0.3mmol二醋酸碘苯加入到15mL厚壁耐压反应管中,再加入3mL溶剂(乙腈:水=800:1)。接着,于80℃下磁力搅拌2小时。冷却至室温后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到如结构式所示的产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=10:1作为洗脱剂)。该物质为黄色固体,产率61%。
表征数据:1H NMR(500MHz,CDCl3):δ8.13(d,J=1.5Hz,1H),7.96(t,J=1.5Hz,1H),7.94(s,1H),7.46(d,J=9.5Hz,1H),7.39(t,J=7.5Hz,2H),7.33–7.29(m,1H),7.11(dd,J1=9.5Hz,J2=2.0Hz,1H);13C NMR(125MHz,CDCl3):δ148.94,146.47,133.08,128.55,128.42,128.38,126.89,124.50,121.54,117.88,60.07.
实施例3
将0.3mmol N-(1-(4-异丙基苯基)烯丙基)-5-甲基吡啶-2-胺、0.3mmol[双(三氟乙酰氧基)碘]苯加入到15mL厚壁耐压反应管中,再加入3mL溶剂(乙腈:水=800:1)。接着,于80℃下磁力搅拌2小时。冷却至室温后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到如结构式所示的产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=10:1作为洗脱剂)。该物质为黄色固体,产率57%。
表征数据:1H NMR(500MHz,CDCl3):δ8.02–8.00(m,3H),7.52(d,J=9.0Hz,1H),7.35(d,J=8.0Hz,2H),7.10(dd,J1=9.5Hz,J2=2.0Hz,1H),3.01–2.95(m,1H),2.41(s,3H),1.3(d,J=7.0Hz,6H);13C NMR(125MHz,CDCl3):δ148.95,147.79,147.12,131.15,128.54,128.34,126.40,124.23,122.83,116.83,58.57,33.96,23.93,18.35.
实施例4
将0.3mmol N-(1-(4-溴苯基)烯丙基)-5-甲基吡啶-2-胺、0.6mmol五氧化二碘加入到15mL厚壁耐压反应管中,再加入3mL溶剂(乙腈:水=800:1)。接着,于80℃下磁力搅拌2小时。冷却至室温后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到如结构式所示的产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=10:1作为洗脱剂)。该物质为黄色固体,产率59%。
表征数据:1H NMR(500MHz,CDCl3):δ7.97–7.93(m,3H),7.60–7.57(m,2H),7.50(d,J=10.0Hz,1H),7.10(dd,J1=10.0Hz,J2=5.0Hz,1H),2.39(s,3H);13C NMR(125MHz,CDCl3):δ147.19,146.55,132.69,131.45,129.90,128.94,124.25,123.18,122.39,116.92,59.00,18.35.
实施例5
将0.3mmol N-(1-(4-甲砜基苯基)烯丙基)吡啶-2-胺、0.15mmol五氧化二碘加入到15mL厚壁耐压反应管中,再加入3mL溶剂(乙腈:水=800:1)。接着,于80℃下磁力搅拌2小时。冷却至室温后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到如结构式所示的产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=10:1作为洗脱剂)。该物质为黄色固体,产率42%.
表征数据:1H NMR(500MHz,CDCl3):δ8.33–8.31(m,2H),8.25(d,J=7.0Hz,1H),8.06–8.04(m,2H),7.64(d,J=9.5Hz,1H),7.34–7.31(m,1H),7.01–6.98(m,1H),3.12(s,3H);13C NMR(125MHz,CDCl3)δ:148.32,145.79,139.75,139.12,129.10,127.44,126.69,126.32,117.87,113.77,60.66,44.57.
实施例6
将0.3mmol N-(1-(4-氯苯基)烯丙基)吡啶-2-胺、0.3mmol五氧化二碘加入到15mL厚壁耐压反应管中,再加入3mL溶剂(乙腈:水=200:1)。接着,于80℃下磁力搅拌2小时。冷却至室温后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到如结构式所示的产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=10:1作为洗脱剂)。该物质为黄色固体,产率50%。
表征数据:1H NMR(500MHz,CDCl3):δ8.21–8.19(m,1H),8.09(t,J=1.5Hz,1H),7.98–7.96(m,1H),7.62–7.60(m,1H),7.42–7.35(m,2H),7.28–7.25(m,1H);13C NMR(125MHz,CDCl3)δ:148.13,146.50,135.37,134.33,129.57,128.46,128.31,126.54,126.48,125.86,117.66,113.39,59.81.
实施例7
将0.3mmol N-(1-(4-甲基苯基)烯丙基)吡啶-2-胺、0.3mmol五氧化二碘加入到15mL厚壁耐压反应管中,再加入3mL溶剂(乙腈:水=500:1)。接着,于80℃下磁力搅拌2小时。冷却至室温后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到如结构式所示的产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=10:1作为洗脱剂)。该物质为黄色固体,产率64%。表征数据:1H NMR(500MHz,CDCl3):δ8.23(d,J=7.0Hz,1H),7.98(d,J=8.0Hz,2H),7.63(d,J=9.0Hz,1H),7.31(d,J=8.0Hz,2H),7.28–7.26(m,1H),6.95–6.92(m,1H),2.43(s,3H);13C NMR(125MHz,CDCl3):δ148.19,148.11,138.24,130.68,129.09,128.41,126.48,125.45,117.52,113.08,,59.15,21.36.
实施例8
将0.3mmol N-(1-(4-氰基苯基)烯丙基)吡啶-2-胺、0.3mmol五氧化二碘加入到15mL厚壁耐压反应管中,再加入3mL溶剂(乙腈:水=1000:1)。接着,于80℃下磁力搅拌2小时。冷却至室温后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到如结构式所示的产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=10:1作为洗脱剂)。该物质为黄白色固体,产率82%。表征数据:1H NMR(500MHz,CDCl3):δ8.24–8.22(m,3H),7.76(d,J=7.0Hz,2H),7.63(d,J=9.0Hz,1H),7.33–7.28(m,1H),6.99–6.96(m,1H);13C NMR(125MHz,CDCl3):δ148.29,145.75,138.12,132.12,128.76,126.64,126.29,118.87,117.85,113.74,111.63,60.49.
实施例9
将0.3mmol N-(1-(3-甲基苯基)烯丙基)吡啶-2-胺、0.3mmol五氧化二碘加入到15mL厚壁耐压反应管中,再加入3mL溶剂(乙腈:水=800:1)。接着,于30℃下磁力搅拌2小时。冷却至室温后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到如结构式所示的产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=10:1作为洗脱剂)。该物质为黄色固体,产率38%。表征数据:1H NMR(500MHz,CDCl3):δ8.23–8.21(m,1H),7.89(d,J=7.0Hz,2H),7.64–7.61(m,1H),7.40–7.37(m,1H),7.27–7.22(m,2H),6.93–6.90(m,1H),2.46(s,3H);13C NMR(125MHz,CDCl3):δ148.09,148.00,138.01,133.37,129.19,129.08,128.12,126.44,125.51,125.45,117.47,113.06,59.46,21.44.
实施例10
将0.3mmol 5-甲基-N-(1-苯基烯丙基)吡啶-2-胺、0.3mmol五氧化二碘加入到15mL厚壁耐压反应管中,再加入3mL溶剂(乙腈:水=800:1)。接着,于60℃下磁力搅拌2小时。冷却至室温后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到如结构式所示的产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=10:1作为洗脱剂)。该物质为黄色固体,产率73%。
表征数据:1H NMR(500MHz,CDCl3):δ8.05(d,J=7.0Hz,2H),7.99(s,1H),7.51(d,J=9.0Hz,1H),7.49–7.46(m,2H),7.38(t,J=7.5Hz,1H)7.09(dd,J1=9.5Hz,J2=1.5Hz,1H),2.39(s,1H);13C NMR(125MHz,CDCl3):δ147.72,147.15,133.69,128.68,128.44,128.29,128.18,124.25,122.97,116.89,58.98,18.33.
实施例11
将0.3mmol N-(1-(2-氯苯基)烯丙基)-5-甲基吡啶-2-胺、0.3mmol五氧化二碘加入到15mL厚壁耐压反应管中,再加入3mL溶剂(乙腈:水=800:1)。接着,于100℃下磁力搅拌2小时。冷却至室温后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到如结构式所示的产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=10:1作为洗脱剂)。该物质为黄色固体,产率52%。
表征数据:1H NMR(500MHz,CDCl3):δ7.88(s,1H),7.46–7.41(m,3H),7.31–7.25(m,2H),7.04(dd,J1=9.0Hz,J2=2.0Hz,1H),2.33(s,3H);13C NMR(125MHz,CDCl3):δ147.86,146.76,133.95,133.19,132.48,129.86,129.75,128.60,126.44,124.12,123.17,117.19,62.98,18.31.
实施例12
将0.3mmol N-(1-(2-甲基苯基)烯丙基)-5-甲基吡啶-2-胺、0.3mmol五氧化二碘加入到15mL厚壁耐压反应管中,再加入3mL溶剂(乙腈:水=800:1)。接着,于80℃下磁力搅拌1小时。冷却至室温后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到如结构式所示的产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=10:1作为洗脱剂)。该物质为黄色固体,产率48%。
表征数据:1H NMR(500MHz,CDCl3):δ7.96(s,1H),7.49(d,J=9.0Hz,1H),7.38(d,J=7.5Hz,1H),7.32–7.29(m,2H),7.27–7.23(m,1H),7.11(dd,J1=9.5Hz,J2=1.5Hz,1H),2.41(s,1H),2.31(s,1H);13C NMR(125MHz,CDCl3):δ147.53,147.01,139.22,133.71,129.87,129.69,128.93,127.55,124.91,122.73,122.35,116.96,59.54,18.75,18.41.
实施例13
将0.3mmol N-(1-(4-硝基苯基)烯丙基)吡啶-2-胺、0.3mmol五氧化二碘加入到15mL厚壁耐压反应管中,再加入3mL溶剂(乙腈:水=800:1)。接着,于80℃下磁力搅拌3小时。冷却至室温后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到如结构式所示的产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=10:1作为洗脱剂)。该物质为黄色固体,产率89%。表征数据:1H NMR(500MHz,CDCl3):δ8.59(d,J=8.5Hz,1H),8.51(d,J=9.5Hz,1H),8.43(d,J=8.0Hz,1H),7.99–7.93(m,1H),7.82–7.76(m,1H),7.64(d,J=2.5Hz,1H),7.47(dd,J1=9.0,J2=2.5Hz,1H),4.02(s,3H);13C NMR(125MHz,CDCl3):δ148.47,148.44,145.67,137.77,136.05,129.58,126.78,123.91,118.32,114.57,61.06.
实施例14
将0.3mmol N-(1-(3-硝基苯基)烯丙基)吡啶-2-胺、0.3mmol五氧化二碘加入到15mL厚壁耐压反应管中,再加入3mL溶剂(乙腈:水=800:1)。接着,于80℃下磁力搅拌4小时。冷却至室温后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到如结构式所示的产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=10:1作为洗脱剂)。该物质为黄白色固体,产率83%。表征数据:1H NMR(500MHz,CDCl3):δ9.02(t,J=3.0Hz,1H),8.46–8.44(m,1H),8.27–8.24(m,2H),7.68–7.64(m,2H),7.35–7.31(m,1H),7.01–6.98(m,1H);13C NMR(125MHz,CDCl3):δ148.36,148.34,145.52,135.44,134.21,129.40,126.70,126.32,123.20,122.96,117.90,113.78,60.15.
实施例15
将0.3mmol 5-甲基-N-(1-(萘-2-基)烯丙基)吡啶-2-胺、0.3mmol五氧化二碘加入到15mL厚壁耐压反应管中,再加入3mL溶剂(乙腈:水=800:1)。接着,于80℃下磁力搅拌5小时。冷却至室温后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到如结构式所示的产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=10:1作为洗脱剂)。该物质为黄白色固体,产率57%。表征数据:1H NMR(500MHz,CDCl3):δ8.55(s,1H),8.20(dd,J1=8.5Hz,J2=1.5Hz,1H),8.03(s,1H),7.96–7.93(m,2H),7.88–7.86(m,1H),7.56(d,J=9.0Hz,1H),7.52–7.48(m,2H),7.12(dd,J1=9.0Hz,J2=1.0Hz,1H),2.41(s,3H);13C NMR(125MHz,CDCl3):δ147.69,147.32,133.28,133.13,131.16,128.83,128.46,127.92,127.71,127.68,126.27,126.23,126.18,124.31,123.08,116.97,59.32,18.39.
实施例16
将0.3mmol 5-甲基-N-(1-(噻吩-2-基)烯丙基)吡啶-2-胺、0.3mmol碘加入到15mL厚壁耐压反应管中,再加入3mL溶剂(乙腈:水=800:1)。接着,于80℃下磁力搅拌2小时。冷却至室温后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到如结构式所示的产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=10:1作为洗脱剂)。该物质为黄白色固体,产率56%。表征数据:1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.92(s,1H),7.57(d,J=4.0Hz,1H),7.47(d,J=9.0Hz,1H),7.28–7.26(m,2H),7.10(dd,J1=9.0Hz,J2=1.5Hz,1H),2.39(s,3H);13C NMR(125MHz,CDCl3):δ146.99,146.95,142.83,142.45,137.51,129.27,126.93,124.11,123.40,116.81,58.06,18.41.

Claims (10)

1.一种合成式(Ⅱ)所示含碘咪唑并[1,2a]吡啶类化合物的方法,其特征在于所述方法为:以式(Ⅰ)所示取代吡啶烯丙基胺类化合物为起始物,在氧化剂作用下,以乙腈或乙腈与水的混合液为溶剂,于反应温度30℃~100℃下反应1~5小时,所得反应液经分离纯化制备得到式(Ⅱ)所示含碘咪唑并[1,2a]吡啶类化合物;
式(Ⅰ)或式(Ⅱ)中,R1为H、甲基、氯中的一种;R2为苯基、2-甲基苯基、3-甲基苯基、4-甲基苯基、3-硝基苯基、4-硝基苯基、2-氯苯基、3-氯苯基、4-溴苯基、4-腈基苯基、4-异丙基苯基、4-甲砜基苯基、2-萘基、2-噻吩基中的一种。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述的氧化剂为五氧化二碘、二醋酸碘苯、碘、[双(三氟乙酰氧基)碘]苯中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述氧化剂的物质的量为所述起始物物质的量的50%~200%。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述的溶剂为乙腈或体积比200~1000:1的乙腈与水的混合液。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于:所述乙腈与水的混合液中乙腈与水的体积比为200:1、500:1、800:1或1000:1。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述溶剂的用量以所述起始物的物质的量计为1~2L/mol。
7.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述反应温度为80℃,所述反应时间为2小时。
8.如权利要求1所述的方法,其特征在于所述分离纯化为:将反应液冷却至室温后,在反应液中加入柱层析硅胶,并通过减压蒸馏除去溶剂,以石油醚/乙酸乙酯=10:1作为洗脱剂,再通过柱色谱分离得到目标产物。
9.如权利要求8所述的方法,其特征在于:所述柱层析硅胶为100-200目。
10.如权利要求8所述的方法,其特征在于:所述柱层析硅胶的质量以所述起始物的物质的量计为0.5g/mmol。
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