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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
4-(Hydroxy)-[1,4']bipiperidinyl-1'-carbonsäure-tert.-butylester.
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[1,4']Bipiperidin-1'-ylderivate werden
in der WO 01/77101 (PCT/SE01/00751) als Modulatoren der CCR3-Chemokinrezeptoraktivität beschrieben.
4-(Hydroxy)-[1,4']bipiperidinyl-1'-carbonsäure-tert.-butylester kann
bei der Herstellung einiger derartiger Verbindungen verwendet werden.
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Die
Herstellung von 1-(Piperidin-4-yl)piperazin-4-yl-derivaten und die Verwendung derartiger
Derivate als der Thrombocytenaggregation entgegenwirkende Verbindungen
wird in der EP-A1-1070712 beschrieben.
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Gegenstand
der vorliegenden Erindung ist ein Verfahren zur Herstellung von
4-(Hydroxy)-[1,4']bipiperidinyl-1'-carbonsäure-tert.-butylester der Formel
(I):
worin Boc für tert.-Butoxycarbonyl
steht, bei dem man eine Mischung von 4-Hydroxypiperidin und einer
Verbindung der Formel (II):
in einem geeigneten Lösungsmittel
in Gegenwart eines geeigneten Katalysators und bei einem geeigneten Druck
hydriert.
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Die
Verbindung der Formel (I) kann als 4-(Hydroxy)-[1,4']bipiperidinyl-1'-carbonsäure-tert.-butylester bezeichnet
werden, wohingegen die Verbindung der Formel (II) als 1-tert.-Butoxycarbonyl-4-piperidon
bezeichnet werden kann.
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Die
Wasserstoffquelle für
die Hydrierung kann aus einer externen Quelle (wie einer Wasserstoffflasche)
stammen, oder man kann alternativ dazu Wasserstoff in situ erzeugen
(Transferhydrierung; beispielsweise durch Abbau von Ameisensäure zu Wasserstoff
und Kohlendioxid).
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Geeignete
Lösungsmittel
sind beispielsweise ein aliphatischer Alkohol (wie ein aliphatischer
C1–6-Alkohol, beispielsweise
Ethanol) oder ein Ether (wie Tetrahydrofuran) oder ein Gemisch derartiger
Lösungsmittel (beispielsweise
ein Gemisch aus Ethanol und Tetrahydrofuran). Die Kohlenstoffketten
der aliphatischen Alkohole sind gerade oder verzweigt. Bei dem Lösungsmittel
handelt es sich vorzugsweise um einen aliphatischen C1–6-Alkohol,
insbesondere Ethanol.
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Geeignete
Katalysatoren sind beispielsweise ein Palladium- oder Platinkatalysator,
insbesondere auf Kohle geträgertes
Palladium oder Platin. Geeignete Katalysatoren enthalten vorzugsweise
2–15%
(insbesondere 4–12%)
Metall und schließen
5% Palladium auf Kohle (wie die Typen 437, 440, 331, 38H, 39, 398,
472, 58 und 87L von Johnson Matthey; oder der Typ 5214 von Engelhard),
10% Palladium auf Kohle (wie der Typ 87L von Johnson Matthey), 5%
Platin auf Kohle (wie der Typ 117 von Johnson Matthey) oder ein
Gemisch von Palladium und Platin auf Kohle, beispielsweise 2,5%
Palladium und 2,5% Platin auf Kohle (wie der Katalysator 5R/121
von Johnson Matthey) ein. Bevorzugt ist eine Katalysatorbeladung
zwischen 10 Gew.-% und 40 Gew.-% Katalysator (bezogen auf 4-Hydroxypiperidin).
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Ein
geeigneter Druck ist beispielsweise ein Druck zwischen 1 und 5 bar
(insbesondere zwischen 2 und 5 bar).
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
kann in Gegenwart einer geeigneten Säure (wie einer C1–6-Säure (wie
Ameisensäure
oder Essigsäure)
mit gerader oder verzweigter Kohlenstoffkette) durchgeführt werden. Eine
bevorzugte Säure
ist Essigsäure.
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Vorzugsweise
führt man
das Verfahren bei Umgebungstemperatur (wie 10–30°C) durch.
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Eine
Verbindung der Formel (III)
kann man herstellen, indem
man eine Verbindung der Formel (I):
in Gegenwart einer geeigneten
Base (wie eines Alkalimetall-tert.-butoxids (insbesondere Kalium-tert.-butoxid)) in einem
geeigneten Lösungsmittel
(wie einem Ether, beispielsweise Tetrahydrofuran) bei einer erhöhten Temperatur
(wie im Bereich von 50–100°C, beispielsweise
bei etwa 70°C
oder am Siedepunkt des verwendeten Lösungsmittels) mit 3,4-Dichlorfluorbenzol
umsetzt.
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Gegenstand
der Erfindung ist daher gemäß einer
weiteren Ausgestaltung ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung
der Formel (III), bei dem man:
- 1. nach dem
oben beschriebenen Verfahren 4-Hydroxypiperidin mit einer Verbindung
der Formel (II) zu einer Verbindung der Formel (I) umsetzt und
- 2. die Verbindung der Formel (I) nach dem oben beschriebenen
Verfahren mit 3,4-Dichlorfluorbenzol umsetzt.
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Die
Erfindung wird nun anhand der folgenden Beispiele näher erläutert, aber
nicht eingeschränkt.
In den Beispielen gilt, sofern nicht anders vermerkt:
- (i) 1H-NMR-Daten, sofern aufgeführt, sind
in Form von delta-Werten für
diagnostische Hauptprotonen in Teilen pro Million (ppm) relativ
zu Tetramethylsilan (TMS) als internem Standard angegeben, die bei
300 MHz oder 400 MHz unter Verwendung von perdeuteriertem DMSO-D6
(CD3SOCD3) oder
CDCl3 als Lösungsmittel gemessen werden,
sofern nicht anders vermerkt;
- (ii) Massenspektren (MS) wurden mit einer Elektronenenergie
von 70 Elektronenvolt im CI-Modus (CI = chemische Ionisation) unter
Verwendung einer Direktexpositionssonde gefahren; wo Werte für m/z angegeben sind,
sind im allgemeinen nur Ionen, die die Molekülmasse anzeigen, angegeben,
und das angegebene Massenion ist das positive Massenion (M+H)+, sofern nicht anders vermnerkt; und
- (iii) die folgenden Abkürzungen
werden verwendet:
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Beispiel 1
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Dieses
Beispiel illustriert die Herstellung von 4-(3,4-Dichlorphenoxy)-[1,4']bipiperidinyl-1'-carbonsäure-tert.-butylester.
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1-tert.-Butoxycarbonyl-4-piperidon
(55 g, 0,276 mol, 1,15 Äq.)
und 4-Hydroxypiperidin (24,3 g, 0,24 mol, 1 Äq.) wurden bei Raumtemperatur
in Ethanol (160 ml) und Essigsäure
(16 ml) 25 Minuten gerührt.
Die Lösung
wurde mit 2,4 g 5% Palladium auf Kohle, Typ 87L von Johnson Matthey,
als Katalysator versetzt. Dann wurde der Ansatz unter einem Druck
von 3,5 bar bei Raumtemperatur 72 Stunden hydriert. Nach Abfiltrieren des
Katalysators wurde die Mischung zwischen Wasser (320 ml) und Essigsäureisopropylester
(360 ml) verteilt. Die wäßrige Schicht
wurde gesammelt und noch zweimal mit Essigsäureisopropylester (2 × 360 ml)
gewaschen. Dann wurde die wäßrige Schicht
basisch gestellt (10 M Natronlauge, 25 ml) und zweimal mit MTBE (2 × 194 ml)
gewaschen. Nach Abdestillieren von Lösungsmittel (194 ml) unter
Vakuum (–0,7
bar, 65°C
heißes Ölbad) wurde
THF (777 ml) zugegeben und die Lösung
wiederum durch Entfernung von Lösungsmittel
(777 ml, –0,7
bar, 65°C
heißes Ölbad) aufkonzentriert.
Die Lösung
wurde mit THF (485 ml) versetzt, wonach Lösungsmittel (485 ml) durch
Vakuumdestillation (–0,7
bar, 70°C)
entfernt wurde. An diesem Punkt wurde die Hälfte der Lösung eingedampft, was 4-(Hydroxy)-[1,4']bipiperidinyl-1'-carbonsäure-tert.-butylester in Form
eines gebrochen weißen
Feststoffs ergab (25,31 g, 74% Ausbeute; Reinheit 99,6% HPLC-Flächen-%).
1H-NMR (300 MHz, CDCl3) δ 1,34–1,48 (11H,
m), 1,52–1,66
(3H, m), 1,75–1,93
(4H, m), 2,26–2,45
(3H, m), 2,64–2,85
(4H, m), 3,64–3,72
(1H, m), 4,10–4,25
(2H, d). MS:m/z (M+H)+ 285.
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Die
andere Hälfte
der Lösung
(mit ungefähr
25,3 g 4-(Hydroxy)-[1,4']bipiperidinyl-1'-carbonsäure-tert.-butylester wurde
mit THF (80 ml) verdünnt.
Nach Zugabe einer Suspension von Kalium-tert.-butoxid (2 Äq., 26,9 g)
in THF (88 ml) wurde der Ansatz 20 Minuten bei Raumtemperatur gerührt und
dann mit 3,4-Dichlorfluorbenzol (1,2 Äq., 17 ml (Gesamtvolumen))
gefolgt von THF (80 ml) versetzt. Die Reaktionsmischung wurde auf
50°C erwärmt und
10 Minuten bei dieser Temperatur gehalten. Dann wurde die Reaktionsmischung 150
Minuten zum Rückfluß erhitzt
(Temperatur 68°C)
und dann auf Raumtemperatur abgekühlt und mit Wasser (136 ml)
versetzt. Nach Trennung der Schichten wurde die organische Schicht
gesammelt. Nach Abdestillieren von Lösungsmittel (221 ml) aus der
organischen Schicht (–0,7
bar, 32°C
Destillat) wurde der Rest auf Raumtemperatur abgekühlt. Nach
Zusatz von Heptan (374 ml) wurden die Schichten getrennt. Die organische Schicht
wurde gesammelt. Nach Abdestillieren von Lösungsmittel (374 ml; –0,8 bar,
40°C Destillat)
wurde Heptan (187 ml) und dann Lösungsmittel
(136 ml) durch Vakuumdestillation (–0,8 bar, 44°C Destillat)
entfernt. Die Reaktionsmischung wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und
18 Stunden bei dieser Temperatur und dann 3 Stunden bei 0–5°C gerührt. Es
schied sich ein Feststoff ab. Der Feststoff wurde filtriert und
mit kaltem Heptan (50 ml) gewaschen. Der Feststoff wurde unter Vakuum
18 Stunden bei 40°C
getrocknet, was die Titelverbindung in Form eines weißen Feststoffs
ergab (28,6 g, 55,5% Ausbeute (über
zwei Schritte), Reinheit 94,6 gemäß HPLC).
1H-NMR
(300 MHz CDCl3) δ 1,33–1,49 (11H, m), 1,76–1,84 (4H,
m), 1,95–2,0
(2H, m), 2,40–2,47
(3H, m), 2,69–2,83
(4H, m), 4,13–4,28
(3H, m), 6,73–6,77
(1H, d), 6,99–7,00
(1H, s), 7,29–7,32
(1H, d). MS:m/z (M+H)+ 430.
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Beispiel 2
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Dieses
Beispiel illustriert die Herstellung von 4-(Hydroxy)-[1,4']bipiperidinyl-1'-carbonsäure-tert.-butylester
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4-Hydroxypiperidin
(0,254 g, 2,51 mmol) und N-Boc-Piperidon
(0,5 g, 2,51 mmol, 1 Äq.)
wurden in Ethanol (5 ml) gelöst
und 5 Minuten bei Raumtemperatur gerührt. Diese gerührte Lösung wurde
mit 10% Palladium auf Kohle (0,5 g) und Ameisensäure (0,5 ml, 5 Äq.) versetzt,
wonach der Ansatz 102 Stunden bei Raumtemperatur gerührt wurde.
Dann wurde die Reaktion beendet und über CELITETM filtriert.
Der Katalysator wurde mit Ethanol (50 ml) gewaschen, wonach die
Filtrate eingedampft wurden, was die Titelverbindung in Form eines
gelben Öls
ergab (0,69 g, 97% Ausbeute, Reinheit 76% gemäß HPLC-Fläche).
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Beispiel 3
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Dieses
Beispiel illustriert die Herstellung von 4-(3,4-Dichlorphenoxy)-[1,4']bipiperidinyl-1'-carbonsäure-tert.-butylester unter Verwendung von
5% Pd auf C (Typ 437) als Katalysator.
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1-tert.-Butoxycarbonyl-4-piperidon
(4,02 g, 0,0217 mol, 1,3 Äq.)
und 4-Hydroxypiperidin (1,57 g, 0,0155 mol, 1 Äq.) wurden bei Raumtemperatur
in Ethanol (18 ml) und Essigsäure
(2 ml) 10 Minuten gerührt. Die
Lösung
wurde mit 0,62 g 5% Palladium auf Kohle, Typ 437 von Johnson Matthey,
als Katalysator versetzt. Dann wurde der Ansatz unter einem Druck
zwischen 4 und 4,5 bar bei Raumtemperatur 26 Stunden hydriert. Der
Katalysator wurde über
CELITETM abfiltriert, mit Ethanol (40 ml)
gewaschen und im Vakuum zu einem Öl eingedampft. Das Öl wurde
mit Essigsäure
(1 ml) versetzt, und das Öl
wurde zwischen Wasser (20 ml) und Dichlormethan (30 ml) verteilt.
Die wäßrige Schicht
wurde gesammelt und basisch gestellt (5 M Natronlauge, 5 ml) und
zweimal mit Dichlormethan (2 × 20
ml) gewaschen. Die vereinigten organischen Schichten wurden mit
Kochsalzlösung
gewaschen und getrocknet (Magnesiumsulfat). Die Lösung wurde
filtriert und im Vakuum eingedampft, was 4-(Hydroxy)-[1,4']bipiperidinyl-1'-carbonsäure-tert.-butylester in Form
eines gelben Öls
ergab (2,03 g, 46% Ausbeute; Reinheit 92,1% HPLC-Flächen-%).
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Beispiel 4
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Dieses
Beispiel illustriert die Herstellung von 4-(3,4-Dichlorphenoxy)-[1,4']bipiperidinyl-1'-carbonsäure-tert.-butylester unter Verwendung von
5% Pd auf C (Typ 38H) als Katalysator.
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1-tert.-Butoxycarbonyl-4-piperidon
(3,94 g, 0,0198 mol, 1 Äq.)
und 4-Hydroxypiperidin (2 g, 0,0198 mol, 1 Äq.) wurden bei Raumtemperatur
in Ethanol (20 ml) und Essigsäure
(4 ml) 3 Stunden gerührt.
Die Lösung
wurde mit 0,6 g 5% Palladium auf Kohle, Typ 38H von Johnson Matthey,
als Katalysator versetzt. Dann wurde der Ansatz unter einem Druck
von 4 bar bei Raumtemperatur 68 Stunden hydriert. Der Katalysator
wurde über
CELITETM abfiltriert, mit Ethanol (60 ml)
gewaschen und im Vakuum zu einem Öl eingedampft. Das Öl wurde
mit 10%iger Citronensäure
(7 ml), Wasser (10 ml) und Dichlormethan (40 ml) versetzt. Die wäßrige Schicht
wurde gesammelt und basisch gestellt (5 M Natronlauge, 12 ml) und
zweimal mit Dichlormethan (2 × 30
ml) gewaschen. Die vereinigten organischen Schichten wurden mit
Kochsalzlösung
gewaschen und getrocknet (Magnesiumsulfat). Die Lösung wurde
filtriert und im Vakuum eingedampft, was 4-(Hydroxy)-[1,4']bipiperidinyl-1'-carbonsäure-tert.-butylester in Form
eines gelben Öls
ergab (4,35 g, 77% Ausbeute; Reinheit 90% HPLC-Flächen%).
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Beispiel 5
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Dieses
Beispiel illustriert die Herstellung von 4-(3,4-Dichlorphenoxy)-[1,4']bipiperidinyl-1'-carbonsäure-tert.-butylester unter Verwendung von
5% Pd auf C (Typ 440) als Katalysator.
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1-tert.-Butoxycarbonyl-4-piperidon
(4 g, 0,0201 mol, 1,3 Äq.)
und 4-Hydroxypiperidin (1,56 g, 0,0154 mol, 1 Äq.) wurden bei Raumtemperatur
in Ethanol (20 ml) und Essigsäure
(2 ml) 3 Stunden gerührt.
Die Lösung
wurde mit 0, 56 g 5% Palladium auf Kohle, Typ 440 von Johnson Matthey,
als Katalysator versetzt. Dann wurde der Ansatz unter einem Druck
von 3 bar bei Raumtemperatur 16 Stunden hydriert. Der Katalysator
wurde über
CELITETM abfiltriert, mit Ethanol (40 ml)
gewaschen und im Vakuum zu einem Öl eingedampft. Das Öl wurde
in Wasser (25 ml) gelöst,
und die wäßrige Schicht
wurde zweimal mit Dichlormethan (2 × 20 ml) gewaschen. Die wäßrige Schicht
wurde basisch gestellt (5 M Natronlauge, 12 ml) und zweimal mit
Dichlormethan (2 × 30
ml) gewaschen. Die vereinigten organischen Schichten wurden getrocknet
(Magnesiumsulfat). Die Lösung
wurde filtriert und im Vakuum eingedampft, was 4-(Hydroxy)-[1,4']bipiperidinyl-1'-carbonsäure-tert.-butylester
in Form eines gelben Öls
ergab (3,13 g, 71,5% Ausbeute; Reinheit 95,4% HPLC-Flächen-%).
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Beispiel 6
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Dieses
Beispiel illustriert die Herstellung von 4-(3,4-Dichlorphenoxy)-[1,4']bipiperidinyl-1'-carbonsäure-tert.-butylester unter Verwendung von
5% Pd auf C (Typ 5214) von Engelhard als Katalysator.
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1-tert.-Butoxycarbonyl-4-piperidon
(6,87 g, 0,0345 mol, 1,15 Äq.)
und 4-Hydroxypiperidin (3,03 g, 0,03 mol, 1 Äq.) wurden bei Raumtemperatur
in Ethanol (25 ml) und Essigsäure
(2 ml) 2 Stunden gerührt.
Die Lösung
wurde mit 0,3 g 5% Palladium auf Kohle, Typ 5214 von Engelhard,
als Katalysator versetzt. Dann wurde der Ansatz unter einem Druck
von 3,5 bar bei Raumtemperatur 24 Stunden hydriert. Dann wurde weiterer
Katalysator (0,3 g) zugegeben und unter einem Druck von 3,5 bar
weitere 19 Stunden hydriert. Der Katalysator wurde über CELITETM abfiltriert, mit Ethanol (10 ml) gewaschen
und im Vakuum zu einem Öl
eingedampft. Das Öl
wurde mit 20%iger Citronensäure
(10 ml) und Essigsäureisopropyl ester
(20 ml) versetzt. Die wäßrige Schicht
wurde gesammelt und basisch gestellt (10 M Natronlauge, 3 ml) und
zweimal mit MTBE (2 × 25
ml) gewaschen. Die vereinigten organischen Schichten wurden mit
Kochsalzlösung
gewaschen und getrocknet (Magnesiumsulfat). Die Lösung wurde
filtriert und im Vakuum eingedampft, was 4-(Hydroxy)-[1,4']bipiperidinyl-1'-carbonsäure-tert.-butylester in Form
eines gelben Öls
ergab (6,8 g, 79,8% Ausbeute; Reinheit 96,3% HPLC-Flächen-%).
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Beispiel 7
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Dieses
Beispiel illustriert die Herstellung von 4-(3,4-Dichlorphenoxy)-[1,4']bipiperidinyl-1'-carbonsäure-tert.-butylester unter Verwendung von
5% Pt auf C (Typ 117) als Katalysator.
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1-tert.-Butoxycarbonyl-4-piperidon
(3 g, 0,0151 mol, 1 Äq.)
und 4-Hydroxypiperidin (1,56 g, 0,0154 mol, 1 Äq.) wurden bei Raumtemperatur
in Ethanol (10 ml) und Essigsäure
(1 ml) 30 Minuten gerührt.
Die Lösung
wurde mit 0,4 g 5% Platin auf Kohle, Typ 117 von Johnson Matthey,
als Katalysator versetzt. Dann wurde der Ansatz unter einem Druck
von 3 bar bei Raumtemperatur 6 Stunden hydriert. Der Ansatz wurde über CELITETM filtriert und mit Ethanol (40 ml) gewaschen.
Der 4-(Hydroxy)-[1,4']bipiperidinyl-1'-carbonsäure-tert.-butylester (Reinheit
13,7% gemäß HPLC-Flächen-%)
wurde nicht isoliert.
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Beispiel 8
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Dieses
Beispiel illustriert die Herstellung von 4-(3,4-Dichlorphenoxy)-[1,4']bipiperidinyl-1'-carbonsäure-tert.-butylester unter Verwendung von
5% Pd auf C (Typ 87L) als Katalysator.
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1-tert.-Butoxycarbonyl-4-piperidon
(3,43 g, 0,0171 mol, 1,15 Äq.)
und 4-Hydroxypiperidin (1,51 g, 0,0149 mol, 1 Äq.) wurden bei Raumtemperatur
in THF (20 ml), Ethanol (3 ml) und Essigsäure (0,4 ml) 4 Stunden gerührt. Die
Lösung
wurde mit 0, 4 g 5% Palladium auf Kohle, Typ 87L von Johnson Matthey,
als Katalysator versetzt. Dann wurde der Ansatz unter einem Druck
von 2,5 bar bei Raumtemperatur 19 Stunden hydriert. Der Katalysator
wurde über
CELITETM abfiltriert und mit Ethanol (20
ml) gewaschen. Der 4-(Hydroxy)-[1,4']bipiperidinyl-1'-carbonsäure-tert.-butylester
(Reinheit 50% gemäß HPLC-Flächen-%)
wurde nicht isoliert.
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Beispiel 9
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Dieses
Beispiel illustriert die Herstellung von 4-(3,4-Dichlorphenoxy)-[1,4']bipiperidinyl-1'-carbonsäure-tert.-butylester unter Verwendung von
5% Pd auf C (Typ 87L) als Katalysator.
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1-tert.-Butoxycarbonyl-4-piperidon
(2,29 g, 0,0114 mol, 1,15 Äq.)
und 4-Hydroxypiperidin (1 g, 0,0099 mol, 1 Äq.) wurden bei Raumtemperatur
in THF (10 ml) und Essigsäure
(0,6 ml) 20 Stunden gerührt.
Die Lösung
wurde mit 0,17 g 5% Palladium auf Kohle, Typ 87L von Johnson Matthey,
als Katalysator versetzt. Dann wurde der Ansatz unter einem Druck
von 3 bar bei Raumtemperatur 24 Stunden hydriert. Der Katalysator
wurde über
CELITETM abfiltriert und mit THF (20 ml)
gewaschen. Der 4-(Hydroxy)-[1,4']bipiperidinyl-1'-carbonsäure-tert.-butylester (Reinheit
18,8% gemäß HPLC-Flächen-%)
wurde nicht isoliert.
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Beispiel 10
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Die
Beispiele in Tabelle 1 illustrieren die Herstellung von 4-(3,4-Dichlorphenoxy)-[1,4']bipiperidinyl-1'-carbonsäure-tert.-butylester unter
Verwendung verschiedener Katalysatoren mit 5% und 10% Pd auf C.
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Allgemeine
Verfahrensweise
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1-tert.-Butoxycarbonyl-4-piperidon
(0,5 g, 0,0025 mol, 1 Äq.)
und 4-Hydroxypiperidin (0,254 g, 0,0025 mol, 1 Äq.) wurden bei Raumtemperatur
in Ethanol (5 ml) und Essigsäure
(0–0,5
ml – siehe
Tabelle 1) 2 Stunden gerührt.
Die Lösung
wurde mit 0,1 g 5% bzw. 10% Palladium auf Kohle eines Typs von Johnson
Matthey als Katalysator versetzt. Dann wurde die Reaktionsmischung
unter einem Druck von 3–4
bar bei Raumtemperatur 23 Stunden hydriert und dann mittels HPLC
analysiert.
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Die
Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt. Der 4-(Hydroxy)-[1,4']bipiperidinyl-1'-carbonsäure-tert.-butylester (Produkt in Tabelle 1) wurde
nicht isoliert.
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