CN102070619B - 一种三嗪衍生物及制备方法和其在植物抗菌剂中的应用 - Google Patents
一种三嗪衍生物及制备方法和其在植物抗菌剂中的应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种三嗪衍生物及其制备方法和其在植物抗菌剂中的应用。本发明所提供的三嗪衍生物其结构中的R1为氢原子、卤素、丙烯基、丙腈基、含有C1-C5的直链或支链烷基;X、Y为氧或氨基;R2、R3为C1-C6的直链或支链烷基、芳基。本发明化合物通过将三聚氯氰与4,6-二甲基-5取代或未取代-2-氨基嘧啶叠加反应生成。本发明所提供的化合物经试验证明具有良好的抑菌活性,可用于抑制苹果树腐烂病菌,由此使得该化合物在在制备抗苹果树腐烂病菌药物制剂中得以应用。
Description
技术领域
本发明涉及三嗪衍生物及其合成方法和其在植物抗菌剂中的应用,具体地说是涉及一类新的含嘧啶氨基的三嗪衍生物及其合成方法和其在植物抗菌剂中的应用。
背景技术
苹果树腐烂病是一种发生范围广、危害程度严重的果树病害。苹果树感染后形成腐烂病斑,如不及时防治,则会很快蔓延、危害苹果树的正常生长,造成严重的产量和经济损失。目前可用于防治苹果树腐烂病的化学药剂有近10种,主要有三唑类、吡唑类、苯丙咪唑类、有机砷类、硫代氨基甲酸酯类等,但随着药剂的大量和长时间使用,现已发现苹果树腐烂病对多类常规杀菌剂都产生了不同程度的抗药性,一些砷制剂如福美胂虽然效果较好,但长期使用有害人体健康,且对环境污染严重,自2002年已被农业部禁止在无公害果园使用。因此,研究和开发对苹果树腐烂病防治有效的新型植物杀菌剂具有重要的意义。
1,3,5-三嗪类化合物具有广谱抗菌活性(Srinivas,K.,et,al.,Eur.Med.Chem.2006,41,1240-1246;Ono,M.,et al.,2004,US6680315.),其在抗癌、抗细菌和真菌等方面均有较强的生物活性。为了进一步提高这类化合物的生物活性,许多研究人员在三嗪环上引入芳香基、脂肪基和一些活性较高的杂芳环基团,如吗啉环、吡唑环、吡啶环等,以期获得更多、更好具有广谱抗菌活性的新化合物。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种新的化合物,同时提供一种该化合物的制备方法以及该化合物的用途。
本发明的目的是这样实现的:
本发明所提供的新化合物通式如下:
其中R1为氢原子、卤素、丙烯基、丙腈基、含有C1-C5的直链或支链烷基;X、Y为氧或氨基;R2、R3为C1-C6的直链或支链烷基、芳基。
上述芳基可以选用苯基、苄基、4-甲氧基苯基、4-甲基苯基、4-氯苯基、4-溴苯基、4-碘苯基、4-羟基苯基、2-甲氧基苯基、2-甲基苯基、2-氯苯基、2-溴苯基、2-碘苯基、2-羟基苯基、3-甲氧基苯基、3-甲基苯基、3-氯苯基、3-溴苯基、3-碘苯基、3-羟基苯基、1-萘基、2-萘基、2-呋喃基、3-吡啶基、2-吡啶基、4-吡啶基中的任意一种。
本发明中芳基的定义为:
本发明中最为优选的化合物是在上述通式中,
R1为氢原子,X、Y为氨基,R2为4-氯苯基,R3为异丙基;
R1为甲基,X为氨基,Y为氧,R2为4-甲氧苯基,R3为甲基;
R1为甲基,X为氨基,Y为氧,R2为4-氯苯基,R3为甲基;
R1为溴,X为氨基,Y为氧,R2为苯基,R3为甲基。
本发明同时提供了一种上述化合物的制备方法,它包括以下步骤:
(i)、三聚氯氰与4,6-二甲基-5取代或未取代-2-氨基嘧啶,按照摩尔比1~5∶1,弱碱条件下,四氢呋喃溶液(以下简称THF溶液)中,低温下搅拌9-24小时;分离得到叠加有嘧啶环的1,3,5-三嗪类衍生物,其化学结构式为:
(ii)、将i步获得的1,3,5-三嗪类衍生物与胺、醇或酚,按照摩尔比1~5∶1,碱性条件下,四氢呋喃溶液中,搅拌回流10-30小时,分离得到相应的取代化合物,其化学结构式为:
(iii)、将上述化合物与胺、醇或酚,按照摩尔比1∶1~5,碱性条件下,二甲苯或甲醇溶液中,100-220℃微波辐射5-30分钟,分离得到权利要求1所述化合物,其化学结构式为:
在上述方法中ii所述的胺优选对甲氧基苯胺或对氯基苯胺,iii步中所述的胺优选异丙胺。
本发明方法中的化学反应式如下:
其中R1为氢原子、卤素、丙烯基、丙腈基、含有C1-C5的直链或支链烷基;X、Y为氧或氨基;R2、R3为C1-C6的直链或支链烷基、芳基。
本发明方法操作简单,化合物经柱色谱分离可得到纯品。
本发明所提供的化合物经试验证明具有良好的抑菌活性,可用于抑制苹果树腐烂病菌,由此使得该化合物在制备抗苹果树腐烂病菌药物制剂中得以应用。
本发明化合物作为活性成份,可与田间农药允许使用的载体均匀混合,按照常规的制剂方法制备成可以用于抗苹果树腐烂病菌的各种形式的植物抗菌制剂,使用时将其稀释至合适的浓度对准植物腐烂部位喷雾即可。
具体实施方式
通过下述实施例将有助于对本发明的理解,但并不限制本发明的内容。
实施例1
合成N2-异丙基-N4-(4-甲氧基苯基)-N6-(4,6-二甲基嘧啶-2-基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺(简称化合物4a)
其化学反应式如下:
具体方法为:
(i)单取代中间体2a(4,6-二氯-N-(4,6-二甲基嘧啶-2-基)-1,3,5-三嗪-2-胺)的合成:3mmol三聚氯氰(1,为市购产品)溶于10mL干燥的THF中,加入1mmol二异丙基乙基胺(DIPEA),氮气保护下分别滴加1mmol 4,6-二甲基-2-氨基嘧啶的THF溶液(10mL),0℃下搅拌15h,反应结束后,减压蒸去溶剂,经硅胶柱色谱分离(环己烷∶乙酸乙酯V∶V=10∶1),得到相应的单取代化合物2a。
(ii)双取代中间体3a(6-氯-N2-(4-甲氧基苯基)-N4-(4,6-二甲基嘧啶-2-基)-1,3,5-三嗪-2,4-二胺)的合成:在1mmol化合物2a的四氢呋喃(THF)溶液(10mL)中,加入1mmol DIPEA,氮气保护下分别加入1mmol对甲氧基苯胺,在回流条件下搅拌21h,反应结束后,减压蒸去溶剂,经硅胶柱色谱分离(环己烷∶乙酸乙酯V∶V=2.5∶1),得到相应的双取代化合物3a;
(iii)目标化合物4a的合成:将1mmol化合物3a的二甲苯溶液(1mL)中,加入1mmolDIPEA、3mmol异丙胺搅拌溶解,在微波辐射条件下210℃反应25min。反应结束后,减压蒸去溶剂,经硅胶柱色谱分离(环己烷∶乙酸乙酯V∶V=1∶1.5),得到白色固体化合物4a(熔点:121-123℃),三步总收率64.5%。
4a的波谱数据:1H NMR(600MHz,CDCl3)δ:1.23(d,J=6.0Hz,6H,CH3),2.41(s,6H,CH3),3.80(s,3H,CH3),4.13-4.20(m,1H,CH),5.45(d,J=2.4Hz,1H,NH),6.65(s,1H,CH),6.86(d,J=8.4Hz,2H,ArH),7.54(brs,2H,ArH).MS(ESI)m/z:380([M]+).Anal.Calcd for C19H24N8O:C,59.98;H,6.36;N,29.45.Found:C,59.90;H,6.31;N,29.35.
实施例2:
合成6-甲氧基-N2-(4-氯苯基)-N4-(4,6-二甲基嘧啶-2-基)-1,3,5-三嗪-2,4-二胺(简称化合物4b)
其化学反应式如下:
具体方法为:
(i)双取代中间体3b(6-氯-N2-(4-氯苯基)-N4-(4,6-二甲基嘧啶-2-基)-1,3,5-三嗪-2,4-二胺)的合成:在1mmol化合物2a(实施例1中步骤1制备)的THF溶液(10mL)中,加入1mmol DIPEA,氮气保护下分别加入1mmol对氯苯胺,在回流条件下搅拌20h,反应结束后,减压蒸去溶剂,经硅胶柱色谱分离(环己烷∶乙酸乙酯V∶V=2∶1),得到双取代化合物3b;
(ii)目标化合物4b的合成:在1mmol化合物3b的甲醇溶液(1mL)中,加入1mmol无水K3CO3搅拌溶解,在微波辐射条件下120℃反应5min。反应结束后,减压蒸去溶剂,经硅胶柱色谱分离(环己烷∶乙酸乙酯V∶V=1∶2),得到白色固体化合物4b(熔点:142-144℃),总收率56.7%。
4b的波谱数据:1H NMR(600MHz,CDCl3)δ:2.44(s,6H,CH3),4.00(s,3H,CH3),6.68(s,1H,CH),7.25(d,J=8.4Hz,2H,ArH),7.65(brs,2H,ArH).MS(ESI)m/z:358([M+H]+).Anal.Calcd for C16H16ClN7O:C,53.71;H,4.51;N,27.40;Found:C,53.82;H,4.50;N,27.46。
实施例3:
合成N2-异丙基-N4-(4-氯苯基)-N6-(4,6-二甲基嘧啶-2-基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺(简称化合物4c)
其化学反应式如下:
将1mmol化合物3b(实施例2中步骤1制备)的二甲苯溶液(1mL)中,加入1mmolDIPEA、3mmol异丙胺搅拌溶解,在微波辐射条件下210℃反应25min。反应结束后,减压蒸去溶剂,经硅胶柱色谱分离(环己烷∶乙酸乙酯V∶V=1∶1.5),得到白色固体化合物4c(熔点:206-207℃),总收率57.5%。
4c的波谱数据:1H NMR(600MHz,CDCl3)δ:1.24(d,J=6.6Hz,6H,CH3),1.88(s,1H,NH),2.43(s,6H,CH3),4.14-4.20(m,1H,CH),5.56(d,J=1.8Hz,1H,NH),6.68(s,1H,CH),7.25(d,J=8.4Hz,2H,ArH),7.64(brs,2H,ArH).MS(ESI)m/z:385([M+H]+).Anal.Calcd for C18H21ClN8:C,56.17;H,5.50;N,29.11;Found:C,56.07;H,5.41;N,29.15.
实施例4:
合成N2-异丙基-N4-(4-甲氧基苯基)-N6-(4,5,6-三甲基嘧啶-2-基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺(简称化合物4a)
其化学反应式如下:
具体方法为:
(i)单取代中间体2b(4,6-二氯-N-(4,5,6-三甲基嘧啶-2-基)-1,3,5-三嗪-2-胺)的合成:3mmol三聚氯氰(1,为市购产品)溶于10mL干燥的THF中,加入1mmol二异丙基乙基胺(DIPEA),氮气保护下分别滴加1mmol 4,5,6-三甲基-2-氨基嘧啶的THF溶液(10mL),0℃下搅拌16h,反应结束后,减压蒸去溶剂,经硅胶柱色谱分离(环己烷∶乙酸乙酯V∶V=8∶1),得到相应的单取代化合物2b;
(ii)双取代中间体3c(6-氯-N2-(4-甲氧基苯基)-N4-(4,5,6-三甲基嘧啶-2-基)-1,3,5-三嗪-2,4-二胺)的合成:在1mmol化合物2b的THF溶液(10mL)中,加入1mmol DIPEA,氮气保护下分别加入1mmol对甲氧基苯胺,在回流条件下搅拌21h,反应结束后,减压蒸去溶剂,经硅胶柱色谱分离(环己烷∶乙酸乙酯V∶V=2.5∶1),得到相应的双取代化合物3c;
(iii)目标化合物4d的合成:将1mmol化合物3c的二甲苯溶液(1mL)中,加入1mmolDIPEA、3mmol异丙胺搅拌溶解,在微波辐射条件下210℃反应25min。反应结束后,减压蒸去溶剂,经硅胶柱色谱分离(环己烷∶乙酸乙酯V∶V=1∶1.5),得到白色固体化合物4d(熔点:227-229℃),三步总收率76%。
4d的波谱数据:1H NMR(600MHz,CDCl3)δ:1.24(d,J=6.0Hz,6H,CH3),2.15(s,3H,CH3),2.43(s,6H,CH3),3.80(s,3H,CH3),4.14-4.21(m,1H,CH),5.45(brs,1H,NH),6.86(d,J=8.4Hz,2H,ArH),7.54(brs,2H,ArH).MS(ESI)m/z:394([M]+).Anal.Calcd for C20H26N8O:C,60.89;H,6.64;N,28.41;Found:C,60.84;H,6.62;N,28.36.
实施例5:
合成6-甲氧基-N2-(4-甲氧基苯基)-N4-(4,5,6-三甲基嘧啶-2-基)-1,3,5-三嗪-2,4-二胺(简称化合物4e)
其化学反应式如下:
具体方法为:
在1mmol化合物3c(实施例4中步骤2制备)的甲醇溶液(1mL)中,加入1mmol无水K3CO3搅拌溶解,在微波辐射条件下120℃反应5min。反应结束后,减压蒸去溶剂,经硅胶柱色谱分离(环己烷∶乙酸乙酯V∶V=1∶2),得到白色固体化合物4e(熔点:88-89℃),三步总收率81%。
4e的波谱数据:1H NMR(600MHz,CDCl3)δ:2.19(s,3H,CH3),2.46(s,3H,CH3),2.51(s,3H,CH3),3.82(s,3H,CH3),3.97(s,3H,CH3),6.88(s,2H,ArH),7.44(brs,1H,ArH),7.75(brs,1H,ArH).MS(ESI)m/z:390([M+Na]+).Anal.Calcd for C18H21N7O2:C,58.84;H,5.76;N,26.69;Found:C,58.69;H,5.68;N,26.63.
实施例6:
合成6-甲氧基-N2-(4-氯苯基)-N4-(4,5,6-三甲基嘧啶-2-基)-1,3,5-三嗪-2,4-二胺(简称化合物4f)
其化学反应式如下:
具体方法为:
(i)双取代中间体3d(6-氯-N2-(4-氯苯基)-N4-(4,5,6-三甲基嘧啶-2-基)-1,3,5-三嗪-2,4-二胺)的合成:在1mmol化合物2b(实施例4中步骤1制备)的THF溶液(10mL)中,加入1mmol DIPEA,氮气保护下分别加入1mmol对氯苯胺,在回流条件下搅拌16h,反应结束后,减压蒸去溶剂,经硅胶柱色谱分离(环己烷∶乙酸乙酯V∶V=2∶1),得到双取代化合物3d;
(ii)目标化合物4f的合成:在1mmol化合物3d的甲醇溶液(1mL)中,加入1mmol无水K3CO3搅拌溶解,在微波辐射条件下120℃反应5min。反应结束后,减压蒸去溶剂,经硅胶柱色谱分离(环己烷∶乙酸乙酯V∶V=1∶2),得到白色固体化合物4f(熔点:198-199℃),总收率69%。
4f的波谱数据:1H NMR(600MHz,CDCl3)δ:2.16(s,3H,CH3),2.45(s,6H,CH3),3.98(s,3H,CH3),6.87(brs,2H,ArH),7.46(brs,1H,ArH),7.76(brs,1H,ArH).MS(ESI)m/z:372([M+H]+).Anal.Calcd for C17H18ClN7O:C,54.91;H,4.88;N,26.37;Found:C,55.01;H,4.85;N,26.48.
实施例7:
合成N2-异丙基-N4-(4-甲氧基苯基)-N6-(4,6-二甲基嘧啶-5-溴-2-基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺(简称化合物4g)
其化学反应式如下:
具体方法为:
(i)单取代中间体2c(4,6-二氯-N-(4,6-二甲基嘧啶-5-溴-2-基)-1,3,5-三嗪-2胺)的合成:3mmol三聚氯氰(1,为市购产品)溶于10mL干燥的THF中,加入1mmol二异丙基乙基胺(DIPEA),氮气保护下分别滴加1mmol 4,6-二甲基-5-溴-2-氨基嘧啶的THF溶液(10mL),0℃下搅拌24h,反应结束后,减压蒸去溶剂,经硅胶柱色谱分离(环己烷∶乙酸乙酯V∶V=10∶1),得到相应的单取代化合物2c;
(ii)双取代中间体3e(6-氯-N2-(4-甲氧基苯基)-N4-(4,6-二甲基嘧啶-5-溴-2-基)-1,3,5-三嗪-2,4-二胺)的合成:在1mmol化合物2c的THF溶液(10mL)中,加入1mmolDIPEA,氮气保护下分别加入1mmol对甲基苯胺,在回流条件下搅拌25h,反应结束后,减压蒸去溶剂,经硅胶柱色谱分离(环己烷∶乙酸乙酯V∶V=2.5∶1),得到相应的双取代化合物3e;
(iii)目标化合物4g的合成:将1mmol化合物3e的二甲苯溶液(1mL)中,加入1mmolDIPEA、3mmol异丙胺搅拌溶解,在微波辐射条件下210℃反应25min。反应结束后,减压蒸去溶剂,经硅胶柱色谱分离(环己烷∶乙酸乙酯V∶V=1∶1.5),得到白色固体化合物4g(熔点:216-218℃),三步总收率35.6%。
波谱数据:1H NMR(600MHz,CDCl3)δ:1.23(s,6H,CH3),2.62(s,6H,CH3),3.81(s,3H,CH3),4.14-4.20(m,1H,CH),6.86(d,J=8.4Hz,2H,ArH),7.55(brs,2H,ArH).MS(ESI)m/z:481([M+Na]+).Anal.Calcd for C19H23BrN8O:C,49.68;H,5.05;N,24.39;Found:C,49.75;H,5.13;N,24.21.
实施例8:
合成6-甲氧基-N2-(4-氯苯基)-N4-(4,6-二甲基嘧啶-5-溴-2-基)-1,3,5-三嗪-2,4-二胺(简称化合物4h)
其化学反应式如下:
具体方法为:
(i)双取代中间体3f(6-氯-N2-(4-氯苯基)-N4-(4,6-二甲基嘧啶-5-溴-2-基)-1,3,5-三嗪-2,4-二胺)的合成:在1mmol化合物2c(实施例7中步骤1制备)的THF溶液(10mL)中,加入1mmol DIPEA,氮气保护下分别加入1mmol对氯苯胺,在回流条件下搅拌23h,反应结束后,减压蒸去溶剂,经硅胶柱色谱分离(环己烷∶乙酸乙酯V∶V=2∶1),得到双取代化合物3f;
(ii)目标化合物4h的合成:在1mmol化合物3f的甲醇溶液(1mL)中,加入1mmol无水K3CO3搅拌溶解,在微波辐射条件下120℃反应5min。反应结束后,减压蒸去溶剂,经硅胶柱色谱分离(环己烷∶乙酸乙酯V∶V=1∶2),得到白色固体化合物4h(熔点:235-238℃),总收率28%。
4h的波谱数据:1H NMR(600MHz,CDCl3)δ:2.65(s,6H,CH3),4.00(s,3H,CH3),7.28-7.30(m,4H,ArH).MS(ESI)m/z:458([M+Na]+).Anal.Calcd for C16H15BrClN7O:C,44.01;H,3.46;N,22.45;Found:C,43.90;H,3.49;N,22.36.
实施例9:
合成6-甲氧基-N2-苯基-N4-(4,6-二甲基嘧啶-5-溴-2-基)-1,3,5-三嗪-2,4-二胺(简称化合物4i)
其化学反应式如下:
具体方法为:
(i)双取代中间体3f(6-氯-N2-苯基-N4-(4,6-二甲基嘧啶-5-溴-2-基)-1,3,5-三嗪-2,4-二胺)的合成:在1mmol化合物2c(实施例7中步骤1制备)的THF溶液(10mL)中,加入1mmol DIPEA,氮气保护下分别加入1mmol苯胺,在回流条件下搅拌21h,反应结束后,减压蒸去溶剂,经硅胶柱色谱分离(环己烷∶乙酸乙酯V∶V=2∶1),得到双取代化合物3e;
(ii)目标化合物4i的合成:在1mmol化合物3f的甲醇溶液(1mL)中,加入1mmol无水K3CO3搅拌溶解,在微波辐射条件下120℃反应5min。反应结束后,减压蒸去溶剂,经硅胶柱色谱分离(环己烷∶乙酸乙酯V∶V=1∶2),得到白色固体化合物4i(熔点:86-89℃),总收率33%。
4i的波谱数据:1H NMR(600MHz,CDCl3)δ:2.65(s,6H,CH3),4.00(s,3H,CH3),7.17(brs,2H,ArH),7.46(t,J=9.6Hz,2H,ArH),7.72(s,1H,ArH).MS(ESI)m/z:402([M+H]+).Anal.Calcd for C16H16BrN7O:C,47.77;H,4.01;N,24.37;Found:C,47.83;H,4.03;N,24.35.
实施例10:
本发明化合物对苹果树腐烂病菌的抑菌测试,具体方法采用生长速率法,即制备定量(100mL)PDA培养基(去皮马铃薯200g、琼脂粉12g、葡萄糖20g、以蒸馏水定容至1000mL)备用;用无菌水将供试化合物稀释;无菌条件下取稀释液1mL加入到融化并冷却至40-50℃的上述定量培养基中,混匀后倒皿,每皿25mL。待培养基冷凝后,于中心接种直径D=0.6cm供试菌饼,然后置于25℃生化培养箱中,4天后测量菌落直径。另设空白对照和溶剂对照。对所得数据进行统计,求出各处理的抑菌率EC50值(表1)。
表1化合物4c、4e、4f、4i对苹果树腐烂病菌的抑菌效果
结果表明测试化合物较阳性对照具有更好的抗苹果树腐烂病作用。
同样采用生长速率法,对本发明所列化合物的抗菌活性进行测试,其结果如表2所示:
表2化合物(100μg/mL)对苹果腐烂病菌的抑菌效果
实施例11
1%6-甲氧基-N2-苯基-N4-(4,6-二甲基嘧啶-5-溴-2-基)-1,3,5-三嗪-2,4-二胺乳剂
配方:取实施例9所制备的化合物1g,甲醇16g,乳化剂15g,水加至100g。
按照乳剂的常规制备方法制成乳剂。使用时兑水稀释2500-5000倍,摇匀,均匀喷雾。
本发明列举的实施例1-10旨在阐明这种三嗪衍生物的制备方法以及该类化合物对苹果树腐烂病病菌的抑制活性。实施例不单是说明它本身所述的具体化合物的合成方法及抗苹果树腐烂病活性,同时也可用来说明改变原料的种类和数量,合成它们的类似物和同系物,而不对本发明的范围构成任何限制。
在本发明实施例中,未给出制备方法的试剂及溶剂均为市场购买,如:
等等。
Claims (13)
10.权利要求1至9中所述化合物的制备方法,其特征在于它包括以下步骤:
(i)、三聚氯氰与4,6-二甲基-5取代或未取代-2-氨基嘧啶,按照摩尔比1~5:1,弱碱条件下,四氢呋喃溶液中,低温下搅拌9-24小时;分离得到叠加有嘧啶环的1,3,5-三嗪衍生物,其化学结构式为:
(ii)、将i步获得的1,3,5-三嗪衍生物与胺、醇或酚,按照摩尔比1~5:1,碱性条件下,四氢呋喃溶液中,搅拌回流10-30小时,分离得到相应的取代化合物,其化学结构式为:
(iii)、将上述化合物与胺、醇或酚,按照摩尔比1:1~5,碱性条件下,二甲苯或甲醇溶液中,100-220°C微波辐射5-30分钟,分离得到权利要求1至9所述化合物。
11.根据权利要求10所述的化合物的制备方法,其特征在于ii所述的胺为对甲氧基苯胺,iii步中所述的胺为异丙胺。
12.根据权利要求10所述的化合物的制备方法,其特征在于ii所述的胺为对氯基苯胺,iii步中所述的胺为异丙胺。
13.权利要求1至9中所述化合物在制备抗苹果树腐烂病菌药物制剂中的应用。
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