CN102304105B - 一种制备高纯度奥利司他的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于医药技术领域,特别涉及了一种制备高纯度奥利司他的方法,更特别涉及了一种利用混合硅胶中压层析和结晶为核心技术制备高纯度奥利司他的方法。本发明的具体方案包括了发酵液经过滤、浸提、萃取、层析、脱色、氢化、结晶和干燥工序,采用本发明工艺制备奥利司他,总收率大于30%,产率可达到1.5~3吨/月,HPLC测定奥利司他纯度在99.5%以上,单杂小于0.1%,高于药用标准。另外,本发明工艺中使用的设备均为普通化工设备,投资少,而且所用溶剂均可回收套用,可大大降低生产成本和环境污染,实现清洁生产。
Description
技术领域
本发明属于医药技术领域,特别涉及了一种制备高纯度奥利司他的方法,更特别涉及了一种利用混合硅胶中压层析和结晶为核心技术制备高纯度奥利司他的方法。
背景技术
奥利司他(Orlistat)是毒三素链霉菌(Streptomyces toxytricini)的次级代谢产物利普司他汀(Lipstatin)经催化氢化后的四氢化衍生物。奥利司他是由瑞士巴塞尔霍夫曼罗氏公司首先研发成功的第一种非中枢神经系统作用减肥药,它是长效和强效的特异性胃肠道脂肪酶抑制剂,能够有效减少脂肪的消化和吸收,控制体重,用于治疗肥胖症。
生产奥利司他除了半合成法外,还有化学全合成方法。中国发明专利申请公开说明书CN 1319596A公开了3,6-二烷基5,6-二氢-4-羟基-2H-吡喃-2-酮的合成,实际为一种全合成奥利司他的方法,合成路线有十二步反应,收率低,试剂成本高;中国发明专利申请公开说明书CN 1765892A公开了一种奥利司他的制备方法,该技术方案描述的合成方法较专利CN 1319596A的步骤少,经羟基保护、还原和成环得到奥利司他。中国发明专利申请公布说明书CN 101348475A公开了一种新的奥利司他合成方法、中间体化合物及其制备方法,该技术方案利用的是廉价原料,不使用有毒有害溶剂的奥利司他全合成方法,获得的奥利司他HPLC色谱纯度为99.3%。但是全合成方法与半合成的发酵相比,没有成本优势。
中国发明专利申请CN 102010387A公开了一种提纯奥利司他的方法,以及中国发明专利申请CN 102070568A公开了一种奥利司他制备方法,分别描述了利用动态轴向压缩(DAC)制备柱分离奥利司他的方法,其中CN 102010387A公开的方法可实现奥利司他色谱含量99%以上,单杂小于0.15%,未说明总杂含量;CN 102070568A公开的方法中奥利司他先经DAC制备柱单次进样纯化后再使用美国专利US6734314所述方法进行结晶精制,最后获得的奥利司他的最高纯度99.82%,单杂0.1%,总杂0.18%,而如果进行DAC多次连续进样,再结晶精制获得奥利司他的最高纯度为99.64%,单杂0.13%,总杂0.36%。另外,中国发明专利申请CN 102070567A公开了反相高效液相色谱制备高纯度奥利司他的方法,该技术方案中描述了用反相高效液相色谱纯化奥利司他的方法,该方法可获得色谱纯度99.5%,最大单杂0.1%的奥利司他。虽然DAC方法和反相高效液相色谱能够使奥利司他的纯度达到ICH的要求,但仍有设备投资高,所用填料昂贵,对上柱奥利司他的纯度要求高(>90%),批处理量小等缺点,不适于工业化放大生产,特别是数吨至数十吨的产业化规模。中国发明专利申请CN 101775416A公开了一种奥利司他的制备新方法,该技术方案用不同溶剂结晶以达到提高奥利司他纯度的分离纯化方法,但未说明利用该方法所得奥利司他纯度的相关数据,而且收率不高。
1999年奥利司他制剂“赛尼可”(罗氏)进入我国,是高端消费人群的首选减肥药,在市场份额方面仅次于西布曲明(曲美)。2010年西布曲明因毒副作用大遭到退市,使得奥利司他的需求大大增加。在发达的欧美原料药市场,对产品杂质的要求非常高,如果单杂超过0.1%,则需要进行分子结构鉴定。因此若想进入欧美原料药市场,必须制备纯度在99.5%以上,最大单一杂质0.1%以下的高纯度奥利司他。现有的奥利司他制备工艺都存在一定的缺陷和不足,主要是产品纯度达不到ICH标准,或者使用制备色谱虽使产品纯度达到要求,但设备投资大,运行费用高,无法实现大规模生产。
发明内容
为了突破将奥利司他提纯到ICH要求的高质量标准的技术难题,同时为了克服制备色谱纯化奥利司他存在设备投资高,生产成本高及不易放大的缺点,本发明人通过反复试验,提供了一种采用混合硅胶中压层析和结晶技术结合的核心工艺制备高纯度奥利司他的方法,包括过滤、浸提、萃取、层析、脱色、氢化、结晶、重结晶、晶型转换以及干燥步骤。
本发明的技术方案具体包括如下步骤:
①浸提:利普司他汀发酵液用板框压滤机过滤得到菌体后加入浸提所用有机溶剂,搅拌浸提4~12小时,板框过滤收集含有利普司他汀的滤液;
②萃取:向滤液中加入水调节有机溶剂浓度为30%~65%,之后加入萃取剂进行萃取,搅拌、静置分层,收集上相,减压浓缩至上相体积的1/4~1/8,过滤除去不溶物,得到萃取浓缩液;
③层析:准备不锈钢中压层析柱,将硅胶填料装入层析柱后用氮气维持一定压力,持续时间2~8小时;用乙酸乙酯平衡1~3倍柱体积,将步骤②中得到的萃取浓缩液上样硅胶柱,上样体积为柱体积的5%~20%,用乙酸乙酯洗柱2-5倍柱体积,流速控制在0.3~1.2倍柱体积/小时,用丙酮和乙酸乙酯的混合溶剂作为流动相进行洗脱,洗脱过程中压力控制在0.15~0.4Mpa,流速控制在0.2~0.5倍柱体积/小时,收集纯度大于93%利普司他汀洗脱液,将洗脱液减压浓缩至无有机溶剂,得到棕黄色油状利普司他汀;
④脱色:溶解步骤⑤中获得的棕黄色油状利普司他汀,加入1%~3%(w/v)活性炭,搅拌脱色,脱色温度25℃~65℃,脱色时间1~5小时,脱色结束后过滤去除活性炭,得到氢化液;
⑤氢化:将步骤④得到的氢化液转入氢化釜中,加入氢化液体积3%~5%(w/v)的钯碳并通入氢气催化氢化转化成奥利司他,控制氢化压力和氢化温度,氢化结束后过滤去除催化剂;
⑥结晶:利用降温和反溶剂溶析结晶法对奥利司他进行结晶,奥利司他浓度为1%~6%,加入结晶溶剂,控制结晶温度,反溶剂为纯化水,结晶时间2~10小时,低温过滤收集晶体,并用预冷结晶溶剂洗涤;
⑦重结晶:对步骤⑥中结晶获得的晶体用结晶溶剂重新溶解后,按照步骤⑥所述结晶方法进行重结晶;
⑧晶型转换:对步骤⑦中获得的奥利司他用晶型转换用溶剂溶解后进行晶型转化结晶,奥利司他浓度为5%~10%,控制结晶温度,结晶时间4~6小时,过滤收集晶体,真空冷冻干燥获得高纯度奥利司他冻干粉。
本发明对步骤①中菌体与浸提所用有机溶剂的重量体积比进行了优选,优选地,上述菌体与浸提所用有机溶剂的重量体积比为1∶4~10。
本发明对步骤①浸提所用有机溶剂进行了优选,优选地,上述浸提所用有机溶剂为甲醇、乙醇或丙酮,更优选的是乙醇。
本发明对步骤②中的萃取剂进行了优选,优选地,上述萃取剂为庚烷、乙酸乙酯或石油醚,更优选的是庚烷。
本发明对步骤②中的萃取剂用量进行了优选,优选地,上述萃取剂的用量是滤液体积的1/2~1/6。
本发明对步骤③中硅胶层析柱的高径比进行了优选,优选地,上述硅胶层析柱的高径比为4~10∶1,更优选的是10∶1。
本发明对步骤③中硅胶层析柱的填料进行了优选,优选地,上述硅胶层析柱硅胶层析柱所用普通硅胶填料可以是80~100目、100~200目、200~300目和300~400目中的一种或是任意两种的组合,更优选的是100~200目和200~300目的组合。另外,硅胶层析柱上半部装填的硅胶目数不高于下半部所装填的硅胶目数。
本发明对步骤③中硅胶层析柱的压力进行了优选,优选地,上述硅胶层析柱的压力为0.1Mpa~0.5Mpa,更优选的是0.3Mpa。
本发明对步骤③中的丙酮和乙酸乙酯的体积比进行了优选,优选地,上述丙酮和乙酸乙酯的体积比为5~15∶95~85,更优选的是丙酮和乙酸乙酯体积比为10∶90。
本发明对步骤④中溶解利普司他汀的溶剂进行了优选,优选地,上述所用溶剂可以是乙醇、甲醇、丙酮、乙腈或乙醚,更优选的是乙醇或甲醇。
本发明对步骤⑤中利普司他汀的氢化压力进行了优选,优选地,上述利普司他汀氢化压力为0.1Mpa~1.0Mpa,更优选的是0.5Mpa。
本发明对步骤⑤中利普司他汀的氢化温度进行了优选,优选地,上述利普司他汀氢化温度为20℃~50℃,更优选的是40℃。
本发明对步骤⑥、⑦中的结晶溶剂进行了有优选,优选地,上述结晶溶剂为乙醇、甲醇、丙酮、乙腈或乙醚,更优选的是乙醇或甲醇。
本发明对步骤⑧中的奥利司他结晶温度进行了有优选,优选地,上述奥利司他结晶温度为-10℃~15℃。
本发明对步骤⑥中的纯化水的加入量进行了优选,优选地,上述加入纯化水的体积为结晶溶剂体积的5%~30%。
本发明对步骤⑧中的奥利司他晶型转化用溶剂进行了优选,优选地,上述奥利司他晶型转化用溶剂为庚烷、乙腈或乙醚,更优选的是庚烷或乙醚。
本发明对步骤⑧中的奥利司他晶型转化结晶温度进行了优选,优选地,上述结晶温度为-8℃~20℃。
本发明与现有技术相比具有如下突出的优点:
本发明人经过大量的试验,优选了各步骤中的最佳反应条件,最终获得了稳定的生产工艺。采用本发明工艺制备奥利司他,总收率大于30%,产率可达到1.5~3吨/月,HPLC测定奥利司他纯度在99.5%以上,单杂小于0.1%,高于药用标准。另外,本发明工艺中使用的设备均为普通化工设备,投资少,而且所用溶剂均可回收套用,可大大降低生产成本和减少环境污染,实现清洁生产。
具体实施方式
为了更好的说明本发明,通过实施例进一步阐述,但是并不因此将本发明限制在所述的实施例中。
实施例1、一种制备高纯度奥利司他的方法
①浸提:3M3利普司他汀发酵液经板框压滤机过滤,用氮气将滤饼吹干,将过滤得到的菌体转移至浸提罐中,加入菌体重量5倍的乙醇,搅拌浸提8小时,用板框过滤收集滤液;
②萃取:向滤液中加入水调节乙醇浓度为40%,根据滤液体积加入1/5的庚烷进行萃取,搅拌、静置分层,收集上相,减压浓缩上相至原体积的1/7,过滤除去不溶性颗粒,得利普司他汀浓缩液,浓度为220g/L,待上层析柱;
③层析:准备不锈钢中压层析柱,层析柱装填高径比约为10∶1,层析柱直径50cm,柱体积约为980L,层析柱下半部装填200-300目硅胶,上半部装填100-200目硅胶,装填完毕后用氮气维持压力0.3Mpa,维持时间2小时;用乙酸乙酯平衡2倍柱体积,流速控制在0.3倍柱体积/小时,将步骤②中得到的利普司他汀浓缩液上样硅胶柱,上样体积为柱体积的10%;用乙酸乙酯洗柱3倍柱体积,再用体积比为10∶90的丙酮和乙酸乙酯混合溶剂作为流动相进行洗脱,洗脱过程中压力控制为0.15Mpa,流速为0.2倍柱体积/小时,收集纯度大于93%利普司他汀洗脱液,将洗脱液减压浓缩至无有机溶剂,得到棕黄色油状利普司他汀;
④脱色:用甲醇溶解步骤③中获得的油状利普司他汀,使得利普司他汀的浓度为100g/L,转移至脱色罐中,加入3%(w/v)活性炭,搅拌脱色,脱色温度控制在40℃,脱色时间2小时,脱色结束后过滤去除活性炭,得到氢化液;
⑤氢化:将步骤④得到的氢化液转入氢化釜中,加入氢化液体积3%的钯碳催化剂并通入氢气催化转化成奥利司他,氢化压力为0.5Mpa,温度为40℃,氢化结束后过滤去除催化剂;
⑥结晶:利用降温和反溶剂溶析结晶法对奥利司他进行结晶,奥利司他浓度为3%,结晶溶剂为甲醇,结晶温度控制在-2℃,反溶剂为纯化水且加入量为结晶溶剂体积的10%,结晶时间2小时,过滤收集晶体,并用预冷甲醇洗涤;
⑦重结晶:对步骤⑥中获得的晶体用甲醇溶解后,调节奥利司他浓度为4%,重结晶温度控制在0℃,纯化水加入量13%,结晶时间3小时,过滤收集晶体,并用预冷甲醇洗涤;将获得的晶体用甲醇重新溶解后,调节奥利司他浓度为5%,二次重结晶温度控制在3℃,纯化水加入量15%,结晶时间3小时,过滤收集晶体,并用预冷甲醇洗涤;
⑧晶型转换:对步骤⑦中获得的奥利司他用乙醚溶解后进行晶型转化结晶,奥利司他浓度为10%,降温结晶,结晶温度5℃,结晶时间2小时,过滤收集晶体;
⑨真空冷冻干燥,干燥24小时,获得高纯度奥利司他冻干粉,经HPLC测定纯度99.6%,最大单杂0.09%。经计算,该实施例总收率为36%。
实施例2、一种制备高纯度奥利司他的方法
①浸提:3M3利普司他汀发酵液经板框压滤机过滤,用氮气将滤饼吹干,将过滤得到的菌体转移至浸提罐中,加入菌体重量10倍的甲醇,搅拌浸提4小时,用板框过滤收集滤液;
②萃取:向滤液中加入水调节甲醇浓度为65%,根据滤液体积加入1/2的乙酸乙酯进行萃取,搅拌、静置分层,收集上相,减压浓缩上相至原体积的1/8,过滤除去不溶性颗粒,得利普司他汀浓缩液,浓度为220g/L,待上层析柱;
③层析:准备不锈钢中压层析柱,层析柱装填高径比约为8∶1,层析柱直径50cm,柱体积约为785L,层析柱下半部装填100-200目硅胶,上半部装填80-100目硅胶,装填完毕后用氮气维持压力0.5Mpa,维持时间4小时;用乙酸乙酯平衡3倍柱体积,流速控制在0.8倍柱体积/小时,将步骤②中得到的利普司他汀浓缩液上样硅胶柱,上样体积为柱体积的20%;用乙酸乙酯洗柱4倍柱体积,再用体积比为5∶95的丙酮和乙酸乙酯混合溶剂作为流动相进行洗脱,洗脱过程中压力控制为0.2Mpa,流速为0.2倍柱体积/小时,收集纯度大于93%利普司他汀洗脱液,将洗脱液减压浓缩至无有机溶剂,得到棕黄色油状利普司他汀;
④脱色:用乙醇溶解步骤③中获得的油状利普司他汀,使得利普司他汀浓度为110g/L,转移至脱色罐中,加入2%(w/v)活性炭,搅拌脱色,脱色温度控制在65℃,脱色时间1小时,脱色结束后过滤去除活性炭,得到氢化液;
⑤氢化:将步骤④得到的氢化液转入氢化釜中,加入氢化液体积5%(w/v)的钯碳催化剂并通入氢气催化转化成奥利司他,氢化压力为0.1Mpa,温度为50℃,氢化结束后过滤去除催化剂;
⑥结晶:利用降温和反溶剂溶析结晶法对奥利司他进行结晶,奥利司他浓度为6%,结晶溶剂为乙醇,结晶温度控制在-10℃,反溶剂为纯化水且加入量为结晶溶剂体积的30%,结晶时间10小时,过滤收集晶体,并用预冷乙醇洗涤;
⑦重结晶:对步骤⑥中获得的晶体用乙醇溶解后,调节奥利司他浓度为6%,重结晶温度控制在3℃,纯化水加入量13%,结晶时间8小时,过滤收集晶体,并用预冷乙醇洗涤;将获得的晶体用乙醇重新溶解后,调节奥利司他浓度为6%,二次重结晶温度控制在4℃,纯化水加入量15%,结晶时间10小时,过滤收集晶体,并用预冷乙醇洗涤;
⑧晶型转换:对步骤⑦中获得的奥利司他用庚烷溶解后进行晶型转化结晶,奥利司他浓度为8%,降温结晶,结晶温度-8℃,结晶时间5小时,过滤收集晶体;
⑨真空冷冻干燥,干燥24小时,获得高纯度奥利司他冻干粉,经HPLC测定纯度99.5%,单杂小于0.09%。经计算,总收率为35%。
实施例3、一种制备高纯度奥利司他的方法
①浸提:3M3利普司他汀发酵液经板框压滤机过滤,用氮气将滤饼吹干,将过滤得到的菌体转移至浸提罐中,加入菌体重量4倍的丙酮,搅拌浸提12小时,用板框过滤收集滤液;
②萃取:向滤液中加入水调节丙酮浓度为30%,根据滤液体积加入1/6的石油醚进行萃取,搅拌、静置分层,收集上相,减压浓缩上相至原体积的1/4,过滤除去不溶性颗粒,得利普司他汀浓缩液,浓度为210g/L,待上层析柱;
③层析:准备不锈钢中压层析柱,层析柱装填高径比约为4∶1,层析柱直径50cm,柱体积约为390L,层析柱下半部装填300-400目硅胶,上半部装填200-300目硅胶,装填完毕后用氮气维持压力0.1Mpa,维持时间8小时;用乙酸乙酯平衡1倍柱体积,流速控制在1.2倍柱体积/小时,将步骤②中得到的利普司他汀浓缩液上样硅胶柱,上样体积为柱体积的15%;用乙酸乙酯洗柱5倍柱体积,再用体积比为15∶85的丙酮和乙酸乙酯混合溶剂作为流动相进行洗脱,洗脱过程中压力控制为0.3Mpa,流速为0.4倍柱体积/小时,收集纯度大于93%利普司他汀洗脱液,将洗脱液减压浓缩至无有机溶剂,得到棕黄色油状利普司他汀;
④脱色:用丙酮溶解步骤③中获得的油状利普司他汀,使得利普司他汀浓度为120g/L,转移至脱色罐中,加入1%(w/v)活性炭,搅拌脱色,脱色温度控制在25℃,脱色时间5小时,脱色结束后过滤去除活性炭,得到氢化液;
⑤氢化:将步骤④得到的氢化液转入氢化釜中,加入氢化液体积4%(w/v)的钯碳催化剂并通入氢气催化转化成奥利司他,氢化压力为1.0Mpa,温度为20℃,氢化结束后过滤去除催化剂;
⑥结晶:利用降温和反溶剂溶析结晶法对奥利司他进行结晶,奥利司他浓度为4.5%,结晶溶剂为丙酮,结晶温度控制在-8℃,反溶剂为纯化水且加入量为结晶溶剂体积的5%,结晶时间3小时,过滤收集晶体,并用预冷丙酮洗涤;
⑦重结晶:对步骤⑥中获得的晶体用丙酮溶解后,调节奥利司他浓度为4%,重结晶温度控制在-3℃,纯化水加入量12%,结晶时间6小时,过滤收集晶体,并用预冷丙酮洗涤;将获得的晶体用丙酮重新溶解后,调节奥利司他浓度为5%,二次重结晶温度控制在0℃,纯化水加入量14%,结晶时间8小时,过滤收集晶体,并用预冷丙酮洗涤;
⑧晶型转换:对步骤⑦中获得的奥利司他用乙腈溶解后进行晶型转化结晶,奥利司他浓度为5%,降温结晶,结晶温度20℃,结晶时间6小时,过滤收集晶体;
⑨真空冷冻干燥,干燥24小时,获得高纯度奥利司他冻干粉,经HPLC测定纯度99.5%,单杂小于0.10%。经计算,总收率为32%。
实施例4、一种制备高纯度奥利司他的方法
①浸提:3M3利普司他汀发酵液经板框压滤机过滤,用氮气将滤饼吹干,将过滤得到的菌体转移至浸提罐中,加入菌体重量7倍的乙醇,搅拌浸提6小时,用板框过滤收集滤液;
②萃取:向滤液中加入水调节乙醇浓度为50%,根据滤液体积加入1/4的庚烷进行萃取,搅拌、静置分层,收集上相,减压浓缩上相至原体积的1/6,过滤除去不溶性颗粒,得利普司他汀浓缩液,浓度为230g/L,待上层析柱;
③层析:准备不锈钢中压层析柱,层析柱装填高径比约为7∶1,层析柱直径50cm,柱体积约为690L,层析柱下半部装填200-300目硅胶,上半部装填100-200目硅胶,装填完毕后用氮气维持压力0.2Mpa,维持时间6小时;用乙酸乙酯平衡2倍柱体积,流速控制在1.0倍柱体积/小时,将步骤②中得到的利普司他汀浓缩液上样硅胶柱,上样体积为柱体积的8%;用乙酸乙酯洗柱5倍柱体积,再用体积比为6∶94的丙酮和乙酸乙酯混合溶剂作为流动相进行洗脱,洗脱过程中压力控制为0.4Mpa,流速为0.5倍柱体积/小时,收集纯度大于93%利普司他汀洗脱液,将洗脱液减压浓缩至无有机溶剂,得到棕黄色油状利普司他汀;
④脱色:用乙腈溶解步骤③中获得的油状利普司他汀,使得利普司他汀浓度为110g/L,转移至脱色罐中,加入2%(w/v)活性炭,搅拌脱色,脱色温度控制在50℃,脱色时间2小时,脱色结束后过滤去除活性炭,得到氢化液;
⑤氢化:将步骤④得到的氢化液转入氢化釜中,加入氢化液体积3%(w/v)的钯碳催化剂并通入氢气催化转化成奥利司他,氢化压力为0.4Mpa,温度为40℃,氢化结束后过滤去除催化剂;
⑥结晶:利用降温和反溶剂溶析结晶法对奥利司他进行结晶,奥利司他浓度为1%,结晶溶剂为乙腈,结晶温度控制在15℃,反溶剂为纯化水且加入量为结晶溶剂体积的13%,结晶时间8小时,过滤收集晶体,并用预冷乙腈洗涤;
⑦重结晶:对步骤⑥中获得的晶体用乙腈溶解后,调节奥利司他浓度为3%,重结晶温度控制在3℃,纯化水加入量10%,结晶时间8小时,过滤收集晶体,并用预冷乙腈洗涤;将获得的晶体用乙腈重新溶解后,调节奥利司他浓度为5%,二次重结晶温度控制在5℃,纯化水加入量12%,结晶时间10小时,过滤收集晶体,并用预冷乙腈洗涤;
⑧晶型转换:对步骤⑦中获得的奥利司他用庚烷溶解后进行晶型转化结晶,奥利司他浓度为5%,降温结晶,结晶温度15℃,结晶时间4小时,过滤收集晶体;
⑨真空冷冻干燥,干燥24小时,获得高纯度奥利司他冻干粉,经HPLC测定纯度99.5%,单杂小于0.09%。经计算,总收率为33%。
Claims (1)
1.一种制备高纯度奥利司他的方法,其特征在于,包含以下步骤:
层析:准备不锈钢中压层析柱,将硅胶填料装入层析柱后用氮气维持一定压力,持续时间2~8小时;用乙酸乙酯平衡1~3倍柱体积,将步骤中得到的萃取浓缩液上样硅胶柱,上样体积为柱体积的5%~20%,用乙酸乙酯洗柱2-5倍柱体积,流速控制在0.3~1.2倍柱体积/小时,用丙酮和乙酸乙酯的混合溶剂作为流动相进行洗脱,洗脱过程中压力控制在0.15~0.4Mpa,流速控制在0.2~0.5倍柱体积/小时,收集纯度大于93%利普司他汀洗脱液,将洗脱液减压浓缩至无有机溶剂,得到棕黄色油状利普司他汀;
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