CN103224482A - 一种异香豆素化合物和衍生物及其合成方法 - Google Patents

一种异香豆素化合物和衍生物及其合成方法 Download PDF

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CN103224482A CN2013101223337A CN201310122333A CN103224482A CN 103224482 A CN103224482 A CN 103224482A CN 2013101223337 A CN2013101223337 A CN 2013101223337A CN 201310122333 A CN201310122333 A CN 201310122333A CN 103224482 A CN103224482 A CN 103224482A
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Abstract

本发明公开了一类异香豆素衍生物,其通式为:其中,R选自氢原子,C1-10烷基,卤素,羰基,羟基,腈基,酯基,烷氧基或三氟甲氧基;E1或E2选自C1-6烷基的甲酸酯,苯基或腈基。本发明同时还公开了该类异香豆素衍生物的合成方法。本发明首次以二价铜为催化剂,以简单易得的邻卤代苯甲酸和炔烃化合物为起始原料合成异香豆素化合物及其衍生物,具有成本低廉、收率高、操作简单、原料易得、反应设备简单、易于工业化生产等诸多优点。

Description

一种异香豆素化合物和衍生物及其合成方法
技术领域
本发明涉及异香豆素,尤其涉及一种异香豆素化合物及其衍生物,本发明还涉及这些化合物和衍生物的合成方法。
背景技术
异香豆素(学名:1氢一2一苯并吡喃一1一酮)是一些天然产物的基本结构,广泛分布于自然界中,种类繁多,人们曾用多种方法对此类化合物进行了合成,特别是最近发现其衍生物具有抗菌、消炎、抗癌、抑制蛋白酶和除草等生理和生物活性,并有明显的抗癌活性,对此类化合物的研究更加活跃。
目前已经有大量的文献报道了异香豆素化合物及其衍生物的合成方法。现有的合成方法主要有以下几种:第一种是利用昂贵的金属催化剂如:金属铑、金属钯等,相关研究如Shimizu,M.;Hirano,K.;Satoh,T.;Miura,M.J.Org.Chem.2009,74,3478;Ueura,T.;Satoh,T.;Miura,M.Org.Lett.2007,9,1407;Ueura,K.;Satoh,T.;Miura,M.J.Org.Chem.2007,72,5362;Zhao,P.;Chen,D.;Song,G.;Han,K.;Li,X.J.Org.Chem.2012,77,1579;Larock,R.C.;Doty,M.J.;Han,X.J.Org.Chem.1999,64,8770;Larock,R.C.;Yum,E.K.;Doty,M.J.;Sham,K.K.C.J.Org.Chem.1995,60,3270等,这样就大幅增加了成本;另外的合成方法是使用多步反应且反应条件苛刻,相关研究如Majumdar,K.C.;Ansary,I.;Narayan De,R.;Roy,B.Synthesis2011,2951;Larock,R.C.;Mehta,S.J.Org.Chem.2010,75,1652;Chin,L.-Y.;Lee,C.-Y.;Lo,Y.-H.;Wu,M.-J.J.Chin.Chem.Soc.2008,55,643;Thasana,N.;Worayuthakarn,R.;Kradanrat,P.;Hohn,E.;Young,L.;Ruchirawat,S.J.Org.Chem.2007,72,9379;Liang,Y.;Xie,Y.-X.;Li,J.-H.Synthesis2007,400。
但是,在异香豆素化合物及其衍生物的合成方法中,以廉价金属铜为催化剂,从简单易得的原料出发,一锅法合成异香豆素类化合物及其衍生物的方法尚未见报道。
发明内容
为了解决现有技术中的上述缺陷,本发明提供一类新的异香豆素化合物及其衍生物及它们的合成方法,该合成方法以廉价金属铜为催化剂,从简单易得的原料出发,用一锅法即可合成异香豆素化合物及其衍生物。
本发明的技术方案如下:
一类异香豆素衍生物,其通式为:
其中,R选自氢原子,C1-10烷基,卤素,羰基,羟基,腈基,酯基,烷氧基或三氟甲氧基;E1或E2选自C1-6烷基的甲酸酯,苯基或腈基。
一种上述的一类异香豆素衍生物的合成方法,所述方法为:以铜化合物为催化剂,将羧酸类化合物、炔类化合物、碱和有机溶剂混合在一起进行加成偶联反应,即得该类异香豆素衍生物。其中,优选所述羧酸类化合物为廉价且简单易得的邻卤代苯甲酸,所述炔类化合物为廉价且简单易得的炔烃化合物。
优选地,所述的铜化合物选自如下的一种或几种:氧化亚铜Cu2O、醋酸铜Cu(OAc)2.H2O、三氟甲磺酸铜Cu(OTf)2、氯化铜CuCl2、溴化铜CuBr2、氧化铜CuO、三氟乙酸铜Cu(OOCCF3)2、二水氯化铜CuCl2.2H2O、二水溴化铜CuBr2.2H2O、碳酸铜CuCO3、三水硝酸铜Cu(NO3)2.3H2O、氰化亚铜CuCN、乙酰丙酮铜Cu(acac)2、氟化铜CuF2、碘化亚铜CuI、溴化亚铜CuBr、氢氧化铜Cu(OH)2或五水硫酸铜CuSO4.5H2O。
优选地,所述的羧酸类化合物选自如下的一种或几种:2-碘苯甲酸,3-甲基-2-碘苯甲酸,4-甲基-2-碘苯甲酸,5-甲基-2-碘苯甲酸,5-氯-2-碘苯甲酸,5-溴-2-碘苯甲酸,5-甲氧基-2-碘苯甲酸,2-溴苯甲酸,3-甲基-2-溴苯甲酸,4-氟-2-溴苯甲酸,4-甲基-2-溴苯甲酸,5-甲基-2-溴苯甲酸,5-甲氧基-2-溴苯甲酸,4,5-二甲氧基-2-溴苯甲酸,或2-氯苯甲酸。
优选地,所述的炔类化合物选自如下的一种或几种:丁炔二酸二甲酯、丁炔二酸二乙酯、丁炔二酸二丙酯、丁炔二酸二异丙基酯、丁炔二酸二丁酯、苯炔、或苯乙炔。
优选地,所述的碱选自一价金属无机碱或氮原子上含有孤对电子的有机胺化合物中的一种或两种,其中,所述的一价金属无机碱选自如下的一种或几种:碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、碳酸锂、磷酸钾、醋酸钠、醋酸钾、氢氧化钠、或氢氧化钾;所述的氮原子上含有孤对电子的有机胺化合物选自如下的一种或几种:苄基十二烷基胺、三乙胺、三丁胺、二异丙基乙胺、吡啶、1,8-二氮杂环[4,3,0]-5-壬烯、4-(N,N-二甲基)-吡啶、或1,4-二氮杂环[2,2,2]辛烷。
优选地,所述的有机溶剂选自如下的一种或几种:乙酸乙酯、正己烷、环己烷、四氢呋喃、二氯甲烷、1,2-二氯甲烷、乙腈、甲苯、苯、二甲苯、1,4-二氧六环、甲醇、N,N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜。
优选地,所述的有机溶剂为甲苯。
优选地,所述催化剂、羧酸类化合物、炔类化合物、碱的摩尔比为:1∶(1-100)∶(1-100)∶(1-100),所述的反应温度为40-150℃。
优选地,所述催化剂、羧酸类化合物、炔类化合物、碱的摩尔比为1∶10∶20∶20,所述的反应温度为130℃。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
本发明首次以二价铜为催化剂,以简单易得的邻卤代苯甲酸和炔烃化合物为起始原料合成生产异香豆素化合物及其衍生物,具有成本低廉、收率高、操作简单、原料易得、反应设备简单、易于工业化生产等诸多优点。
当然,实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
图1是本发明化合物的合成路线图。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应该理解,这些实施例仅用于说明本发明,而不用于限定本发明的保护范围。在实际应用中本领域技术人员根据本发明做出的改进和调整,仍属于本发明的保护范围。
实施例1
3,4-二甲氧基羰基异香豆素,其结构式为:
Figure BDA00003030422700031
该化合物的合成方法如下:
在一反应管中,氮气保护下加入4.0mg氯化铜、74.4mg2-碘苯甲酸、85.2mg丁炔二酸二甲酯、82.9mg碳酸钾、和2.0mL甲苯,从室温开始慢慢升温到130℃,反应12个小时。常规处理得到纯品64.5mg,产率82%。
产物的熔点为132-133℃;核磁表征的结果为:1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.36(d,J=8.6Hz,1H),7.84(d,J=8.6Hz,1H),7.70(d,J=8.6Hz,1H),7.54(d,J=8.6Hz,1H),4.01(s,3H),3.96(s,3H);13C NMR(CDCl3)δ53.5(2C),119.1,122.0,125.6,130.4,131.4,132.8,135.7,140.9,159.3,160.2,165.1。上述结果表明合成得到了所需产物。
实施例2
5-甲基-3,4-二甲氧基羰基异香豆素,其结构式为:
该化合物的合成方法如下:
在一反应管中,氮气保护下加入4.0mg氯化铜、78.6mg3-甲基-2-碘苯甲酸、85.2mg丁炔二酸二甲酯、82.9mg碳酸钾、和2.0mL甲苯,从室温开始慢慢升温到130℃,反应12个小时。常规处理得到纯品54.7mg,产率66%。
产物的熔点为144-145℃;核磁表征的结果为:1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.31(d,J=8.0Hz,1H),7.55-7.63(m,2H),4.01(s,3H),3.96(s,3H),2.51(s,3H);13C NMR(CDCl3)δ20.1,53.4(2C),118.9,123.2,129.1,130.9,131.1,136.2,139.1,140.4,159.9,160.5,167.0;高分辨质谱HRMS(ESI)计算为:C14H13O6,277.0712(M+H)+,发现:277.0706。上述结果表明合成得到了所需产物。
实施例3
7-甲基-3,4-二甲氧基羰基异香豆素,其结构式为:
Figure BDA00003030422700042
该化合物的合成方法如下:
在一反应管中,氮气保护下加入4.0mg氯化铜、78.6mg5-甲基-2-碘苯甲酸、85.2mg丁炔二酸二甲酯、82.9mg碳酸钾、和2.0mL甲苯,从室温开始慢慢升温到130℃,反应12个小时。常规处理得到纯品57.9mg,产率70%。
产物的熔点为164-165℃;核磁表征的结果为:1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.18(s,1H),7.65(d,J=8.0Hz,1H),7.42(d,J=8.0Hz,1H),4.02(s,3H),3.96(s,3H),2.52(s,3H);13CNMR(CDCl3)δ21.7,53.4,53.5,119.3,121.9,125.5,130.3(2C),136.8,140.1,142.4,159.5,160.3,165.3;高分辨质谱HRMS(ESI)计算为:C14H13O6(M+H)+,277.0712,发现:277.0699。上述结果表明合成得到了所需产物。
实施例4
7-氯-3,4-二甲氧基羰基异香豆素,其结构式为:
该化合物的合成方法如下:
在一反应管中,氮气保护下加入4.0mg氯化铜、84.7mg5-氯-2-碘苯甲酸、85.2mg丁炔二酸二甲酯、82.9mg碳酸钾、和2.0mL甲苯,从室温开始慢慢升温到130℃,反应12个小时。常规处理得到纯品30.0mg,产率34%。
产物的熔点为176-179℃;核磁表征的结果为:1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.34(s,1H),7.78(d,J=8.0Hz,1H),7.51(d,J=8.0Hz,1H),4.02(s,3H),3.97(s,3H);13C NMR(CDCl3)δ53.6(2C),118.2,123.3,127.2,130.0,131.2,136.0,137.7,141.4,158.2,160.1,164.7.高分辨质谱HRMS(ESI)计算为:C13H10ClO6(M+H)+,297.0166,发现:297.0161。上述结果表明合成得到了所需产物。
实施例5
6-甲基-3,4-二甲氧基羰基异香豆素,其结构式为:
Figure BDA00003030422700052
该化合物的合成方法如下:
在一反应管中,氮气保护下加入4.0mg氯化铜、64.5mg4-甲基-2-溴苯甲酸、85.2mg丁炔二酸二甲酯、82.9mg碳酸钾、和2.0mL甲苯,从室温开始慢慢升温到130℃,反应12个小时。常规处理得到纯品35.0mg,产率42%。
产物的熔点为169-170℃;核磁表征的结果为:1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.25(d,J=8.0Hz,1H),7.51(d,J=8.0Hz,1H),4.04(s,3H),3.97(s,3H),2.52(s,3H);13C NMR(CDCl3)δ22.2,53.4,53.5,119.1,119.5,125.5,130.4,132.6,132.8,140.8,147.2,159.4,160.3,165.3.高分辨质谱HRMS(ESI)计算为:C14H13O6(M+H)+,277.0712,发现:277.0711。上述结果表明合成得到了所需产物。
实施例6
6-氟-3,4-二甲氧基羰基异香豆素,其结构式为:
Figure BDA00003030422700061
该化合物的合成方法如下:
在一反应管中,氮气保护下加入4.0mg氯化铜、65.7mg4-氟-2-溴苯甲酸、85.2mg丁炔二酸二甲酯、82.9mg碳酸钾、和2.0mL甲苯,从室温开始慢慢升温到130℃,反应12个小时。常规处理得到纯品45.5mg,产率54%。
产物的熔点为153-154℃;核磁表征的结果为:1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.41(dd,J=8.0Hz,J=4.0Hz,1H),7.40(dt,J=8.0Hz,J=4.0Hz,1H),7.26(dd,J=8.0Hz,J=4.0Hz,1H),4.02(s,3H),3.98(s,3H);13C NMR(CDCl3)δ53.6(2C),112.1(d,JF-C=24.0Hz),117.6(d,JF-C=2.0Hz),118.3(d,JF-C=2.0Hz),119.4(d,JF-C=23.0Hz),133.8(d,JF-C=10.0Hz)(2C),135.6(d,JF-C=11.0Hz),142.9,159.2(d,JF-C=168.0Hz),164.6,167.0(d,JF-C=257.0Hz),高分辨质谱HRMS(ESI)计算为:C13H10FO6(M+H)+,281.0461,发现:281.0459。上述结果表明合成得到了所需产物。
实施例7
7-甲氧基-3,4-二甲氧基羰基异香豆素,其结构式为:
Figure BDA00003030422700062
该化合物的合成方法如下:
在一反应管中,氮气保护下加入4.0mg氯化铜、69.3mg5-甲氧基-2-溴苯甲酸、85.2mg丁炔二酸二甲酯、82.9mg碳酸钾、和2.0mL甲苯,从室温开始慢慢升温到130℃,反应12个小时。常规处理得到纯品43.9mg,产率50%。
产物的熔点为184-185℃;核磁表征的结果为:1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.78(d,J=4.0Hz,1H),7.45(d,J=8.0Hz,1H),7.38(dd,J=8.0Hz,J=4.0Hz,1H),4.02(s,3H),3.96(s,3H),3.95(s,3H);13C NMR(CDCl3)δ53.4,53.5,56.1,111.4,119.5,123.8,124.9,126.0,127.3,138.7,159.5,160.3,162.0,165.4.高分辨质谱HRMS(ESI)计算为:C14H13O7,293.0661(M+H)+,发现:293.0658。上述结果表明合成得到了所需产物。
实施例8
6,7-二甲氧基-3,4-二甲氧基羰基异香豆素,其结构式为:
Figure BDA00003030422700071
该化合物的合成方法如下:
在一反应管中,氮气保护下加入4.0mg氯化铜、78.3mg4,5-二甲氧基-2-溴苯甲酸、85.2mg丁炔二酸二甲酯、82.9mg碳酸钾、和2.0mL甲苯,从室温开始慢慢升温到130℃,反应12个小时。常规处理得到纯品56.0mg,产率58%。
产物的熔点为221-222℃;核磁表征的结果为:1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.72(s,1H),6.85(s,1H),4.03(s,3H),4.02(s,3H),4.00(s,3H),3.96(s,3H);13C NMR(CDCl3)δ53.4,53.5,56.5,56.6,105.9,110.2,115.8,118.8,127.9,140.1,152.0,155.5,159.3,160.4,165.5.高分辨质谱HRMS(ESI)计算为:C15H15O8,323.0767(M+H)+,发现:323.0764。上述结果表明合成得到了所需产物。
实施例9
3,4-二乙氧基羰基异香豆素,其结构式为:
该化合物的合成方法如下:
在一反应管中,氮气保护下加入4.0mg氯化铜、74.4mg2-碘苯甲酸、102.1mg丁炔二酸二乙酯、82.9mg碳酸钾、和2.0mL甲苯,从室温开始慢慢升温到130℃,反应12个小时。常规处理得到纯品59.1mg,产率68%。
产物的熔点为65-66℃;核磁表征的结果为:1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.39(d,J=8.0Hz,1H),7.85(dd,J=8.0Hz,J=8.0Hz,1H),7.71(dd,J=8.0Hz,J=8.0Hz,1H),7.57(d,J=8.0Hz,1H),4.51(q,J=8.0Hz,1H),4.43(q,J=8.0Hz,1H),1.43(t,J=8.0Hz,1H),1.42(t,J=8.0Hz,1H);13C NMR(CDCl3)δ14.0,14.2,62.7,62.9,118.9,122.0,125.5,130.3,131.2,133.0,135.6,141.2,159.5,159.7,164.7。上述结果表明合成得到了所需产物。
实施例10
3,4-二丙氧基羰基异香豆素,其结构式为:
Figure BDA00003030422700081
该化合物的合成方法如下:
在一反应管中,氮气保护下加入4.0mg氯化铜、74.4mg2-碘苯甲酸、118.9mg丁炔二酸二丙酯、82.9mg碳酸钾、和2.0mL甲苯,从室温开始慢慢升温到130℃,反应12个小时。常规处理得到纯品62.8mg,产率66%。
产物核磁表征的结果为:1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.39(d,J=8.0Hz,1H),7.85(dd,J=8.0Hz,J=8.0Hz,1H),7.71(dd,J=8.0Hz,J=8.0Hz,1H),7.57(d,J=8.0Hz,1H),4.40(t,J=8.0Hz,2H),4.32(d,J=8.0Hz,2H),1.77-1.86(m,4H),1.02(t,J=8.0Hz,6H);13CNMR(CDCl3)δ10.4,10.5,21.8,21.9,68.4,68.5,119.0,122.0,125.5,130.4,131.2,133.1,135.6,141.2,159.5,159.9,164.8.高分辨质谱HRMS(ESI)计算为:C17H19O6(M+H)+,319.1182,发现:319.1175。上述结果表明合成得到了所需产物。
实施例11
3,4-二丁氧基羰基异香豆素,其结构式为:
Figure BDA00003030422700082
该化合物的合成方法如下:
在一反应管中,氮气保护下加入4.0mg氯化铜、74.4mg2-碘苯甲酸、135.8mg丁炔二酸二丁酯、82.9mg碳酸钾、和2.0mL甲苯,从室温开始慢慢升温到130℃,反应12个小时。常规处理得到纯品71.7mg,产率69%。
产物核磁表征的结果为:1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.39(d,J=8.0Hz,1H),7.85(dd,J=8.0Hz,J=8.0Hz,1H),7.70(dd,J=8.0Hz,J=8.0Hz,1H),7.56(d,J=8.0Hz,1H),4.44(t,J=8.0Hz,2H),4.37(d,J=8.0Hz,2H),1.73-1.81(m,4H),1.41-1.51(m,4H),0.98(t,J=8.0Hz,6H).13C NMR(CDCl3)δ13.7(2C),19.1,19.2,30.4,30.6,66.6,66.8,119.0,122.0,125.5,130.4,131.1,133.1,135.6,141.3,159.5,159.9,164.8.高分辨质谱HRMS(ESI)计算为:C19H22O6Na(M+Na)+,369.1314,发现:369.1322。上述结果表明合成得到了所需产物。

Claims (10)

1.一类异香豆素衍生物,其特征在于,其通式为:
其中,R选自氢原子,C1-10烷基,卤素,羰基,羟基,腈基,酯基,烷氧基或三氟甲氧基;E1或E2选自C1-6烷基的甲酸酯,苯基或腈基。
2.一种权利要求1所述的一类异香豆素衍生物的合成方法,其特征在于,所述方法为:以铜化合物为催化剂,将羧酸类化合物、炔类化合物、碱和有机溶剂混合在一起进行加成偶联反应,即得该类异香豆素衍生物。
3.如权利要求2所述的一类异香豆素衍生物的合成方法,其特征在于,所述的铜化合物选自如下的一种或几种:氧化亚铜Cu2O、醋酸铜Cu(OAc)2.H2O、三氟甲磺酸铜Cu(OTf)2、氯化铜CuCl2、溴化铜CuBr2、氧化铜CuO、三氟乙酸铜Cu(OOCCF3)2、二水氯化铜CuCl2.2H2O、二水溴化铜CuBr2.2H2O、碳酸铜CuCO3、三水硝酸铜Cu(NO3)2.3H2O、氰化亚铜CuCN、乙酰丙酮铜Cu(acac)2、氟化铜CuF2、碘化亚铜CuI、溴化亚铜CuBr、氢氧化铜Cu(OH)2或五水硫酸铜CuSO4.5H2O。
4.如权利要求2所述的一类异香豆素衍生物的合成方法,其特征在于,所述的羧酸类化合物选自如下的一种或几种:2-碘苯甲酸,3-甲基-2-碘苯甲酸,4-甲基-2-碘苯甲酸,5-甲基-2-碘苯甲酸,5-氯-2-碘苯甲酸,5-溴-2-碘苯甲酸,5-甲氧基-2-碘苯甲酸,2-溴苯甲酸,3-甲基-2-溴苯甲酸,4-氟-2-溴苯甲酸,4-甲基-2-溴苯甲酸,5-甲基-2-溴苯甲酸,5-甲氧基-2-溴苯甲酸,4,5-二甲氧基-2-溴苯甲酸,或2-氯苯甲酸。
5.如权利要求2所述的一类异香豆素衍生物的合成方法,其特征在于,所述的炔类化合物选自如下的一种或几种:丁炔二酸二甲酯、丁炔二酸二乙酯、丁炔二酸二丙酯、丁炔二酸二异丙基酯、丁炔二酸二丁酯、苯炔、或苯乙炔。
6.如权利要求2所述的一类异香豆素衍生物的合成方法,其特征在于,所述的碱选自一价金属无机碱或氮原子上含有孤对电子的有机胺化合物中的一种或两种,其中,所述的一价金属无机碱选自如下的一种或几种:碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、碳酸锂、磷酸钾、醋酸钠、醋酸钾、氢氧化钠、或氢氧化钾;所述的氮原子上含有孤对电子的有机胺化合物选自如下的一种或几种:苄基十二烷基胺、三乙胺、三丁胺、二异丙基乙胺、吡啶、1,8-二氮杂环[4,3,0]-5-壬烯、4-(N,N-二甲基)-吡啶、或1,4-二氮杂环[2,2,2]辛烷。
7.如权利要求2所述的一类异香豆素衍生物的合成方法,其特征在于,所述的有机溶剂选自如下的一种或几种:乙酸乙酯、正己烷、环己烷、四氢呋喃、二氯甲烷、1,2-二氯甲烷、乙腈、甲苯、苯、二甲苯、1,4-二氧六环、甲醇、N,N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜。
8.如权利要求7所述的一类异香豆素衍生物的合成方法,其特征在于,所述的有机溶剂为甲苯。
9.如权利要求2所述的一类异香豆素衍生物的合成方法,其特征在于,所述催化剂、羧酸类化合物、炔类化合物、碱的摩尔比为:1∶(1-100)∶(1-100)∶(1-100),所述的反应温度为40-150℃。
10.如权利要求9所述的一类异香豆素衍生物的合成方法,其特征在于,所述催化剂、羧酸类化合物、炔类化合物、碱的摩尔比为1∶10∶20∶20,所述的反应温度为130℃。
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