CN103664647A - 2,3-二氨基-7-溴-9,9’-二烷基芴及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
Description
技术领域
本发明涉及一种中间体化合物2,3-二氨基-7-溴-9,9,-二烷基芴的制备方法。
背景技术
OLED材料的科学研究起源于1979年柯达公司的华裔科学家邓青云发现了有机蓄电池的发光现象。1987年邓青云使用8-羟基喹啉铝首次制成了有机电致发光器件。1990年Burroughes等人发现了以共轭高分子PPV为发光层的OLED。1997年日本Pioneer推出了世界第一个商品化的有机平板显示产品。2000年Heeger等人研究的有机导电材料聚乙炔获得了诺贝尔化学奖,从此OLED材料的研究得以飞速发展。
OLED材料与传统的平板显示材料相比具有低直流电压驱动、主动发光、色彩全体积小、无视角限制、可弯曲折叠、工作温度范围大、制作工艺简单、材料选择范围广等优点,由此它被称为未来的理想显示器。性能更优越,寿命更长、易于做成器件的新材料不断涌现,有望在不久的将来成为新一代的全彩色平板显示器件。
OLED材料中芴类化合物具有较高的光和热稳定性,在固态时其荧光量子效率高达60%-80%,带隙能大于2.90eV,被公认为最具商业化潜力的一种有机电致发光材料。利用芴9位、2位和7位的可修饰性,引入不同的基团来得到一系列的芴衍生物,以改善光电性质和提高应用性能。
目前在芴类发光材料中通过2位,3位和7位选择性的引入官能团,合成新中间体来改进材料性能尚未很好的实现。尤其在进行还原反应时不尽如意,不是反应不够彻底,就是反应选择性不好。官能团选择性的引入不仅具有一定的挑战性,而且还有将有着一定的应用价值。
请补充现有技术的制备方法中存在的问题。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术中存在的问题提供一种2,3-二氨基-7-溴-9,9,-二烷基芴的制备方法。
为达到上述目的,本发明采用的反应机理为:
根据上述反应机理,本发明采用如下技术方案:
一种2,3-二氨基-7-溴-9,9,-二烷基芴的制备方法,于该化合物的结构通式为:
其中:R1为 H或C1~C20直链或支链烷烃,其特征在于该方法的具体步骤为:
a. 将2-溴代-7-硝基芴、无机碱以及溴代烷按1:(2~5):(2~4)的摩尔比溶于二甲亚砜中,室温反应5h~10h,乙酸乙酯萃取后经分离提纯得到2-溴-7-硝基-9,9’-二烷基芴;所述的溴代烷为C1~C20直链或支链溴代烷;
b. 将步骤a所得2-溴-7-硝基-9,9’-二烷基芴的烷基醇溶液加到还原体系中,在25~100oC下反应0.5h~10 h,得到2-氨基-7-溴-9,9’-二烷基芴;
c. 将步骤b所得2-氨基-7-溴-9,9’-二烷基芴和乙酸酐按1:1~30摩尔比溶于乙酸溶液中,25℃下反应5h-10h将反应倒入水中,析出白色沉淀,抽滤干燥得到2-乙酰胺基-7-溴-9,9’-二烷基芴;
d. 将步骤c所得2-乙酰胺基-7-溴-9,9’-二烷基芴溶于乙酸,在0~25oC下滴加1~40倍摩尔量的98%发烟硝酸,反应0.5h~3h将反应溶液倒入水中,析出黄色沉淀,抽滤干燥,得到2-乙酰胺基-3-硝基-7-溴-9,9’-二烷基芴;
e.将步骤d所得2-乙酰胺基-3-硝基-7-溴-9,9’-二烷基芴置于质量百分比浓度为50%~90%的浓硫酸中,加热水解5h~10h,加入水后析出沉淀,抽滤干燥,得到2-氨基-3-硝基-7-溴-9,9’-二烷基芴;
f. 将步骤e所得2-氨基-3-硝基-7-溴-9,9’-二烷基芴的烷基醇溶液加到还原体系中,25~100oC下反应0.5h~10 h,得到2,3-二氨基-7-溴-9,9’-二烷基芴。
上述的还原体系为铁粉盐酸的还原体系,铁粉和盐酸的用量为被还原物的12~30倍摩尔量、以催化剂用量的兰尼镍或钯碳作为催化剂的氢气还原体系,氢气的用量为被还原物的2~50倍摩尔量、以催化剂用量的兰尼镍或钯碳作为催化剂的水合肼的还原体系,水合肼用量为被还原物的2~50倍摩尔量、以催化剂用量的六水合氯化铁和活性炭为催化剂的水合肼还原体系,水合肼用量为被还原物的2~50倍摩尔量。
上述的无机碱为氢氧化钾、氢氧化钠、叔丁醇钾、叔丁醇钠或甲醇钠。
上述的烷基醇为:甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇或正丁醇。
本发明的有益效果是:本发明以较高产率完成多部反应,选择性的在芴的2位、3位、7位分别引入氨基、氨基和溴代。这直接丰富了芴的反应位点,将更好的应用在OLED新材料中。
具体实施方式
实施例1
1.1 2-溴-7-硝基-9,9
,
-二辛基芴的合成
将2-溴-7-硝基芴(5g)溶于30mL二甲亚砜溶液中,然后加入4倍摩尔量的氢氧化钾,快速搅拌30分钟,溶液呈黑绿色,缓慢加入2倍摩尔量的溴辛烷,溶液逐渐变黑,继续反应5h,向反应体系中加入50mL乙酸乙酯萃取,50mL水洗3次,有机相经饱和食盐水洗涤和无水硫酸钠干燥后旋干,粗品经柱层析(石油醚:乙酸乙酯=30:1)得到8.4g淡黄色粉末。Mp=60-62℃。1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ (ppm): 8.27-8.24 (dd,J 1 =7.0Hz,J 2 =2.0Hz, 1H), 8.18 (d, J=1.9Hz, 1H), 7.76 (d, J=6.9Hz, 1H), 7.65-7.62 (m, 1H), 7.54-7.51 (m, 2H), 2.06-1.93 (m, 4H), 7.65-7.62 (m, 1H), 1.23-1.02 (m, 20H), 0.81 (t, J=7.1Hz, 6H), 0.61-0.51 (m, 4H)。
氨基-7-溴-9,9
,
-二辛基芴的合成
将2-溴-7-硝基-9,9,-二辛基芴(5g)的甲醇溶液(20mL)分五次加入到铁粉(12倍摩尔量)和盐酸(24倍摩尔量)组成的还原体系中,90℃下反应30分钟,冷却至室温后抽滤除去不溶物,将滤液旋干加入20mL水,乙酸乙酯萃取,经饱和食盐水洗涤和无水硫酸钠干燥后旋干得到4.5g白色固体。1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ (ppm): 8.27-8.24 (dd, J 1 =7.0Hz,J 2 =2.0Hz, 1H), 8.18 (d, J=1.9Hz, 1H), 7.76 (d, J=6.9Hz, 1H), 7.65-7.62 (m, 1H), 7.54-7.51 (m, 2H), 2.06-1.93 (m, 4H), 1.23-1.02 (m, 20H), 0.81 (t, J=7.1Hz, 6H), 0.61-0.51 (m, 4H)。
乙酰胺基-7-溴-9,9
,
-二辛基芴的合成
将2-氨基-7-溴-9,9,-二辛基芴(4.5g)溶于30mL冰乙酸中,缓慢加入8倍摩尔量的乙酸酐,室温下反应5h,倒入100mL水中,析出白色沉淀,抽滤水洗,干燥得4.2g白色固体。Mp=161-164℃。1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ (ppm): 7.60-7.55 (m, 2H), 7.49-7.46 (m, 1H), 7.45-7.41 (m, 3H), 7.38 (s, 1H), 2.21 (s, 3H), 1.93-1.88 (m, 4H), 1.17-1.00 (m, 20H), 0.81 (t, J=7.0Hz, 6H), 0.62-0.55 (m, 4H)。
乙酰胺基-3-硝基-7-溴-9,9
,
-二辛基芴的合成
将2-乙酰胺基-7-溴-9,9,-二辛基芴(4g)溶于30mL冰乙酸中,缓慢滴加2倍摩尔量的98%的发烟硝酸,溶液逐渐变黄,30分钟后倒入大量水中,析出黄色沉淀,抽滤水洗,干燥后得到3.6g黄色粉末固体。Mp=112-114℃。1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ (ppm): 10.60 (s, 1H), 8.80 (s, 1H), 8.46 (s, 1H), 7.59-7.55 (m, 1H), 7.51-7.46 (m, 2H), 2.02-1.90 (m, 4H), 1.19-1.00 (m, 20H), 0.81 (t, J=7.0Hz, 6H), 0.61-0.52 (m, 4H)。
氨基-3-硝基-7-溴-9,9
,
-二辛基芴的合成
将2-乙酰胺基-3-硝基-7-溴-9,9,-二辛基芴(3.6g)置于80%的硫酸溶液中,加热至80℃反应2h,倒入大量水中,析出红色沉淀,抽滤水洗,干燥后得到3g血红色固体。1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ (ppm): 8.38 (s, 1H), 7.51-7.43 (m, 2H), 7.38 (d, 1H), 6.72 (s, 1H), 6.27 (br, 2H),1.92-1.83 (m, 4H), 1.22-1.03 (m, 20H), 0.82 (t, J=7.0Hz, 6H), 0.65-0.57 (m, 4H)。
,3-二氨基-7-溴-9,9
,
-二辛基芴的合成
将2-氨基-3-硝基-7-溴-9,9,-二辛基芴(3g)溶于15mL甲醇中,然后加入活性炭(0.5g),0.1倍摩尔量的六水合氯化铁,加热至回流10分钟,缓慢滴加5倍摩尔量的水合肼,氮气保护下继续反应2h,抽滤除去不溶物,将滤液旋干加入20mL水,乙酸乙酯萃取,经饱和食盐水洗涤和无水硫酸钠干燥后旋干得到2.85g白色固体。1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ (ppm): 7.37-7.31 (m, 3H), 7.00 (s, 1H), 6.63 (s, 1H), 1.86-1.81 (m, 4H), 1.19-1.03 (m, 20H), 0.83 (t, J=7.0Hz, 6H), 0.61-0.56 (m, 4H)。
实施例2
2.1 2-溴-7-硝基-9,9
,
-二乙基芴的合成
将2-溴-7-硝基芴(5g)溶于30mL二甲亚砜溶液中,然后加入4倍摩尔量的氢氧化钠,快速搅拌30分钟,溶液呈黑绿色,缓慢加入2倍摩尔量的溴乙烷,溶液逐渐变黑,继续反应5h,向反应体系中加入50mL乙酸乙酯萃取,50mL水洗3次,有机相经饱和食盐水洗涤和无水硫酸钠干燥后旋干,粗品经柱层析(石油醚:乙酸乙酯=30:1)得到5.4g淡黄色粉末。
氨基-7-溴-9,9
,
-二乙基芴的合成
将2-溴-7-硝基-9,9,-二乙基芴(5g)溶于15mL乙醇中,然后加入0.1倍摩尔量的兰尼镍,加热至回流10分钟,缓慢滴加5倍摩尔量的水合肼,氮气保护下继续反应2h,抽滤除去不溶物,将滤液旋干加入20mL水,乙酸乙酯萃取,经饱和食盐水洗涤和无水硫酸钠干燥后旋干得到4.5g白色固体。
乙酰胺基-7-溴-9,9
,
-二乙基芴的合成
将2-氨基-7-溴-9,9,-二乙基芴(4.5g)溶于30mL冰乙酸中,缓慢加入8倍摩尔量的乙酸酐,室温下反应5h,倒入100mL水中,析出白色沉淀,抽滤水洗,干燥得4.3g白色固体。
乙酰胺基-3-硝基-7-溴-9,9
,
-二乙基芴的合成
将2-乙酰胺基-7-溴-9,9,-二乙基芴(4g)溶于30mL冰乙酸中,缓慢滴加2倍摩尔量的98%的发烟硝酸,溶液逐渐变黄,30分钟后倒入大量水中,析出黄色沉淀,抽滤水洗,干燥后得到3.7g黄色粉末固体。
氨基-3-硝基-7-溴-9,9
,
-二乙基芴的合成
将2-乙酰胺基-3-硝基-7-溴-9,9,-二乙基芴(3.6g)置于80%的硫酸溶液中,加热至80℃反应2h,倒入大量水中,析出红色沉淀,抽滤水洗,干燥后得到3g血红色固体。
,3-二氨基-7-溴-9,9
,
-二乙基芴的合成
将2-氨基-3-硝基-7-溴-9,9,-二乙基芴(3g)溶于15mL异丙醇中,然后加入活性炭(0.5g),0.1倍摩尔量的六水合氯化铁,加热至回流10分钟,缓慢滴加5倍摩尔量的水合肼,氮气保护下继续反应2h,抽滤除去不溶物,将滤液旋干加入20mL水,乙酸乙酯萃取,经饱和食盐水洗涤和无水硫酸钠干燥后旋干得到2.8g白色固体。
实施例3
3.1 2-溴-7-硝基-9,9
,
-双十八烷基芴的合成
将2-溴-7-硝基芴(5g)溶于30mL二甲亚砜溶液中,然后加入4倍摩尔量的甲醇钠,快速搅拌30分钟,溶液呈黑绿色,缓慢加入2倍摩尔量的溴代十八烷,溶液逐渐变黑,继续反应5h,向反应体系中加入50mL乙酸乙酯萃取,50mL水洗3次,有机相经饱和食盐水洗涤和无水硫酸钠干燥后旋干,粗品经柱层析(石油醚:乙酸乙酯=30:1)得到11g淡黄色油状液体。
氨基-7-溴-9,9
,
-双十八烷基芴的合成
将2-溴-7-硝基-9,9,-双十八烷基芴(5g)溶于15mL正丁醇中,然后加入0.1倍摩尔量的兰尼镍,将体系放入氢化釜,在30倍摩尔量氢气下反应2h,旋干得到4.5g油状液体。
乙酰胺基-7-溴-9,9
,
-双十八烷基芴的合成
将2-氨基-7-溴-9,9,-双十八烷基芴(4.5g)溶于30mL冰乙酸中,缓慢加入8倍摩尔量的乙酸酐,室温下反应5h,倒入100mL水中,析出白色沉淀,抽滤水洗,干燥得4.2g白色固体。
乙酰胺基-3-硝基-7-溴-9,9
,
-双十八烷基芴的合成
将2-乙酰胺基-7-溴-9,9,-双十八烷基芴(4g)溶于30mL冰乙酸中,缓慢滴加2倍摩尔量的98%的发烟硝酸,溶液逐渐变黄,30分钟后倒入大量水中,析出黄色沉淀,抽滤水洗,干燥后得到3.75g黄色油状液体。
氨基-3-硝基-7-溴-9,9
,
-双十八烷基芴的合成
将2-乙酰胺基-3-硝基-7-溴-9,9,-双十八烷基芴(3.6g)置于80%的硫酸溶液中,加热至80℃反应2h,倒入大量水中,析出红色沉淀,抽滤水洗,干燥后得到3g血红色油状液体。
,3-二氨基-7-溴-9,9
,
-双十八烷基芴的合成
将2-氨基-3-硝基-7-溴-9,9,-双十八烷基芴(3g)溶于15mL丙醇中,然后加入0.1倍摩尔量的活性炭,加热至回流10分钟,缓慢滴加5倍摩尔量的水合肼,氮气保护下继续反应2h,抽滤除去不溶物,将滤液旋干加入20mL水,乙酸乙酯萃取,经饱和食盐水洗涤和无水硫酸钠干燥后旋干得到2.8g油状液体。
实施例4
4.1 2-溴-7-硝基-9,9
,
-二异丙基芴的合成
将2-溴-7-硝基芴(5g)溶于30mL二甲亚砜溶液中,然后加入4倍摩尔量的叔丁醇钾,快速搅拌30分钟,溶液呈暗绿色,缓慢加入2倍摩尔量的溴代异丙烷,溶液逐渐变黑,继续反应5h,向反应体系中加入50mL乙酸乙酯萃取,50mL水洗3次,有机相经饱和食盐水洗涤和无水硫酸钠干燥后旋干,粗品经柱层析(石油醚:乙酸乙酯=30:1)得到5.2g淡黄色粉末。
氨基-7-溴-9,9
,
-二异丙基芴的合成
将2-溴-7-硝基-9,9,-二异丙基芴(5g)溶于15mL乙醇中,然后加入0.1倍摩尔量的兰尼镍,加热至回流10分钟,缓慢滴加15倍摩尔量的水合肼,氮气保护下继续反应2h,抽滤除去不溶物,将滤液旋干加入20mL水,乙酸乙酯萃取,经饱和食盐水洗涤和无水硫酸钠干燥后旋干得到4.6g白色固体。
乙酰胺基-7-溴-9,9
,
-二异丙基芴的合成
将2-氨基-7-溴-9,9,-二异丙基芴(4.5g)溶于30mL冰乙酸中,缓慢加入8倍摩尔量的乙酸酐,室温下反应5h,倒入100mL水中,析出白色沉淀,抽滤水洗,干燥得4.4g白色固体。
乙酰胺基-3-硝基-7-溴-9,9
,
-二异丙基芴的合成
将2-乙酰胺基-7-溴-9,9,-二异丙基芴(4g)溶于30mL冰乙酸中,缓慢滴加2倍摩尔量的98%的发烟硝酸,溶液逐渐变黄,30分钟后倒入大量水中,析出黄色沉淀,抽滤水洗,干燥后得到3.95g黄色粉末固体。
氨基-3-硝基-7-溴-9,9
,
-二异丙基芴的合成
将2-乙酰胺基-3-硝基-7-溴-9,9,-二异丙基芴(3.6g)置于80%的硫酸溶液中,加热至80℃反应2h,倒入大量水中,析出红色沉淀,抽滤水洗,干燥后得到3g血红色固体。
,3-二氨基-7-溴-9,9
,
-二异丙基芴的合成
将2-氨基-3-硝基-7-溴-9,9,-二异丙基芴(3g)溶于15mL丙醇中,然后加入活性炭(0.5g),0.1倍摩尔量的六水合氯化铁,加热至回流10分钟,缓慢滴加5倍摩尔量的水合肼,氮气保护下继续反应2h,抽滤除去不溶物,将滤液旋干加入20mL水,乙酸乙酯萃取,经饱和食盐水洗涤和无水硫酸钠干燥后旋干得到2.85g白色固体。
实施例5
5.1 2-溴-7-硝基-9,9
,
-二(2-辛基)癸基芴的合成
将2-溴-7-硝基芴(5g)溶于30mL二甲亚砜溶液中,然后加入4倍摩尔量的氢氧化钾,快速搅拌30分钟,溶液呈暗绿色,缓慢加入2倍摩尔量的2-辛基溴代烷,溶液逐渐变黑,继续反应5h,向反应体系中加入50mL乙酸乙酯萃取,50mL水洗3次,有机相经饱和食盐水洗涤和无水硫酸钠干燥后旋干,粗品经柱层析(石油醚:乙酸乙酯=50:1)得到9.2g淡黄色油状液体。
氨基-7-溴-9,9
,
-二(2-辛基)癸基芴的合成
将2-溴-7-硝基-9,9,-二(2-辛基)癸基芴(5g)溶于15mL乙醇中,然后加入0.1倍摩尔量的兰尼镍,加热至回流10分钟,缓慢滴加15倍摩尔量的水合肼,氮气保护下继续反应2h,抽滤除去不溶物,将滤液旋干加入20mL水,乙酸乙酯萃取,经饱和食盐水洗涤和无水硫酸钠干燥后旋干得到4.6g油状液体。
乙酰胺基-7-溴-9,9
,
-二(2-辛基)癸基芴的合成
将2-氨基-7-溴-9,9,-二(2-辛基)癸基芴(4.5g)溶于30mL冰乙酸中,缓慢加入8倍摩尔量的乙酸酐,室温下反应5h,倒入100mL水中,析出白色沉淀,抽滤水洗,干燥得4.45g白色固体。
乙酰胺基-3-硝基-7-溴-9,9
,
-二(2-辛基)癸基芴的合成
将2-乙酰胺基-7-溴-9,9,-二(2-辛基)癸基芴(4g)溶于30mL冰乙酸中,缓慢滴加2倍摩尔量的98%的发烟硝酸,溶液逐渐变黄,30分钟后倒入大量水中,析出黄色沉淀,抽滤水洗,干燥后得到3.8g黄色油状液体。
氨基-3-硝基-7-溴-9,9
,
-二(2-辛基)癸基芴的合成
将2-乙酰胺基-3-硝基-7-溴-9,9,-二(2-辛基)癸基芴(3.6g)置于80%的硫酸溶液中,加热至80℃反应2h,倒入大量水中,析出红色沉淀,抽滤水洗,干燥后得到3g血红色油状液体。
,3-二氨基-7-溴-9,9
,
-二(2-辛基)癸基芴的合成
将2-氨基-3-硝基-7-溴-9,9,-二(2-辛基)癸基芴(3g)溶于15mL甲醇中,然后加入活性炭(0.5g),0.1倍摩尔量的六水合氯化铁,加热至回流10分钟,缓慢滴加5倍摩尔量的水合肼,氮气保护下继续反应2h,抽滤除去不溶物,将滤液旋干加入20mL水,乙酸乙酯萃取,经饱和食盐水洗涤和无水硫酸钠干燥后旋干得到2.85g油状液体。
Claims (4)
1.一种2,3-二氨基-7-溴-9,9,-二烷基芴的制备方法,于该化合物的结构通式为:
其中:R1为 H或C1~C20直链或支链烷烃,其特征在于该方法的具体步骤为:
a. 将2-溴代-7-硝基芴、无机碱以及溴代烷按1:(2~5):(2~4)的摩尔比溶于二甲亚砜中,室温反应5h~10h,乙酸乙酯萃取后经分离提纯得到2-溴-7-硝基-9,9’-二烷基芴;所述的溴代烷为C1~C20直链或支链溴代烷;
b. 将步骤a所得2-溴-7-硝基-9,9’-二烷基芴的烷基醇溶液加到还原体系中,在25~100oC下反应0.5h~10 h,得到2-氨基-7-溴-9,9’-二烷基芴;
c. 将步骤b所得2-氨基-7-溴-9,9’-二烷基芴和乙酸酐按1:1~30摩尔比溶于乙酸溶液中,25℃下反应5h-10h将反应倒入水中,析出白色沉淀,抽滤干燥得到2-乙酰胺基-7-溴-9,9’-二烷基芴;
d. 将步骤c所得2-乙酰胺基-7-溴-9,9’-二烷基芴溶于乙酸,在0~25oC下滴加1~40倍摩尔量的98%发烟硝酸,反应0.5h~3h将反应溶液倒入水中,析出黄色沉淀,抽滤干燥,得到2-乙酰胺基-3-硝基-7-溴-9,9’-二烷基芴;
e.将步骤d所得2-乙酰胺基-3-硝基-7-溴-9,9’-二烷基芴置于质量百分比浓度为50%~90%的浓硫酸中,加热水解5h~10h,加入水后析出沉淀,抽滤干燥,得到2-氨基-3-硝基-7-溴-9,9’-二烷基芴;
f. 将步骤e所得2-氨基-3-硝基-7-溴-9,9’-二烷基芴的烷基醇溶液加到还原体系中,25~100oC下反应0.5h~10 h,得到2,3-二氨基-7-溴-9,9’-二烷基芴。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述的还原体系为铁粉盐酸的还原体系,铁粉和盐酸的用量为被还原物的12~30倍摩尔量、以催化剂用量的兰尼镍或钯碳作为催化剂的氢气还原体系,氢气的用量为被还原物的2~50倍摩尔量、以催化剂用量的兰尼镍或钯碳作为催化剂的水合肼的还原体系,水合肼用量为被还原物的2~50倍摩尔量、以催化剂用量的六水合氯化铁和活性炭为催化剂的水合肼还原体系,水合肼用量为被还原物的2~50倍摩尔量。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述的无机碱为氢氧化钾、氢氧化钠、叔丁醇钾、叔丁醇钠或甲醇钠。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述的烷基醇为:甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇或正丁醇。
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