CN103739636B - 一种地西他滨中间体的制备方法 - Google Patents

一种地西他滨中间体的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种地西他滨中间体化合物1-乙酰氧基-2-脱氧-3,5-二-O-芴甲氧羰酰基-D-呋喃核糖的制备方法。该化合物的结构式是:

Description

一种地西他滨中间体的制备方法
技术领域
本发明涉及一种地西他滨中间体化合物1-乙酰氧基-2-脱氧-3,5-二-O-芴甲氧羰酰基-D-呋喃核糖的制备方法,属于医药化工领域。
背景技术
地西他滨(Decitabine,又名Dezocitadine),化学名:4-氨基-1-(2-脱氧-β-D-赤型呋喃核糖)-1,3,5-三嗪-2(1H)-酮,是2′-脱氧胞苷的类似物,结构式为(Ⅰ):
地西他滨是一种特异的DNA甲基化转移酶抑制剂,它能被脱氧胞苷激酶磷酸化,以磷酸盐的形式与DNA掺合。高浓度的地西他滨掺合可抑制DNA合成诱导细胞死亡,发挥其细胞毒作用;低浓度的地西他滨掺合可替代肿瘤细胞内的胞嘧啶与DNA甲基化转移酶共价结合,使DNA甲基化转移酶失活但不会导致细胞死亡。
地西他滨由美国SuperGen公司研制,2004年完成Ⅲ期临床后,SuperGen公司将全球研究、生产销售开发权转让给MGI药品公司。2006年5月在美国被批准用于治疗骨髓增生异常综合征(MDS),现今,地西他滨开展的临床试验有29个之多,2012年9月24日,Astex制药公司宣布,欧盟委员会批准地西他滨用于新诊原发性或继发性急性髓系白血病(AML)老年患者(≥65岁)的治疗。
文献中报道的地西他滨合成主要有以下3种方法:
第一种方法是异氰酸酯法,1964年Pliml和Storm最早合成地西他滨的方法,保护的2-脱氧-D-核糖与脲环合后经脱保护制备地西他滨。
此方法使用昂贵的异氰酸银试剂,苷化后再合环,合成路线较长,异构体分较离难,操作条件苛刻。
第二种方法是阿扎胞苷脱氧法,以阿扎胞苷为原料,首先保护3’和5’位羟基,然后脱去2’位的羟基,再脱去3’和5’位羟基保护基生成地西他滨。
Cl2TiPS:1,3-二氯-1,1,3,3-四异丙基二硅氧烷
TTMSS:三-(三甲基硅基)硅烷
ALBN:偶氮二异丁腈
该条路线使用的起始原料为阿扎胞苷,使用特殊试剂TiPSCh、硫代氯甲酸苯酯以及TTMSS等,市场供应较少,成本高,反应条件苛刻。
第三种方法是5-氮杂胞嘧啶直接糖苷化法,5-氮杂胞嘧啶与六甲基二硅氮烷(HMDS)反应制备双硅基保护物。然后与保护的2-脱氧-D-核糖直接缩合,然后脱去保护基,异构体分离得到地西他滨。
本方法因2-脱氧-D-核糖1位离去基团A的不同,以及3’、5’位羟基保护基团的不同而形成了不同的合成路线。1-乙酰氧基-2-脱氧-3,5-二-O-芴甲氧羰酰基-D-呋喃核糖就是其中一种重要的中间体。
发明内容
本发明的目的在于开发一种纯度较高的地西他滨中间体化合物1-乙酰氧基-2-脱氧-3,5-二-O-芴甲氧羰酰基-D-呋喃核糖的制备方法,该方法所得1-乙酰氧基-2-脱氧-3,5-二-O-芴甲氧羰酰基-D-呋喃核糖纯度和产率高,以其为原料制备地西他滨工艺简单,操作简便,成本较低,更具有工业化生产价值。
上述目的通过以下技术方案得以实现,一种制备地西他滨中间体1-乙酰氧基-2-脱氧-3,5-二-O-芴甲氧羰酰基-D-呋喃核糖的方法,包括以下a~c三个步骤:
步骤a,将2-脱氧-D-核糖溶于无水甲醇溶液中,在HCl甲醇溶液作用下,反应生成中间体Ⅰ;
步骤b,在碱性条件下,中间体Ⅰ和Fmoc-Cl反应,生成中间体Ⅱ:
步骤c,在浓硫酸催化下,中间体Ⅱ和醋酸及醋酐组成的混酸反应,生成酰化产物中间体III,即1-乙酰氧基-2-脱氧-3,5-二-O-芴甲氧羰酰基-D-呋喃核糖。
其中,步骤a的反应温度为0℃~甲醇的回流温度,优选反应温度为常温;反应时间为30分钟~12小时,优选反应时间为30分钟~6小时;2′-脱氧—D-核糖与HCl甲醇溶液的质量体积比为1:(1-3)(g/ml);HCl甲醇溶液中HCl的质量分数为0.5-2%,优选为1-1.2%;反应完毕后,加入适量步骤b中用到的有机碱中和HCl。然后减压浓缩除去溶剂得到中间体Ⅰ。
步骤b中所述的碱为有机碱;有机碱优选为吡啶,三乙胺,DIPEA,DMAP,TMEDA中的一种或几种;进一步优选为吡啶;将中间体Ⅰ溶解于有机碱中,在-20℃~10℃下加入Fmoc-Cl,最好分批加入,一般等分为两批或两批以上,从投料开始计时,间隔10分钟-1小时加入;完成后,保持同种温度反应,反应时间为2小时~24小时;反应完成后,将反应液倒入冰水混合物中,快速搅拌,析出固体,澄清,倾出上清液,向剩余物中加入氯仿或者二氯甲烷溶液,溶解后,加入盐酸调节其pH值为中性,分液。然后按照常规的处理方法处理得到保护产物,即中间体Ⅱ。
步骤c,将中间体Ⅱ溶解于醋酸及醋酐组成的混酸反应液中,在-20℃~10℃下滴加浓硫酸,然后在同种反应温度下反应。其中混酸反应液醋酸及醋酐的组成为体积比(10:1)~(5:1),优选(10:1)~(8:1);中间体Ⅱ和浓硫酸的投料摩尔比为(1:0.1)~(1:0.5),优选(1:0.2)~(1:0.35)。反应时间为1小时~12小时;反应完成后,将反应液倒入冰水混合物中,搅拌下析出油状物,倾出上清液,向剩余物中加入氯仿或者二氯甲烷溶解,用饱和的碳酸氢钠调节pH值为中性。然后用硅藻土助滤,滤液分层,有机相中加入活性炭室温搅拌10分钟到一个小时,进行脱色,过滤活性炭。将滤液减压蒸除溶剂,向剩余物中滴加水,搅拌析晶6小时,过滤,乙醚洗涤滤饼,减压烘干滤饼,得类白色1-乙酰氧基-2-脱氧-3,5-二-O-芴甲氧羰酰基-D-呋喃核糖。
本发明还提供一种以上述方案所得中间体III,即1-乙酰氧基-2-脱氧-3,5-二-O-芴甲氧羰酰基-D-呋喃核糖为原料,制备地西他滨的方法,该方法包括以下步骤:
步骤d,5-氮杂胞嘧啶的活化:
在硫酸铵的催化下,5-氮杂胞嘧啶在六甲基二硅胺(HMDS)中回流溶解,得到氨基保护的硅醚产物中间体Ⅳ;
步骤e,偶联反应:
在无水四氯化锡的作用下,中间体Ⅲ和中间体Ⅳ在溶剂中反应,生成手性的中间体Ⅴ;
步骤f,脱保护反应:
中间体Ⅴ在碱性环境中脱保护,分步拆分纯化,得到目标产物地西他滨。
具体的,步骤d,在氮气保护下,将5-氮杂胞嘧啶加入六甲基二硅胺烷(HMDS)中,然后加入硫酸铵,加热回流至悬浊液变澄清后再回流2~4小时,然后减压蒸除HMDS,得到氨基保护的硅醚产物即中间体Ⅳ;其中,5-氮杂胞嘧啶与HMDS以及硫酸铵的质量之比为1:(0.5-10):(0.001-0.1);
步骤e,在氮气保护下,将中间体Ⅲ和中间体Ⅳ溶解于干燥的氯仿中,在-20℃~40℃下滴加无水四氯化锡的氯仿溶液,反应生成中间体Ⅴ。中间体Ⅲ和中间体Ⅳ的投料摩尔比为(1:1.1)~(1:1.5);中间体Ⅲ和无水四氯化锡的投料摩尔比为(1:0.18)~(1:0.6);反应温度为10℃~40℃,优选20℃~40℃;反应时间为6小时~14小时;反应完成后,按常规的后处理办法处理,得到中间体Ⅴ;
步骤f,在氮气保护下,将中间体Ⅴ溶解于有机碱中,搅拌反应,TLC检测反应终点。反应完成后,减压蒸干,得到固体。向固体中加入体积相当于固体质量60~80倍量的无水甲醇,和活性炭回流,回流10分钟到2小时后过滤,将滤液放置析晶,过滤,即得固体即为目标产物地西他滨。
1-乙酰氧基-2-脱氧-3,5-二-O-芴甲氧羰酰基-D-呋喃核糖分析方法
检测方法:HPLC法
色谱柱:C18柱
流动相:乙腈:水=80:20
流速:1.0ml/min
检测波长:220nm
进样量:20μl
柱温:30.0℃
供试品溶液:取地西他滨中间体Ⅲ适量,置25ml量瓶中,以80%乙腈水为流动相,加入适量,超声溶解并稀释至刻度,摇匀,滤过,即得。
精密量取供试品溶液20μl,注入液相色谱仪,记录色谱图。供试品溶液色谱图主峰的含量按面积归一化法计算。
地西他滨分析方法:
方法照高效液相色谱法(中国药典2005年版二部附录ⅤD)测定。
色谱条件与系统适用性试验用改良的十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂;以0.03mol/L磷酸二氢钾溶液(用4mol/L氢氧化钠溶液调节pH值为6.8)为流动相,检测波长为220nm,流速为2.0ml/min,柱温为15℃。取地西他滨对照品和2’-脱氧尿苷各适量,加甲醇溶解并稀释成每1ml中含地西他滨0.5mg和2’-脱氧尿苷0.8mg的混合溶液,取5μl注入液相色谱仪,记录色谱图,地西他滨峰与2’-脱氧尿苷峰的分离度应大于5.0,地西他滨峰的理论板数应不低于4500。
测定法取本品,加甲醇溶解制成每1ml中含地西他滨0.5mg的溶液,作为供试品溶液;精密量取1ml置100ml量瓶中,加甲醇稀释至刻度,摇匀,作为对照溶液。精密量取对照溶液5μl注入液相色谱仪,调节检测灵敏度,使主成分色谱峰的峰高为记录仪满量程的10%~20%,再精密量取供试品溶液和对照溶液各5μl,分别注入液相色谱仪,记录色谱图至主峰保留时间的3.5倍,供试品溶液的色谱图中如有杂质峰,α-差向异构体峰(相对保留时间为0.74)不得过对照溶液主峰面积的1/2(0.5%),其他单个杂质峰不得过对照溶液主峰面积的1/5(0.2%),杂质总量不得过对照溶液主峰面积2倍(2.0%)。
所得产物地西他滨经X-衍射分析测定,结构如下:
与现有技术相比,本发明技术方案的优点:
1、中间体Ⅰ是2-脱氧-D-核糖与甲醇反应成醚,此反应采用0.5-2%氯化氢甲醇溶液催化,减少了六元吡喃糖环杂质的生成。2-脱氧-D-核糖在强酸条件下,易发生扩环反应生成六元吡喃糖环,此杂质一旦生成,极难除去,且此杂质的存在会消耗下一步反应试剂,使收率降低,六元吡喃糖环生成的路线图如下:
中间体Ⅰ后处理时,加入有机碱中和过量的氯化氢,避免了水的生成;反应完成后进行减压蒸干,能够彻底蒸除甲醇;从而避免了水与甲醇与下一步原料反应生成杂质:
2、在1-乙酰氧基-2-脱氧-3,5-二-O-芴甲氧羰酰基-D-呋喃核糖制备过程中,通过结晶方法,得到固体,纯化了产物。
3、1-乙酰氧基-2-脱氧-3,5-二-O-芴甲氧羰酰基-D-呋喃核糖1位基团,其大小及活性是下一步偶联反应得到需要的优势构象的关键,活性低,体积太大,由于空间位阻的关系偶联反应难度增大,体积太小不利于生成优势构象,本技术方案采用乙酰基作为离去基团,较-Cl(文献多采用-Cl作为离去基团)活性高,且其体积不大不小,有利于生成需要的优势构象。
4、在步骤e中,使用氯仿代替一类溶剂1、2-二氯乙烷作为反应溶剂,避免了毒性溶剂的使用,减少了操作危害,有利于环境保护。
5、本发明技术方案所得地西他滨纯度高。
6、本发明技术方案原料易得,操作易控,适宜大生产。
具体实施方式
通过以下实例进一步说明本发明,而并非限定本发明的范围。以下实例中的描述,均通过本领域技术人员已知的方法得到。本发明所述的减压蒸馏或蒸除溶剂一般指真空度为-0.06~-0.10MPa,温度为在相应真空度下相应的溶剂沸点。
实施例1:
中间体Ⅰ的合成
在反应釜中加入1200g2-脱氧-D-核糖,12L无水甲醇,室温下搅拌至固体完全溶解,体系为微黄色透明溶液。通过恒压漏斗滴加2.4LHCl质量分数为1%的HCl-甲醇溶液。滴加完毕后搅拌40分钟。加入600ml吡啶继续搅拌30分钟。抽滤,滤饼用无水甲醇洗涤,滤液在0.01Mpa下减压蒸除溶剂至干,得2.1Kg油状物中间体Ⅰ。
中间体Ⅱ的合成
在反应釜中加入中间体Ⅰ1.185Kg,8L无水吡啶,控制反应温度在-20℃,等分三批加入4.552KgFmoc-Cl,各间隔1小时,加入完成后,放置室温反应2h后,搅拌下加入20kg的冰水,固体析出,澄清后除去上清液后,加入15L氯仿溶解,然后加入5L10%的HCl溶液,搅拌均匀后,分液。水层分别两次各用5L的氯仿洗涤,合并有机相,无水Na2SO4干燥,然后减压蒸除溶剂,得油状液体中间体Ⅱ。
1-乙酰氧基-2-脱氧-3,5-二-O-芴甲氧羰酰基-D-呋喃核糖的合成
将中间体Ⅱ114.1Kg溶于14L乙酸中,移入带有机械搅拌的反应釜中,加入1.4L乙酸酐,用冰盐浴降温至体系温度为10℃后滴加180ml浓硫酸。滴加完毕后,维持体系15℃反应12h。反应完成后,将反应液倒入40L冰水混合液中,固体析出,澄清,除去上清液后,加入15L氯仿搅拌溶解,用NaHCO3饱和水溶液中和至pH为7.5。然后用硅藻土助滤,滤液分层,有机层中加入500g活性炭室温搅拌30分钟脱色,然后过滤。将滤液减压蒸除溶剂,剩余物搅拌下,滴加纯化水40L,搅拌析晶6小时,过滤,乙醚洗涤滤饼,减压烘干滤饼,即得类白色固体3.7Kg,经检测其为1-乙酰氧基-2-脱氧-3,5-二-O-芴甲氧羰酰基-D-呋喃核糖,收率为87%,HPLC检测其纯度为98%。
实施例2:
中间体Ⅰ的合成
向反应釜中加入1200g2-脱氧-D-核糖,12L无水甲醇,常温下搅拌至固体完全溶解,体系为微黄色透明溶液。通过恒压漏斗滴加2.4LHCl质量分数为0.5%的HCl-甲醇溶液。滴加完毕后搅拌40分钟。加入600ml吡啶继续搅拌30分钟。抽滤,滤饼用无水甲醇洗涤,滤液在0.01Mpa下减压蒸除溶剂至干,得油状物中间体Ⅰ。
中间体Ⅱ的合成
向反应釜中加入中间体Ⅰ1.185Kg,8L无水吡啶,控制反应温度在0℃之间,等分两批加入4.552KgFmoc-Cl,两批间隔半小时,加入完成后,放置室温反应2h后,搅拌下加入20kg的冰水,固体析出,澄清后除去上清液后,加入15L氯仿溶解,然后加入5L10%的HCl溶液,搅拌均匀后,分液。水层每次用5L氯仿洗涤两次,合并有机相,无水Na2SO4干燥,然后减压蒸除溶剂,得油状液体中间体Ⅱ。
1-乙酰氧基-2-脱氧-3,5-二-O-芴甲氧羰酰基-D-呋喃核糖的合成
将中间体Ⅱ114.1Kg溶于14L乙酸中,移入带有机械搅拌的反应釜中,加入1.4L乙酸酐,用冰盐浴降温至体系温度为0℃后滴加180ml浓硫酸。滴加完毕后,维持体系15℃反应6h。反应完成后,将反应液倒入40L冰水混合液中,固体析出,澄清,除去上清液后,加入15L氯仿搅拌溶解,用NaHCO3饱和水溶液中和至pH为7.2。然后用硅藻土助滤,滤液分层,有机层中加入500g活性炭室温搅拌30分钟脱色,然后过滤。将滤液减压蒸除溶剂,剩余物搅拌下,滴加纯化水40L,搅拌析晶6小时,过滤,乙醚洗涤滤饼,减压烘干滤饼,即得类白色固体,经检测其为1-乙酰氧基-2-脱氧-3,5-二-O-芴甲氧羰酰基-D-呋喃核糖,收率为88.2%,HPLC检测其纯度为98.5%。
实施例3
中间体Ⅰ的合成
向反应釜中加入1200g2-脱氧-D-核糖,12L无水甲醇,室温下搅拌至固体完全溶解,体系为微黄色透明溶液。通过恒压漏斗滴加2.4LHCl质量分数为1.2%的HCl-甲醇溶液。滴加完毕后搅拌40分钟。加入600ml吡啶继续搅拌30分钟。抽滤,滤饼用无水甲醇洗涤,滤液在0.01Mpa下减压蒸除溶剂至干,得2.1Kg油状物中间体Ⅰ。
中间体Ⅱ的合成
向反应釜中加入中间体Ⅰ1.185Kg,8L无水吡啶,控制反应温度在10℃之间,等分两批加入4.552KgFmoc-Cl,两批间隔半小时,加入完成后,放置室温反应2h后,搅拌下加入20kg的冰水,固体析出,倒出上清液后,加入15L氯仿溶解,然后加入5L10%的HCl溶液,搅拌均匀后,分液。水层分别用5L氯仿洗涤两次,合并有机相,无水Na2SO4干燥,然后减压蒸除溶剂,得油状液体中间体Ⅱ。
1-乙酰氧基-2-脱氧-3,5-二-O-芴甲氧羰酰基-D-呋喃核糖的合成
将中间体Ⅱ114.1Kg溶于14L乙酸中,移入带有机械搅拌的反应釜中,加入1.4L乙酸酐,用冰盐浴降温至体系温度为10℃后滴加180ml浓硫酸。滴加完毕后,维持体系20℃之间反应1h。反应完成后,将反应液倒入40L冰水混合液中,固体析出,澄清,除去上清液后,加入15L氯仿搅拌溶解,用NaHCO3饱和水溶液中和至pH为7.3。然后用硅藻土助滤,滤液分层,有机层中加入500g活性炭室温搅拌30分钟脱色,然后过滤。将滤液减压蒸除溶剂,剩余物搅拌下,滴加纯化水40L,搅拌析晶6小时,过滤,乙醚洗涤滤饼,减压烘干滤饼,即得类白色固体,经检测其为1-乙酰氧基-2-脱氧-3,5-二-O-芴甲氧羰酰基-D-呋喃核糖,收率为86.3%,HPLC检测其纯度为97.7%。
实施例4-6地西他滨的合成
氮气保护下,向三口瓶中,依次加入500g5-氮杂胞嘧啶、12.5g硫酸氨和4000mlHMDS,搅拌状态下回流反应,至溶液变为澄清再回流4小时,然后减压蒸除HMDS,得淡黄色油状物中间体Ⅳ。
氮气保护下,在5000ml三口瓶中分别将实施例1-3所得中间体Ⅲ各550g(具体对应见表1)及中间体Ⅳ330g溶于3000ml氯仿中,机械搅拌下将反应体系保持20℃滴加53ml无水SnCl4200ml氯仿的溶液。滴加过程中反应物颜色逐渐有黄色加深至褐色。保温反应10h,将反应体系倾入的5L氯仿中,然后加入5L饱和NaHCO3水溶液,搅拌20分钟。混合物过硅藻土短柱,分液,有机相无水硫酸钠干燥,减压蒸除溶剂后,得油状液体;硅胶柱纯化,得到中间体Ⅴ。
将中间体Ⅴ190g溶于1500ml三乙胺中,搅拌下室温反应10h,减压蒸干,将得到的固体转移到反应釜中,加入15.2L无水甲醇和60g活性炭,加热回流2小时,过滤,滤液密闭放置析晶,滤饼再转移到30L玻璃反应釜中加入15.2L无水甲醇加热回流,2小时,过滤,滤液密闭放置析晶;抽滤,将2次析晶的晶体合并,40℃真空干燥,得到40g白色产品。将40g白色产品中加入3200ml无水甲醇,和10g活性炭,加热回流1小时,过滤,滤液密闭放置析晶,抽滤,洗涤,40℃真空干燥,得到白色产品为地西他滨。HPLC检测其纯度。对应的中间体III的来源,所得地西他滨的纯度,如下表所示:
表1不同来源的中间体III所对应的实施例及所得地西他滨的纯度
实施例 中间体Ⅲ来源 地西他滨的含量 最大单杂
实施例4 实施例1 99.73% 0.050
实施例5 实施例2 99.51% 0.061
实施例6 实施例3 99.46% 0.072
本发明技术方案所得地西他滨纯度高,最大单杂均小于0.1%。

Claims (9)

1.一种地西他滨的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤a,将2-脱氧-D-核糖溶于无水甲醇溶液中,在HCl甲醇溶液作用下,反应生成中间体Ⅰ;
步骤b,在碱性条件下,中间体Ⅰ和Fmoc-Cl反应,生中间体Ⅱ:
步骤c,在浓硫酸催化下,中间体Ⅱ和醋酸及醋酐组成的混酸反应,生成酰化产物中间体III,即1-乙酰氧基-2-脱氧-3,5-二-O-芴甲氧羰酰基-D-呋喃核糖;
步骤d,5-氮杂胞嘧啶的活化:
在硫酸铵的催化下,5-氮杂胞嘧啶在六甲基二硅氮烷中回流溶解,得到氨基保护的硅醚产物即中间体Ⅳ;
步骤e,偶联反应:
在无水四氯化锡的作用下,中间体Ⅲ和中间体Ⅳ在溶剂中反应,生成手性的中间体Ⅴ;
步骤f,脱保护反应:
中间体Ⅴ在碱性环境中脱保护,分步拆分纯化,得到目标产物地西他滨;
其中,步骤b中所述的提供碱性条件的是有机碱。
2.如权利要求1所述的一种地西他滨的制备方法,其特征在于:步骤a的反应温度为0℃~甲醇的回流温度;反应时间为30分钟~12小时;步骤b的反应温度为-20℃~10℃,反应时间为2小时~24小时;步骤c的反应温度为-20℃~10℃,反应时间为1小时~12小时。
3.如权利要求1所述的一种地西他滨的制备方法,其特征在于:步骤a中所述的2-脱氧-D-核糖与HCl甲醇溶液的质量体积比为1:(1-3)(g/ml)。
4.如权利要求1所述的一种地西他滨的制备方法,其特征在于:步骤a中HCl甲醇溶液中HCl的质量分数为0.5-2%;反应时间为30分钟~6小时。
5.如权利要求1所述的一种地西他滨的制备方法,其特征在于:步骤a反应完毕后,体系中加入有机碱进行中和,然后减压蒸除溶剂得到中间体Ⅰ。
6.如权利要求1-5任一权利要求所述的一种地西他滨的制备方法,其特征在于:有机碱为吡啶,三乙胺,DIPEA,DMAP,TMEDA中的一种或几种。
7.如权利要求6所述的一种地西他滨的制备方法,其特征在于:步骤b中中间体Ⅰ和碱的投料摩尔比为(1:2)~(1:3)。
8.如权利要求6所述的一种地西他滨的制备方法,其特征在于:步骤c中醋酸与醋酐的体积比为(10:1)~(5:1)。
9.如权利要求6所述的一种地西他滨的制备方法,其特征在于:步骤c中中间体Ⅱ和浓硫酸的投料摩尔比为(1:0.1)~(1:0.5)。
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