CN106565800B - 三糖对甲氧基苯酚苷类化合物及其制备方法 - Google Patents
三糖对甲氧基苯酚苷类化合物及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种基于炭疽荚膜表面糖抗原的新型三糖对甲氧基苯酚苷类化合物及其制备方法。所述的三糖对甲氧基苯酚苷类化合物的结构式为:其中的R1是乙酰基,R2是苄基,R3是乙酰氨基,端位是对甲基苯氧基。本发明的化合物可用于制备类寡糖缀合物,并用于炭疽糖疫苗的合成研究,本发明化合物的合成路线简洁,操作简单,原料成本低,通用性强,糖基化反应立体选择性好,适用于各类寡糖化合物的合成。
Description
技术领域
本发明涉及寡糖合成技术领域,具体涉及2,3,4,6-四-O-苄基-β-D-半乳糖基 (α1→4)-(2,3,4,6-四-O-乙酰基-β-D-半乳吡喃糖基)(β1→3)-2-脱氧-2-乙酰氨基 -β-D-葡萄糖对甲氧基苯酚苷及其制备方法。
背景技术
多数致病病原体的外壳通常包裹着一层具有弱免疫原性的多糖,使其能够逃避过宿主的免疫监控;由于其结构的高度保守性及免疫应答的可靠性,基于此类细菌荚膜多糖结构的疫苗已经在感染性疾病控制方面取得了突破性的进展,已有针对新生儿、幼儿肺炎和脑膜炎的疫苗上市,针对疟疾、肿瘤和多种真菌、细菌感染的疫苗正处于不同的研究阶段,显示出了良好的研究前景。
炭疽杆菌为致病菌中最大的革兰氏阳性杆菌,属于需氧芽孢杆菌属,其繁殖体易被杀灭。但是炭疽杆菌的芽孢可在动物、尸体及其污染环境和泥土中存活多年。炭疽杆菌一旦进入人体,便会迅速产生外毒素,引起组织水肿、出血和坏死,使人丧失劳动力,直至死亡。
现有炭疽疫苗存在许多弊端,主要问题在于:(一)组成成分复杂而不确定;(二)免疫反应所对应的抗原不够明确,针对性较差;(三)疫苗的支链难以控制,效果不稳定;(四)免疫效果不理想。
为便于炭疽糖疫苗的合成研究,制备基于炭疽荚膜表面糖抗原的化合物是十分必要的。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足,提供一种基于炭疽荚膜表面糖抗原的新型三糖甲氧基苯酚苷类化合物。
本发明的再一的目的是,提供所述的三糖甲氧基苯酚苷类化合物的制备方法。
本发明的另一的目的是,提供所述的三糖甲氧基苯酚苷类化合物的用途。
为实现上述第一个目的,本发明采取的技术方案是:
一种三糖对甲氧基苯酚苷类化合物,所述的三糖对甲氧基苯酚苷类化合物的结构式为:
其中的R1是乙酰基,R2是苄基,R3是乙酰氨基,端位是对甲基苯氧基。
做为本发明的一种实施方式,其中的A环与B环为α连接,A环与C环为β连接。
为实现上述第二个目的,本发明采取的技术方案是:
所述的三糖对甲氧基苯酚苷类化合物的制备方法,包含以下步骤:
a)以D-半乳糖7为原料分别经三步制得半乳糖三氯亚胺酯供体10和半乳糖硫苷供体12;
b)以D-氨基葡萄糖盐酸盐为原料经五步制得单糖受体6;
c)将单糖受体6和半乳糖硫苷供体12溶于二氯甲烷,N-碘代丁二酰亚胺和三氟甲磺酸银催化,-40~0℃搅拌下反应,得二糖片段13;后开4,6位选择性苄叉,制得二糖受体14;
d)将半乳糖三氯亚胺酯供体10和二糖受体14溶于二氯甲烷,三氟甲磺酸和三甲基硅酯催化,0℃搅拌反应结合成三糖片段15;三糖片段15在硫代乙酸作用下2位叠氮转化为乙酰氨基,即得所述的三糖对甲氧基苯酚苷类化合物;
其中,D-半乳糖7结构式为
半乳糖三氯亚胺酯供体10结构式为R为苄基;
半乳糖硫苷供体12结构式为
单糖受体6结构式为
二糖片段13结构式为
二糖受体14结构式为
三糖片段15结构式为R1是乙酰基,R2是苄基,R3是叠氮基。
以下为反应路线:
为实现上述第三个目的,本发明采取的技术方案是:
所述的三糖对甲氧基苯酚苷类化合物在制备类寡糖缀合物中的应用。
本发明优点在于:
1、本发明制备得到一种基于炭疽荚膜表面糖抗原的新型三糖对甲氧基苯酚苷类化合物,其可用于制备类寡糖缀合物,并用于炭疽糖疫苗的合成研究。
2、本发明的对甲氧基苯酚苷类化合物的合成路线简洁,操作简单,原料成本低,通用性强,糖基化反应立体选择性好,适用于各类寡糖化合物的合成。
具体实施方式
下面对本发明提供的具体实施方式作详细说明。
实施例1
(1)单糖受体(6)的制备
将市售氨基葡萄糖盐酸盐1(40g,186mmol)和碳酸氢钠(46.8g,558mmol) 溶于360mL蒸馏水。并在室温下搅拌反应30min后,缓慢加入氯甲酸-2,2,2- 三氯乙酯(Troc-Cl,30mL,233mmol),继续搅拌反应4h。过滤除去溶剂,干燥得浅黄色滤渣(54g,150mmol)。溶于200mL吡啶,冰浴条件下缓慢滴加醋酐(88mL,900mmol)。反应液室温条件下搅拌过夜。待TLC检测反应完全,加入100mL甲醇淬灭反应。拉干溶剂,加入500mL乙酸乙酯萃取,然后依次使用饱和碳酸氢钠溶液,1M盐酸溶液和饱和氯化钠溶液洗涤。有机层用无水硫酸钠干燥后,真空固化得白色固体产物2(70g,72%两步)。
将上述化合物2(22g,42.1mmol)和对甲氧基苯酚(6g,48.4mmol)溶于200mL二氯甲烷。冰浴条件下,缓慢滴加三氟化硼乙醚(15.9mL, 126.3mmol)。混合液恢复室温搅拌反应过夜。反应完全加入200mL二氯甲烷后,依次使用饱和碳酸氢钠,饱和食盐水洗涤,二氯甲烷层用无水硫酸钠干燥。过滤、浓缩滤液,经硅胶柱层析纯化得白色产物3(22.5g,91%)。
将上述化合物3(12g,20.5mmol)溶于45mL甲醇,24mL醋酸和24mL 二氯甲烷混合液中。冰浴条件下缓慢加入锌粉(24.1g,369mmol),反应液恢复室温在氮气保护下继续搅拌反应1h。过滤除去不溶物,收集滤液浓缩真空干燥得粗产物。将粗产物溶于300mL二氯甲烷,用饱和碳酸氢钠洗涤至溶液pH 为7,有机层用无水硫酸钠干燥。过滤、浓缩滤液,快速硅胶柱层析纯化得白色产物4(7.2g,89%)。
将上述化合物4(7.2g,17.5mmol)溶于35mL甲醇和35mL二氯甲烷混合液后,加入甲醇钠(94.5mg,1.75mmol),反应液于室温条件下搅拌反应2h。滴加1M盐酸溶液使混合液pH为7,真空固化中间产物。将中间产物、碳酸钾(4.8g,35mmol)及催化量氯化锌(120mg,0.9mmol)溶于40mL甲醇和 10mL水的混合液后,加入新制TfN3溶液(50mL,52.5mmol),室温搅拌反应过夜。反应结束后蒸干溶剂,加入200mL乙酸乙酯萃取,滴加1M盐酸溶液使混合液pH为6-7,有机层用无水硫酸钠干燥。过滤、浓缩滤液,快速硅胶柱层析纯化得白色产物5(5.05g,93%两步)。
TfN3溶液制法:取叠氮化钠(3.4g,52.5mmol)溶于50mL水和50mL二氯甲烷混合液后,缓慢滴加三氟甲烷磺酸酐(8.9mL,52.5mmol)搅拌反应2h。用饱和碳酸氢钠溶液洗涤三遍,分取二氯甲烷层留用。
将化合物5(5g,16.1mmol)、苯甲醛二甲基缩醛(2.89mL,19.3mmol) 和樟脑磺酸(CSA,1.12g,4.83mmol)溶于100mL无水乙腈,混合液于室温下搅拌反应2h。TLC(石油醚:乙酸乙酯=2:1,Rf=0.7)监测反应完全加入200mL 乙酸乙酯。混合液依次使用饱和碳酸氢钠溶液和饱和氯化钠溶液洗涤,有机层用无水硫酸钠干燥。过滤、浓缩滤液,快速硅胶柱层析纯化得白色产物6(5.13g, 80%)。质谱和氢谱数据为:1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.55-7.52(m,2H,Ar), 7.43-7.42(m,3H,Ar),7.08(d,J=7.8Hz,2H,Ar),6.90(d,J=7.7Hz,2H,Ar),5.61(s,1H,PhCH(O)2),4.92(d,J=7.8Hz,1H,H-1),4.43-4.41(m,1H,H-4), 3.87(t,J=10.3Hz,1H,H-3),3.83(s,3H,CH3),3.79-3.76(m,1H,OH),3.72-3.70 (m,1H,H-5),3.69-3.66(m,1H,H-2).13C NMR(151MHz,CDCl3)δ155.95, 150.83,136.72,134.49,129.77,129.46,129.02,128.43,126.28,118.68,118.18, 114.73,102.09,80.43,72.03,68.51,66.37,55.69。
(2)半乳糖硫苷供体(10)的合成
将市售D-半乳糖7(20g,0.11mol),乙酸钠(5g)溶于醋酐(200mL)。加热回流4h后,TLC(石油醚:乙酸乙酯=1:1,Rf=0.6)监测反应完全。加冰水,乙酸乙酯萃取,依次用饱和碳酸氢钠溶液和饱和食盐水洗涤三遍。有机层用无水硫酸钠干燥,浓缩。粗产物用甲醇重结晶,得白色固体产物8(36.8g,85%)
取化合物8(20g,51.2mmol)和对甲苯硫酚(9.54g,76.8mmol)溶于二氯甲烷(150mL),冰浴条件下,缓慢滴加三氟化硼乙醚溶液(6.46mL,512mmol) 搅拌反应2h。TLC(石油醚:乙酸乙酯=2:1,Rf=0.6)监测反应完全。依次使用饱和碳酸氢纳溶液,饱和氯化钠溶液洗涤,有机层用无水硫酸钠干燥。蒸干溶剂得粗产物,用乙醚清洗抽滤后得纯净白色固体产物9(22.1g,95%)。
取化合物9(10g,22mmol)和甲醇钠(108mg,2mmol)溶于甲醇(100mL) 中,室温下搅拌反应2h。TLC监测反应完全。加酸性树脂调节溶液pH至6~7,过滤除去树脂,滤渣用甲醇洗涤,合并滤液,真空浓缩,所得干燥中间产物溶于N,N-二甲基甲酰胺(100mL),加入溴化苄(13.7mL,110mmol)和四丁基碘化铵(74mg,0.2mmol),冰浴条件下,缓慢加入氢化钠(4.4g,110mmol) 搅拌反应过夜。TLC(石油醚:乙酸乙酯=2:1,Rf=0.5)监测反应完全。减压蒸馏除去N,N-二甲基甲酰胺后,用氯化铵淬灭反应。加乙酸乙酯(200mL)萃取,然后依次用饱和碳酸氢钠溶液和饱和氯化钠溶液洗涤。有机层用无水硫酸钠干燥,浓缩。硅胶柱层析(石油醚:乙酸乙酯=5:1),得白色固体10(11.81g,83%)。质谱和氢谱数据为:1HNMR(CDCl3,600MHz):δ7.46(d,J=8.1Hz,2H),7.38(d, J=7.2Hz,3H),7.35-7.24(m,18H),7.00-6.97(m,2H),4.95(d,J=11.5Hz,1H), 4.80(d,J=10.3Hz,1H),4.78-4.68(m,3H),5.65-4.55(m,2H),4.51-4.37(m, 2H),3.96(d,J=2.5Hz,1H),3.91(t,J=9.4Hz,1H),3.65(d,J=6.4Hz,2H), 3.61-3.54(m,2H),2.27(s,3H).13CNMR(CDCl3,125MHz):δ135.06,134.69,134.54,134.19,133.34,128.38,126.51,125.73,124.59,124.49,124.35,124.08,124.02,123.94,123.84,123.76,123.60,84.29,80.50,73.63,73.53,71.77,70.65,69.96,69.77,68.97,65.06。
(3)半乳糖三氯亚胺酯供体(12)的合成
取化合物8(5.0g,12.8mmol),醋酸肼(1.47g,16.0mmol)和N,N-二甲基甲酰胺(50mL)置于250mL茄形瓶中,室温下搅拌反应1h。待TLC(石油醚:乙酸乙酯=1:1,Rf=0.4)监测反应完全。加入乙酸乙酯(340mL)稀释后,依次使用冰水(120mL),冰盐水(120mL),饱和碳酸氢钠溶液(120mL)和冰水(120mL)洗涤,乙酸乙酯层用无水硫酸钠干燥,浓缩,真空固化得白色固体产物11(3.82g,86%)。
取化合物11(2.37g,6.8mmol),三氯乙腈(14.2mL,136mmol),1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU,0.052mL,3.4mmol)和二氯甲烷(30mL) 置于100mL茄形瓶中。氩气保护下,室温搅拌反应1h。待TLC(石油醚:乙酸乙酯=2:1,Rf=0.5)监测反应完全,浓缩除去溶剂,快速硅胶柱层析(石油醚: 乙酸乙酯:三乙胺=3:1:0.05),得黄色粗产物,乙醚-正己烷重结晶纯化得白色晶体产物12(2.41g,72%)。质谱和氢谱数据为:1H NMR(300MHz,CDCl3)δ8.67 (s,1H),6.59(s,1H),5.56(d,J=1.9Hz,1H),5.44-5.33(m,2H),4.43(t,J=6.6Hz, 1H),4.19-4.05(m,2H),2.17(s,3H,Ac),2.03-2.00(m,9H,Ac)。
(4)二糖受体(14)的合成
取化合物12(6.58g,10.2mmol)和6(1.36g,3.4mmol)溶于无水二氯甲烷(40mL)后加入分子筛(8g),在氩气保护下室温搅拌1h。降温至-30℃,迅速加入N-碘代丁二酰亚胺(2.29g,10.2mmol)和三氟甲磺酸银(87.3mg, 0.34mmol)继续搅拌1h。TLC(石油醚:乙酸乙酯=2:1,Rf=0.6)监测反应完全。加三乙胺淬灭反应后,过滤除去分子筛,滤渣用二氯甲烷洗涤,合并滤液。依次用饱和硫代硫酸钠溶液,饱和碳酸氢钠溶液和饱和氯化钠溶液洗两遍。有机层用无水硫酸钠干燥后,浓缩硅胶柱层析(石油醚:乙酸乙酯=6:1)得白色固体 13(2.94g,79%)。质谱和氢谱数据为:1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.44-7.40 (m,4H,Ar),7.34-7.28(m,19H,Ar),7.20(d,J=8.1Hz,2H,Ar),7.05(s,2H,Ar), 6.86(d,J=9.1Hz,2H,Ar),5.52(s,1H,PhCH(O)2),5.03(d,J=10.7Hz,1H,), 4.94(d,J=6.0Hz,1H),4.87-4.83(m,2H),4.73(d,J=7.8Hz,1H),4.70(d,J= 2.7Hz,2H),4.63-4.60(m,1H),4.54-4.46(m,1H),4.34-4.32(m,1H),4.29-4.23 (m,2H),3,90-3.86m,4H),3.79(s,3H,CH3),3.69-3.56(m,1H),3.51-3.49(m, 1H),3.47-3.44(m,1H),3.42-3.39(m,1H),3.37-3.31(m,1H).HR-Q-TOF-MS: calcd.for C54H55N3O11[M+NH4 +]m/z,939.3837Found,939.4175。
取化合物13(2.30g,2.5mmol)和氰基硼氢化钠(1.57g,25mmol)溶于无水四氢呋喃(20mL)后加入分子筛(4g),氩气保护下室温搅拌1h。冰浴条件下,缓慢滴加2M HCl/Et2O(12mL),继续搅拌反应30min。TLC(石油醚: 乙酸乙酯=2:1,Rf=0.5)监测反应完全。加三乙胺淬灭反应后,过滤除去分子筛,滤渣用二氯甲烷洗涤,合并滤液。依次用饱和碳酸氢钠溶液和饱和氯化钠溶液洗两遍。有机层用无水硫酸钠干燥后,浓缩硅胶柱层析(石油醚:乙酸乙酯=3:1)得白色固体14(2.14g,85%)。质谱和氢谱数据为:1H NMR(600MHz, CDCl3)δ7.43(d,J=6.9Hz,2H,Ar),7.36-7.27(m,23H,Ar),7.08(d,J=9.1Hz, 2H,Ar),6.80(d,J=9.1Hz,2H,Ar),5.07(d,J=5.5Hz,1H,HA-1),4.95(d,J= 6.0Hz,1H,HB-1),4.85-4.77(m,3H),4.71(d,J=11.8Hz,1H),4.61-4.57(m, 3H),4.50(d,J=7.8Hz,1H),4.44(d,J=11.7Hz,1H),4.38(d,J=11.7Hz,1H), 3.93-3.89(m,2H),3.77(s,3H,CH3),3.72-3.67(m,2H),3.64-3.59(m,3H),3.57- 3.54(m,2H),3.39-3.32(m,2H).13C NMR(151MHz,CDCl3)δ155.68,151.33, 138.58,138.38,138.31,137.56,128.56,128.48,128.45,128.22,128.11,128.06, 127.95,127.86,127.79,127.71,127.62,118.50,114.73,104.66,102.00,85.77, 82.26,79.28,75.88,75.52,74.71,74.00,73.83,73.67,73.61,73.50,69.73,69.22, 69.16,64.73,55.78.HR-Q-TOF-MS:calcd.for C54H57N3O11[M+NH4 +] m/z,941.3993Found,941.4353。
(5)目标化合物(16)的合成
取化合物14(100mg,0.108mmol)和12(80mg,0.162mmol)溶于无水二氯甲烷(10mL)后加入分子筛(100mg),在氩气保护下室温搅拌1h。降温至0℃,迅速加入催化量三氟甲磺酸三甲基硅酯(1.8μL,0.01mmol)继续搅拌反应30min。TLC(石油醚:乙酸乙酯=2:1,Rf=0.6)监测反应完全。加三乙胺淬灭反应后,过滤除去分子筛,滤渣用二氯甲烷洗涤,合并滤液。依次用饱和碳酸氢钠溶液和饱和氯化钠溶液洗两遍。有机层用无水硫酸钠干燥后,浓缩硅胶柱层析(石油醚:乙酸乙酯=3:1)得白色固体15(105mg,78%)。质谱和氢谱数据为:1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.41(d,J=7.1Hz,2H,Ar),7.38-7.27 (m,21H,Ar),7.02(d,J=9.1Hz,2H,Ar),6.79(d,J=9.1Hz,2H,Ar),5.10(d,J= 4.2Hz,1H,HC-1),5.07-5.05(m,1H),5.05(d,J=3.6Hz,1H,HA-1),5.02(d,J= 3.0Hz,1H,HB-1),4.97-4.95(m,1H),4.92(d,J=3.2Hz,1H),4.90(d,J=3.3Hz, 1H),4.85(d,J=11.3Hz,1H),4.81-4.74(m,2H),4.66(d,J=8.1Hz,1H),4.62(d, J=12.2Hz,1H),4.59-4.50(m,4H),3.94-3.81(m,7H),3.77(s,3H,CH3),3.75- 3.71(m,2H),3.69-3.63(m,2H),3.63-3.58(m,3H),3.54(t,J=6.5Hz,1H),2.02 (s,3H,Ac),2.00(s,3H,Ac),1.88(s,3H,Ac),1.78(s,3H,Ac).13C NMR(151 MHz,CDCl3)δ170.44,170.29,170.16,170.06,155.70,151.34,138.94,138.75, 138.61,138.45,138.17,128.57,128.52,128.48,128.36,128.29,128.11,128.06, 127.97,127.71,127.68,118.44,114.70,102.25,101.72,97.00,82.44,79.68,75.35, 75.32,74.98,74.68,74.56,73.85,73.67,73.49,73.37,73.31,70.93,70.43,69.57, 69.36,69.00,67.35,66.75,61.86,55.78,29.83,20.71.HR-Q-TOF-MS:calcd.for C68H75N3O20[M+Na+]m/z,1276.4944Found,1276.4861。
将化合物15(75mg,0.06mmol)溶于8mL硫代乙酸和2mL吡啶,室温下搅拌反应24h。待反应完毕,蒸干溶剂,快速硅胶柱层析(石油醚:乙酸乙酯=2:1)得白色固体16(65mg,85%)。质谱和氢谱数据为:1H NMR(600MHz, CDCl3)δ7.39-7.27(m,2H,Ar),7.35-7.26(m,11H,Ar),7.25-7.21(m,10H,Ar), 7.18-7.15(m,2H,Ar),6.86(d,J=9.1Hz,2H,Ar),6.72(d,J=9.1Hz,2H,Ar), 5.30(d,J=4.1Hz,1H,HA-1),5.13-5.10(m,1H),5.08(d,J=10.7Hz,1H,HC-1), 5.06(d,J=3.1Hz,1H,HB-1),4.98-4.91(m,2H),4.78(d,J=11.8Hz,1H),4.72- 4.66(m,3H),4.60-4.56(m,2H),4.41-4.38(m,2H),4.36-4.35(m,3H),4.32-4.30 (m,2H),4.13-4.09(m 2H),4.00-3.96(m,3H),3.90(d,J=2.8Hz,1H),3.83-3.80 (m,1H),3.73(s,3H,CH3),3.60-3.54(m,5H),2.12(s,3H,NHAc),2.04(s,3H, Ac),2.01(s,3H,Ac),2.00(s,3H,Ac),1.99(s,3H,Ac).13C NMR(151MHz, CDCl3)δ171.13,170.26,170.00,167.86,154.94,151.44,138.78,138.71,138.67, 138.33,138.17,132.48,131.05,128.99,128.65,128.60,128.46,128.38,128.31, 128.12,127.99,127.94,127.76,127.73,127.68,127.62,117.70,114.60,103.62, 99.26,99.05,82.09,79.65,75.39,75.30,75.18,74.93,74.02,73.54,73.48,73.20, 70.91,70.49,70.20,69.18,68.83,66.86,65.71,60.79,55.78,49.28,30.72,29.84, 29.47,29.38,23.17,22.83,21.07,20.81,20.77,20.68,19.33,14.25,13.86. HR-Q-TOF-MS:calcd.for C70H79NO21[M+Na+]m/z,1292.5145Found,1292.5049。
本领域技术人员知晓,本发明合成的化合物可用于制备类寡糖缀合物等。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明方法的前提下,还可以做出若干改进和补充,这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种三糖对甲氧基苯酚苷类化合物的制备方法,其特征在于,包含以下步骤:
a)以D-半乳糖7为原料分别经三步制得半乳糖硫苷供体10和半乳糖三氯亚胺酯供体12;
b)以D-氨基葡萄糖盐酸盐为原料经五步制得单糖受体6;
c)将单糖受体6和半乳糖硫苷供体10溶于二氯甲烷,N-碘代丁二酰亚胺和三氟甲磺酸银催化,-40~0℃搅拌下反应,得二糖片段13;后开4,6位选择性苄叉,制得二糖受体14;
d)将半乳糖三氯亚胺酯供体12和二糖受体14溶于二氯甲烷,三氟甲磺酸和三甲基硅酯催化,0℃搅拌反应结合成三糖片段15;三糖片段15在硫代乙酸作用下2位叠氮转化为乙酰氨基,即得所述的三糖对甲氧基苯酚苷类化合物;
其中,D-半乳糖7结构式为
半乳糖硫苷供体10结构式为R为苄基;
半乳糖三氯亚胺酯供体12结构式为
单糖受体6结构式为
二糖片段13结构式为
二糖受体14结构式为
三糖片段15结构式为R1是乙酰基,R2是苄基,R3是叠氮基。
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