CN107474043A - 烟酸衍生物及其制备方法与用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及式(I)所示的烟酸衍生物及其药学上可接受的盐或溶剂化物，其中Z选自O、S、NR3，其中R3为氢或C1‑6烷基；R1或R2独立地选自氢、C1‑6烷基、C1‑6烷氧基、卤代C1‑6烷基、卤素、氰基、硝基、芳基、芳基氧基、杂芳基、杂芳基氧基、杂环基、杂环基氧基；所述C1‑6烷基、C1‑6烷氧基、卤代C1‑6烷基、芳基、杂芳基、杂环基可以任选被取代基取代，所述取代基可为：C1‑6烷基、C1‑6烷氧基、卤代C1‑6烷基、卤素、氰基、硝基、芳基；m为0‑4的整数；n为0‑5的整数。该类化合物或其盐对大肠癌细胞株HCT‑116、人肺癌细胞株A549及乳腺癌细胞株MCF‑7具有很强的抑制活性。此外，该类化合物抗癌活性广谱，可作为治疗肿瘤、癌症等疾病的候选药物或先导化合物。

Description

烟酸衍生物及其制备方法与用途
技术领域
本发明属药物化学领域，涉及一类烟酸衍生物，具体涉及含异噁唑杂环的烟酸衍生物及其制备方法与用途。
背景技术
癌症是以细胞异常增殖及转移为特点的一大类疾病，是人类第二大致死病因，仅次于心脑血管疾病。癌症可于任何年龄在各种器官及组织中发生。导致死亡的癌症种类主要有：肺癌、胃癌、肝癌、结肠癌和乳腺癌等。尤其是近年来肺癌成为发病率最高的肿瘤。根据世界卫生组织统计，2017年截止到目前全球有1,688,780例新癌症患者被确诊，美国将有600,920例癌症患者死亡。Cancer facts and figure 2017:(https://www.cancer.org/research/cancer-facts-statistics/allcancer-facts-figures/cancer-facts-figures-2017.html)。然而大部分癌症发现时已是中期至晚期，治疗总体效果较差。癌症已对人类的生存造成巨大威胁。
癌症的治疗手段有：外科手术、放射线治疗与化学药物治疗等。使用手术治疗有时无法根除癌细胞，导致使癌细胞扩散复发；此外，手术治疗可能导致严重的后果，如宫颈癌及膀胱癌的手术可能导致不孕及性功能障碍等；放射线治疗癌症时会伤及正常细胞；因此，药物治疗癌症是较好的选择。然而由于多药耐药性的不断出现，使得癌症的治疗困难重重。另外，目前临床上应用的抗癌药物仍无法达到令人满意的专一性程度，患者在进行化疗时，体内的正常细胞往往也会一并被杀死，严重影响正常的生理机能，并伴有许多副作用。因此，开发出活性高、副作用小的专一性抗癌药物成为癌症药物治疗领域的一项亟待解决的难题。
烟酸衍生物具有广谱的生物活性[(1)Bioorg.Med.Chem.,2016,24:5368-5373；(2)Med.Chem.Res.,2016,25:2205–2213；(3)J.Enzyme Inhib.Med.Chem.,2016,31(S4):138–144；(4)Molecules,2015,20,8800-8815]。异噁唑杂环通常作为药效基团被引入药物分子以提高药理活性：专利申请公开号CN103360382A公开了含异噁唑杂环取代的喹唑啉衍生物对肺癌细胞A549、大肠癌细胞HCT-116及乳腺癌细胞MCF-7具有显著的抑制活性；专利申请公开号CN103664991A公开了含异噁唑杂环取代的噻吩[2,3-d]嘧啶衍生物对肺癌细胞A549、大肠癌细胞HCT-116及乳腺癌细胞MCF-7具有显著的抑制活性；专利申请公开号CN103601762A公开了含异噁唑杂环的二茂铁衍生物对肺癌细胞A549、大肠癌细胞HCT-116及乳腺癌细胞MCF-7具有显著的抑制活性。。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了下式(I)所示的含异噁唑杂环的烟酸衍生物。经过活性研究表明，该类化合物对人肺癌细胞株A549、大肠癌细胞株HCT-116及乳腺癌细胞株MCF-7具有很强的抑制活性。可作为抗癌药物的候选化合物或先导化合物。
本发明通过如下技术方案实现：
一种式(I)所示的烟酸衍生物，或其药学上可接受的盐或溶剂化物，
Z选自O、S、NR3，其中R3为氢或C1-6烷基；
R1、或R2独立地选自氢、C1-6烷基、C1-6烷氧基、卤代C1-6烷基、卤素、氰基、硝基、芳基、芳基氧基、杂芳基、杂芳基氧基、杂环基、杂环基氧基；所述C1-6烷基、C1-6烷氧基、卤代C1-6烷基、芳基、杂芳基、杂环基可以任选被取代基取代，所述取代基可为：C1-6烷基、C1-6烷氧基、卤代C1-6烷基、卤素、氰基、硝基、芳基。
m为0-4的整数；
n为0-5的整数；
根据本发明，所述C1-6烷基指具有1-6个碳原子的直链或支链烷基，所述C1-6烷基例如为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、戊基、新戊基。
根据本发明，所述芳基指具有6-20个(优选6-14个)碳原子的单环或多环芳香性基团，代表性的芳基包括：苯基、萘基、蒽基、芘基等。
根据本发明，所述的杂芳基指具有1-20个碳原子、1-4个选自N、S、O杂原子的单环或多环芳香性基团，代表性的杂芳基包括：噻吩基、呋喃基、吡咯基、吡啶基、嘧啶基、咪唑基、噻唑基、吲哚基、氮杂萘基、氮杂蒽基、氮杂芘基等。
根据本发明，所述的杂环基指具有1-20个碳原子、1-4个选自N、S、O杂原子的单环或多环非芳香性基团。特别地，所述杂环基可以包括但不限于：4元环，如氮杂环丁烷基、氧杂环丁烷基；5元环，如四氢呋喃基、二氧杂环戊烯基、吡咯烷基、咪唑烷基、吡唑烷基、吡咯啉基；或6元环，如四氢吡喃基、哌啶基、吗啉基、二噻烷基、硫代吗啉基、哌嗪基或三噻烷基；或7元环，如二氮杂环庚烷基。任选地，所述杂环基可以是苯并稠合的。所述杂环基可以是双环的，例如但不限于5,5元环，如六氢环戊并[c]吡咯-2(1H)-基环，或者5,6元双环，如六氢吡咯并[1,2-a]吡嗪-2(1H)-基环。
根据本发明，所述卤素指F、Cl、Br和I。
在一个优选技术方案中，式(I)所示的化合物中，R1选自C1-6烷基、C1-6烷氧基、卤代C1-6烷基、苯基、苯氧基、取代苯基、取代苯氧基、杂环基、卤素；
在又一个优选技术方案中，式(I)所示的化合物中，R2选自氢、卤素、氰基、硝基、C1-6烷基、C1-6烷氧基或卤代C1-6烷基；
更优选的，式(I)所示的化合物中：
Z选自O、NH；
R1独立地选自氢、氟、氯、溴、甲基、甲氧基、三氟甲基、苯基、苯氧基；
R2独立地选自氢、氟、氯、溴、甲基、乙基、叔丁基、甲氧基、硝基或三氟甲基；
m为0、1、2的整数，当m大于1时，R1可以为相同或不同的基团；
n为0、1、2、3的整数；当n大于1时，R2可以为相同或不同的基团；
作为实例，式(I)化合物可选自下列示例性的化合物及其药学上可接受的盐：
式(I)所示的烟酸衍生物，可以分别选择与药学上可接受的酸形成药学上可接受的盐。其中术语“药学上可接受的盐”包括但不限于与无机酸形成的盐，如盐酸盐、磷酸盐、二磷酸盐、氢溴酸盐、硫酸盐、亚磺酸盐、硝酸盐、及其类似盐；也包括与有机酸形成的盐，如乳酸、草酸、苹果酸盐、马来酸盐、富马酸盐、酒石酸盐、琥珀酸盐、柠檬酸盐、乳酸盐、磺酸盐、对甲苯磺酸盐、2-羟乙基磺酸盐、苯甲酸盐、水杨酸盐、硬脂酸盐、三氟乙酸、氨基酸盐、或链烷酸盐如醋酸盐，HOOC-(CH2)n-COOH(其中n是1-4)的盐，及其类似盐。类似地，药学上可接受的阳离子包括但不限于钠、钾、钙、铝、锂和铵。
术语“溶剂化物”包括水合物和醇合物。
本发明还提供一种药物组合物，包含治疗有效量的式(I)所示的化合物、其药学上可接受的盐、或溶剂化物中的一种或多种。
所述药物组合物还包含至少一种药学上可接受的辅料。所述辅料可以为惰性的、无毒的赋形剂、载体或稀释剂，例如所述辅料可以选自下列中的一种或多种：崩解剂、助流剂、润滑剂、填充剂、粘合剂、着色剂、泡腾剂、矫味剂、防腐剂、包衣材料等。
本发明还提供一种药物制剂，其特征在于，所述制剂包括治疗有效量的式(I)所示的化合物、及其药学上可接受的盐和溶剂化物中的一种或多种。
根据本发明，所述制剂优选为固体口服制剂、液体口服制剂或注射剂。
根据本发明，所述制剂选自片剂(分散片、肠溶片、咀嚼片、口崩片)、胶囊、颗粒剂、口服溶液剂、注射用水针、注射用冻干粉针、大输液或小输液。
本发明还提供一种式(I)所示的烟酸衍生物或其药学上可接受的盐或溶剂化物中的一种或多种在制备用于抗肿瘤或癌症药物中的应用。
根据本发明，所述肿瘤或癌症为EGFR过度表达和/或活性过高引起的癌症。优选地，所述肿瘤或癌症选自膀胱癌、非小细胞肺癌(NSCLC)、卵巢癌、乳腺癌、胃癌、食道癌、肺癌、头颈癌、结肠癌、咽癌或胰腺癌等；还优选为非小细胞肺癌(NSCLC)。
本发明还提供一种治疗肿瘤或癌症的方法，所述方法为将有效量的式(I)所示的化合物、其药学上可接受的盐、或溶剂化物中的一种或多种施用于有需要的个体。
根据本发明，所述有需要的个体可以为人类或其他哺乳类动物。
根据本发明，所述肿瘤或癌症具有如上所述的定义。
本发明还提供一种如上式(I)所示烟酸衍生物的制备方法，包括：将式(III)化合物与式(II)化合物反应得到式(I)化合物；
其中，R1、R2、Z、m、n彼此独立地具有上文所述的定义；
X选自离去基团，例如羟基或Cl；
如果需要保护，可以将式(II)和式(III)中的任何官能团予以保护，之后如有必要，再除去保护基。
如果有必要，可以形成式(I)化合物的药学上可接受的盐。
根据本发明，所述反应优选在有机溶剂中进行；所述有机溶剂选自苯、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、氯仿、乙腈、二氧六环、四氢呋喃(THF)或N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中的一种或多种，优选为四氢呋喃。
根据本发明，所述反应的温度为-20-120℃，优选0-30℃。
根据本发明，所述反应优选在碱性催化剂的作用下进行；所述碱性催化剂选自有机碱或无机碱；所述有机碱优选为三乙胺、三丙胺、N,N-二异丙基乙胺、DMAP、叔丁醇钾、叔丁醇钠等中的一种或多种；所述无机碱优选为碳酸钾、碳酸铯、氢化钠、碳酸钠等中的一种或多种。
根据本发明，所述反应还可以在缩合剂的作用下进行，所述缩合剂例如可以为二环己基碳二亚胺(DCC)、羰基二咪唑(CDI)或1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCI·HCl)。
根据本发明，所述缩合剂中可以进一步加入活化剂，所述活化剂例如为1-羟基苯并三唑(HOBT)、N,N-二异丙基乙胺或4-二甲氨基吡啶(DMAP)。
术语“有效量”指的是，所述至少一种化合物和/或至少一种药学上可接受的盐对于能有效“治疗”个体的一种疾病或不适的用量。如果是癌症时，有效量能减少癌症或肿瘤细胞的数目；缩小肿瘤的大小；抑制或阻止肿瘤细胞向周边器官的侵入。例如，肿瘤蔓延入软组织或骨骼中；抑制或阻止肿瘤的转移；抑制或阻止肿瘤的生长；一定程度上减轻一种或多种与癌症相关的症状；减少发病率和死亡率；提高生活质量；或者是上述效果的结合。有效量可以是通过抑制EGFR活性来减少疾病症状的用量。对于癌症治疗，体内实验的效果可以通过评估如存活期、疾病进展时间(Time to Disease Progression，TDP)、反应率(Response Rates，RR)、持续反应期和/或生活质量来测量。
本领域技术人员已经意识到，有效量可以随着给药的途径、赋形剂的剂量、以及与其他药物的合用而变化。
术语“有效量”还可指所述至少一种化合物和/或其至少一种药学上可接受的盐对抑制EGFR的过度表达和/或活性过高有效的剂量。
有益效果
本发明的化合物具有抗肿瘤、抗癌活性，尤其是对人肺癌细胞株A549、大肠癌细胞株HCT116和乳腺癌细胞株MCF-7具有很强的抑制活性。例如化合物YP-78、化合物YP-89、化合物YP-108、化合物YP-44、化合物YP-63、化合物YP-51、化合物YP-73对肺癌细胞株A549、大肠癌细胞株HCT116和乳腺癌细胞株MCF-7具有很强的抑制活性。
本发明的化合物具有广谱的抗癌、抗肿瘤活性，可作为治疗肿瘤、癌症的候选药物或先导化合物。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。需要说明的是，下述实施例不能作为对本发明保护范围的限制，任何在本发明基础上做出的改进都不违背本发明的精神。
其中，中间体和目标化合物的合成过程均以实施例中的代表说明，其余的中间体和目标化合物的合成过程同代表化合物。
仪器与试剂：
AVANCE III核磁共振仪(400MHz,DMSO-d6,TMS为内标)，离子阱液质连用仪(DECAX-30000LCQ Deca XP)，XT5数字显示显微熔点测定仪(北京市科仪电光仪器厂制造，温度未经校正)，可调波长式微孔板酶标仪(Molecular Devies SPECTRAMAX190)。可调波长式微孔板酶标仪(Molecular Devies SPECTRAMAX190)。化学试剂均为市售的分析纯或化学纯试剂，RPMI1640购自Gibco公司，噻唑蓝[3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide,MTT)购自Sigma公司。其它试剂均为市售的分析纯，在使用前没有特殊说明未进行处理，四氢呋喃在使用前用干燥分子筛处理。
制备例1中间体(II-1)和中间体(II-2)的合成：
以取代苯甲醛为原料，通过合成肟、1,3-偶极环加成反应、甲磺酰酯化反应、叠氮化、还原反应制备，具体见下述流程：
中间体(II-1)和中间体(II-2)具体的合成过程可参见中国专利申请CN103360382A、CN103664991A和CN103601762A，这三份申请全文引入本发明。
根据本发明，对于Z为其他取代基的化合物，例如NR3或S时，可以采用相应的取代氨基丙炔化合物或丙炔硫醇为原料，按照中间体(II-2)的制备过程来制备。
实施例1式(I)所示的烟酸衍生物的合成
其中以烟酸和3-苯基-5-羟甲基-异噁唑的反应为示例：
[(3-苯基-异噁唑-5-基)-甲基]-吡啶-3-甲酸酯(YP-1)的合成
将0.123g(1mmol)烟酸和0.206g(1mmol)DCC加入50mL圆底烧瓶，加入10mL干燥的THF，冰浴搅拌反应30min后，将溶有0.175g(1mmol)3-苯基-5-羟甲基-异噁唑和0.122g(1mmol)DMAP的10mL THF溶液缓慢滴加入反应体系，冰浴搅拌反应30min后自然升至室温反应。TLC检测反应完成后，反应液真空浓缩，残渣直接柱分离V(石油醚)：V(乙酸乙酯)＝5:1～2:1)，即得目标化合物[(3-苯基-异噁唑-5-基)-甲基]-吡啶-3-甲酸酯(YP-1)。其它类似结构化合物可按照[(3-苯基-异噁唑-5-基)-甲基]-吡啶-3-甲酸酯(YP-1)的合成过程来制备。
实施例2式(I)所示的烟酸酰胺类衍生物的合成
其中以烟酸和3-苯基-5-氨甲基-异噁唑的反应为示例：
N-[(3-苯基-异噁唑-5-基)-甲基]-吡啶-3-甲酰胺(YP-115)的合成
将0.123g(1mmol)烟酸，0.206g(1mmol)DCC和0.135g(1mmol)HOBT加入50mL圆底烧瓶，加入10mL干燥的THF，冰浴搅拌反应30min后，将溶有0.174g(1mmol)3-苯基-5-氨甲基-异噁唑和0.122g(1mmol)DMAP的10mL THF溶液缓慢滴加入反应体系，冰浴搅拌反应30min后自然升至室温反应。TLC检测反应完成后，反应液真空浓缩，残渣直接柱分离V(石油醚)：V(乙酸乙酯)＝5:1～2:1)，即得目标化合物N-[(3-苯基-异噁唑-5-基)-甲基]-吡啶-3-甲酰胺(YP-115)。其它类似结构的化合物按照N-[(3-苯基-异噁唑-5-基)-甲基]-喹啉-2-甲酰胺(YP-115)的合成过程来制备。
式(I)所示的烟酸衍生物结构均通过IR、1H NMR、ESI-MS等分析方法进行了表征。优选出的化合物光谱数据以列表的形式进行说明：
优选出的化合物的结构、编号及物性常数如下表所示：
表1-优选化合物结构、编号及质谱
表2-表1中化合物的1H NMR数据
实施例3生物活性试验
采用MTT法对示例性的实施例化合物进行了抗大肠癌细胞株HCT-116、人肺癌细胞株A549及乳腺癌细胞株MCF-7的活性检测。具体的测试过程如下：
(1)将肺癌细胞株A549铺于96孔板中，加入100μL培养基培养，待细胞长至90％，将1μL药品(即上述实施例化合物)加入孔中，每种药品检测8种不同的浓度(分别为药品的初始浓度，50μM,5μM,500nM,50nM,5nM,500pM,50Pm)，每种药品浓度平行做3个复孔。培养24h之后，在每个孔中加入配置好的5mg/mL MTT溶液20μL，4小时后将培养基吸出，每孔加入150μL DMSO，在595nm波长下测定其光密度(OD)值。其中阴性对照为DMSO。
其IC50值由GraphPad Prism5软件计算得出。
(2)对大肠癌细胞株HCT-116及乳腺癌细胞株MCF-7的测试过程同肺癌细胞株A549的测试过程。
示例性的实施例化合物抑制人肺癌细胞A549、大肠癌细胞珠HCT-116及乳腺癌细胞株MCF-7的活性结果见下表3、表4和表5。
表3-示例性的实施例化合物抑制人肺癌细胞A549的活性测试结果
表4-示例性的实施例化合物抑制大肠癌细胞珠HCT-116的活性测试结果
表5-示例性的实施例化合物抑制乳腺癌细胞株MCF-7的活性测试结果
以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种式(I)所示的化合物，或其药学上可接受的盐或溶剂化物，
其中，
Z选自O、S、或NR3，其中R3为氢或C1-6烷基；
R1或R2独立地选自氢、C1-6烷基、C1-6烷氧基、卤代C1-6烷基、卤素、氰基、硝基、芳基、芳基氧基、杂芳基、杂芳基氧基、杂环基、杂环基氧基；所述C1-6烷基、C1-6烷氧基、卤代C1-6烷基、芳基、杂芳基、杂环基可以任选被取代基取代，所述取代基为：C1-6烷基、C1-6烷氧基、卤代C1-6烷基、卤素、氰基、硝基、芳基；
m为0-4的整数；
n为0-5的整数。
2.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，R1选自C1-6烷基、C1-6烷氧基、卤代C1-6烷基、苯基、苯氧基、取代苯基、取代苯氧基、杂环基、卤素；
R2选自氢、卤素、氰基、硝基、C1-6烷基、C1-6烷氧基或卤代C1-6烷基。
3.如权利要求1或2所述的化合物，其特征在于，Z选自O、NH；
R1独立地选自氢、氟、氯、溴、甲基、甲氧基、三氟甲基、苯基、苯氧基；
R2独立地选自氢、氟、氯、溴、甲基、乙基、叔丁基、甲氧基、硝基或三氟甲基；
m为0、1、2的整数，当m大于1时，R1可以为相同或不同的基团；
n为0、1、2、3的整数；当n大于1时，R2可以为相同或不同的基团；
优选地，式(I)所示的化合物选自下列化合物及其药学上可接受的盐：
4.一种药物组合物，其特征在于，包括治疗有效量的权利要求1-3任一项所述式(I)所示的化合物、及其药学上可接受的盐和溶剂化物中的一种或多种；
优选地，所述药物组合物还包含至少一种药学上可接受的辅料；所述辅料可以为惰性的、无毒的赋形剂、载体或稀释剂，例如所述辅料可以选自下列中的一种或多种：崩解剂、助流剂、润滑剂、填充剂、粘合剂、着色剂、泡腾剂、矫味剂、防腐剂、包衣材料等。
5.一种药物制剂，其特征在于，包括治疗有效量的权利要求1-3任一项所述式(I)所示的化合物、及其药学上可接受的盐和溶剂化物中的一种或多种。
6.如权利要求5所述的药物制剂，其特征在于，所述药物制剂为固体口服制剂、液体口服制剂或注射剂；
优选地，所述制剂选自片剂(分散片、肠溶片、咀嚼片、口崩片)、胶囊、颗粒剂、口服溶液剂、注射用水针、注射用冻干粉针、大输液或小输液。
7.一种权利要求1-3任一项所述式(I)所示的化合物或其药学上可接受的盐或溶剂化物中的一种或多种在制备用于抗肿瘤或癌症药物中的应用。
8.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述肿瘤或癌症为EGFR过度表达和/或活性过高引起的癌症；
优选地，所述肿瘤或癌症选自膀胱癌、非小细胞肺癌(NSCLC)、卵巢癌、乳腺癌、胃癌、食道癌、肺癌、头颈癌、结肠癌、咽癌或胰腺癌等；还优选为非小细胞肺癌(NSCLC)。
9.如权利要求1-3任一项所述式(I)所示的化合物或其药学上可接受的盐或溶剂化物的制备方法，包括：将式(III)化合物与式(II)化合物反应得到式(I)所示的化合物；
其中，R1、R2、Z、m、n彼此独立地具有权利要求1-3任一项所述的定义；
X选自离去基团，例如羟基或Cl；
如果需要保护，可以将式(II)和式(III)中的任何官能团予以保护，之后如有必要，再除去保护基；
如果有必要，可以形成式(I)化合物的药学上可接受的盐或溶剂化物。
10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述反应在有机溶剂中进行；所述有机溶剂选自苯、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、氯仿、乙腈、二氧六环、四氢呋喃(THF)或N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中的一种或多种，优选为四氢呋喃；
优选地，所述反应在碱性催化剂的作用下进行；所述碱性催化剂选自有机碱或无机碱；所述有机碱优选为三乙胺、三丙胺、N,N-二异丙基乙胺、DMAP、叔丁醇钾、叔丁醇钠等中的一种或多种；所述无机碱优选为碳酸钾、碳酸铯、氢化钠、碳酸钠等中的一种或多种；
优选地，所述反应在缩合剂的作用下进行，所述缩合剂例如可以为二环己基碳二亚胺(DCC)、羰基二咪唑(CDI)或1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCI·HCl)；
优选地，所述缩合剂中可以进一步加入活化剂，所述活化剂例如为1-羟基苯并三唑(HOBT)、N,N-二异丙基乙胺或4-二甲氨基吡啶(DMAP)。
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