CN112441970A - 一类2,5-二取代-3-氨基吡啶化合物及其制法和用途 - Google Patents
一类2,5-二取代-3-氨基吡啶化合物及其制法和用途 Download PDFInfo
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Abstract
Description
技术领域
本发明属于有机化学药物合成技术领域,涉及一类2,5-二取代-3-氨基吡啶类衍生物及其制备方法,以及它们在制备抗肿瘤药物中的应用。
技术背景
随着人类平均寿命的延长,恶性肿瘤对人类的威胁日益突出。世界卫生组织(WHO)国际癌症研究机构(IARC)最新报告显示,全世界罹患恶性肿瘤的人数在迅速增长,仅2018年一年就新增1810万病例,死亡人数高达960万。一般人们所说的“癌症”习惯上泛指所有恶性肿瘤。癌症具有细胞分化和增殖异常、生长失去控制、浸润性和转移性等生物学特征,其发生是一个多因子、多步骤的复杂过程。传统的放、化疗方法并不能降低死亡率,延续患者生存时间,而分子靶向治疗将小分子药物定位于肿瘤细胞的靶分子,特异性阻碍肿瘤细胞恶性生物学活动,具有显著的优势和良好的前景。研究发现肿瘤细胞恶性生物学活动与SHP-2酪氨酸磷酸酶激活突变密切相关。(参见:A,Hellberg C,FD.Protein-tyrosine phosphatases and cancer[J].Nature Reviews Cancer,2006,6(4):307.)
SHP-2属于由PTPN11基因编码的蛋白酪氨酸磷酸酶,它的结构由Src-N-SH2 和Src-C-SH2同源区、一个PTP催化活性区域和一个具有至少两个磷酸化位点的C-末端尾部组成。SHP-2广泛表达于各组织、细胞的胞浆蛋白,不仅在受体或胞浆酪氨酸蛋白激酶介导的信号途径中起促进作用,还具有磷酸酶非依赖性接头蛋白功能,是第一个被定义为癌基因的酪氨酸磷酸酶。
虽然SHP-2作为抗肿瘤靶点已被广泛报道,但是目前并没有SHP-2抑制剂小分子药物上市。而且报道的SHP-2抑制剂多带有磺酸、磷酸、羧酸等(如NSC87877,参见:Song M,Park J E,Park S G,et al.NSC-87877,inhibitor of SHP-1/2 PTPs,inhibits dual-specificity phosphatase 26(DUSP26)[J].Biochemical and biophysical researchcommunications,2009,381(4):491-495.),在生理条件下以负离子形式存在的极性基团,导致膜通透性差,最终出现生物利用度差的现象。考虑到现有抑制剂的缺点,我们利用计算机辅助药物设计的先进手段,如骨架跃迁、分子对接、分子动力学模拟、药效团、吸收/分布/代谢/排泄/毒性预测(ADMET预测)等手段,设计、合成了一系列结构新颖、成药性好的2,5-二取代-3-氨基吡啶类化合物,并且测定了对SHP-2的抑制活性。
目前未见以2,5-二取代-3-氨基吡啶为母核的SHP-2抑制剂的报道。该类抑制剂具有很好的创新性。
发明内容
本发明的一个目的是提供了通式I或通式II表示的2,5-二取代-3-氨基吡啶类化合物及其药学上可接受的盐、溶剂化物或前药分子。
本发明的另一个目的是提供制备具有通式I或通式II的化合物的方法。
本发明的再一个目的是提供该类化合物的用途,这类化合物通常具有蛋白酪氨酸磷酸酶SHP-2抑制活性,而SHP-2作为抗肿瘤药物靶酶已经被广泛报道,因此,该类化合物具有用于制备抗肿瘤药物的用途。
现结合本发明的目的对本发明内容进行具体描述。
具有通式I或通式II结构的化合物或其药学上可接受的盐、溶剂化物或前药分子。
其中Ar1表示苯环,其中所述的苯环任选地被1、2、3或4个独立选自氟、氯、溴或氨基取代;
Ar2表示苯环、哌啶环、哌嗪环、吡啶环,其中所述的苯环任选地被1、2、 3或4个独立选自C1-C3烷基、氟、氯、溴或氨基取代,哌啶环为氨基单取代;
Ar3表示苯环、哌啶环、哌嗪环,其中所述的苯环被1或2个氨基取代,哌啶环任选的被1或2个独立选自C1-C3烷基或氨基取代;
Q1选自-C(O)NH-、-C(O)-、-CH2-中的一种;
Q2选自-CH2NH-、-NH-中的一种;
R为氢或者C1-C3烷基;
m为0或1,n为0或1;
优选通式I或通式II化合物或其药学上可接受的盐、溶剂化物或前药分子。
其中其中Ar1表示苯环,其中所述的苯环任选地被1、2、3或4个独立选自氟、氯、溴或氨基取代;
Ar2表示苯环、哌啶环、哌嗪环、吡啶环,其中所述的苯环任选地被1或2 个独立选自甲基、氟、氯或氨基取代,哌啶环为氨基单取代;
Ar2表示苯环、哌啶环、哌嗪环、吡啶环,其中所述的苯环任选地被1、2、3 或4个独立选自C1-C3烷基、氟、氯、溴或氨基取代,哌啶环为氨基单取代;
Ar3表示苯环、哌啶环、哌嗪环,其中所述的苯环被氨基取代,哌啶环任选的被1或2个独立选自甲基、氨基、氨甲基取代;
Q2选自-C(O)NH-、-C(O)-、-CH2-中的一种;
Q1选自-C(O)NH-、-C(O)-、-CH2-中的一种;
Q2选自-CH2NH-、-NH-中的一种;
R为氢;
m为0或1,n为0或1;
本发明更加优选所述的通式I或通式II化合物或其药学上可接受的盐所代表的化合物如下:
本发明所述通式I或通式II化合物,其中药学上可接受的盐系指通式I或通式II化合物与酸成盐,包括各种无机酸,例如,盐酸、硫酸、硝酸、磷酸等,或有机酸,例如,甲酸、乙酸、柠檬酸、草酸、富马酸、马来酸、氨基酸等所生成的药学上可接受的盐。
本发明所述通式I或通式II化合物通过以下步骤合成:
化合物1-71的合成路线如下式所示,其特征在于当化合物符合通式I时,化合物1-50的合成方法如下,其中化合物1-28(m=1)为:首先,5-硝基-6-氯烟酸和取代苯硼酸通过Suzuki偶联反应得到中间体A-2,吡啶羧酸A-2和胺通过缩合反应得到中间体A-3,最后通过还原反应得到目标化合物1-28;其中化合物29-50(m=0)的合成方法为:首先,2,5-二溴-3-硝基吡啶通过还原反应得到2,5-二溴-3-氨基吡啶,然后和氨基苯硼酸频哪醇酯通过Suzuki偶联反应得到中间体B-3,最后B-3再和取代苯硼酸通过Suzuki偶联反应得到目标化合物29-50;当化合物符合通式II时,化合物51-71的合成方法如下:首先,2-氯-5-溴-3-硝基吡啶和胺通过亲核取代反应得到中间体C-2,然后, C-2和取代苯硼酸通过Suzuki偶联反应得到中间体C-3,最后C-3通过还原反应得到目标化合物51-71;其中m和n分别如权利要求1中所述,R1位于苯环的各位置,是单取代或双取代,选自-CH3、-F、-Cl,R2R3NH选自苯胺、2-氨基吡啶、苯乙胺、4-氨基哌啶、哌嗪、对苯二胺、间苯二胺、4-氨甲基哌啶、4-甲基-4-氨基哌啶。
具体实施方式:
下面结合实施例对本发明做进一步的说明,实施例仅为解释性的,决不意味着它以任何方式限制本发明的范围,本发明的化合物经薄层色谱(TLC)进行检测,经柱层析硅胶(200-300目)纯化,随后采用BRUCKER AV400型核磁共振仪测定1H-NMR 进一步确证其结构。
实施例1
化合物1的制备
步骤一:在500mL圆底烧瓶中加入化合物A-1(5g,24.9mmol),2-氟苯硼酸(5.2g,37.4mmol),四三苯基膦钯(2.3g,2.0mmol),碳酸钾(17.2g,124.5mmol) 加入200mL 1,4-二氧六环和40mL水,在N2保护下加热回流4小时,TLC显示反应完毕。
将反应液通过旋转蒸发仪除去有机溶剂。先加入5%的稀盐酸,调节PH=5,用二氯甲烷(100mL×3)萃取,然后用5%食盐水(100mL×2)洗涤,合并有机相,用无水硫酸钠干燥。干燥后的有机相通过旋转蒸发仪除去,得到的残留物通过柱层析纯化,得到产物A-2-1,5.4g,产率83%;1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ14.15(m,1H),9.41 (d,J=1.6Hz,1H),8.82(d,J=1.6Hz,1H),7.78(t,1H),7.59-7.67(m,1H),7.44(t,1H), 7.32-7.40(m,1H).
步骤二:在500mL圆底烧瓶中加入化合物A-2-1(0.42g,1.6mmol),苯胺 (0.22mL,2.4mmol),1-羟基苯并三唑(0.24g,1.8mmol),1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(0.34g,1.8mmol),三乙胺(0.66mL,4.8mmol),加入30mL 二氯甲烷,室温搅拌2小时,TLC显示反应完毕。
反应混合物用二氯甲烷(30mL×3)萃取,用5%食盐水(30mL×3)洗涤,合并有机相,用无水硫酸钠干燥。干燥后的有机相通过旋转蒸发仪除去溶剂,得到的残留物通过柱层析纯化,得到产物A-3-1,0.48g,产率90%;1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ10.77(s,1H),9.49(d,J=2.0Hz,1H),9.03(d,J=2.0Hz,1H),7.76-7.83(m,3H), 7.61-7.67(m,1H),7.34-7.49(m,4H),7.18(t,1H).
步骤三:在500mL圆底烧瓶中加入化合物A-3-1(0.34g,1.0mmol),浓盐酸(0.15ml,5.0mmol),加入2mL水和30mL无水乙醇搅拌10分钟。然后向体系中分批次加入还原铁粉(1.1g,20mmol),加热回流1小时,TLC显示反应完毕。
将反应液进行抽滤,除去还原铁粉,然后通过旋转蒸发仪除去有机溶剂。先用5%碳酸氢钠水溶液调节PH=9,然后用二氯甲烷(100mL×3)萃取,再用5%食盐水(100mL×2)洗涤,合并有机相,无水硫酸钠干燥。干燥后的有机相通过旋转蒸发仪去除溶剂,得到的残留物通过柱层析纯化,得到化合物1,0.29g,产率95%;1H NMR (400MHz,DMSO-d6):δ10.40(s,1H),8.35(d,J=1.6Hz,1H),7.78(d,J=8.0Hz,2H), 7.73(dd,J=1.6Hz,J=8.0Hz,1H),7.56(d,J=1.6Hz,1H),7.48(t,1H),7.33-7.40(m,3H), 7.12(t,1H),5.31(s,2H).
实施例2
化合物2-28的制备
化合物2-28的制备方法参照实施例1中化合物1的制备方法。
实施例3
化合物29的制备
步骤一:在500mL圆底烧瓶中加入B-1(5g,17.7mmol),浓盐酸(2.7ml, 88.5mmol),加入28mL水和200mL无水乙醇搅拌10分钟。然后向体系中分批次加入还原铁粉(19.8g,354mmol),加热回流1小时,TLC显示反应完毕。
将反应液进行抽滤,除去还原铁粉,然后通过旋转蒸发仪除去有机溶剂。先用5%碳酸氢钠水溶液调节PH=9,然后用二氯甲烷(100mL×3)萃取,再用5%食盐水(100mL×2)洗涤,合并有机相,无水硫酸钠干燥。干燥后的有机相通过旋转蒸发仪去除溶剂,得到的残留物通过柱层析纯化,得到产物B-2,3.9g,产率95%;1H NMR (400MHz,CDCl3):δ7.82(d,J=2.0Hz,1H),7.14(d,J=2.0Hz,1H),4.20(s,2H).
步骤二:在250mL圆底烧瓶中加入化合物B-2(3.0g,13.7mmol),4-氨基苯硼酸频哪醇酯(3.0g,13.7mmol),四三苯基膦钯(1.3g,1.1mmol),碳酸钾(9.5g, 68.5mmol,加入150mL1.4-二氧六环和30mL水,加热回流3小时,TLC显示反应完毕。
将反应液通过旋转蒸发仪除去有机溶剂。用二氯甲烷(60mL×3)萃取,用 5%食盐水(60mL×3)洗涤,合并有机相,无水硫酸钠干燥。干燥后的有机相通过旋转蒸发仪去除,得到的残留物通过柱层析纯化,得到产物B-3-1,2.9g,产率78%;1H NMR (400MHz,CDCl3):δ8.11(d,J=2.0Hz,1H),7.45(d,J=8.8Hz,2H),7.15(d,J=2.0Hz, 1H),6.77(d,J=8.8Hz,2H),3.89(s,2H),3.81(2H).
步骤三:在250mL圆底烧瓶中加入B-3-1(0.2g,0.7mmol),3-氯苯硼酸(0.19 g,1.1mmol),1,1′-双二苯基膦二茂铁二氯化钯二氯甲烷复合物(0.05g,0.06mmol),磷酸钾(0.74g,3.5mmol)加入36mL1.4-二氧六环和4mL水,加热回流2小时,TLC 显示反应完毕。
将反应液通过旋转蒸发仪除去有机溶剂。用二氯甲烷(20mL×3)萃取,用 5%食盐水(20mL×3)洗涤,合并有机相,无水硫酸钠干燥。干燥后的有机相通过旋转蒸发仪去除,得到的残留物通过柱层析纯化,得到化合物29,0.18g,产率81%;1H NMR (400MHz,DMSO-d6):δ8.19(d,J=2.0Hz,1H),7.69(s,1H),7.61(d,J=8.0Hz,1H),7.51 (t,1H),7.42-7.47(m,3H),7.36(d,J=2.0Hz,1H),6.65(d,J=8.4Hz,2H),5.35(s,2H), 5.07(s,2H)。
实施例4
化合物30-50的制备
化合物30-50的制备方法参照实施例3中化合物29的制备方法。
实施例5
化合物51的制备
步骤一:化合物C-2-1的制备
在250mL圆底烧瓶中加入化合物5-溴-2-氯-3-硝基吡啶(3.0g,12.7mmol), 4-氨基-1-叔丁氧羰基哌啶(3.6g,17.8mmol),N,N-二异丙基乙胺(6.3mL,38.1mmol),加入150mL二氯甲烷,室温搅拌3小时,TLC显示反应完毕。
反应混合物用二氯甲烷(60mL×3)萃取,用5%食盐水(60mL×2)洗涤,合并有机相,用无水硫酸钠干燥。干燥后的有机相通过旋转蒸发仪除去溶剂,得到的残留物通过甲醇重结晶,得到产物C-2-1,4.8g,产率95%;1H NMR(400MHz,CDCl3):δ 8.32(d,J=2.0Hz,1H),8.25(d,J=2.0Hz,1H),4.50(d,1H),3.71-3.79(m,3H),3.06-3.16 (m,2H),1.98-2.08(m,2H),1.47-1.56(m,2H),1.45(s,9H).
步骤二:化合物C-3-1的制备
在250mL圆底烧瓶中加入化合物C-2-1(0.8g,2.0mmol),2,3-二氯苯硼酸 (0.57g,3.0mmol),四三苯基膦钯(0.18g,0.16mmol),碳酸钾(1.4g,10.0mmol,加入40mL1.4-二氧六环和8mL水,加热回流2.5小时,TLC显示反应完毕。
将反应液通过旋转蒸发仪除去有机溶剂。用二氯甲烷(60mL×3)萃取,用 5%食盐水(60mL×3)洗涤,合并有机相,无水硫酸钠干燥。干燥后的有机相通过旋转蒸发仪去除,得到的残留物通过柱层析纯化,得到产物W-3-1,0.75g,产率81%;1H NMR(400MHz,CDCl3):δ8.50-8.55(m,2H),8.27(d,J=7.6Hz,1H),7.52(dd,J=1.6 Hz,J=8.0Hz,1H),7.30(t,1H),7.25(dd,J=1.6Hz,J=8.0Hz,1H),4.38-4.50(m,1H), 4.10(s,2H),3.02(t,2H),2.10(d,2H),1.52-1.63(m,2H),1.49(s,9H).
步骤三:化合物C-4-1的制备
在500mL圆底烧瓶中加入化合物W-3-1(0.6g,1.3mmol),氯化胺(0.35g,6.5mmol),加入25mL水和200mL无水乙醇搅拌10分钟。然后向体系中分批次加入还原锌粉(4.2g,65mmol),加热回流1小时,TLC显示反应完毕。
将反应液进行抽滤,除去还原铁粉,然后通过旋转蒸发仪除去有机溶剂。先用5%碳酸氢钠水溶液调节PH=9(30mL×2),然后用二氯甲烷(30mL×3)萃取,再用5%食盐水(30mL×2)洗涤,合并有机相,无水硫酸钠干燥。干燥后的有机相通过旋转蒸发仪去除溶剂,得到的残留物通过柱层析纯化,得到产物W-4-1,0.51g,产率 91%;1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.79(d,J=2.0Hz,1H),7.45(dd,J=1.6Hz,J=7.6 Hz,1H),7.18-7.26(m,2H),7.02(d,J=2.0Hz,1H),4.58(d,1H),3.84(s,2H),3.63-3.78(m, 1H),3.44(d,2H),2.92(t,2H),2.10(d,2H),1.52-1.64(m,2H),1.46(s,9H).
步骤四:化合物51的制备
在100mL圆底烧瓶中加入化合物W-4-1(0.4g,0.9mmol),加入15mL二氯甲烷,5mL三氟乙酸5,加入完毕后,常温搅拌0.5小时,TLC显示反应完毕
冷却至室温后,减压除去挥发物,并将得到的混合物加入乙酸乙酯(10mL) 和水(10mL),进行稀释。分离各相,水相进一步用乙酸乙酯(5mL×2)萃取,合并的有机相被丢弃。将水相通过氢氧化钠碱化至PH=9,用乙酸乙酯(20mL×3)萃取。将合并的有机相用无水硫酸钠干燥。干燥后的有机相通过旋转蒸发仪除去溶剂,得到的残留物通过柱层析纯化,得到化合物51,0.28g,产率92%;1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ7.57(d,J=8.0Hz,1H),7.40(d,J=1.6Hz,1H),7.37(t,1H),7.30(d,J=7.6Hz,1H),6.77 (d,J=1.6Hz,1H),5.59(d,J=7.2Hz,1H),4.92(s,2H),3.98-4.03(m,1H),2.97(d,2H), 2.53(d,2H),2.27(s,1H),1.89(d,2H),1.25-1.39(m,2H)。
实施例6
化合物52-71的制备
化合物30-50的制备方法参照实施例5中化合物51的制备方法。
实施例7~实施例74
化合物的核磁共振氢谱数据
实施例75:化合物的抑酶活性
应用荧光分析法,以SHP1&2 substrate(H-Glu-Phe-pTyr-Ala-Glu-Val-Gly-Arg-Ser-Pro-Pro-Asp-Pro-Ala-Lys)为底物,检测SHP2全长的催化活性。磷酸酶反应是在室温条件下于96孔的聚苯乙烯板中进行,反应终体积为25μL,反应用的分析缓冲液为:60mMHEPES(pH 7.2),75mM NaCl,75mM KCl,1mM EDTA,0.05%P-20,5mM DTT(dithiothreitol)。在25℃下,将0.5nM的SHP2和待测化合物(浓度为0.003~100 μM)共同孵育30~60min。随后,加入底物SHP1&2 substrate(200μM),25℃下孵育 30min。加入100μL孔雀绿试剂,15min后用酶标仪读取OD620的数据。本实验设置阴性对照组,阳性对照组和空白组。以矾酸钠为阳性对照,以等量的缓冲液替换SHP-2 蛋白溶液作为阴性对照组,以消除样品本身颜色的影响,以等量的DMSO代替抑制剂做为空白组。待测样品三倍稀释,稀释四个梯度,做3组平行试验,分别计算每个化合物对SHP-2蛋白活性的抑制率,用IC50来表示化合物对酶的抑制率大小。结果汇总见下表1。结果表明:本发明所述的部分2,5-二取代-3-氨基吡啶母核类化合物对蛋白酪氨酸磷酸酶SHP-2有较好的抑制活性。
表1 2,5-二取代-3-氨基吡啶母核类化合物对SHP-2的抑酶活性(IC50)。其中,“+++”代表活性低于10μM/L,“++”代表活性在10μM/L到50μM/L,“+”代表活性高于50μM/L。
Claims (7)
1.一种含2,5-二取代-3-氨基吡啶母核类化合物,其特征在于具有如下结构通式I或通式II:
其中Ar1表示苯环,其中所述的苯环任选地被1、2、3或4个独立选自氟、氯、溴或氨基取代;
Ar2表示苯环、哌啶环、哌嗪环、吡啶环,其中所述的苯环任选地被1、2、3或4个独立选自C1-C3烷基、氟、氯、溴或氨基取代,哌啶环为氨基单取代;
Ar3表示苯环、哌啶环、哌嗪环,其中所述的苯环被1或2个氨基取代,哌啶环任选的被1或2个独立选自C1-C3烷基或氨基取代;
Q1选自-C(O)NH-、-C(O)-、-CH2-中的一种;
Q2选自-CH2NH-、-NH-中的一种;
R为氢或者C1-C3烷基;
m为0或1,n为0或1。
2.根据权利要求1所述的具有通式I结构化合物,其中:
其中Ar1表示苯环,其中所述的苯环任选地被1、2、3或4个独立选自氟、氯、溴或氨基取代;
Ar2表示苯环、哌啶环、哌嗪环、吡啶环,其中所述的苯环任选地被1、2、3或4个独立选自C1-C3烷基、氟、氯、溴或氨基取代,哌啶环为氨基单取代;
Q1选自-C(O)NH-、-C(O)-、-CH2-中的一种;
R为氢或者C1-C3烷基;
m为0或1,n为0或1。
3.根据权利要求1所述的具有通式II结构化合物,其中:
Ar2表示苯环,其中所述的苯环任选地被1或2个氟或氯取代,哌啶环为氨基单取代;
Ar3表示苯环、哌啶环、哌嗪环,其中所述的苯环被氨基取代,哌啶环任选的被1或2个独立选自甲基、氨基、氨甲基取代;
Q2选自-C(O)NH-、-C(O)-、-CH2-中的一种;
R为氢;
n为0或1。
5.根据权利要求1-4所述的含2,5-二取代-3-氨基吡啶母核类化合物,其特征在于,所述化合物还包括式I或式II的药学上能接受的盐、溶剂化物或前药分子。
6.根据权利要求1-4所述的通式I或通式II结构的化合物的制备方法,化合物1-71的合成路线如下图所示,其特征在于当化合物符合通式I时,化合物1-50的合成方法如下,其中化合物1-28(m=1)为:首先,5-硝基-6-氯烟酸和取代苯硼酸通过Suzuki偶联反应得到中间体A-2,吡啶羧酸A-2和胺通过缩合反应得到中间体A-3,最后通过还原反应得到目标化合物1-28;其中化合物29-50(m=0)的合成方法为:首先,2,5-二溴-3-硝基吡啶通过还原反应得到2,5-二溴-3-氨基吡啶,然后和氨基苯硼酸频哪醇酯通过Suzuki偶联反应得到中间体B-3,最后B-3再和取代苯硼酸通过Suzuki偶联反应得到目标化合物29-50;当化合物符合通式II时,化合物51-71的合成方法如下:首先,2-氯-5-溴-3-硝基吡啶和胺通过亲核取代反应得到中间体C-2,然后,C-2和取代苯硼酸通过Suzuki偶联反应得到中间体C-3,最后C-3通过还原反应得到目标化合物51-71;其中m和n分别如权利要求1中所述,R1位于苯环的各位置,是单取代或双取代,选自-CH3、-F、-Cl,R2R3NH选自苯胺、2-氨基吡啶、苯乙胺、4-氨基哌啶、哌嗪、对苯二胺、间苯二胺、4-氨甲基哌啶、4-甲基-4-氨基哌啶。
7.根据权利要求1-5所述的含2,5-二取代-3-氨基吡啶母核类化合物在用于制备抗肿瘤药物中的应用,所述肿瘤为肺癌、结肠癌、神经母细胞瘤、黑色素瘤、乳腺癌、胃癌、血癌等。
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