CN1483063A - 用于纸张染色的双偶氮染料及其铜络合物 - Google Patents
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Abstract
权利要求1式(1)的染料及权利要求9式(2)的染料的铜络合物或单铜络合物与二铜络合物的混合物非常适合用于对纸张染色,并具有优良的光亮牢度性能。
Description
本发明涉及具有如下化学式的染料:
其中:
Z1为NHR6,
R8为氢,烷基或芳基,和
R7为处于NH2基团邻位的COOH或SO3H,
Z2定义为Z1或为氢,羟基,烷氧基或基团NHR5,
R5为氢,烷基,芳基,COR8,CO-NHR8或SO2R8,
R1和R3彼此独立地为氢,羟基,烷基或烷氧基,
R2和R4彼此独立地为氢,羟基,烷基或烷氧基,卤素,磺基,羧基,NHCONHR8或NHCOR8,
X为直接的键,在这种情况下,不包括其中Z1和Z2为NHCOCH3,NHCOONH3或NHCO-苯基的对称化合物,或者为-C=C-,在这种情况下,Z1和Z2两者不能同时为乙酰氨基,苯甲酰氨基或4-氨基-3-磺基苯胺基,或为偶氮基,氧化偶氮基,-NR8,-NR8CONR9或如下式基团:
Y为羟基,烷氧基或NR9R10,
R9和R10彼此独立地为氢,未取代或取代的烷基或未取代或取代的芳基,
n和m彼此独立地为1或2,
且其中,环A和B或以彼此独立地带有稠合苯环,
前提条件是不包括如下式的化合物:
本发明也涉及具有如下化学式的染料的单-或二铜络合物:
其中,R1和/或R3为羟基或烷氧基,其他取代基定义同化学式(1)。
在本申请中,所述染料是以游离酸形式表示的,但是也包括其相应的盐,如金属或铵盐。
在式(1)的染料中,X优选为偶氮基,氧化偶氮基或-C=C-。
在本申请中,卤素通常为氟、溴或,尤其是氯。
根据本发明,烷基应当理解为通常为开链或支链或环状的烷基,优选包含1-8个碳原子,例如甲基、乙基、正或异丙基、正、仲或叔丁基、正己基、正辛基、环戊基和环己基。
芳基应当理解为尤其是萘基或苯基,它们均可以被,例如C1-C4烷基取代,更特别地为未取代的萘基或苯基。
这些烷基以及环烷基或芳基可以是单或多取代的,例如被羟基、羧基、卤素、氰基、氨基或C1-C4烷氧基进行单或多取代。
烷氧基可以含有1-12个碳原子,优选1-4个碳原子,并且为,例如甲氧基,乙氧基,丙氧基,异丙氧基,正丁氧基,异丁氧基,叔丁氧基,正戊氧基和正己氧基。这些烷氧基也可以被,例如以上所列用于烷基的可能的取代基,尤其是羟基或C1-C4烷氧基所取代。
在式(1)的染料及其铜络合物中,Z2优选为氢,羟基,烷氧基,氨基,NH-COO-C1-C4烷基,或未取代的或被氨基和/或磺基取代的苯胺基。
Z1优选为NH-COO-C1-C4烷基或4-氨基-3-磺基苯胺基。
R2和R4优选为氢,C1-C4烷基或C1-C4烷氧基。
在特别优选的染料中,Z1和Z2相同,并为NH-COO-C1-C4烷基或4-氨基-3-磺基苯胺基。
式(1)的染料是通过本身已知的方式制备的,例如将如下式的二胺:
以已知的方式四氮化,然后与2摩尔的如下式的偶联组分在已知的条件下偶联:
或与各为1摩尔的式(4)的偶联组分及如下式的偶联组分偶联。
也可以首先制备如下式的单偶氮化合物:和
然后使2摩尔式(6)的化合物或1摩尔式(6)的化合物和1摩尔式(7)的化合物与化合物U-X-U’反应,在各种情况下,QH和Q’H均为可以被式X的桥单元代替,分别脱除UH和U’H。
这些反应在制备桥联双偶氮苯染料的文献中已经描述过很多次。
当X为氧化偶氮基时,相应的式(1)化合物也可以由同样已知的方式,通过对未取代的或取代的对硝基苯胺进行重氮化,再与式(4)和/或(5)的偶联组分偶联,随后,例如使用葡萄糖进行还原制备。
包含游离氨基的式(1)的染料在很多情况下可以制成纯的形式,只是有一些困难。通过引入保护基随后将其脱除可以对该方法进行改进。这对于其中X为氧化偶氮基的那些染料来说尤其适合。适合的保护基是那些容易脱除的且在碱性氧化偶氮基缩合条件下稳定的保护基。烷氧基羰基,尤其是乙氧羰基是特别适合的。
式(2)的染料的单或二铜络合物是以本身已知的方式,通过使用铜形成剂对按常规制备式(1)的染料进行铜处理而得到的,其中铜形成剂的用量为每摩尔式(1)的染料1-2.5摩尔铜。铜处理也可以通过脱甲基化实现,其结果是烷氧基开裂或氧化性地引入额外的氧基团。
本发明优选涉及式(2)的染料的单铜络合物及其与这种染料的双铜络合物的混合物。
这些是以本身已知的方式,通过使用铜形成剂对通常制备的式(2)的染料进行铜处理而得到的,其中铜形成剂的用量为每摩尔式(2)的染料1-1.5摩尔铜。
根据桥单元X的性质,也可以使通过X连接的式(2)染料的一半与最多为1摩尔的铜形成剂反应,然后通过直接键或通过桥单元X连接到第二个非铜处理的一半上。然而,优选从式(2)的染料开始并使该染料与铜形成剂反应。
式(1)的染料和式(2)的染料的单和二铜络合物适合用于对天然和合成材料染色。
所述材料为,例如皮革的纤维材料,木材,聚酰胺,玻璃纤维或棉花,尤其是纸张。
使用通用的染色方法,在这些材料上可得到具有优良牢度性能的蓝色染色。使用铜络合物的染色尤其具有杰出的光亮牢度性能。通过铜用量可以控制色泽和光亮牢度。当制备单铜络合物与二铜络合物的混合物时,合成流出物中游离铜的量可以降低到100ppm以下仍然能获得优良的光亮牢度性能。
本发明也涉及如下式的染料在纸张染色方面的用途:
其中:
Z1为NHR6,
R6为式CO-R8,CO-NH-R8,SO2-烷基,SO2-芳基,
或COOR8的基团,
R8为氢,烷基或芳基,和
R7为处于NH2基团邻位的COOH或SO3H,
Z’2定义为Z’1或为氢,羟基,烷氧基或基团NHR5,
R5为氢,烷基,芳基,COR8,CO-NHR8或SO2R8,
R1和R3彼此独立地为氢,羟基,烷基或烷氧基,
R2和R4彼此独立地为氢,羟基,烷基或烷氧基,卤素,磺基,羧基,NHCONHR8或NHCOR8,
X为桥单元或直接键,
n和m彼此独立地为1或2,
且其中,环A和B可以彼此独立地带有稠合苯环,当X为式-C=C-的桥单元时,Z’1和Z’2不可能同时为乙酰氨基或苯甲酰胺基,且前提条件是不包括如下式的化合物:
式(1)的染料和式(2)的染料的铜络合物或单铜络合物与二铜络合物的混合物优选以固体或液体商购形式使用。
在粉末或颗粒状形式中,染料尤其以非连续物质染料的形式使用,通常染料以储备溶液的形式加入到搅碎机、打浆机或搅拌桶中。在这种情况下,优选使用染料制剂,除了染料外,它还可以包括稀释剂,如作为增溶剂的尿素、糊精、Glauber盐、氯化钠和分散剂、隔离剂和螯合剂,如磷酸四钠。
因此,本发明也涉及用于纸张染色的固体制剂,该制剂包括本发明式(1)的染料或式(2)的染料的单-或二铜络合物。
近些年来,浓缩的染料水溶液的使用已经显得日益重要,特别是因为这种溶液的优点超过粉末状染料。通过使用溶液,避免了与粉末形成有关的困难,并且使用者会从费时及经常难使染料粉末溶于水的困境中解脱出来。另外,用于纸张的连续染色工艺的发展也促进了浓缩溶液的使用,因为在这些工艺中,把计量的溶液直接加入到浆流中或在造纸中任何其他适合点加入计量的溶液是有利的。
因此,本发明也涉及用于纸张染色的根据本发明使用的式(1)染料或式(2)的染料的单-或二铜络合物的浓缩水溶液,该溶液包含基于溶液总重量的5-30wt%的染料。
所述浓缩溶液还可以包括辅助剂,如增溶剂,例如ε-己内酰胺或脲,有机溶剂,如二醇、聚乙二醇、二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮、乙酰胺、烷醇胺或聚乙二醇胺(polyglycolamines)。
以下实施例用于阐明本发明,但不对其进行限制。份数和百分数均以重量计,除非另有说明。
实施例1:
将127.6份1-氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸溶于600份含30%氢氧化钠溶液的pH为6.7-7的水中;然后使用32%的盐酸将溶液调节到pH为2.5并搅拌形成均匀悬浮液。从温度为5℃开始,在1小时内滴加54份氯代甲酸乙酯,在此过程中,温度升高到约32℃,通过滴加30%的氢氧化钠溶液把pH保持在2.5。在35℃下进行加热直到不再使用氢氧化钠。
在分别的容器中,在100份含32%盐酸和硝酸钠的水中将16.8份2-氨基-5-硝基苯甲醚重氮化,然后通过加入30%的氢氧化钠溶液在室温和pH=7的条件下使反应液与43份上述1-乙氧基羰基-8-萘酚-3,6-二磺酸在170份水中形成的溶液偶联。将所得悬浮液加热到50-60℃的温度下,加入110份30%的氢氧化钠溶液,并且,在1小时内,加入15份葡萄糖在60份水中形成的溶液。一旦不再能检测到起始原料,则用32%的盐酸将pH调节到7.5,在冷却下,用60份氯化钠盐析并过滤。得到下式的染料。
它使纤维素纤维,特别是纸张染以具有优良牢度性能的亮微红-蓝色色泽,并具有高度的上染率。
实施例2-11
通过按实施例1所述,但使用下表所列偶联组分进行处理得到具有类似优良性能,特别是当对纸张染色时具有类似优良性能的染料。
实施例12
实施例 | 偶联组分 |
2 | 1-甲氧羰基氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸 |
3 | 1-乙氧羰基氨基-8-萘酚-2,4-二磺酸 |
4 | 1-乙氧羰基氨基-8-萘酚-4,6-二磺酸 |
5 | 2-乙氧羰基氨基-5-萘酚-1,7-二磺酸 |
6 | 3-乙氧羰基氨基-5-萘酚-2,7-二磺酸 |
7 | 2-乙氧羰基氨基-5-萘酚-7-磺酸 |
8 | 3-乙氧羰基氨基-5-萘酚-7-磺酸 |
9 | 2-乙氧羰基氨基-5-萘酚-4,8-二磺酸 |
10 | 2-(4-氨基-3-磺基-苯胺基)-5-萘酚-7-磺酸 |
11 | 3-(4-氨基-3-磺基-苯胺基)-5-萘酚-7-磺酸 |
在0-5℃下,将28份4,4’-二氨基-3,3’-二甲氧基-偶氮苯在200份水中(其中含有40份32%的盐酸和50ml 4N硝酸钠溶液)四氮化。然后,在10-20℃下,偶联到86份溶于250份水中的2-乙氧羰基氨基-5-萘酚-1,7-二磺酸上,通过加入30%的氢氧化钠溶液而将pH保持在7.5-8。之后,使用80份氯化钠进行盐析并过滤。得到具有与实施例1所述染料类似优良性能的染料。
实施例13-62
通过按实施例12所述,但使用下表所列的二胺与2当量的所列偶联组分进行处理得到具有类似优良性能,特别是当对纸张染色时具有类似优良性能的染料。也可以以本身已知的方式,首先使二胺的第一偶氮基团与第一偶联组分反应,然后使第二偶氮基团与第二偶联组分反应。
实施例63-68
实施例 | 二胺 | 偶联组分 |
13 | 4,4’-二氨基-3,3’-二甲氧基偶氮苯 | 1-乙氧羰基氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸 |
14 | 4,4’-二氨基-3,3’-二甲氧基偶氮苯 | 1-甲氧羰基氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸 |
15 | 4,4’-二氨基-3,3’-二甲氧基偶氮苯 | 3-乙氧羰基氨基-5-萘酚-2,7-二磺酸 |
16 | 4,4’-二氨基-3,3’-二甲氧基偶氮苯 | 2-乙氧羰基氨基5-萘酚-1,7-二磺酸 |
17 | 4,4’-二氨基-3,3’-二甲氧基偶氮苯 | 2-乙氧羰基氨基-5-萘酚-4,8-二磺酸 |
18 | 4,4’-二氨基-3,3’-二甲氧基偶氮苯 | 2-(4-氨基-3-磺基-苯胺基)-5-萘酚-7-磺酸 |
19 | 4,4’-二氨基-3,3’-二甲氧基偶氮苯 | 第一偶联组分:2-乙氧羰基氨基-5-萘酚-7-磺酸第二偶联组分:2-乙氧羰基氨基-5-萘酚-1,7-二磺酸 |
20 | 4,4’-二氨基偶氮苯 | 1-乙氧羰基氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸 |
21 | 4,4’-二氨基-2’-甲基偶氮苯 | 1-乙氧羰基氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸 |
22 | 4,4’-二氨基-2’-甲基偶氮苯 | 3-乙氧羰基氨基-5-萘酚-1,7-二磺酸 |
23 | 4,4’-二氨基-2’-甲基偶氮苯 | 第一偶联组分:1-萘酚-3,6-二磺酸第二偶联组分:2-乙氧羰基氨基-5-萘酚-1,7-二磺酸 |
24 | 4,4’-二氨基-2’-甲基偶氮苯 | 2-乙氧羰基氨基-5-萘酚-4,8-二磺酸 |
25 | 4,4’-二氨基-2’-甲基偶氮苯 | 2-(4-氨基-3-磺基-苯胺基)-5-萘酚-7-磺酸 |
26 | 4,4’-二氨基-2’,5’-二甲基偶氮苯 | 1-乙氧羰基氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸 |
27 | 4,4’-二氨基-2’,5’-二甲基偶氮苯 | 2-乙氧羰基氨基-5-萘酚-1,7-二磺酸 |
28 | 4,4’-二氨基-3’-甲氧基偶氮苯 | 1-乙氧羰基氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸 |
29 | 4,4’-二氨基-3’-甲氧基偶氮苯 | 2-乙氧羰基氨基-5-萘酚-1,7-二磺酸 |
30 | 4,4’-二氨基-2’-甲氧基偶氮苯 | 1-乙氧羰基氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸 |
31 | 4,4’-二氨基-2’-甲氧基偶氮苯 | 2-乙氧羰基氨基-5-萘酚-1,7-二磺酸 |
32 | 4,4’-二氨基芪 | 1-乙氧羰基氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸 |
33 | 4,4’-二氨基芪 | 1-甲氧羰基氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸 |
34 | 4,4’-二氨基芪 | 3-乙氧羰基氨基-5-萘酚-2,7-二磺酸 |
35 | 4,4’-二氨基芪 | 2-乙氧羰基氨基-5-萘酚-1,7-二磺酸 |
36 | 4,4’-二氨基芪 | 2-乙氧羰基氨基-5-萘酚-4,8-二磺酸 |
37 | 4,4’-二氨基芪 | 2-(4-氨基-3-磺基-苯胺基)-5-萘酚-7-磺酸 |
38 | 4,4’-二氨基-3,3’-二甲氧基芪 | 1-乙氧羰基氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸 |
39 | 4,4’-二氨基-3,3’-二甲氧基芪 | 2-乙氧羰基氨基-5-萘酚-1,7-二磺酸 |
40 | 4,4’-二氨基-3-甲氧基芪 | 1-乙氧羰基氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸 |
41 | 4,4’-二氨基-3-甲氧基芪 | 2-乙氧羰基氨基-5-萘酚-1,7-二磺酸 |
42 | 4,4’-二氨基芪-2,2’-二磺酸 | 2-乙氧羰基氨基-5-萘酚-7-磺酸 |
43 | 4,4’-二氨基芪-2,2’-二磺酸 | 第一偶联组分:3-乙氧羰基氨基-5-萘酚-7-磺酸第二偶联组分:1-氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸 |
44 | 4,4’-二氨基二苯基胺 | 1-乙氧羰基氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸 |
45 | 4,4’-二氨基二苯基胺 | 1-乙酰氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸 |
46 | 4,4’-二氨基二苯基胺 | 1-脲基-8-萘酚-3,6-二磺酸 |
47 | 4,4’-二氨基二苯基胺 | 1-甲磺酰氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸 |
48 | 4,4’-二氨基二苯基胺 | 1-苯磺酰氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸 |
49 | 4,4’-二氨基二苯基胺 | 1-对甲苯磺酰氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸 |
50 | 4,4’-二氨基-2-磺基-二苯基胺 | 第一偶联组分:3-乙氧羰基氨基-2-萘酚-7-磺酸第二偶联组分:1-氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸 |
51 | 4,4’-二氨基-3,3’-二甲氧基二苯基脲 | 1-乙氧羰基氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸 |
52 | 4,4’-二氨基-3,3’-二甲氧基二苯基脲 | 1-乙酰氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸 |
53 | 4,4’-二氨基-3,3’-二甲氧基二苯基脲 | 1-脲基-8-萘酚-3,6-二磺酸 |
54 | 4,4’-二氨基-3,3’-二甲氧基二苯基脲 | 1-甲磺酰氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸 |
55 | 4,4’-二氨基-3,3’-二甲氧基二苯基脲 | 1-苯磺酰氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸 |
56 | 4,4’-二氨基-3,3’,2,2’-四甲氧基二苯基脲 | 1-乙氧羰基氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸 |
57 | 2,4-二(3’-甲氧基-4’-氨基苯氨基)-6-二(2’-羟乙基氨基)-1,3,5-三嗪 | 1-乙氧羰基氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸 |
58 | 2,4-二(3’-甲氧基-4’-氨基苯氨基)-6-二(2’-羟乙基氨基)-1,3,5-三嗪 | 1-乙酰氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸 |
59 | 2,4-二(3,-甲氧基-4’-氨基苯氨基)-6-二(2’-羟乙基氨基)-1,3,5-三嗪 | 1-脲基-8-萘酚-3,6-二磺酸 |
60 | 2,4-二(3’-甲氧基-4’-氨基苯氨基)-6-二(2’-羟乙基氨基)-1,3,5-三嗪 | 1-甲磺酰氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸 |
61 | 2,4-二(3’-甲氧基-4’-氨基苯氨基)-6-二(2’-羟乙基氨基)-1,3,5-三嗪 | 1-苯磺酰氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸 |
62 | 4,4’-二氨基-3,3’-二甲氧基联苯 | 第一偶联组分:1-乙氧羰基氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸第二偶联组分:2-(4-氨基-3-磺基苯胺基)-5-萘酚-7-磺酸 |
以本身已知的方式,通过“脱甲基化铜处理”将实施例28、29、40和41的染料转化成单铜络合物。这些络合物特别适合用于纸张染色,具有优良的牢度性能。实施例69-102
以本身已知的方式,通过“脱甲基化铜处理”将实施例1-19、38、39和51-62的染料转化成二铜络合物。这些络合物特别适合用于纸张染色,具有优良的牢度性能。
实施例103
将100份50%的氢氧化钠溶液加入到实施例2所述染料的粗合成溶液中并在90-95℃的温度下搅拌3小时直到完成水解。
然后使用32%的盐酸进行中和,在室温下滤除沉淀出的染料。不进行进一步的纯化操作,即可以非常高的收率得到染料,该染料对纸张染色的色泽比相应的不使用保护基而合成的染料明显更亮。
以类似的方式可以从实施例3-10、12、13、18、19、23、25、27、29、35、37、41、44、51、56和57所述前体得到相应的含有游离氨基的染料。
Claims (13)
1.一种具有如下化学式的染料:
Z1为NHR6,
R8为氢,烷基或芳基,和
R7为处于NH2基团邻位的COOH或SO3H,
Z2定义为Z1或为氢,羟基,烷氧基或基团NHR5,
R5为氢,烷基,芳基,COR8,CO-NHR8或SO2R8,
R1和R3彼此独立地为氢,羟基,烷基或烷氧基,
R2和R4彼此独立地为氢,羟基,烷基或烷氧基,卤素,磺基,羧基,NHCONHR8或NHCOR8,
X为直接的键,在这种情况下,不包括其中Z1和Z2为NHCOCH3,NHCOONH3或NHCO-苯基的对称化合物,或者为-C=C-,在这种情况下,Z1和Z2两者不能同时为乙酰氨基,苯甲酰氨基或4-氨基-3-磺基苯胺基,或为偶氮基,氧化偶氮基,-NR8,-NR8CONR9-或如下式基团:
Y为羟基,烷氧基或NR9R10,
R9和R10彼此独立地为氢,未取代或取代的烷基或未取代或取代的芳基,
n和m彼此独立地为1或2,
且其中,环A和B可以彼此独立地带有稠合苯环,
前提条件是不包括如下式的化合物:
和
2.一种具有如下化学式的染料的单-或二铜络合物:
其中,R1和/或R3为羟基或烷氧基,其他取代基定义同权利要求1中的化学式(1)。
3.根据权利要求1或2的染料,其中Z2为氢,羟基,烷氧基,氨基,NH-COO-C1-C4烷基,或未取代的或被氨基和/或磺基取代的苯胺基。
4.根据权利要求1-3中任一项的染料,其中Z1为NH-COO-C1-C4烷基或4-氨基-3-磺基苯胺基。
5.根据权利要求1-4中任一项的染料,其中Z1和Z2相同并均为NH-COO-C1-C4烷基或4-氨基-3-磺基苯胺基。
6.根据权利要求1-5中任一项的染料,其中R2和R4各为氢,C1-C4烷基或C1-C4烷氧基。
8.一种制备权利要求1式(1)染料的方法,其中Z1和Z2彼此独立地为氨基,其他取代基定义如权利要求1,在该方法中,使用其中Z1和Z2彼此独立地为NH-COO-R8的式(1)的染料,并且最后将该基团水解。
10.具有如下化学式的染料用于纸张染色的用途:
其中:
Z’1为NHR6,
R8为氢,烷基或芳基,和
R7为处于NH2基团邻位的COOH或SO3H,
Z’2定义为Z’1或为氢,羟基,烷氧基或基团NHR5,
R5为氢,烷基,芳基,COR8,CO-NHR8或SO2R8,
R1和R3彼此独立地为氢,羟基,烷基或烷氧基,
R2和R4彼此独立地为氢,羟基,烷基或烷氧基,卤素,磺基,羧基,NHCONHR8或NHCOR8,
X为桥单元或直接的键,
n和m彼此独立地为1或2,
且其中,环A和B可以彼此独立地带有稠合苯环,当X为式-C=C-的桥单元时,Z’1和Z’2不可能同时为乙酰氨基或苯甲酰胺基,且前提条件是不包括如下式的化合物:
11.一种用于纸张染色的固体染料制剂,其包括权利要求1式(1)的染料或其铜络合物和任选的另外的添加剂。
12.一种用于纸张染色的浓缩水溶液,其包括权利要求1式(1)的染料或其铜络合物和任选的另外的辅助剂。
13.使用权利要求(1)式(1)的染料或其铜络合物或使用权利要求11的固体染料制剂或权利要求12的浓缩水溶液染色的纸张。
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