DE69820425T2 - Verfahren zur herstellung von indan-ähnlichen verbindungen - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Zwischenprodukte zum Herstellen Indan-ähnlicher Verbindungen, wie jene, die in WO 97 25 983 A offenbart sind (die Stand der Technik gemäß Art. 54(3) EPÜ ist).
- Die Indan-ähnlichen Verbindungen, die unter Verwendung der vorliegend beanspruchten Zwischenprodukte erzeugt sind, besitzen eine nützliche Muscarin-Rezeptoren-Wirksamkeit. Daher können die Verbindungen, die unter Verwenden der Zwischenprodukte dieser Erfindung hergestellt sind, für die Behandlung von Zuständen nützlich sein, die mit der Modulation eines Muscarin-Rezeptors verbunden ist. Z. B. umfassen derartige Zustände Psychose, Alzheimer Krankheit, Glaukom, Schmerz, Blasendysfunktion, Reizdarmsyndrom und Parkinsonismus, sind aber nicht darauf beschränkt.
- Die bisherigen Prozesse zum Herstellen derartiger Indan-ähnlicher Verbindungen sind langwierig und liefern keinen wirksamen Mechanismus für eine schnelle Synthese. Die vorliegend beanspruchte Erfindung ist auf diese Notwendigkeit für einen wirksameren Prozess zum Herstellen Indan-ähnlicher Verbindungen gerichtet.
- Die vorliegende Erfindung stellt Verbindungen der Formel III' bereit wobei R1 aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Wasserstoff, -OR4, -SR5, C1-C3Alkyl, C2-C3Alkenyl, Halo, -CN, -COR4b' und -OC(O)-R15 besteht,
R4 für Wasserstoff oder C1-C3Alkyl steht,
R5 für Wasserstoff oder C1-C3Alkyl steht,
R10 aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Wasserstoff, Carbonyl, Halo und C1-C3Alkyl besteht,
R11 aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Wasserstoff und C1-C3Alkyl besteht,
R12 unabhängig aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Wasserstoff, C1-C10Alkyl und Aryl besteht,
R13 unabhängig aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Wasserstoff, C1-C10Alkyl und Aryl besteht, oder
R12 und R13 zusammen mit dem Stickstoff, an den sie gebunden sind, eine Gruppe der Formel II bilden: II', bei der die II'-Gruppe eine Gruppe der Formel II ist, die ungesättigt ist, oder
R11 und R12 zusammen mit dem Stickstoff und dem Kohlenstoff an die sie gebunden sind, verbunden sein können, um einen 3- bis 6-gliedrigen Ring zu bilden,
R14 aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus H, Halo, C1-C3Alkyl und -OR16 besteht,
R15 für C1-C3Alkyl oder Aryl steht,
R16 für C1-C3Alkyl steht,
R17 unabhängig aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Wasserstoff, -OR4', -SR5', C1-C3Alkyl, C2-C3Alkenyl, Halo, -CN, -COR4b und -OC(O)-R15' besteht,
R4b und R4b' jeweils unabhängig aus Wasserstoff und C1-C3Alkyl ausgewählt sind,
R15' für C1-C3Alkyl oder Aryl steht,
R4' für Wasserstoff oder C1-C3Alkyl steht,
R5' für Wasserstoff oder C1-C3Alkyl steht,
X aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus CH2, O, S, NH, Carbonyl und einer Bindung besteht,
n' für 0 bis 2 steht,
m' für 0 bis 2 steht,
n für 0 bis 3 steht,
R20 aus Aminschutzgruppen ausgewählt ist; oder
ein pharmazeutisch annehmbares Salz oder Solvat davon. - Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Herstellung bestimmter Verbindungen der Formel III' wie oben definiert bereit oder eines pharmazeutisch annehmbaren Salzes oder Solvats davon, durch Kupplung einer Verbindung der Formel mit einer Verbindung der Formel wobei
R21 und R22 für H stehen,
R20 aus Aminschutzgruppen ausgewählt ist,
R1' aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus -OR4, -SR5, C1-C3Alkyl, C2-C3Alkenyl, Halogen, -CN- -COR4b' und -OC(O)-R15
R4 und R4b' jeweils unabhängig ausgewählt sind aus Wasserstoff und C1-C3Alkyl,
R5 ausgewählt ist aus Wasserstoff und C1-C3Alkyl,
R15 für C1-C3Alkyl oder Aryl steht. - Eine weitere Ausführungsform dieser Erfindung ist ein Verfahren zur katalytischen Hydrierung einer Verbindung der Formel wobei sowohl R21 als auch R22 jeweils für O stehen, unter Bildung einer Verbindung, bei der sowohl R21 als auch
R22 jeweils für H stehen,
R20 aus Aminschutzgruppen ausgewählt ist,
R1' aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus -OR4, -SR5, C1-C3Alkyl, C2-C3Alkenyl, Halogen, -CN- -COR4b' und -OC(O)-R15,
R4 und R4b' jeweils unabhängig ausgewählt sind aus Wasserstoff und C1-C3Alkyl,
R5 ausgewählt ist aus Wasserstoff und C1-C3Alkyl,
R15 für C1-C3Alkyl oder Aryl steht. - Verbindungen der vorliegenden Erfindung sind in Bezug auf ein Verfahren zum Herstellen einer Verbindung der Formel I' von Nutzen wobei R1 aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Wasserstoff, -OR4, -SR5, C1-C3Alkyl, C2-C3Alkenyl, Halo, -CN, -COR4b' und -OC(O)-R15 besteht,
R2 aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus C1-C10Alkyl, substituiertem C1-C10Alkyl, C2-C10Alkenyl, substituiertem C2-C10Alkenyl, C3-C8Cycloalkyl, substituiertem C3-C8Cycloalkyl, Aryl, substituiertem Aryl, Heteroaryl, substituierten Heteroaryl, einem Heterocyclus und einem substituiertem Heterocyclus,
R4 für Wasserstoff oder C1-C3Alkyl steht,
R5 für Wasserstoff oder C1-C3Alkyl steht,
R10 aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Wasserstoff Carbonyl, Halo und C1-C3Alkyl besteht,
R11 aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Wasserstoff und C1-C3Alkyl besteht,
R12 unabhängig aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Wasserstoff, und C1-C10Alkyl besteht,
R13 unabhängig aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Wasserstoff, und C1-C10Alkyl besteht, und
R12 und R13 zusammen mit dem Stickstoff, an den sie gebunden sind, eine Gruppe der Formel II bilden: II', bei der die II'-Gruppe eine Gruppe der Formel II ist, die ungesättigt ist, oder
R11 und R12 zusammen mit dem Stickstoff und dem Kohlenstoff, an die sie gebunden sind, verbunden sein können, um einen 3- bis 6-gliedrigen Ring zu bilden,
R14 aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus H, Halo, C1-C3Alkyl und -OR16 besteht,
R15 für C1-C3Alkyl oder Aryl steht,
R16 für C1-C3Alkyl steht,
R17 unabhängig aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Wasserstoff, -OR4', -SR5', C1-C3Alkyl, C2-C3Alkenyl, Halo, -CN, -COR4b und -OC(O)-R15' besteht,
R4b und R4b' jeweils unabhängig aus Wasserstoff und C1-C3Alkyl ausgewählt sind,
R15' für C1-C3Alkyl oder Aryl steht,
R4' für Wasserstoff oder C1-C3Alkyl steht,
R5' für Wasserstoff oder C1-C3Alkyl steht,
X aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus CH2, O, S, NH, Carbonyl und einer Bindung besteht,
n' für 0 bis 2 steht,
m' für 0 bis 2 steht,
n für 0 bis 3 steht,
mit Inkontaktbringen eines reinen Amins der Formel mit einer katalytischen Säure R2COOH, um die erwünschten Verbindungen der Formel I' zu ergeben. - Der Substituent der Formel II kann ein dreigliedriger bis achtgliedriger Ring sein. Der Substituent der Formel II' ist ungesättigt. Die Formel II' ist optional aromatisch, ist aber keineswegs als aromatisch erforderlich. Es kann bevorzugt sein, dass die Formel II' eine bis zwei Doppelbindungen enthält.
- Der Begriff „C1-CmAlkyl", wobei m für 2 bis 10 steht, wie hier verwendet, repräsentiert eine verzweigte oder lineare Alkylgruppe mit einem bis zur spezifizierten Anzahl von Kohlenstoffatomen. Z. B. umfassen typische C1-C6Alkylgruppen Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, Butyl, Isobutyl, sec-Butyl, ten-Butyl, Pentyl, Hexyl und dergleichen.
- Der Begriff „Carbonyl" besitzt die Bedeutung, die dem Begriff durch den Fachmann allgemein zugeordnet wird. Z. B. =O.
- Die Begriffe „C2-CnAlkenyl", wobei n für 3 bis 10 steht, wie hier verwendet, repräsentiert eine olefinisch ungesättigte verzweigte oder lineare Gruppe mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen und mindestens einer Doppelbindung. Die Gruppen können verzweigt- oder geradkettig sein. Beispiele derartiger Gruppen umfassen 1-Propenyl, 2-Propenyl (-CH2-CH=CH2), 1-Butenyl (-CH=CHCH2CH3), 1,3-Butadienyl (-CH=CHCH=CH2), Hexenyl, Pentenyl und dergleichen.
- Die Begriffe „Halogenid", „Halogen" und „Halo" umfassen Fluor, Chlor, Brom und Iod. Das bevorzugte Halogen ist Chlor.
- Der Begriff „heterocyclisch" bezieht sich auf einen heterocyclischen Ring mit 4 bis 8 Gliedern und 1 bis 3 Nicht-Kohlenstoffatomen ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus N, O und S; oder eine Kombination davon, wobei die Heteroarylgruppe optional mit einer Phenylgruppe verschmolzen ist.
- Wie hier verwendet, bedeutet der Begriff „Aryl" ein organisches Radikal abgeleitet von einem aromatischen Kohlenwasserstoff durch die Entfernung eines Atoms. Z. B. umfasst der Begriff Biphenyl, Phenyl oder Naphthyl, ist aber keineswegs darauf beschränkt. Der Begriff „Aryl" bezieht sich auf Kohlenwasserstoffarylgrup pen. Am meisten bevorzugt bezieht sich Aryl auf C6-C10Aryl, wobei das Arylringsystem einschließlich jeglicher Alkylsubstitutionen 6 bis 10 Kohlenstoffatome umfasst; z. B. Phenyl, 3,3-Dimethylphenyl, Naphthyl und dergleichen. Das Arylradikal kann mit 1 oder 2 C1-C6 geradkettigem oder verzweigtem Alkyl substituiert sein. Die Arylgruppe kann mit einem Heteroaryl oder Heterocyclus verschmolzen sein.
- Wie hier verwendet bedeutet die Wendung „Heteroaryl" eine Arylgruppe, die 1 bis 3 N-, O- oder S-Atom(e) oder eine Kombination davon enthält, wobei die Heteroarylgruppe optional mit einer Phenylgruppe verschmolzen ist. Die Wendung „Heteroaryl" umfasst 5-gliedrige Heteroaryle mit einem Heteroatom (z. B. Thiophene, Pyrrole, Furane), 5-gliedrige Heteroaryle mit zwei Heteroatomen in 1,2- oder 1,3-Positionen (z. B. Oxazole, Pyrazole, Imidazole, Thiazole, Purine), 5-gliedrige Heteroaryle mit drei Heteroatomen (z. B. Triazole, Thiadiazole), 5-gliedrige Heteroaryle mit 3-Heteroatomen, 6-gliedrige Heteroaryle mit einem Heteroatom (z. B. Pyridin, Chinolin, Isochinolin, Phenanthrin, 5,6-Cycloheptenopyridin), 6-gliedrige Heteroaryle mit zwei Heteroatomen (z. B. Pyridazine, Cinnoline, Phthalazine, Pyrazine, Pyrimidine, Chinazoline), 6-gliedrige Heteroaryle mit drei Heteroatomen (z. B. 1,3,5-Triazin) und 6-gliedrige Heteroaryle mit vier Heteroatomen, ist aber nicht darauf beschränkt. Insbesondere bevorzugt sind Benzothiophene, Pyridine und Furane. Am meisten bevorzugt ist die Heteroarylgruppe mit einem 4- bis 8-gliedrigen Ring.
- Der Begriff „Aminschutzgruppe" wird hier verwendet, wie er häufig in der synthetischen organischen Chemie verwendet wird, um auf eine Gruppe Bezug zu nehmen, die eine Amingruppe davon abhält, an einer Reaktion teilzunehmen, die an einigen anderen funktionellen Gruppen des Moleküls ausgeführt wird, die aber von dem Amin entfernt werden kann, wenn dies erwünscht ist. Derartige Gruppen werden von T. W. Greene in Kapitel l von Protective Groups in Organic Synthesis, John Wiley and Sons, New York, 1981, J. F. W. McOmie, diskutiert. Aminschutzgruppen umfassen Benzyl und substituiertes Benzyl, wie 3,4-Dimethoxybenzyl, o-Nitrobenzyl und Triphenylmethyl; jene der Formel -COOR, wobei R derartige Gruppen, wie Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, 2,2,2-Trichlorethyl, 1-Methyl-1-phenylethyl, Isobutyl, t-Butyl, t-Amyl, Vinyl, Allyl, Phenyl, Benzyl, p-Nitrobenzyl, o-Nitrobenzyl und 2,4-Dichlorbenzyl; Formyl und andere Gruppen, wie p-Nitrophenylethyl und p-Toluolsulfonylaminocarbonyl. Eine bevorzugte Aminoschutzgruppe ist t-Butoxycarbonyl.
- Die hier verwendeten Abkürzungen besitzen ihre akzeptierte Bedeutung, außer es wird anders angegeben. Eine derartige akzeptierte Bedeutung kann die Bedeutung sein, die einem derartigen Begriff durch den Fachmann oder die American Chemical Society zugeordnet wird.
- Die Begriffe „MeO" und „EtO" beziehen sich auf Methoxy- und Ethoxysubstituenten, die an das Stammmolekül durch den Sauerstoff gebunden sind.
- Das bisherige Verfahren zum Erzeugen des Indangerüsts, das in dieser Erfindung für verbindungsbildende Zwecke verwendet wird, umfasste die folgenden sequenziellen Schritte:
- 1. Nitrierung von Indanon am Beginn ergab Nitroindanon, das dann von geringen Komponentennebenprodukten getrennt wird.
- 2. Das Produkt des Schritts 1 wird reduziert, um den entsprechenden Alkohol zu ergeben.
- 3. Das Produkt des Anspruchs 2 wird dann einer säurekatalysierten Dehydratation unterzogen, um das entsprechende Inden zu ergeben.
- 4. Die Doppelbindung des Produkts des Anspruchs 3 wird oxidiert, um das Epoxid zu ergeben.
- 5. Das Epoxidprodukt 4 wird dann mit Ammoniumhydroxid umgesetzt, um den Aminoalkohol zu ergeben.
- 6. Der Aminoalkohol des Anspruchs 5 wird mit einer herkömmlichen Schutzgruppe geschützt.
- Das vorstehende Verfahren der Indangerüstherstellung ist weiter in WO 97 25 983, Seite 14, Zeile 1, bis Seite 26, Zeile 9, veranschaulicht.
- Die Verbindungen dieser Erfindung können Säureadditionssalze mit einer breiten Vielzahl anorganischer und organischer Säuren bilden. Typische Säuren, die verwendet werden können, umfassen Schwefelsäure, Chlorwasserstoffsäure, Bromwasserstoffsäure, Phosphorsäure, Hypophosphorsäure, Iodwasserstoffsäure, Sulfamidsäure, Citronensäure, Essigsäure, Maleinsäure, Äpfelsäure, Succinsäure, Weinsäure, Zimtsäure, Benzoesäure, Ascorbinsäure, Mandelsäure, p-Toluolsulfonsäure, Benzolsulfonsäure, Methansulfonsäure, Trifluoressigsäure, Hippursäure und dergleichen. Die pharmazeutisch annehmbaren Säureadditionssalze der Verbindungen dieser Erfindung sind speziell bevorzugt.
- Weiter sieht die vorliegende Erfindung sowohl die cis- als auch die trans-Stereoisomere der Verbindung der Formel III' in Betracht. Die trans-Konfiguration ist bevorzugt.
- Die vorliegende Erfindung sieht Racematmischungen, wie auch die im Wesentlichen reinen Enantiomere der Verbindungen der Formel III' in Betracht. Der Begriff „Enantiomer" wird hier wie allgemein in der organischen Chemie verwendet, um eine Verbindung zu bezeichnen, die die Polarisationsebene rotiert. Daher rotiert das „-Enantiomer" die Ebene des polarisierten Lichts nach links und zieht die linksdrehende Verbindung der Formel III' in Betracht. Die + und – Enantiomere können unter Verwenden klassischer Aufspaltungstechniken isoliert werden. Eine besonders nützliche Referenz, die derartige Verfahren beschreibt, ist Jacques et al, Enantiomers, Racemates, and Resolutions (John Wiley and Sons 1981). Geeignete Aufspaltungsverfahren umfassen die direkte Kristallisation, Mitführen und die Kristallisation durch optisch aktive Lösemittel. L. A. Chrisey, Heterocycles, 267, 30 (1990). Ein bevorzugtes Aufspaltungsverfahren ist die Kristallisation durch eine optisch aktive Säure oder durch chirale Synthese unter Verwendung des Verfahrens nach A. I. Meyers. M. F. Loewe et al, Tetrahedron Letters, 3291, 26 (1985), A. I. Meyers et al, J. Am. Chem. Soc. 4778, 110 (1988). Bevorzugte optisch aktive Säuren umfassen Kampfersulfonsäure und Derivate der Weinsäure.
- Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung sind bekannt dafür, dass sie Hydrate und Solvate mit geeigneten Lösemitteln bilden. Bevorzugte Lösemittel für die Herstellung von Solvatformen umfassen Wasser, Alkohole, Tetrahydrofuran, DMF und DMSO. Bevorzugte Alkohole sind Methanol und Ethanol. Andere geeignete Lösemittel können auf der Basis der Größe des Lösemittehnoleküls ausgewählt werden. Kleine Lösemittehnoleküle sind bevorzugt, um die entsprechende Solvatbildung zu vereinfachen. Das Solvat oder Hydrat wird typischerweise im Verlauf der Rekristallisation oder im Verlauf der Salzbildung gebildet. Eine nützliche Referenz, die Solvate betrifft, ist Peter Sykes, A Guidebook to Mechanism in Organic Chemistry, 56+, 6. Ausgabe (1986, John Wiley & Sons, New York). Wie hier verwendet umfasst der Begriff „Solvat" Hydratformen, wie Monohydrate und Dihydrate.
- Die Säulenchromatographieprozeduren nutzten Standardflashchromatographietechniken. Eine gut bekannte Referenz, die geeignete Flashchromatographietechniken beschreibt, ist W. C. Still, Kahn und Mitra, J. Org. Chem. 1978, 43, 2932. Fraktionen, die das Produkt enthielten, wurden allgemein unter reduziertem Vakuum verdampft, um das Produkt zu ergeben.
- Optische Rotationen wurden unter Verwendung von Methanol, Pyridin oder einem anderen geeigneten Lösemittel erhalten.
- Das Hydrochloridsalz der besonderen Verbindung wurde hergestellt durch Einbringen der freien Base in Diethylether. Während des Rührens dieser Etherlösung wurde eine Lösung von HCl in Diethylether tropfenweise zugegeben, bis die Lösung sauer wurde. Alternativ wurde die Etherlösung mit trockenem HCl-Gas behandelt.
- Das Maleatsalz der besonderen Verbindung wurde durch Einbringen der freien Base in Ethylacetat und Behandeln mit Maleinsäure hergestellt. Das gebildete Präzipitat wurde gefiltert und getrocknet, um das entsprechende Maleatsalz der freien Base zu ergeben.
Claims (4)
- Verbindung der Formel III' wobei R1 aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Wasserstoff, -OR4, -SR5, C1-C3Alkyl, C2-C3Alkenyl, Halogen, -CN, -COR4b' und -OC(O)-R15 besteht, R4 für Wasserstoff oder C1-C3Alkyl steht, R5 für Wasserstoff oder C1-C3Alkyl steht, R10 aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Wasserstoff, Carbonyl, Halogen und C1-C3Alkyl besteht, R11 aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Wasserstoff und C1-C3Alkyl besteht, R12 unabhängig aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Wasserstoff, C1-C10Alkyl und Aryl besteht, R13 unabhängig aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Wasserstoff, C1-C10Alkyl und Aryl besteht, oder R12 und R13 zusammen mit dem Stickstoff, an den sie gebunden sind, eine Gruppe der Formel II bilden: II', bei der die II'-Gruppe eine Gruppe der Formel II ist, die ungesättigt ist, oder R11 und R12 zusammen mit dem Stickstoff und dem Kohlenstoff, an die sie gebunden sind, verbunden sein können, um einen 3- bis 6-gliedrigen Ring zu bilden, R14 aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus H, Halogen, C1-C3Alkyl und -OR16 besteht, R15 für C1-C3Alkyl oder Aryl steht, R16 für C1-C3Alkyl steht, R17 unabhängig aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Wasserstoff, -OR4', -SR5', C1-C3Alkyl, C2-C3Alkenyl, Halo, -CN, -COR4b und -OC(O)-R15' besteht, R4b und R4b' jeweils unabhängig aus Wasserstoff und C1-C3Alkyl ausgewählt sind, R15' für C1-C3Alkyl oder Aryl steht, R4' für Wasserstoff oder C1-C3Alkyl steht, R5' für Wasserstoff oder C1-C3Alkyl steht, X aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus CH2, O, S, NH, Carbonyl und einer Bindung besteht, n' für 0 bis 2 steht, m' für 0 bis 2 steht, n für 0 bis 3 steht, R20 aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus Benzyl, 3,4-Dimethoxybenzyl, o-Nitrobenzyl und Triphenylmethyl, Carbamaten der Formel -COOR, wobei R aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, 2,2,2-Trichlorethyl, 1-Methyl-1-phenylethyl, Isobutyl, t-Butyl, t-Amyl, Vinyl, Allyl, Phenyl, Benzyl, p-Nitrobenzyl, o-Nitrobenzyl und 2,4-Dichlorbenzyl, Formyl, p-Nitrophenylethyl und p-Toluolsulfonylaminocarbonyl, oder einem pharmazeutisch annehmbaren Salz oder Solvat davon, unter der Voraussetzung, dass Verbindungen der Formel ausgeschlossen sind.
- Verbindung nach Anspruch 1, bei der R20 ein Carbamat der Formel -COOR ist, wobei R aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, 2,2,2-Trichlorethyl, 1-Methyl-1-phenylethyl, Isobutyl, t-Butyl, t-Amyl, Vinyl, Allyl, Phenyl, Benzyl, p-Nitrobenzyl, o-Nitrobenzyl und 2,4-Dichlorbenzyl,
- Verbindung nach Anspruch 2, bei der R20 für t-Butoxycarbonyl steht.
- Verbindung nach Anspruch 1, bei der R1 für OH steht.
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