JP2020040929A - Novel cyclic diol compound - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、新規な環式ジオール化合物に関する。 The present invention relates to novel cyclic diol compounds.
ポリエステル樹脂やポリカーボネート樹脂の樹脂原料として各種のジオール化合物が知られている。しかし、工業的に入手可能な環式ジオール化合物としては、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジオールや2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン(水素化ビスフェノールA)がある(特許文献1及び2)が、その種類は非常に少なく、様々な応用分野における多岐に渡る要求を満足させることが難しいのが現状である。 Various diol compounds are known as resin raw materials for polyester resins and polycarbonate resins. However, commercially available cyclic diol compounds include 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclohexanediol, and 2,2-bis (4-hydroxycyclohexyl) propane (hydrogenated bisphenol A). (Patent Documents 1 and 2) have very few types, and at present, it is difficult to satisfy a wide variety of demands in various application fields.
本発明は、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアクリル酸エステル樹脂、ポリメタクリル酸エステル樹脂等の樹脂原料や樹脂改質剤として有用である新規な環式ジオール化合物を提供することを目的とする。 The present invention provides a novel cyclic diol compound useful as a resin raw material or a resin modifier such as a polyester resin, a polycarbonate resin, an epoxy resin, a polyurethane resin, a polyacrylate resin, and a polymethacrylate resin. With the goal.
本発明者らは,上記課題を解決すべく、鋭意検討した結果、特異な構造を有する環式ジオール化合物が文献未記載の化合物であり、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアクリル酸エステル樹脂及びポリメタクリル酸エステル樹脂等の樹脂原料や樹脂改質剤として有用なことを見出し、かかる知見に基づいて本発明を完成するに至った。 The present inventors have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, a cyclic diol compound having a unique structure is a compound not described in the literature, and is a polyester resin, a polycarbonate resin, an epoxy resin, a polyurethane resin, a polyacrylic resin. They have found that they are useful as resin raw materials such as acid ester resins and polymethacrylic acid ester resins and resin modifiers, and have completed the present invention based on such findings.
即ち、本発明は、以下の項目を要旨とする新規な環式ジオール化合物を提供するものである。 That is, the present invention provides a novel cyclic diol compound having the following items.
[項1]
一般式(1)
で表される、環式ジオール化合物。
[Item 1]
General formula (1)
A cyclic diol compound represented by the formula:
[項2]
一般式(1)
で表される環式ジオール化合物の、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアクリル酸エステル樹脂又はポリメタクリル酸エステル樹脂の樹脂原料としての使用方法。
[Section 2]
General formula (1)
The use of the cyclic diol compound represented by the formula (I) as a resin material for a polyester resin, a polycarbonate resin, an epoxy resin, a polyurethane resin, a polyacrylate resin or a polymethacrylate resin.
[項3]
一般式(1)
で表される環式ジオール化合物からなる、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアクリル酸エステル樹脂又はポリメタクリル酸エステル樹脂の樹脂改質剤。
[Section 3]
General formula (1)
A resin modifier for a polyester resin, a polycarbonate resin, an epoxy resin, a polyurethane resin, a polyacrylate resin or a polymethacrylate resin, comprising a cyclic diol compound represented by the formula:
[項4]
一般式(2)
General formula (2)
本発明の新規な環式ジオール化合物は、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアクリル酸エステル樹脂、ポリメタクリル酸エステル樹脂等の樹脂原料又は樹脂改質剤として使用出来る。 The novel cyclic diol compound of the present invention can be used as a resin raw material or a resin modifier such as a polyester resin, a polycarbonate resin, an epoxy resin, a polyurethane resin, a polyacrylate resin and a polymethacrylate resin.
本発明の新規な環式ジオール化合物は、下記一般式(1)
で表される、環式ジオール化合物である。
The novel cyclic diol compound of the present invention has the following general formula (1)
It is a cyclic diol compound represented by these.
一般式(1)において、Rで表される炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基としては、特に制限ないが、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基等のアルキル基が挙げられる。このうち好ましくは、メチル基、エチル基、イソブチル基、tert−ブチル基である。 In the general formula (1), the linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms represented by R is not particularly limited, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an isopropyl group. And alkyl groups such as n-butyl group, isobutyl group and tert-butyl group. Of these, a methyl group, an ethyl group, an isobutyl group and a tert-butyl group are preferred.
一般式(1)で表される環式ジオール化合物の具体的な例としては、ビス(9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(2−フルオロ−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(2−クロロ−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(2−ブロモ−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(2−メチル−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(2−エチル−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(2−イソプロピル−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(2−tert−ブチル−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(3−フルオロ−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(3−クロロ−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(3−ブロモ−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(3−メチル−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(3−エチル−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(3−イソプロピル−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(3−tert−ブチル−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(4−フルオロ−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(4−クロロ−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(4−ブロモ−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(4−メチル−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(4−エチル−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(4−イソプロピル−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(4−tert−ブチル−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(2,7−ジフルオロ−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(2,7−ジクロロ−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(2,7−ジブロモ−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(2,7−ジメチル−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(2,7−ジエチル−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(2,7−ジイソプロピル−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(2,7−ジ−tert−ブチル−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(3,6−ジフルオロ−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(3,6−ジクロロ−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(3,6−ジブロモ−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(3,6−ジメチル−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(3,6−ジエチル−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(3,6−ジイソプロピル−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(3,6−ジ−tert−ブチル−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(4,5−ジフルオロ−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(4,5−ジクロロ−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(4,5−ジブロモ−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(4,5−ジメチル−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(4,5−ジエチル−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(4,5−ジイソプロピル−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール、ビス(4,5−ジ−tert−ブチル−9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタール等が挙げられる。 Specific examples of the cyclic diol compound represented by the general formula (1) include bis (9-fluorenone) dipentaerythritol diacetal, bis (2-fluoro-9-fluorenone) dipentaerythritol diacetal, (2-chloro-9-fluorenone) dipentaerythritol diacetal, bis (2-bromo-9-fluorenone) dipentaerythritol diacetal, bis (2-methyl-9-fluorenone) dipentaerythritol diacetal, bis (2 -Ethyl-9-fluorenone) dipentaerythritol diacetal, bis (2-isopropyl-9-fluorenone) dipentaerythritol diacetal, bis (2-tert-butyl-9-fluorenone) dipentaerythritol diacetal, bis (3 -Fluoro-9 (Fluorenone) dipentaerythritol diacetal, bis (3-chloro-9-fluorenone) dipentaerythritol diacetal, bis (3-bromo-9-fluorenone) dipentaerythritol diacetal, bis (3-methyl-9-fluorenone) Dipentaerythritol diacetal, bis (3-ethyl-9-fluorenone) dipentaerythritol diacetal, bis (3-isopropyl-9-fluorenone) dipentaerythritol diacetal, bis (3-tert-butyl-9-fluorenone) Dipentaerythritol diacetal, bis (4-fluoro-9-fluorenone) dipentaerythritol diacetal, bis (4-chloro-9-fluorenone) dipentaerythritol diacetal, bis (4-bromo-9) Fluorenone) dipentaerythritol diacetal, bis (4-methyl-9-fluorenone) dipentaerythritol diacetal, bis (4-ethyl-9-fluorenone) dipentaerythritol diacetal, bis (4-isopropyl-9-fluorenone) Dipentaerythritol diacetal, bis (4-tert-butyl-9-fluorenone) dipentaerythritol diacetal, bis (2,7-difluoro-9-fluorenone) dipentaerythritol diacetal, bis (2,7-dichloro-) 9-fluorenone) dipentaerythritol diacetal, bis (2,7-dibromo-9-fluorenone) dipentaerythritol diacetal, bis (2,7-dimethyl-9-fluorenone) dipentaerythritol diacetal Bis (2,7-diethyl-9-fluorenone) dipentaerythritol diacetal, bis (2,7-diisopropyl-9-fluorenone) dipentaerythritol diacetal, bis (2,7-di-tert-butyl-9) -Fluorenone) dipentaerythritol diacetal, bis (3,6-difluoro-9-fluorenone) dipentaerythritol diacetal, bis (3,6-dichloro-9-fluorenone) dipentaerythritol diacetal, bis (3,6 -Dibromo-9-fluorenone) dipentaerythritol diacetal, bis (3,6-dimethyl-9-fluorenone) dipentaerythritol diacetal, bis (3,6-diethyl-9-fluorenone) dipentaerythritol diacetal, bis (3,6-diiso Ropyl-9-fluorenone) dipentaerythritol diacetal, bis (3,6-di-tert-butyl-9-fluorenone) dipentaerythritol diacetal, bis (4,5-difluoro-9-fluorenone) dipentaerythritol diacetal Acetal, bis (4,5-dichloro-9-fluorenone) dipentaerythritol diacetal, bis (4,5-dibromo-9-fluorenone) dipentaerythritol diacetal, bis (4,5-dimethyl-9-fluorenone) Dipentaerythritol diacetal, bis (4,5-diethyl-9-fluorenone) dipentaerythritol diacetal, bis (4,5-diisopropyl-9-fluorenone) dipentaerythritol diacetal, bis (4,5-di- tert-butyl- - fluorenone) dipentaerythritol acetal, and the like.
本発明の新規な環式ジオール化合物は、例えば、下記反応式に示すようにして製造される。
(反応式)
(Reaction formula)
上記の反応式に示すように、本発明の新規な環式ジオール化合物(一般式(1))の製造方法としては、一般式(3)で表される9−フルオレノン化合物をメタノール存在下、酸性触媒存在下でアセタール化反応して、一般式(4)で表される9−フルオレノン化合物のジメチルアセタールとした後、酸性触媒存在下、ジペンタエリスリトールを用いてアセタール交換反応させる製造方法が例示される。 As shown in the above reaction formula, as a method for producing a novel cyclic diol compound (general formula (1)) of the present invention, a 9-fluorenone compound represented by the general formula (3) is prepared by acidifying a 9-fluorenone compound in the presence of methanol. An example is a production method in which an acetalization reaction is performed in the presence of a catalyst to form a dimethyl acetal of a 9-fluorenone compound represented by the general formula (4), and an acetal exchange reaction is performed using dipentaerythritol in the presence of an acidic catalyst. You.
以下に実施例を掲げて本発明を詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、本実施例において、環式ジオール化合物の各種測定は以下の方法により測定した。また、特に言及していない化合物は試薬を使用した。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. In this example, various measurements of the cyclic diol compound were performed by the following methods. Reagents were used for compounds not specifically mentioned.
<使用化合物>
9−フルオレノン:東京化成工業株式会社製
p−トルエンスルホン酸一水和物:ナカライテスク株式会社製
メタノール:ナカライテスク株式会社製
ジペンタエリスリトール:東京化成工業株式会社製
<Compound used>
9-Fluorenone: p-toluenesulfonic acid monohydrate manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd .: Methanol manufactured by Nakarai Tesque Co., Ltd .: Dipentaerythritol manufactured by Nakarai Tesque Co., Ltd .: manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.
<ガスクロマトグラフィー(GC)による分析>
9−フルオレノンジメチルアセタールの純度(GC面積%)はガスクロマトグラフィー(GC)により測定した。
<Analysis by gas chromatography (GC)>
The purity (GC area%) of 9-fluorenone dimethyl acetal was measured by gas chromatography (GC).
[測定条件]
機器:島津製作所製 GC−2010
カラム:アジレント・テクノロジー株式会社製DB−1 30mx0.25mm×0.25μm
カラム温度:100〜320℃(昇温速度15℃/min)
インジェクション温度/検出器温度:250℃/325℃
検出器:FID
キャリアガス:ヘリウム
ガス線速度:30cm/sec
試料:1質量%のアセト二トリル溶液
注入量:1μl
[Measurement condition]
Equipment: GC-2010 manufactured by Shimadzu Corporation
Column: DB-1 manufactured by Agilent Technologies, Inc. 30 mx 0.25 mm x 0.25 μm
Column temperature: 100-320 ° C (heating rate 15 ° C / min)
Injection temperature / detector temperature: 250 ° C / 325 ° C
Detector: FID
Carrier gas: Helium gas linear velocity: 30 cm / sec
Sample: 1 mass% acetonitrile solution injection volume: 1 μl
<赤外吸収スペクトル(IRスペクトル)>
環式ジオール化合物のIRスペクトルは、赤外分光分析装置(株式会社パーキンエルマージャパン製Spectrum400)を用い、ATR法(減衰全反射法)で行った。
<Infrared absorption spectrum (IR spectrum)>
The IR spectrum of the cyclic diol compound was measured by an ATR method (attenuated total reflection method) using an infrared spectrometer (Spectrum400 manufactured by PerkinElmer Japan Co., Ltd.).
<プロトン核磁気共鳴スペクトル(1H−NMR)>
環式ジオール化合物の1H−NMRは、重DMSOに溶かした後、核磁気共鳴装置(Bruker社製DRX−500)を用い、1H−NMR(500MHz)測定で行った。
<Proton nuclear magnetic resonance spectra (1 H-NMR)>
The 1 H-NMR of the cyclic diol compound was measured by 1 H-NMR (500 MHz) using a nuclear magnetic resonance apparatus (DRX-500 manufactured by Bruker) after dissolving in cyclic DMSO.
[実施例1]
還流冷却管を装着した1L4ツ口フラスコに9−フルオレノン35.0g(194.2mmol )、オルト蟻酸トリメチル57.0g(537.1mmol)、p−トルエンスルホン酸一水和物1.80g(9.5mmol)、メタノール325.0g(10.1mol )を仕込み、50℃で5時間攪拌した後、トリエチルアミンを加えて中和した。メタノール溶媒を減圧留去し、得られた濃縮粗物に、酢酸エチル115gおよび5%炭酸水素ナトリウム水115gを加え攪拌した。分層後、水層を除去し、有機層を60gの水で2回洗浄した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥後、酢酸エチルを減圧留去して、純度98.8GC面積%の9−フルオレノンジメチルアセタールを得た。得られた9−フルオレノンジメチルアセタールはさらなる精製を行うことなく、次の反応に用いた。
[Example 1]
In a 1 L four-necked flask equipped with a reflux condenser, 35.0 g (194.2 mmol) of 9-fluorenone, 57.0 g (537.1 mmol) of trimethyl orthoformate, and 1.80 g of p-toluenesulfonic acid monohydrate (9. 5mmol) and 325.0 g (10.1 mol) of methanol, and the mixture was stirred at 50 ° C for 5 hours, and neutralized by adding triethylamine. The methanol solvent was distilled off under reduced pressure, and 115 g of ethyl acetate and 115 g of 5% aqueous sodium hydrogen carbonate were added to the obtained concentrated crude product, followed by stirring. After layer separation, the aqueous layer was removed, and the organic layer was washed twice with 60 g of water. After the organic layer was dried over sodium sulfate, ethyl acetate was distilled off under reduced pressure to obtain 9-fluorenone dimethyl acetal having a purity of 98.8 GC area%. The obtained 9-fluorenone dimethyl acetal was used for the next reaction without further purification.
還流冷却管付きディーンスタークトラップを装着した200mLナスフラスコにジペンタエリスリトール10.3(40.5mmol)、9−フルオレノンジメチルアセタール8.0g(35.4mmol)、p−トルエンスルホン酸一水和物38mg(0.22mmol)、トルエン29.4g、N,N−ジメチルホルムアミド55.9gを仕込み、系を窒素置換した後、昇温してトルエン還流下で、5.5時間攪拌した。反応混合物を室温に戻し、トリエチルアミンで中和し、水150gを加えて攪拌した。分層後、有機層と水層に分け、水層を酢酸エチル150mlで3回抽出し、酢酸エチルと先に分けていた有機層とを合わせた。100mlの水で洗い、硫酸ナトリウムで乾燥した。得られた有機層から酢酸エチルを減圧留去し、粗ビス(9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタールを得た。得られた粗ビス(9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタールをシリカゲルカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル−n−ヘキサン混合溶媒)法により、ビス(9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタールを単離した。 In a 200 mL eggplant flask equipped with a Dean-Stark trap equipped with a reflux condenser, 10.3 (40.5 mmol) of dipentaerythritol, 8.0 g (35.4 mmol) of 9-fluorenone dimethyl acetal, and 38 mg of p-toluenesulfonic acid monohydrate (0.22 mmol), 29.4 g of toluene and 55.9 g of N, N-dimethylformamide were charged, the system was replaced with nitrogen, and the mixture was heated and stirred for 5.5 hours under reflux of toluene. The reaction mixture was returned to room temperature, neutralized with triethylamine, added with 150 g of water, and stirred. After layer separation, an organic layer and an aqueous layer were separated, and the aqueous layer was extracted three times with 150 ml of ethyl acetate, and ethyl acetate and the previously separated organic layer were combined. Washed with 100 ml of water and dried over sodium sulfate. Ethyl acetate was distilled off from the obtained organic layer under reduced pressure to obtain crude bis (9-fluorenone) dipentaerythritol diacetal. Bis (9-fluorenone) dipentaerythritol diacetal was isolated from the resulting crude bis (9-fluorenone) dipentaerythritol diacetal by silica gel column chromatography (ethyl acetate-n-hexane mixed solvent).
得られたビス(9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタールについて、IRスペクトル及び1H−NMRスペクトルを測定した。得られた結果を、図1及び図2に示した。図中に示される下記特性ピークよりビス(9−フルオレノン)ジペンタエリスリトールジアセタールであることを確認した。 IR spectrum and 1 H-NMR spectrum of the obtained bis (9-fluorenone) dipentaerythritol diacetal were measured. The obtained results are shown in FIGS. The following characteristic peak shown in the figure confirmed that the substance was bis (9-fluorenone) dipentaerythritol diacetal.
IR(cm-1):3499,3044,2967,2944,2890,1610,1481,1466,1450,1185,1119,1069,1004,760,733,688 IR (cm -1 ): 3499, 3044, 2967, 2944, 2890, 1610, 1481, 1466, 1450, 1185, 1119, 1069, 1004, 760, 733,688.
1H−NMR(500MHz,ppm):3.74(d,4H),3.76(s,4H),4.18(d,4H),4.27(d,4H),5.04(t,2H),7.25(dd,2H),7.32(dd,2H),7.40(d,2H),7.44(d,2H),7.74(d,2H),7.75(d,2H),7.83(dd,4H)
(なお、2.5ppm付近のピークは溶媒の重DMSOに由来するピークである。また、1.15ppm,1.96ppm,4.00ppm付近のピークは残存溶媒の酢酸エチルに由来するピークであり、3.36ppm付近のピークは重DMSO中の水に由来するピークである。)
1 H-NMR (500MHz, ppm ): 3.74 (d, 4H), 3.76 (s, 4H), 4.18 (d, 4H), 4.27 (d, 4H), 5.04 ( t, 2H), 7.25 (dd, 2H), 7.32 (dd, 2H), 7.40 (d, 2H), 7.44 (d, 2H), 7.74 (d, 2H), 7.75 (d, 2H), 7.83 (dd, 4H)
(Note that the peak around 2.5 ppm is a peak derived from heavy DMSO as a solvent. Further, the peaks around 1.15 ppm, 1.96 ppm, and 4.00 ppm are peaks derived from ethyl acetate as a residual solvent, The peak around 3.36 ppm is a peak derived from water in heavy DMSO.)
本発明の新規な環式ジオール化合物は、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアクリル酸エステル樹脂及びポリメタクリル酸エステル樹脂等の樹脂原料や樹脂改質剤として使用することができる。 The novel cyclic diol compound of the present invention can be used as a resin raw material such as a polyester resin, a polycarbonate resin, an epoxy resin, a polyurethane resin, a polyacrylate resin and a polymethacrylate resin, or as a resin modifier.
Claims (1)
で表される、環式ジオール化合物。 General formula (1)
A cyclic diol compound represented by the formula:
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Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
CANADIAN JOURNAL OF CHEMISTRY, vol. 81(6), JPN6021049485, 2003, pages 505 - 516, ISSN: 0004679120 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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