JPH06503844A - 置換チアゾリン−ジオキセタン基質、その製造方法およびその使用 - Google Patents

置換チアゾリン−ジオキセタン基質、その製造方法およびその使用

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JPH06503844A JP5517071A JP51707193A JPH06503844A JP H06503844 A JPH06503844 A JP H06503844A JP 5517071 A JP5517071 A JP 5517071A JP 51707193 A JP51707193 A JP 51707193A JP H06503844 A JPH06503844 A JP H06503844A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 置換チアゾリン−ジオキセタン基質、その製造方法およびその使用本発明は、チ アゾリン−ジオキセタン基質、その製造方法、および酵素分析法におけるその使 用に関する。
ルシフェリン(式1)のルシフェラーゼ、酸素およびATPとの反応によって、 オキジルシフェリンが形成される。この反応では、ケミルミネッセンスとして光 (最大波長562止)が発光する。この方法では、おそら(、式■で示されるジ オキセタンが高エネルギー中間体として形成される[エフ・マクカプラ(F。
McCapra)、Chew, Commun. 15 5 (19 6 8  )]。多くの化学発光性1,2−ジオキセタン化合物が、この前提に基づいて開 発された。アダマンチル残基が、不安定な1,2−ジオキセタンの安定化のため に記載されている[EP−A 0254051、EP−A 0352713、W o 91103479、WO 90107511、およびそれらに挙げられてい る文献]。しかしながら、親物質として式■で示されるルシフェリンの活性中間 体段階、すなわち、チアゾリン誘導体に基づいている公知化合物は全(ない。
本発明の目的は、安定であり、かつ、活性化剤と反応させた場合にだけケミルミ ネッセンスの形成とともに分解する、チアゾリンの、好ましくはルシフェリンの 、活性中間体段階に基づ<1,2−ジオキセタンを提供することである。この目 的は、一般式■ 〔式中、Rは または のいずれかであり、亀およびR2は、同一であっても異なっていてもよ(、水素 または直鎖状もしくは分枝鎖状の低級(C+−Cs)アルキルを表し、Xは、活 性化剤によって脱離することができる脱離しつる基であり、基R4またはR5の うち少なくとも1個は、ジオキセタン構造を安定化する基を表し、基R4または R,のうちの多くとも1個は、水素を表す] で示される化合物によって達成される。
活性化剤として、酸、塩基、塩、酵素、無機もしくは有機触媒、および電子供与 体を使用するのが好ましい。
基−o−Xは、フェニル環上のいずれの位置にあってもよい。しかしながら、R がベンゾチアゾール基である場合、基−Q−Xは、5位にあるのが好ましい。
Rがフェニル基である場合、基−o−Xは、3位にあるのが好ましい。これは、 −〇−X基を形成するーOR3基についても同様である。
−0−Xは、オキシ酸のヒドロキシ塩、ホスフェート、アリール−もしくはアキ ルカルボキシルエステル、アルキルオキシまたはアリールシリルオキシ、スルフ ェート、オキシピラノシドであるのが好ましい。
アリールおよびアルキル残基の組成は決定的ではない。当業者は、難無(Xにつ いて好適な残基を選択することができる。それは、単に可溶性でなければならな いだけであり、活性化剤によってXを脱離させることが可能でなければならない 。
R1およびR2は、水素、メチル基またはエチル基であるのが好ましい。例えば 、−〇−Xとしてホスフェートを使用する場合は、アルカリホスファターゼの添 加によってケミルミネッセンス反応を生起させることができる。ガラクトシドを 使用する場合は、β−ガラクトシダーゼによってケミルミネッセンスを生起させ ることができる。−〇−Xとしてシリルオキシ残基を使用する場合は、フッ化物 の添加によってケミルミネッセンスを生起させることができる。
基R4および/またはR6は、ジオキセタン構造を安定化するのに好適であり、 ジオキセタン基を反応から保護するものである。この安定化は、この基の立体ス クリーニングによって行うのが好ましい。例えば、置換および非置換形態のアダ マンチル、フェニル、シクロヘキシル、第二および第三脂肪族アルキル基(例え ば、t−ブチル基など)が好適である。これに関して、R4およびR3は、同一 であっても異なっていてもよい。アダマンチル残基の場合、これは、R4および R5が環構造の部分を示し、したがって、架橋されるような方法で結合されるの が好ましい(式1[a) ニ 一般式■で示される化合物は、新規である。これらの化合物の合成方法は、従前 に知られていなかった。
したがって、本発明は、式■または■a:[式中、R3は、1〜6個の炭素原子 を有する直鎖状または分枝鎖状のアルキルを表し、好ましくは、メチルまたはエ チルである]で示される化合物を、式V: [式中、R1およびR2は、前記定義と同じである]で示される化合物と反応さ せ、それを、水および空気を排除しつつ、アルキルリチウム化合物の存在下でア ルデヒドまたはケトンと反応させ、該反応生成物を脱カルボキシルし、アルコキ シ基を脱アルキルし、当業者に周知の方法に従って、化学的に不安定な一〇−X 基をこの位置に導入し、それをジオキセタンに光酸化することを特徴とする、式 ■で示される化合物の製造方法にも関する。
式■で示される化合物(アルコキシベンゾチアゾール−2−カルボン酸ニトリル )またはrVaで示される化合物の、式Vで示される化合物(好ましくは、ペニ シラミンまたはシスティン)との反応は、光の不在下、室温で、水または水−ア ルコール混合物などの極性溶媒中で行うのが好ましい。
アルデヒドおよびケトンとして好適な化合物は、残基R4および/またはR3と して、式■で示される化合物のジオキセタン構造を安定化するものである。かか る安定化は、ジオキセタン構造の立体スクリーニングによって行うことができる 。
好適なケトンおよびアルデヒドは、例えば、アダマンチルン、ベンズアルデヒド 、シクロヘキサノン、第二および第三脂肪族アルデヒドおよびケトン、例えば、 ジ−t−ブチルケトンである。
R3の導入は、空気を排除し、かつ、冷却しつつ、このようにして得たチアゾリ ン−カルボン酸のアルデヒドまたはケトンとの反応によって、THFなどの非プ ロトン性有機溶媒中で水を排除して行うのが好ましい。これは、−50〜−10 0℃の温度で行うのが特に好ましい。アルキルリチウム化合物は、炭化水素(ペ ンタン、ヘキサン)中溶液として添加するのが好ましい。ブチルリチウムを使用 するのが特に好ましい。反応が終了した後、好ましくは、室温で塩水溶液の添加 によって、得られた化合物を反応混合物から沈殿させる。
このようにして形成したβ−ヒドロキシカルボン酸の脱カルボキシルは、二重結 合を導入するために、脱水条件下で、例えば、アゾジカルボン酸ジエチルエステ ルおよびトリフェニルホスフィンを用いて行うのが好ましい。
例えば、トリメチルヨードシランなどの脱アルキル化剤の添加によって、6′位 で脱アルキルを行うのが好都合である。当該方法は、水を排除して行うのが好ま しい。
チアゾリン−カルボン酸は、好ましくは、同様に、中間体アミンおよびアルコー ル段階を経て、チアゾリン−4−オンに変換し、次いで、スルフィドとの反応に よってチアゾリン−4−チオンに変換することができる。このチアゾリン−4− チオンを、アルデヒドまたはケトンのヒドラゾンと、好ましくは、脱離しつる基 を含有することができるアダマンジノン−2−ヒドラゾンまたはベンズアルデヒ ドヒドラゾン(アダマンタノントシルヒドラゾンまたはベンズアルデヒドトシル ヒドラゾン)と反応させて、式■で示される本発明の化合物を形成する。
R4および/またはR6がフェニル残基、脂肪族残基またはシクロアルキル残基 である式■で示される化合物を製造するために、置換2−フェニル−5,5−ジ アルキル−チアゾリン−4−オンは、グリニャル反応でチアゾリンの4位の二重 結合の次なる導入によって4−置換誘導体に変換することもできる。次いで、以 下に記載のとおり、ジオキセタン基を導入する。
化学的に不安定な基Xの導入は、当業者に周知の方法に従って行われる。かかる 方法は、例えば、ヒユーベン−ウニイル(Houben−Weyl) X I  I / 2に開示されている。
一100〜50℃の温度で、塩化メチレンまたはクロロホルムなどの極性有機溶 媒に溶解するのが好ましいアルケン誘導体を反応させ(チアゾリンの2位の二重 結合)、感光剤を使用して可視光を照射することによってジオキセタン基を導入 することが好都合である[例えば、ローズ・ベンガル(Rose Bengal )、メチレンブルー、テトラヘドロン・レターズ(Tetrahedron L etters) (1988)3137−3140を参照コ。
精製のために、例えば、濾過する。上清は、式■で示される所望の化合物を含有 する。
本発明は、さらに、酸、塩基、塩、酵素、無機または有機触媒および電子供与体 を一般式■で示される化合物と反応させ、測定すべき化合物の量の尺度として発 光を測定することによる、酸、塩基、塩、酵素、無機または有機触媒および電子 供与体の測定方法に関する。
この方法は、酵素、特に免疫系中のマーカー酵素測定のために、または、標識D NAプローブによるDNA診断のために使用されるのが好ましい。化学的に不安 定な基Xがホスフェートである場合にアルカリホスファターゼを測定するのが好 ましく、Xがガラクトシドである場合にβ−ガラクトシダーゼを測定するのが好 ましい。
本発明を、以下の実施例によって説明する。
実施例1 2−(6°−メトキシ−2゛−ベンゾトリアゾリル)−5,5−ジメチル−Δ2 チアゾリンー4−カルボン酸(1)の合成:メタノール約100+7に6−メド キシベンゾチアゾールー2−カルボン酸ニトリル2gを溶解し、ペニシラミン1 .629のH2O50w1中溶液を添加する。光の不在下、室温で3時間撹拌し 、次いで、該溶液を酸性化し、濾過する。
収量:1.39 TLC:Rf(クロロホルム:メタノール:酢酸 9:1:0.1)0.74゜ 実施例2 2−(6°−メトキシ−2′−ベンゾチアゾリル)−5,5−ジメチル−4−( 2゜−ヒドロキシ−2′−アダマンチルΔ2−チアゾリン−4−カルボン酸(2 )の合成ニ ー78℃で、窒素下、乾燥THF約100冨lに溶解した化合物(1)1gに、 2倍モル過剰のブチルリチウム−ヘキサン溶液を滴下し、次いで、1時間撹拌す る。次いで、−78℃で、これに、THFに溶解した対応する量の2−アダマン タiンを添加し、−78℃で3時間撹拌し、次いで、該反応混合物を、HCI  20gaolを含有する塩化ナトリウム飽和水溶液100d’に添加する。
残留物をクロロホルム/エーテルから再結晶する。
収量: 0.5g。
実施例3 2−(6’−メトキシ−2′−ベンゾチアゾリル)−5,5−ジメチル−4−( 2゜−アダマンタニリデン)Δ2−チアゾリン(3)の合成:室温で、THF中 、等モル量のP(CCaHs)sおよびアゾジカルボン酸−ジエチルエステルと の反応によって、ベーターヒドロキシカルボン酸の脱カルボキシルおよび二重結 合の導入を行う[例えば、ムルザー(Mulzer)、アンゲヴアンテ・ヘミ− (Angew、 Cbemie) 1977を参照]。
2−(6’−ヒドロキシ−2−ベンゾチアゾリル)−5,5−ジメチル−4−( 2’−アダマンタニリデン)Δ2−チアゾリン(4)の合成:乾燥CHCl51 0m1に化合物(3)1gを溶解し、50%過剰量のトリメチルヨードシランを 添加する。約70℃に48時間加熱し、該反応混合物にメタノールを添加し、該 溶液を回転蒸発する。
残留物を酢酸エチル中に取り、5%NaHCO3溶液と一緒に振盪し、乾燥し、 真空濃縮する。
収量: 0.259゜ 実施例4 2−(6°−ホスホリル−2゛−ベンゾチアゾリル)−5,5−ジメチル−4− (2゛−アダマンタニリデン)Δ2−チアゾリン(5)の合成:通常の文献方法 を使用して、(4)のホスホリル化を行う。例えば、ヒユーベン−ウニイル(H ouben−Weyl) X I I/ 2を参照。
実施例5 1−[2’−(6”−ホスホリル−2”−ベンゾチアゾリル)−5’、5°−ジ メチル−Δ2−チアゾリニルー]−2−(2”−スピロアダマンチル)−ジオキ セタン(6)の合成: (5)を光酸化するため、塩化メチレン10m1に溶解したアルケン10諺9に 固定したローズ・ベンガル(ポリサイエンス(Polyscience))を添 加し、これに−78℃で1時間、1000ワツトのランプで照射する。反応は、 定量的に進行する。ローズ・ベンガル感光剤は、濾過によって容易に除去できる 。
実施例6 2−アルコキシフェニル−5,5−ジメチル−チアゾリン−4−カルボン酸それ は、Cheva、 Ztg、 1987.111.357と同様に製造する。
ペニシラミン33 、5 mmol、アルコキシニトリル33.5+molおよ び炭酸カリウム16.7a+a+olを、還流下で12時間、水25翼lを含有 するメタノール50露lの混合物中、加熱して沸騰させた。冷却後、半分に真空 蒸発する。該混合物をエーテル50m1で1回洗浄した。分離した水性相を、濃 塩酸でpH4に調節した。この工程で、薄黄色の沈殿物が形成され、これを吸引 し、少量の水で1回洗浄し、60℃で真空乾燥した。
収量:50〜60%。
実施例7 2−アルコキシフェニル−5,5−ジメチル−チアゾリン−4−カルボン酸アミ ド 0℃で、アルコキシフェニル−チアゾリンカルボン酸4mmolの塩化メチレン 10m1中懸濁液に塩化オキサリル4 imolを添加した。この温度で30分 間撹拌した後、−20℃で5分間、アンモニアの緩流を通した。室温に加熱した 後、該懸濁液を塩化メチレン20m1で希釈した。該混合物をIN水酸化ナトリ ウム溶液10m1で1回洗浄し、次いで、水2Qmlで2回洗浄した。有機相を 硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を蒸留によって除去した後、油状物が残存し、 これを、少量の酢酸エチルから再結晶した(収量二60〜80%)。
実施例8 4−アミノ−2−アルコキシフェニル−5,5−ジメチル−チアゾリン0℃で、 3N水酸化ナトリウムgmiに臭素4,816101を溶解した。0℃で、この 混合物に2−アルコキシフェニル−5,5−ジメチル−チアゾリンカルボン酸ア ミド4,4ma+olを添加し、この温度で30分間、次いで、70℃で20分 間撹拌した。水20鳳1で希釈した後、酢酸エチル40諺lと一緒に振盪して抽 出する。
有機相を毎回水15mA’で2回洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を蒸 留によって除去した後、油状物が残存し、これをエタノール/水(1: 1)か ら再結晶した(収量=70〜85%)。
実施例9 4−ヒドロキシ−2−アルコキシフェニル−5,5−ジメチル−チアゾリン0℃ で、アミノ−2−アルコキシフェニル−5,5−ジメチル−チアジンン14.5 +aa+olの中漬(half−concentrated)塩酸32m1中溶 液に亜硝酸ナトリウム15龍01を添加し、この温度で20分間撹拌した。3N 水酸化ナトリウム溶液で中和した後、毎回酢酸30m1と一緒に2回振盪した。
有機相を水2Q*lで1回洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を蒸留によ って除去した後、油状物が残存し、これをカラムクロマトグラフィーによって分 離した(シリカゲル、酢酸エチル/石油エーテル(1:1))(収量75〜80 %)。
実施例10 2−アルコキシフェニル−5,5−ジメチル−チアゾリン−4−オントルエン1 60m1に4−ヒドロキシ−2−アルコキシフェニル−5,5−ジメチル−チア ゾリンl1mmolおよびシクロヘプタノン34wolを溶解した。トルエン4 0dを蒸留によって除去した後、アルミニウムトリイソプロピラード9龍01を 添加し、混合物を、還流下で3時間加熱して沸騰させた。室温に冷却した後、酢 酸エチル100mjを添加し、混合物を毎回水5Qmlで2回洗浄した。合わせ た水性相を酢酸エチル5Qmlで1回抽出した。合わせた有機相を硫酸ナトリウ ムで乾燥した後、溶媒を蒸留によって除去した。カラムクロマトグラフィー(シ リカゲル、酢酸エチル/石油エーテル(1: 4))によって、残存する油状物 からチアゾリノンを分離した。
実施例11 2−アルコキシフェニル−5,5−ジメチル−チアゾリン−4−千オン2−アル コキシフェニル−5,5−ジメチル−チアゾリン−4−オン5amolおよび2 .4−(4−ビス−メトキシフェニル)−1,3−ジチア−2,4−ジホスフエ タンー2.4−ジスルフィドl1m■o1を、還流下で8時間、トルエン10m 1中で加熱して沸騰させた。冷却後、該反応混合物をカラムクロマトグラフィー (シリカゲル、酢酸エチル/石油エーテル(1: 6))によって分離した(収 量:30〜40%)。
実施例12 アダマンタン−2−トシルヒドラゾン トシルヒドラジド3.4龍o1およびアダマンタン3.3a+molおよび濃硫 酸1滴を、還流下で4時間、エタノール10■l中で加熱して沸騰させた。室温 に冷却した後、体積1富lに真空蒸発した。水20厘!で希釈し、2N水酸化ナ トリウム溶液で中和した。該混合物を毎回酢酸エチル29m1と一緒に2回振盪 した。合わせた有機相を水20m1で1回洗浄し、次いで、硫酸ナトリウムで乾 燥した。該溶液を体積4mlに蒸発濃縮し、4℃で15時間放置した。無色の針 状物が沈殿した(収量:40%)。
4−(2’−アダマンタニリデンーアルコキンフェニル−5,5−ジメチルーチ メタノール性0.2Mナトリウムメチラート溶液IQgJにアダマンタントシル ヒドラゾン2m5olを添加し、次いで、これをジグリム20藁!で希釈した。
メタノールを蒸留によって除去した後、TLCでトシルヒドラゾンがもはや検出 されなくなるまで、120℃に加熱した。この温度で2−アルコキシフェニル− 5,5−ジメチル−チアゾリン−4−チオン2IIIIO1を添加し、15分間 撹拌した。次いで、銅粉末1gを添加し、該混合物を150℃でさらに20分間 撹拌した。冷却後、水100麿Jを添加し、該混合物を毎回酢酸エチル5QmJ で3回抽出した。合わせた有機相を水30m1で1回洗浄し、次いで、硫酸ナト リウムで乾燥した。溶媒を蒸留によって除去した後、油状物が残存し、これをカ ラムクロマトグラフィー(シリカゲル、酢酸エチル/石油エーテル(1: 6) )によって分離した(収量20%)。
実施例14 4−ベンジル−4−ヒドロキシ−アルコキシフェニル−5,5−ジメチル−チア ゾリン エーテル性0.2M塩化マグネシウムベンジル溶液5Qwlに2−アルコキシフ ェニル−5,5−ジメチル−チアゾリン−4−オン(実施例10)5mmolを 添加し、該混合物を、還流下で8時間、加熱して沸騰させた。水20dを添加し た後、有機相を分離し、水20m1で1回洗浄し、次いで、硫酸ナトリウムで乾 燥した。蒸留によって溶媒を除去した後、油状物が残存し、これを、カラムクロ マトグラフィー(シリカゲル、酢酸エチル/石油エーテル(1: 5))によっ て分離した(収量30%)。
実施例15 4−ベンジリデン−アルコキシフェニル−5,5−ジメチル−チアゾリン4−ベ ンジル−4−ヒドロキシ−アルコキシフェニル−5,5−ジメチル−チアゾリン (実施例14)2mmolの酢酸エチル2Qd中溶液を、中漬塩酸201alと 一緒に5分間振盪した。2N水酸化ナトリウム溶液による中和の後、有機相を分 離し、水2Q諺1で1回洗浄し、次いで、硫酸ナトリウムで乾燥した。蒸留によ って溶媒を除去した後、油状物が残存し、これをカラムクロマトグラフィー(シ リカゲル、酢酸エチル/石油エーテル(1: 4))によって分離した(収量6 0%)。
手続補正書

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.一般式III: ▲数式、化学式、表等があります▼(III)[式中、Rは ▲数式、化学式、表等があります▼ または ▲数式、化学式、表等があります▼ を表し、R1およびR2は、同一であっても異なっていてもよく、水素または直 鎖状もしくは分枝鎖状の低級(C1〜C6)アルキルを表し、Xは脱離しうる基 であり、基R4またはR5の少なくとも1つは、ジオキセタン構造を安定化する 基を表し、基R4またはR5の多くとも1つは、水素を表す]で示される化合物 。
  2. 2.ジオキセタン構造を安定化する基がアダマンチル、フェニルもしくはシクロ ヘキシル残基または第二もしくは第三アルキル残基である請求項1記載の化合物 。
  3. 3.−O−Xがヒドロキシ塩、オキシ酸、ホスフェート、アリルもしくはアルキ ルカルボン酸エステル、アルキルオキシ、トリアルキルオキシまたはアリールシ リルオキシ、スルフェートまたはオキシピラノシドを表す請求項1または2記載 の化合物。
  4. 4.式IVまたはIVa: ▲数式、化学式、表等があります▼(IV)▲数式、化学式、表等があります▼ (IVa)[式中、R3は、1〜6個の炭素原子を有する直鎖状または分枝鎖状 のアルキルを表す] で示される化合物を、式V: ▲数式、化学式、表等があります▼(V)[式中、R1およびR2は、各々、同 一であっても異なっていてもよく、水素または直鎖状もしくは分枝鎖状の低級( C1〜C6)アルキルを表す]で示される化合物と反応させ、それを、アルキル リチウム化合物の存在下、アルデヒドまたはケトンと反応させ、該反応生成物を 脱カルボキシルし、アルコキシ残基を脱アルキルし、この位置に脱離しうる基− O−Xを導入し、それを光酸化することを特徴とする、一般式IIIで示される 化合物の製造方法。
  5. 5.R3がメチルまたはエチルを表す式IVまたはIVaで示される化合物を使 用する請求項4記載の方法。
  6. 6.アルデヒドまたはケトン残基の導入が、空気の不在下で、50〜−100℃ の温度に冷却しつつ、非プロトン性有機溶媒中で行われる請求項4または5記載 の方法。
  7. 7.R3が1〜6個の炭素原子を有する直鎖状もしくは分枝鎖状アルキルを表す 式IVまたはIVaで示される化合物を、R1およびR2がそれぞれ同一であっ ても異なっていてもよく、水素または直鎖状もしくは分枝鎖状のC1〜C6アル キルである式Vで示される化合物と反応させ、得られたチアゾリンカルボン酸を 、チアゾリン−4−オンに還元し、スルフィドを用いてチアゾリン−4−チオン に変換し、これを、R4および/またはR5−置換ヒドラゾンと反応させて本発 明の式IIIで示される化合物を形成し、アルコキシ残基をアルキル化し、脱離 しうる基−O−Xをこの位置で導入し、それを光酸化することを特徴とする、一 般式IIIで示される化合物の製造方法。
  8. 8.R3が1〜6個の炭素原子を有する直鎖状もしくは分枝鎖状のアルキルを表 す式IVまたはIVaで示される化合物を、R1およびR2がそれぞれ同一であ っても異なっていてもよく、水素または直鎖状もしくは分枝鎖状のC1〜C6ア ルキルを表す式Vで示される化合物と反応させ、得られたチアゾリンカルボン酸 を還元してチアゾリン−4−オンを形成し、R4および/またはR5残基をグリ ニヤル反応で導入し、チアゾリン環の4位に二重結合を導入し、アルコキシ残基 を脱アルキルし、脱離しうる基−O−Xをこの位置で導入し、次いで、光酸化し 、この方法で式IIIで示される化合物を得ることを特徴とする、R4および/ またはR5がフェニルを表す式IIIで示される化合物の製造方法。
  9. 9.アナライトを一般式IIIで示される化合物と反応させ、基Xを脱離させ、 測定すべき化合物の含量についての尺度として発光を測定することからなる、酸 、塩基、塩、酵素、無機もしくは有機触媒または電子供与体の測定方法。
  10. 10.免疫学的アッセイにおける、またはDNA診断のための、請求項1または 2記載の化合物の使用。
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