JPH10510705A - 生物酸化による医薬的に活性なスルホキシドのエナンチオ選択的製造 - Google Patents

生物酸化による医薬的に活性なスルホキシドのエナンチオ選択的製造

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JPH10510705A JP8518669A JP51866996A JPH10510705A JP H10510705 A JPH10510705 A JP H10510705A JP 8518669 A JP8518669 A JP 8518669A JP 51866996 A JP51866996 A JP 51866996A JP H10510705 A JPH10510705 A JP H10510705A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、プロ‐キラルスルフィド対応化合物の立体選択的生物酸化からなる方法によって単一の鏡像異性体としてのまたは鏡像異性体的に富んだ形態での式(II) 〔式中、Het1は、 であり、Het2は、 であり、Xは、 であり、ベンズイミダゾール部分におけるNは、場合によってはR6〜R9によって置換された炭素原子の1個を未置換の窒素原子に換え得ることができるということを意味し、R1、R2およびR3は、同一または異なりそして水素、アルキル、場合によっては弗素により置換されていてもよいアルコキシ、アルキルチオ、アルコキシアルコキシ、ジアルキルアミノ、ピペリジノ、モルホリノ、ハロゲン、フェニルアルキル、フェニルアルコキシから選択されたものであり、R4およびR4′は、同一または異なりそして水素、アルキル、アルアルキルから選択されたものであり、R5は、水素、ハロゲン、トリフルオロメチル、アルキル、アルコキシであり、R6〜R9は、同一または異なりそして水素、アルキル、アルコキシ、ハロゲン、ハロアルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、オキサゾリル、トリフルオロアルキルから選択されたものでありまたは隣接基R6〜R9は、それらが結合している炭素原子と一緒になって場合によっては置換されていてもよい環構造を完成することができ、R10は、水素またはアルコキシカルボニルオキシメチルであり、R11は、水素であるかまたはR3と一緒になってアルキレン鎖を形成し、R12およびR13は、同一または異なりそして水素、ハロゲンまたはアルキルから選択されたものである〕を有する化合物の製法に関するものである。

Description

【発明の詳細な説明】 生物酸化による医薬的に活性なスルホキシドの エナンチオ選択的製造 本発明は、スルフィド対応物の生物酸化(biooxidation)によって、単一の鏡 像異性体としてのまたは鏡像異性体的に富んだ形態での以下に定義される化合物 を製造する方法に関するものである。発明の背景 本発明の方法によって製造された化合物のラセミ形態は既知化合物である。こ れらの化合物の若干は、単一の鏡像異性体の形態でも知られている。これらの化 合物は活性なH+K+ATPase阻害剤であり医薬的に許容し得るそれらの塩も含めて有 効な酸分泌阻害剤であり、そして抗潰瘍剤として使用されることが知られている 。既知の化合物オメプラゾール(以下の式(IIa)の化合物)、ランソプラゾール( 以下の式(IIc)の化合物)およびパントプラゾール(以下の式(IIb)の化合物) を包含するこれらの化合物は、例えば欧州特許明細書EP 5129および124495、EP 174726およびEP 166287から知られている。 スルホキシドであるこれらの化合物は硫黄原子において不斉中心を有している 、すなわち、2種の光学異性体(鏡像異性体)として存在する。個人差の少ない 治療プロフィルを与える改善された薬物動態学的および代謝的性質を有する化合 物を得ることが望まれている。 分析的規模におけるオメプラゾールの鏡像異性体の分離は、例えばJ.Chromat ography 532(1990),305-19に記載されている。また、オメプラゾールおよびパ ントプラゾールを包含する化合物の鏡像異性体の分離もまた、ドイツ特許明細書 DE 4035455に記載されている。 最近、生物触媒を使用した光学的に活性な化合物の合成に関する多数 の文献が発行されている。これらの文献の多くは、単一の鏡像異性体の形態の薬 剤を製造する方法を見出すことを目的としている。合成における化合物の官能性 の一般的利用のためにそしてまた生物触媒が容易に入手され得るために、もっと も注目される反応はエステル、酸およびアルコールの製造に関係する反応である 。 ひとつには、スルホキシドを含有する薬剤の数が少ないためにまたひとつには 、硫黄中心と反応する酵素を商業的に入手することができないという事実のため に、光学的に活性なスルホキシドの合成に対する研究は比較的まれである。光学 的に活性なスルホキシドの合成は、Holland,H.L.(1988)Chem.Rev.88,473-4 83およびPhillips,R.S.およびSheldon,W.M.,Enzyme Microb.Technol.1981 ,Vol.3,January,9-18に記載されている。発明の説明 本発明によれば、プロ‐キラルスルフィド対応化合物の立体選択的生物酸化か らなる、単一の鏡像異性体としてのまたは鏡像異性体的に富んだ形態での式(II) 〔式中、 Het1は、 であり、 Het2は、 であり、 Xは、 であり、 ベンズイミダゾール部分におけるNは、場合によってはR6〜R9によって置換さ れた炭素原子の1個を未置換の窒素原子に換え得ることができるということを意 味し、 R1、R2およびR3は、同一または異なりそして水素、アルキル、場合によっては 弗素により置換されていてもよいアルコキシ、アルキルチオ、アルコキシアルコ キシ、ジアルキルアミノ、ピペリジノ、モルホリノ、ハロゲン、フェニルアルキ ル、フェニルアルコキシから選択されたものであり、 R4およびR4′は、同一または異なりそして水素、アルキル、アルアルキルから 選択されたものであり、 R5は、水素、ハロゲン、トリフルオロメチル、アルキル、アルコキシであり、 R6〜R9は、同一または異なりそして水素、アルキル、アルコキシ、ハロゲン、 ハロアルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、 オキサゾリル、トリフルオロアルキルから選択されたものでありまたは隣接基R6 〜R9は、それらが結合している炭素原子と一緒になって場合によっては置換され ていてもよい環構造を完成することができ、 R10は、水素またはアルコキシカルボニルオキシメチルであり、 R11は、水素であるかまたはR3と一緒になってアルキレン鎖を形成し、 R12およびR13は、同一または異なりそして水素、ハロゲンまたはアルキルから 選択されたものである〕の化合物の製法が提供される。 式(II)の化合物は、活性なH+K+ATPase阻害剤である。スルホキシドであるこれ らの化合物は、本発明の方法により、プロ‐キラル出発スルフィド対応化合物の 立体選択的生物酸化によって、単一の鏡像異性形態でまたは光学的に活性な生成 物を与える一方の鏡像異性形態が過剰に存在する形態で得られる。 上記定義において、アルキル基またはアルキル部分は、分枝鎖状または直鎖状 であるかまたは環状アルキル基、例えばシクロアルキルアルキルからなる。 好ましくは、 Hetlは、 であり、 Het2は、 であり、 Xは、 である。 (上記式において、R1、R2、R3、R6〜R9、R10およびR11は上述した通りである )。 もっとも好ましくは、式(II)の化合物は、式(IIa)〜(IIe)の化合物である。 R10がアルコキシカルボニルオキシメチルである式(II)の化合物の例は、 である。 本発明の方法に使用される出発プロ‐キラルスルフィドは、式 Hetl-X-S-Het2 (I) (式中、Het1、XおよびHet2は上述した通りである)を有す。 上記化合物(IIa)〜(IIf)のそれぞれを得るために、それぞれ式(Ia)〜(I f)の次の出発化合物が必要である。 本発明の方法によって製造された化合物は、Het1-X-部分とHet2-部分との間の スルホキシド基を形成する硫黄原子である立体発生(不斉)中心を有す。 本発明による立体選択的生物酸化は、微生物またはそれから得るこ とのできる酵素系を使用して実施することができる。適当な微生物は、Arthroba cter petroleophagus,Brevibacterium paraffinolyticumおよびAcinetobacter 種を包含するアルカンオキシダイザー、Mycobacterium種のようなアルケンオキ シダイザーおよび種々なカビ種、特に、Penicillium種(Penicillium frequenta ns)から選択することができる。 本発明の一つの実施化によれば、方法は、プロ‐キラルスルフィド対応化合物 を、 Penicillium frequentans Rhizopus stolonifer Cunninghamella elegans Ustilago maydis Arthrobacter petroleophagus Brevibacterium paraffinolyticum Acinetobacter sp. Mycobacterium sp. Aspergillus niger Preferably the microorganism is: Penicillium frequentans BPFC 386,585,623,733 Rhizopus stolonifer BPFC 1581 Ustilago maydis BPFC 1198,6333 Arthrobacter petroleophagus ATCC 21494 Brevibacterium paraffinolyticum ATCC 21195 Actinetobacter sp. NCIMB 9871 Mycobacterium sp. BPCC 1174,1178,1179,1186,1187、または Aspergillus niger BPFC 32 の微生物と接触させることからなる。 微生物は、適当な炭素源、例えばオクタン、エテン、シクロヘキサノンまたは グルコースを含有する適当な培地上で生長させることができる。 式(II)の化合物は、一般に酸不安定でありそしてその結果、酸性条件の使用は 避けられる。一般に、本発明による方法は、7.6〜8、好ましくは約7.6のpHおよ び25〜35℃、好ましくは約28℃の温度で実施することができる。 本発明を、さらに以下の実施例によって説明する。 実施例 1 次の微生物を、式(Ia)の化合物に対するスルホキシド化について選別した。 Penicillium frequentans BPFC 386 Penicillium frequentans BPFC 585 Penicillium frequentans BPFC 623 Penicillium frequentans BPFC 733 Rhizopus stolonifer BPFC 1581 Ustilago maydis BPFC 1198 Ustilago maydis BPFC 6333 Arthrobacter petroleophagus ATCC 21494 Brevibacterium paraffinolyticum ATCC 21195 Acinetobacter sp. NCIMB 9871 Mycobacterium sp. BPCC 1174 Mycobacterium sp. BPCC 1178 Mycobacterium sp. BPCC 1179 Mycobacterium sp. BPCC 1186 Mycobacterium sp. BPCC 1187生長条件 上記微生物に対する生長条件は、次の通りである。次の菌類: Penicillium frequentans BPFC 386 Penicillium frequentans BPFC 585 Penicillium frequentans BPFC 623 Penicillium frequentans BPFC 733 Rhizopus stolonifer BPFC 1581 Ustilago maydis BPFC 1198 Ustilago maydis BPFC 6333 は、1l当りK2HPO4(1.9g)、NaH2PO4・2H2O(2.02g)、硫酸アンモニウム(1.8g )、硫酸マグネシウム(0.2g)、塩化第二鉄(0.97mg)および微量元素溶液(1ml)(p H7.2)の組成を有する滅菌した液体培地(I)200ml中で生長させた。使用した微量 元素溶液の組成(g/l)は、次の通りである。 CuSO4・5H2O 0.02 MnSO4・4H2O 0.1 ZnSO4・7H2O 0.1 CaCO3 1.8 上記培地に、0.2 w/v%の酵母エキスおよび2.2 w/v%のグルコースを補給し た。1lのバッフルフラスコ中に含有させた培地に、滅菌した蒸留水中の胞子の 懸濁液を加えることによってまたはSabouraud Dextroseプレートからの菌類を含 有する寒天のプラグの添加によって接 種した。菌類を、150rpmの回転振盪機上で28℃で48時間生長させた。Ustilago m aydisのほかは、液体培養から得られた菌類の生物体量を、Whatman Grade 113濾 紙上の濾過によって採取しそして濾紙上で50mM燐酸ナトリウム緩衝液(pH7.6) で洗浄した。Ustilago maydisは、8,000rpmおよび4℃で20分遠心分離すること によって採取した。生物体量を、50mM燐酸ナトリウム緩衝液(pH7.6)に再懸濁 しそして上述したように遠心分離することによって洗浄した。 細菌は、表1に示した炭素源を使用して生長させた。 シクロヘキサノン上のAcinetobactersp.NCIMB 9871の生長は、中央ウエル(c enter well)を有する500mlのバッフルフラスコ中の液体培地(I)100ml中で遂行 した。シクロヘキサノンは、中央ウエル中に入れた。微生物は、150rpmの回転振 盪機上で28℃で24〜48時間生長させた。 オクタン上のArthrobacter petroleophagus ATCC 21494およびBrevibacterium paraffinolyticum ATCC 21195の生長は、1lのバッフルフラスコ中の0.2 w/v %の酵母エキスを含有する液体培地(I)200ml中で行った。オクタン(1ml)を、 滅菌することなしに培地に直接加えた。上記微生物を、150rpmの回転振盪機上で 28℃で24〜48時間生長させた。 Mycobacterium sp.BPCC 1174,1178,1179,1186および1187は、ゴム栓を具 備した2lの非‐バッフルフラスコ中の液体培地(I)500ml中 で生長させた。フラスコを部分的に排気しそしてそれからエテンを充填した。15 0rpmの回転振盪機上で28℃で7日間生長させた。 Arthrobacter petroleophagus ATCC 21494およびBrevibacterium paraffinoly ticum ATCC 21195の生長は、グルコース上でも行った。それぞれの微生物を、0. 2 w/v%の酵母エキスおよび2.2 w/v%のグルコースを含有する培地(I)200ml に接種した。生長は、150rpmの回転振盪機上で28℃で24〜48時間行った。 細菌はすべて、8,000rpmおよび4℃で20分遠心分離することによって液体培地 から採取した。細胞は、50mM燐酸ナトリウム緩衝液(pH7.6)に再懸濁し次いで上 述したように遠心分離することにより洗浄した。生物酸化反応 生物変換は、5〜10g/lの乾燥細胞重量および1g/lの基質濃度を使用し て、50mM燐酸ナトリウム緩衝液(pH7.6)中で遂行した。細胞を、式(Ia)の化合 物と一緒に、回転振盪機上で28℃で18〜20時間培養した。 試料を、生物変換から取出しそして遠心分離または濾過して生物体量を除去し そして直接分析した。生成物の検出 式(IIa)の化合物の生物酸化後に、Spherisorb S5-ODS2逆相カラム上で逆相HP LC処理した。カラムは、0.8ml/分の流速で、アセトニトリルおよび25mM燐酸ナ トリウム緩衝液(pH7.6)の50:50混合物で溶離した。このような条件下におい て、式(IIa)および(Ia)の化合物は、それぞれ5.22分および9.8分の保持時間 でよく分割された。何れの化合物も、300nmの波長で検出した。 形成した式(IIa)の化合物の鏡像異性体組成を、次の方法によって調 査した。生物体量の除去後、水性培地をアンモニア飽和ジクロロメタン2容量で 抽出した。合した有機抽出液を無水の硫酸ナトリウム上で乾燥しそして溶剤を減 圧下で蒸発して淡褐色の固体を得た。それから、スルホキシドの鏡像異性体組成 を、次の条件下でChiralpak ADカラム上のキラルHPLCによって測定した: カラム Chiralpak AD 250mm×内径4.6mm、50mmガードカラム 溶離剤 ヘキサン:エタノール:メタノール (40:55:5 V/V%) 流速 1.0ml/分 注入容量 20μl 波長 300nm 保持時間 式(Ia)の化合物 5.1分 式(IIa)の化合物: (+)鏡像異性体 8.5分 (−)鏡像異性体 13.4分 次の結果が得られた。 鏡像体余剰値は得られたそれぞれの鏡像異性体の相対的な量の指標を与える。 この値は2種の鏡像異性体に対する相対的百分率の間の差である。すなわち、形 成したスルホキシドの(−)鏡像異性体の百分率が97.5%でありそして(+)鏡像異 性体の百分率が2.5%である場合、(−)鏡像異性体に対する鏡像体余剰は95%で ある。 Arthrobacter petroleophagus ATCC 21494およびBrevibacterium paraffinoly ticum ATCC 21195を使用した場合は、生物酸化の立体選択性は、生長に対して使 用した炭素源(オクタンおよびグルコース)の選定によって影響されなかった。 実施例 2 式(Id)および(Ie)の化合物を、相当するスルホキシドを製造する微生物の 範囲に対して選別した。微生物の生長および次の生物変換は、反応時間が表5お よび6に記載した通りであることを除いては、実施例1に記載したように遂行し た。Aspergillus niger BPFC 32は、菌類を実施例1において生長させたと同じ 方法で生長させた。生成物の検出 式(Id)および(Ie)の化合物の生物酸化後、保持時間が次の通りである以外 は、実施例1におけるように逆相HPLC処理した。 式(IId)および(IIe)の化合物の鏡像異性体組成は、キラルHPLCにおいて溶剤 組成、流速および保持時間が以下の通りである以外は、実施例1の方法によって 調査した。 表4において、溶離した最初の鏡像異性体は鏡像異性体Aと称しそして第二の 鏡像異性体は鏡像異性体Bと称す。結果は、表5および6に要約する通りである 。 式(Id)の化合物の酸化は、低収率ではあるけれども、すべての場合において すぐれた鏡像体余剰で式(IId)の化合物の“A”鏡像異性体を生成する。式(I a)の化合物を酸化すると以前に証明されたPenicillium frequentansの4種の菌 株は、式(Id)の化合物を酸化しなかった。 式(Ie)の化合物の酸化は、少数の結果しか生じなかった。この化合物は、生 成物の検出を困難にする特に不溶性であることが証明された。多くの場合、スル ホキシドが生成されるけれども、その濃度は鏡像体余剰を測定するのには余りに も低い。しかしながら、Mycobacterium sp.およびPenicillium frequentansを使 用して2つの結果が得られた。これらは、何れも高い鏡像体余剰のスルホキシド を与えるけれども、おもしろいことには対立する立体選択性を与える。 実施例 3 以下の表9に記載した微生物を、式(Ib)の化合物に対するスルホキ シド化について選別した。これらの微生物を、実施例1および2におけると同じ 条件下で生長させた。 乾燥細胞重量を約20gL-1に増加しそして反応時間を延長する以外は、実施例 1のプロトコールによって生物変換を遂行した。生成物の検出 式(Ib)の化合物の生物酸化後、保持時間が次の通りである以外は実施例1に おけるように逆相HPLC処理した。 式(IIb)の化合物の鏡像異性体組成は、キラルHPLCにおいて溶剤組成、流速お よび保持時間が次の通りである以外は、実施例1の方法によって調査した。 表8において、溶離した最初の鏡像異性体は鏡像異性体Aと称しそして第二の 鏡像異性体は鏡像異性体Bと称す。 結果は、次の表に要約する通りである。 表9に記載した微生物はまた、式(Ic)の化合物のスルホキシド化について同 じ条件下で選別したが、式(IIc)の生成物は検出することができなかった。 微生物の寄託 次の微生物は、1994年11月25日に、National Collections of Industrial and Marine Bacteria Ltd(NCIMB),23 St.Machar Drive,Aberdeen,Scotland AB2 IRYに寄託した。 1.Mycobacterium sp BPCC 1174 Accession No.NCIMB 40695 2.Mycobacterium sp BPCC 1178 Accession No.NCIMB 40696 3.Mycobacterium sp BPCC 1179 Accession No.NCIMB 40697 4.Mycobacterium sp BPCC 1186 Accession No.NCIMB 40698 5.Mycobacterium sp BPCC 1187 Accession No.NCIMB 40699 次の微生物は、1994年11月28日に、International Mycological Institute(IM I),Bakeham Lane,Englefie1d Green,Egham,Surrey TW20 9TY,Englandに寄 託した。 6.Penicillium frequentans BPFC 386 Accession No.IMICC 364802 7.Penicillium frequentans BPFC 585 Accession No.IMICC 364801 8.Penicillium frequentans BPFC 623 Accession No.IMICC 364800 9.Penicillium frequentans BPFC 733 Accession No.IMICC 364799 10.Rhizopus stolonifer BPFC 1581 Accession No.IMICC 364798 11.Ustilago maydis BPFC 1198 Accession No.IMICC 364797 12.Ustilago maydis BPFC 6333 Accession No.IMICC 364796 13.Asperigillus niger BPFC 32 Accession No.IMICC 364795
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI (C12P 41/00 C12R 1:06) (C12P 41/00 C12R 1:685) (C12P 41/00 C12R 1:32) (C12P 41/00 C12R 1:13) (C12P 41/00 C12R 1:80) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,SZ,U G),AL,AM,AT,AU,BB,BG,BR,B Y,CA,CH,CN,CZ,DE,DK,EE,ES ,FI,GB,GE,HU,IS,JP,KE,KG, KP,KR,KZ,LK,LR,LS,LT,LU,L V,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI, SK,TJ,TM,TT,UA,UG,US,UZ,V N (72)発明者 リーブ,クリストフアー イギリス国クリーブランド州テイー・エス 9 6イー・アール.ミドルズバラ.グレ イトエイトン.ローズベリー クレセント 28 (72)発明者 テイラー,ステイーブン イギリス国ダラム州デイー・エル2 2キ ユー・ワイ.ダーリントン.クリーズビ ー.ヒルビユーハウス(番地なし) 【要約の続き】 換されていてもよい環構造を完成することができ、R10 は、水素またはアルコキシカルボニルオキシメチルであ り、R11は、水素であるかまたはR3と一緒になってアル キレン鎖を形成し、R12およびR13は、同一または異なり そして水素、ハロゲンまたはアルキルから選択されたも のである〕を有する化合物の製法に関するものである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.プロ‐キラルスルフィド対応化合物の立体選択的生物酸化からなる、単一の 鏡像異性体としてのまたは鏡像異性体的に富んだ形態での式(II) 〔式中、 Het1は、 であり、 Het2は、 であり、 Xは、 であり、 ベンズイミダゾール部分におけるNは、場合によってはR6〜R9によ って置換された炭素原子の1個を未置換の窒素原子に換え得ることができること を意味し、 R1、R2およびR3は、同一または異なりそして水素、アルキル、場合によって は弗素により置換されていてもよいアルコキシ、アルキルチオ、アルコキシアル コキシ、ジアルキルアミノ、ピペリジノ、モルホリノ、ハロゲン、フェニルアル キル、フェニルアルコキシから選択されたものであり、 R4およびR4′は、同一または異なりそして水素、アルキル、アルアルキルか ら選択されたものであり、 R5は、水素、ハロゲン、トリフルオロメチル、アルキル、アルコキシであり 、 R6〜R9は、同一または異なりそして水素、アルキル、アルコキシ、ハロゲン 、ハロアルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、オキサゾリル 、トリフルオロアルキルから選択されたものでありまたは隣接基R6〜R9は、それ らが結合している炭素原子と一緒になって場合によっては置換されていてもよい 環構造を完成することができ、 R10は、水素またはアルコキシカルボニルオキシメチルであり、 R11は、水素であるかまたはR3と一緒になってアルキレン鎖を形成し、 R12およびR13は、同一または異なりそして水素、ハロゲンまたはアルキルか ら選択されたものである〕の化合物を製造する方法。 2.Het1 であり、 Het2 であり、 Xが であり、 R1、R2、R3、R6〜R9、R10およびR11が請求項1において定義した通りである 請求項1の方法。 3.式(II)の化合物が、式 である請求項1または2の方法。 4.式(II)の化合物の単一の鏡像異性体を製造する請求項1〜3の何れか1項に 記載の方法。 5.式(IIa)の化合物を製造しそして生物酸化を Penicillium frequentans Brevibacterium paraffinolyticum または Mycobacterium sp. の微生物を使用して実施する請求項3の方法。 6.式(IIb)の化合物を製造しそして生物酸化を Asperigillus niger または Ustilago maydis の微生物を使用して実施する請求項3の方法。 7.式(IId)の化合物を製造しそして生物酸化を Mycobacterium sp. Arthrobacter petroleophagus Brevibacterium paraffinolyticum または Ustilago maydis の微生物を使用して実施する請求項3の方法。 8.式(IIe)の化合物を製造しそして生物酸化を Mycobacterium sp. Penicillium frequentans の微生物を使用して実施する請求項3の方法。 9.実質的に実施例の何れかに記載した請求項1の方法。 10.請求項1〜9の何れか1項に記載の方法によって製造された請求項1の単一 の鏡像異性体としてのまたは鏡像異性体的に富んだ形態での式(II)の化合物。
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