JPS63135427A - 塩基性窒素を有するSiC結合有機基を有するオルガノポリシロキサンの製造法 - Google Patents

塩基性窒素を有するSiC結合有機基を有するオルガノポリシロキサンの製造法

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JPS63135427A
JPS63135427A JP62278415A JP27841587A JPS63135427A JP S63135427 A JPS63135427 A JP S63135427A JP 62278415 A JP62278415 A JP 62278415A JP 27841587 A JP27841587 A JP 27841587A JP S63135427 A JPS63135427 A JP S63135427A
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04Polysiloxanes
    • C08G77/22Polysiloxanes containing silicon bound to organic groups containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen
    • C08G77/26Polysiloxanes containing silicon bound to organic groups containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen nitrogen-containing groups

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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】 産業上の利用分野 本発明は、塩基性窒素を有するSiC結合有機基k14
するオルガノポリシロキサンの製造法に関する。
従来の技術 塩基性窒素?有するSiC結合有機基?有するオルガノ
ポリシロキサン(比だしこれらのオルガノポリシロキサ
ンは、式: %式% 〔式中、Rは同じかまたは異なる一価の場合によりフッ
素化された炭化水素基を表わす〕で示される単位、式: 〔式中、Rは前記のものkWわす〕で示される単位およ
び式: %式%) 〔式中、Yは塩基性窒素を有する一画の81G結合有機
Mk費わす〕で示される単位からなる〕の製m法は、既
に公知である。この九めには、たとえは米国特許第29
47771号明細蕾〔発行日1960年8月2日、発明
者ベイリー(D、L、Ba1l’i’7 ) 、出願人
ユニオン−カーバイド番コーボレーショ7 (Unio
n CarbiaeCorporation ]が参照
される。
発明が解決しようとする問題点 ところで、出発物質として比較的容易に入手できる有機
ケイ素化合物音用いる比較的簡単な方法を提供し、ひい
ては塩基性窒素金有するSiC結合有機基を有するオル
ガノポリシロキチン(ただし、0れらのオルガノポリシ
ロキサンに先に規定した検知のものであるか、または式
:%式%) で示される単位の少なくとも一部が、式:ys1o3,
2 で示される単位により代見られている)を供給すること
により、シラノール基のような特にほとんど縮合できな
い基または81結合水素のような縞付てきる原子を含有
し、それ故に鉤に良好に貯蔵することのできるようなオ
ルガノポリシロキサンt1良好な収車で得るという課題
が生じた。
問題点を解決する友めの手段 かかる課題は、本発明によジ解決される。
本発明のzJ遼に、塩基性窒素を有するSiC結合有機
基ゲ有するオルガノボリシロキプンkE&’逸する方法
において、第1工程で式: %式%) 〔式中 R1は基1個につ@1〜4個の炭素原子?有す
る同じかまたは異なるアルキル基奮表わし、Yは塩基性
窒素全方する一価のSiC結合有機基を貴わし、XはO
′1したは1である〕で示されるシラン、マ九ハこの種
のシランの部分水論物、1九はこの洩のシランおよびこ
の桟のシランの部分水解物音、式: %式% 〔式中、Rは同じか、まfCは異なる一価の、場合によ
りフッ素化された炭化水素基?表わし、nはOか、また
は1から100までの値の整数kfi−わ丁〕で示され
るオルガノ(ポリ)シロキサンと、上記式のシランおよ
びこの種のシランの部分水解物の全量の11童部あたり
0.1〜101mt%の童で、塩基性触媒の存在で、お
よび水の不在で反応させ、第2工程で、第1工程で(1
ラれ九オルガノポリシロキサン?水と反応させて、式ニ ー〇RI 〔式中、R上は前記のものIl−貴わ丁]で示される基
を加水分解し、同時におよび/ま九は引きlft′@、
この加水分解の際に虫取するシラノール基t1互いに縮
合させ、その際に缶底する生成物からアルカノールおよ
び水を除去し、ならびに場合により第6エ程で、第2工
程の終了後に存在する生成物を、式: %式%) 〔式中、Rは11]配のものt旗わし、mは3から12
1での値のIi数である〕で示される塊状オルガノポリ
シロキサンまたは式: %式% 〔式中、Rは前記のもの1−表わし、pはOかまたは少
なくとも1の値の整数である〕で示されるオルガノ(ポ
リ)シロキサン、またはこの種の縁状オルガノ(ポリ)
シロキサンとこの種の塊状オルガノポリシロキサンとか
らなる混付物と、塩基性触媒の存在で反応をセることt
%徴とする、塩基性窒素を有するSiC結合有機基を有
するオルガノポリシロキサンの製造法である。
好ましくは、場合によりフッ素化された炭化水素基Rは
、基1個あた91〜18個の炭素原子を含有する。炭化
水素MRの例は、メチル−、エチル−1n−プロピル−
およびインプロピル基ならびにブチル−、オクチル−、
テトラデシル−およびオクタデシル基、脂肪族長l結合
を有し炭素−および水素原子から構成される基、九とえ
ばビニル−およびアリル基ならびにヘキセニル基;脂環
式炭化水素基、たとえばシクロペンチル−およびシクロ
ヘキシル基ならびにメチルシクロヘキシル基;芳香族炭
化水素基、たとえはフェニル基およびキセニル基:アル
カリール基、たとえはトリル基;およびアラルキル基、
たとえばベンジル基である。フッ素化炭化水素基の例は
、3.3.3−トリフルオロプロピル基である。
アルキル基R1の例は、メチル−、エナルー、n−プロ
ピル−、インプロピル−1n−ブチル−1第ニブチル−
および第三ブチル基であり、その際メチル−およびエチ
ル基が有利である。
好ましくは、塩基性窒素’kWする一価のSiC結合有
機基、すなわち基Yは、式: 〔式中、R2は水素か、または同じかまたに異なるアル
キル−またはシクロアルキル−またはアミノアルキル基
kiわし R3は基1個につき1個の炭素原子または6
〜4個の炭素原子を有し脂肪族長に結合含有しない二価
の炭化水素基、殊に式: %式%) で示される基’に&わ丁〕で示されるようなものである
アルキル&Hの例は、そのままアルキルh R2にも言
える。
アミノアルキル基R2の例は、式: %式%) シクロアルキル基R2の例は、シクロヘキシル基である
しかし、塩基性窒素含有する一価のSiC結合基、すな
わち基Yはたとえば式: 〔ただし R3はそれぞれ前記のものケ表わ丁〕で示さ
れるようなものであってもよい。
本発明による方法の第1工程で使用することのでIkb
式: %式%) で示されるシランの詳細な例は、式: H!IN(C1i2)381(CH3)(OC’2Hδ
)2H2N(CH2)2NH(GHz)asi(CH3
XOCH3)zH2N(CH2)3Si(OCH3)3
HzN(CHz)ssl(OC2Ha)sHzN(CH
2)2NH(CH2)s81(OCH3)3で示される
ようなものである。
この檜のシランの部分水解物の詳細な例は、式: %式%) テ示すれるジシロキサンである。
式: %式%) で示される1糧のシランまたはその部分氷解物t1本発
明による方法の第1工程で使用することができる。しか
し、この檀のシランマ友はこの種のシランの部分水解物
の少な(とも2つの異なる種類からなる混合物を、本発
明による方法の第1工程で使用することもできる。
好ましくは11式: %式% で示されるオルガノ(ポリシロキサンにおいて、式: %式% で示されるシロキサン単位の基Rの少なくとも2個は、
メチル基である。丁でに容易な入手性のため、式: で示される単位においても、基Rの割合の少なくとも5
0%がメチル基であることも有利である。
式: %式% で示される1aIのオルガノ(ポリ)シロキサンを、本
発明による方法の第1工程で使用することができる。し
かし、この椙のオルガノポリシロキサンの少なくとも2
つの異なるm類からなる混合物を、本発明による方法の
第1工程で使用することもできる。
本発明による方ゐの第1工程、および、実施するならば
本発明による方法の第6エ程において、塩基性触媒とし
ては、塩基性窒素に−WするSiCI#5合有機暴を有
する有機ケイ素化合物と、この種の基ヲ有しないオルガ
ノ(ポリ)シロキサンとからなる混合物の平衡化を促進
することのできる任意の塩丞性触媒勿使用することかで
きる。この種の触媒の例は、アルカリ金属水素化物、ア
ルカリ金属水酸化物、アルカリ金属シラノラード、ない
しはアルカリ金楓シロキサノラート、第四アン七ニウム
ヒドロキシド、第四アンモニウムシラノラードないしに
第四アン七ニウムシロキサノラート、第四ホスホニウム
ヒドロキシド、第四ホスホニウムシラノラードないしは
第四ホスホニウムンロキサノラ゛−ト、アルキルアルカ
リ金楓、アルケニルアルカリ金属、アリールアルカリ金
属、塩基で活性化されたモンモリン石および塩基性イオ
ン交換樹脂である。
この糧の塩基性触媒の評細な例は、水酸化ナトリウム、
水酸化カリウム、水酸化セシウム、カリウムメチルシラ
ノラード、テトラ−n−ブナルホスホニウムヒFロキシ
ド、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドとオクタメ
チルシクロテトラシロI?テンとからの反応生成物、テ
トラメチルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリメ
チルアン七ニウムヒドロキシv1ナフタリンカリウム、
n−ブチルリチウムおよびアミルナトリウムである。
塩基性触媒は、本発明による方法の第1工程および、実
施するならは本発明による力紙の第6エ程において、今
までも塩基性窒素を有するSiCII6合有機基を有す
る有機クイ索化合物とこの糧の基を有しないオルガノ(
ポリ)シロキサンとからなる混合物の平衡化を促進する
几めに使用?れたと同じ量で使用することができる。
これは、ta基で活性化されたモン七リン石、塩晶性イ
オン交換桐膓およびかかる固体の塩基性触媒と比較可能
な他の塩基性触媒に対しては、好ましくは本発明による
方法のm1工程で互いに反応する有機ケイ素化合物の全
′に量に約して0.1〜10]1fi%、およびこれら
の他のPBi媒と比較可能な塩基性触媒に対しては、好
ましくは同様に本発明による方法の第1工程で互いに反
応する有機ケイ素化合物の全1量に対して1〜1000
mtppmである。
本発明による方法の第1工程は、それぞれ使用される塩
基性触媒の熱安定性に応じて、好ましくは15〜200
℃および環境大気の圧力、すなわち102 Ohat 
(絶対)ヱたは約1020hpa (絶対)で実施之れ
る。しかしP9′r澁であれは、より高いまたはより低
い圧力を使用することもできる。
所望であれば、本発明による方法の第1工程および、実
施するならは第6エ程に、保−ガス、たとえは望木fた
はアルゴン下に実施することができる。
本発明による方法の第1工程において、反応容器の内容
物を運動させることができ、七の除撹拌が有利である。
本発明による方法の第1工程で実施される反応は、反応
容器の内容物が、少なくともその中に含1れている触1
1に除去した懐に1明であれは終了しているeo、1〜
10時間が、−散にこの反応の時間として十分である。
本発明による方法の第1工程で得られるオルガノポリシ
ロキサンは、本発明による方法の第2工程を実施する前
に貯蔵するか、または多かれ少なかれその製造直後に本
発明による方法の第2工程で、あらかじめ本発明による
方法の第1工程で一緒に使用した塩基性触媒をオルガノ
ポリシロキサンから除去するかまたは不活性にすること
なしに、さらに処理することができる。
本発明による方法の第2工程において、水は好1しくに
、本発明による方法の第1工程で使用された式: で示される基の1!i当量あたり18〜180Iiの量
で使用される。
本発明による方法の第2工程における式:%式% で示される基の加水分解およびシラノール基の縮合は、
好ましくは40〜200℃で、既に僅かな費用のため好
ましくは環境大気の圧力、丁なわち102 Q hat
 (絶対)!友は約1020hPa (絶対)で実施さ
れる。しかし所m’t’あれは、この加水分解の際には
より高いかまたはより低い圧力、およびシラノール基の
組合の際にはより低い圧力を使用することもできる。
本発明による方法の第2工程における式:%式% で示される基の加水分解およびシラノール基の組合は、
第1工程からなお存在する触媒および/または他の触媒
の龜加により促進される。
本発明による方法の概2工程で得らnる生成物から水お
よびアルカノールを分離するのに、たとえは蒸留により
行なうことができる。
本発明による方法の1pJ2工程において、少なくとも
式: %式% で示される基の加水分解および/またはシラノール基の
縮合の間、反応容器の内容物を連動させることができ、
その際撹拌が有利である。
塩基性窒素を有する81C結合有機基を有する物に良好
に貯蔵できるオルガノボリシロキサン?得るために、触
媒は本発明による方法の第2工程を実施し念後に、オル
ガノポリシロキサンから除去するか、または不活性にす
ることができる。たとえば第四アン七ニウムヒドロキシ
ド、第四アンモニウムシラノラードおよび第四アンモニ
ウムシロキサノラートのような触媒の場合に、不活性に
するにはこれらの触媒を分解点、たいてい約150’C
よジも高く加熱するのが十分である。
本発明による方法の場合により実施される第6エ程で使
用される式: %式%) で示される塊状オルガノポリシロキサンおよび式: %式% で示されるオルガノポリシロキサンにおいても、好まし
くは式: で示される単位では基Rの割合の少なくとも50%、お
よび式: で示される単位では基Rの少なくとも2個が、メチル基
である。
好t シ<h、m(7)+均!は、4′f、たは約4で
ある。
pに対する上限は存在しない。七の理山に、本発明によ
る方法の場合によppmされる第6エ程(ならびに第1
工程)は、必袂であれば反応成分および触媒に対して不
活性な浴剤、九とえはドルオール中で実施することかで
きるからである。
1alの環状ジオルガノポリシロキサンまたは線状オル
ガノポリシロキサン七、本発明による方法の場合により
実施される第6エ程で便用することができる。しかし、
少なくとも2つの異なる種類のオルガノポリシロキサン
からなる混合物をこの1楊で使用する0ともできる。
本発明による方法の場合により笑力される第6エ程で使
用される反応成分の量比は、専ら本発明による方法の吻
合によ!l実施される第6エ程でつくられるオルガノポ
リシロキサン中の塩基性窒素′に有するSiC結合有機
基の所望の金型および所望の平均釦艮によ!ll決定さ
れる。また、本発明による方法の場合により実施される
第6エ程も、そのつど使用される塩基性触媒の熱安定性
に応じて、好ましくは15〜200 ”Cおよび環境大
気の圧力、丁なわち1[12Q hPa (絶句)また
は約1020 hPIL (絶対)で実施される。しか
し所望であれは、それよりも高いかま九はそれよりも低
い圧力上適用することもでさるO 本発明による方法の場合により実施される第76エ程に
おいても、反応容器の内容物を運動させることができ、
その際撹拌が有利である。
また、本発明による方法の場合によV実施さfLる第6
エ程で実施される反応も、反応容器の内容物が少なくと
も、その中に含1れている触媒を除去した後に澄明であ
れば、終了している。
また、0.1〜10時間が、一般にこの反応の時間とし
て十分である。
好ましくは、本発明による方法の第6エ程を実施した後
に、触媒はオルガノポリシロキサンから除去されるか、
または不活性にされる。
本発明による方法の種々の工程は、同じ反応容器中で連
続して実施するか、または互いに別個の反応容器中で実
施することができる。本発明による方法は、l!T@的
、牛連軟的または完全連続的に実施することができる。
本発明により第21九は第6エ程で装造されたオルガノ
ポリシロキサンないしにOの糧のオルガノポリシロキサ
ンと有&酸17′cは無機酸との塩は、塩基性窒素全頁
する8iC紹−&有機基紮有するこの種のオルガノポリ
シロキサンないしはこnらの塩を使用するOとのできる
全ての目的に対して使用することができる。たとえは、
このことは、たとえはタイヤ製造またはガラスセラミッ
ク狭面の付〜減少仕上げの際の離型剤または浴剤として
、s!維処理剤の取分として、飼清油、あわ止め剤、あ
わ安定剤、乳化剤、帯電防止剤として、および鄭可塑性
側脂または工ラストマーに対する添加剤として使用する
ことである。
次の実施例において、蔀および1I7)全ての値は、別
記しない限り重量に関するものである。
実施例 例  1 第1工程:N−(2−アミノエテル)−6−アミノゾロ
ピルメチルジメトキシシラン、すなわち式: %式%) で示されるシラン82.5都、1分子あたり平均10個
のシロキサン単位を有しトリメチルシロキシ基により末
端刺翅さt″したジメチルポリシロキサン59.2部お
よびメタノール中のベンジルトリメチルアンモニウムヒ
ドロキシドの40%の浴液0.1mからなる混合物t、
乾探した窒素1に80°Cで1時間、撹拌する。
第2工程:第1工程の実施の際に使用した反応容器中で
、七の内容?!l會水50sと混合し、80℃で2時間
撹拌し、その際ケイ素に結合したメトキシ基を加水分解
する際に生成したメタノールの1部が留出する。次いで
、残笛するメタノールならびに水i、13hp!L(絶
対)で餉去する。次いで、第四アンモニウムヒドロキシ
l″を、13 hP!L (絶対)で150℃に60分
間加熱することにより不活性にし、同時にオルガノポリ
シロキサンから、これらの条件下に沸騰する成分を除去
する。澄明無色の油状?!1115部が得られる。この
オルガノポリシロキサンは、6.6のアミン価(油状物
1.9t−中和するために必嶽な1− n −HClの
1の数)、25°℃で205mm2.s−”の粘度およ
びlH−少磁気共鳴スベクトル(NMR)によれはQ、
1%よりも少ないメトキシ基全有する。
第3工程:第2工程で得られたオルガノポリシロキサン
4部、1分子あたり3〜10個のシロキサン単位?有す
る環状ジメチルポリシロキサンと王取分としてのオクタ
メチルシクロテトラシロキサンとの混合物500部、1
分子あたり平均10個のシo*?ン単位を有しトリメチ
ルシロキシ基によジ床端刺錯されたジメチルポリシロキ
サン20mおよびメタノール中のベンジルトリメチルア
ンモニウムヒドロキシドの40チの浴液0,2部からな
る混合物を、乾燥し九窒素下に80°Cで2138間、
撹拌する。次いで、第四アンモニウムヒドロキシドk1
.13 hPa (絶対)で150″Cに60分間加熱
することにより不活性にし、同時にオルガノポリシロキ
サンから、これらの条件下に沸騰する成分を除去する。
澄明無色の油状物430都か得られる。このオルガノポ
リシロキサンは、L)、06のアミン価および25℃で
1140 IuI” 、 8−lノf61t k有1 
ル。
例  2 例1に記載した作業法を、第3工程で、第1工程で得ら
れたオルガノポリシロキサン4部の代わりにこのオルガ
ノポリシロキサン128部、環状ジメチルポリシロキサ
ンの混合@500部の代わりにこの混合@1600WA
5.1分子あたり平均10個の70キプン単位會有しト
リメチルシロキシ基により末n封fJ応れたジメチルポ
リシロキサン20@5の代わりにこの末端刺知ジメチル
ポリシロキサy27部およびベンジルトリメチルアンモ
ニウムヒドロキシドの40%の浴i 0.2 mの代わ
りにこの浴液0.7部を使用する点に除いて繰り返す。
0.6 (7)アミン価および25℃”C96Qmm”
、s−1の粘y1會有する澄明無色の油状物1400部
が得られる。
例  6 第1工程:N−(2−7ミノエチル)−6−アミノプロ
ビルトリメトキシシラン、丁なわち式:%式%) で示aれるシラン222M、1分子あ次り平均10個の
シロキサン単位kWL)リメチルシロキシ晶により末端
@鎖されたジメチルポリシロキサン296部およびメタ
ノール中のベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシ
ドの40%の浴g0.25部からなる混合物を、乾燥し
た窒素)に80℃で1時間、撹拌する。
第2工程:第1工程會夾施する除に使用した反応容器中
で、その内容物會水125部と混合し、80’Cで2#
間撹拌し、七の際ケイ素に結合したメトキシ基を加水分
解する除に生成し几メタノールの一部が留出する。次い
で、残怪するメタ/゛−ルならびに水を、1shpa(
絶対)で憤去する。この′#笛の際に、残滓として澄明
無色の油状物が得られる。このオルガノポリシロキサン
は、4.6のアミン価、61412 、、−1の粘度お
よびlH−NHRスペクトルによれは0.1%よりも少
ないメトキシ基會有する。
第61程:第2工程で得られたオルガノポリシロキサy
12Q@、1分子;bfcり3〜lCN1aのシロキサ
ン単位【有する塊状ジメチルポリシロキサンと主成分と
してのオクタメテルシクロテトランロキサンとの混合物
122C1,1分子あたり平均10個のシロキサン単位
を有しトリメチルシロキシ基により末晦刺鎮され友ゾメ
テルボリシロキサン30部およびメタノール中のベンジ
ルトリメチルアンモニウムヒドロキシドの40チの浴液
0.5部からなる混合物?、乾燥した窒素下に80℃で
2時間、撹拌する。次いテ、第四アンモニウムヒドロキ
シドラ、16hpa (絶対)で150℃に60分間加
熱することにより不活性にし、同時にオルガノポリシロ
キサンから、これらの条件)に沸騰する取分を除去する
。無色獣明の油状物1150sが得られる。このオルガ
ノポリシロキサンは、0.59のアミン価および117
4am” 、 s−1の粘度?有する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、塩基性窒素を有するSiC結合有機基を有するオル
    ガノポリシロキサンを製造する方法において、第1工程
    で式: YSi(CH_3)_x(OR^1)_3_−_x〔式
    中、R^1は基1個あたり1〜4個の炭素原子を有する
    同じかまたは異なるアルキル基を表わし、Yは塩基性窒
    素を有する一価の SiC結合有機基を表わし、xは0または1である〕で
    示されるシランまたはこの種のシランの部分水解物また
    はこの種のシランおよびこの種のシランの部分水解物を
    、式: R_3SiO(SiR_2O)_nSiR_3〔式中、
    Rは同じかまたは異なる一価の、場合によりフッ素化さ
    れた炭化水素基を表わし、nは0かまたは1から100
    までの値の整数を表わす〕で示されるオルガノ(ポリ)
    シロキサンと、上記式のシランおよびこの種のシランの
    部分水解物の全量の1重量部あたり 0.1〜10重量部の量で、塩基性触媒の存在て、水の
    不在で反応させ、第2工程で、第1工程で得られたオル
    ガノポリシロキサンを水と反応させて、式: −OR^1 〔式中、R^1は前記のものを表わす〕で示される基を
    加水分解し、同時におよび/または引き続き、この加水
    分解の際に生成するシラノール基を互いに縮合させ、そ
    の際に生成する生成物からアルカノールおよび水を分離
    し、ならびに場合により第3工程で、第2工程の終了後
    に存在する生成物を、式: (R_2SiO)_m 〔式中、Rは前記のものを表わし、mは3から12まで
    の整数である〕で示される環状オルガノポリシロキサン
    、または式: R_3SiO(SiR_2O)_pSiR_3〔式中、
    Rは前記のものを表わし、pは0かまたは少なくとも1
    の値の整数である〕で示されるオルガノ(ポリ)シロキ
    サン、またはこの種の線状オルガノ(ポリ)シロキサン
    とこの種の環状オルガノポリシロキサンとからなる混合
    物と、塩基性触媒の存在で反応させることを特徴とする
    、塩基性窒素を有する SiC結合有機基を有するオルガノポリシロキサンの製
    造法。 2、Rがメチル基である特許請求の範囲第1項記載の方
    法。
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