KR100286405B1 - 피리도[3,4-b]피롤로[1,2-e][1,4,5]옥사디아제핀 및 이의 관련 동족체와 이의 제조방법 - Google Patents
피리도[3,4-b]피롤로[1,2-e][1,4,5]옥사디아제핀 및 이의 관련 동족체와 이의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 진통제로서 유용한 일반식(Ⅰ)의 각종 화합물 및 이의 제조방법을 기술하고 있다.
상기식에서, X는 수소, 할로겐 또는 저급 알킬이고, Y는 수소, 할로겐, 저급 알킬, 저급 알콕시 또는 트리플루오로 메틸이며, R1은 수소, 저급 알킬, 아릴, 아릴 저급 알킬, 디저급알킬 아미노저급 알킬 또는(여기서, R3는 수소, 저급 알킬 또는 아릴저급 알킬이다)이고, R2는 수소, 저급알킬 또는 아릴저급알킬이다.
Description
본 발명은 진통제로서 유용한 일반식(Ⅰ)의 화합물에 관한 것이다.
상기식에서, X는 수소, 할로겐 또는 저급 알킬이고, Y는 수소, 할로겐, 저급 알킬, 저급 알콕시 또는 트리플루오로메틸이며, R1은 수소, 저급 알킬, 아릴, 아릴 저급 알킬, 디저급알킬아미노 저급 알킬 또는(여기서, R3는 수소, 저급 알킬 또는 아릴 저급 알킬이다) 이고, R2는 수소, 저급 알킬 또는 아릴 저급 알킬이다.
특별한 언급 또는 지시가 없는 한, 하기 정의를 명세서 및 첨부된 특허청구의 범위 전반에 적용할 수 있다.
용어 "저급 알킬"은 탄소수 1 내지 6의 직쇄 또는 측쇄 알킬 그룹을 나타낸다. 저급 알킬의 예에는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, 2급-부틸, 3급-부틸 및 직쇄 및 측쇄 펜틸 및 헥실이 포함된다.
용어 "할로겐"은 불소, 염소, 브롬 또는 요오드를 나타낸다.
각각의 경우에 용어 "아릴"은 치환되지 않은 페닐 그룹, 또는 저급 알킬, 할로겐, 니트로, 저급 알콕시, 하이드록시 또는 트리플루오로메틸 중에서 독립적으로 선택된 1개, 2개 또는 3개의 치환체 그룹에 의해 치환된 페닐 그룹을 나타낸다.
본 발명의 화합물은 하기에 기술된 합성 도식을 이용하여 제조한다.
[합성 도식]
하기의 합성 단계에 관한 기술에서, 특별한 언급 또는 지시가 없는 한, X, Y, R1, R2및 R3에 대한 정의는 상기에서 정의한 바와 같다.
[단계 A]
일반식(Ⅱ)의 화합물을 4-클로로-3-플루오로피리딘과 반응시켜 일반식(Ⅲ)의 화합물을 제조한다.
상기 반응은 통상적으로 알코올성 용매(예: 메탄올, 에탄올, 이소프로판올등) 또는 극성 비양성자성 용매(예: 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 헥사 메틸포스포르아미드 또는 디메틸설폭사이드) 중에서 약 20 내지 150℃의 온도에서 수행한다.
[단계 B]
일반식(Ⅲ)의 화합물을 옥시염화인 및 디메틸포름아미드와 반응시켜 일반식(Ⅳ)의 화합물을 제조한다.
상기 반응은 빌스마이어(Vilsmeier) 반응을 수행하는데 통상적으로 사용되는 조건하에서 수행할 수 있다. 통상적으로, 반응을 약 20 내지 100℃에서 할로겐화 탄화수소와 같은 적합한 용매중에서 수행한다.
[단계 C]
일반식(Ⅳ)의 화합물을 당해 기술분야에 널리 공지되어 있는 통상적인 방법으로 나트륨 보로하이드라이드를 사용하여 환원시켜 일반식(Ⅴ)의 화합물을 제조한다.
[단계 D]
일반식(Ⅳ)의 화합물을 당해 기술분야에 널지 공지되어 있는 통상적인 방법을 통해 일반식 R1-Mg-Hal(여기서, Hal은 염소 또는 브롬이다)의 그리냐드 (Grignard) 시약과 반응시켜 일반식(Ⅵ)의 화합물을 제조한다.
[단계 E]
일반식(Ⅴ) 또는 (Ⅵ)의 화합물을 수소화나트륨과 같은 강염기의 보조하에 폐환시켜 일반식(Ⅰ)의 화합물을 제조한다. 일반적으로, 반응은 약 25 내지 130℃에서 디메틸포름아미드와 같은 적합한 용매 중에서 수행한다.
또한, 본 발명의 화합물(Ⅰ)은 포유동물 체내에서 통증을 경감시키는 이의 능력에 기인하여 진통제로서 유용하다. 본 화합물의 활성을 마우스(mouse) 체내에서의 2-페닐-1,4-벤조퀴논-유도된 경련(PQW) 시험, 즉 진통에 대한 표준 검정을 통해 증명한다[참조: Proc. Soc. Exptl. Biol. Med., 95, 729(1957)].
[마우스 체내에서의 페닐퀴논-유도된 경련(PQW)에 대한 억제율]
에틸 알코올의 5% 수용액 중의 0.125% 농도의 페닐-p-벤조퀴논을 마우스에게 투여한다(10mL/㎏, 복강내 투여). 이러한 투여는 몸통의 뒤틀림 및 발작, 복벽 수축, 척추전만증 및 등의 아아칭(arching)과 함께 한쪽 발 또는 양쪽 발이 안쪽으로 회전하는 증상으로 정의되는 특징적인 경련을 유발시킨다. 총 28마리의 수컷 CD-1 챨스 리버(Charles River) 마우스(18 내지 30g)를 시간-응답에 사용한다. 시험을 수행하기 전에 이들 동물이 우리에 머무르는 동안 음식물 및 물은 무제한으로 공급한다. 화합물은 20㎎/㎏의 양으로 피하내 투여하여 시험하고, 증류수를 사용하여 제조하며, 불용성인 경우 트윈(Tween)-80, 즉 계면활성제 1방울을 가한다. 화합물을 10mL/㎏의 투여 용적으로 투여한다.
마우스 20마리(그룹당 5마리의 마우스 포함)에 페닐퀴논을 주입하기 전에 다양한 전처리 시간(예를 들어, 15, 30, 45 및 60분)에서 시험 화합물을 투여한다. 대조 동물군(그룹당 2마리의 동물을 포함시킴)에 동일한 용적의 비히클을 투여한다. 페닐퀴논을 투여한 후, 마우스를 1L들이 비이커에 분리하여 넣고 5분 동안 방치한다. 이어서, 마우스를 10분 동안 관찰하고, 각 동물에 대해 경련 횟수를 기록한다. 억제율을 계산하는 식은 다음과 같다:
최대 억제율을 나타내는 기간이 피크시간인 것으로 사료된다. 흥미로운 화합물 또는 경련 억제율이 70% 이상인 화합물의 경우, 투여-응답을 보류시킨다. 약제 활성의 피크 시간에서 시험할 동물이 그룹당 10마리라는 것을 제외하고는 시간-응답에서와 동일한 방법으로 투여-응답을 실행한다. 50마리의 동물을 4개의 약제 그룹 및 하나의 비히클 대조 그룹으로 나누어 사용한다. 통상적으로, 마우스에 각각 이전의 투여량의 2배에 해당하는 약제를 4회 투여한다. ED50은 컴퓨터 선형 회귀(regression) 분석에 의해 계산한다.
본 발명의 몇몇 화합물 및 참조 화합물에 대한 이러한 분석 결과를 표1에 명시하였다.
본 발명의 화합물의 유효량을 임의의 다양한 방법으로, 예를 들어, 캡슐 또는 정제 형태의 경구 투여, 멸균 용액 또는 현탁액 형태의 비경구 투여, 및 몇몇 경우에 있어서는, 멸균 용액 형태의 정맥내 투여와 같은 방법으로 환자에게 투여할 수 있다. 유리 염기 최종 생성물은 그 자체로도 효과적이지만, 안정성, 결정화의 편의, 용해도 증가 등을 위해 약제학적으로 허용되는 이의 산 부가염 형태로 제형화되어 투여될 수 있다.
본 발명의 약제학적으로 허용되는 산 부가염을 제조하는데 유용한 산에는 염산, 브롬화수소산, 황산, 질산, 인산 및 과염소산과 같은 무기산과 타르타르산, 시트르산, 아세트산, 석신산, 말레산, 푸마르산 및 옥살산과 같은 유기산이 포함된다.
본 발명의 활성 화합물은, 예를 들어, 불활성 희석제 또는 식용 담체와 함께 경구 투여될 수 있거나, 젤라틴 캡슐 내에 봉입될 수 있거나, 또는 정제 형태로 압착될 수 있다. 경구 치료 투여를 위해, 본 발명의 활성 화합물을 부형제에 혼입시켜 정제, 트로우키, 캡슐, 엘릭서(elixir), 현탁액, 시럽, 웨이퍼(wafer), 츄잉껌등의 형태로 사용할 수 있다. 이들 제제는 활성 화합물 0.5% 이상을 함유해야 하나. 특정 형태에 따라 변화될 수 있으며, 통상적으로 단위 중량의 4 내지 약 70%인 것이 유리하다. 이러한 조성물 중의 활성 화합물의 양은 적합한 투여량이 수득되는 양이다. 본 발명에 따른 바람직한 조성물 및 제제는 경구 투여 단위 형태가 1.0 내지 300㎎의 활성 화합물을 함유하도록 제조한다.
정제, 환약, 캡슐, 트로우키 등은 또한 미세결정질 셀룰로오즈, 트라가칸트 고무 또는 젤라틴과 같은 결합제; 전분 또는 락토오즈와 같은 부형제; 알긴산, 프리모겔(Primogel), 옥수수 전분 등과 같은 붕해제; 마그네슘 스테아레이트 또는 스테로텍스(Sterotex)와 같은 윤활제; 콜로이드성 이산화규소와 같은 활탁제; 및 슈크로오즈 또는 사카린과 같은 감미제를 함유할 수 있으며, 또한 이에 페파민트, 메틸 살리실레이트 또는 오렌지 향과 같은 향미제를 가할 수도 있다. 투여 단위 형태가 캡슐인 경우, 이 캡슐은 상기 형태의 물질외에, 지방 오일과 같은 액체 담체를 함유할 수 있다. 다른 투여 단위 형태는 투여 단위의 물리적 형태를 변형시키는 다른 각종 물질, 예를 들어, 피막을 함유할 수 있다. 따라서, 정제 또는 환약을 당, 셸락(shellae) 또는 기타 장피제로 코팅할 수 있다. 시럽은 활성 화합물 이외에, 김미제로서의 슈크로오즈, 특정 방부제, 염료, 착색제 및 향미제를 함유할 수 있다. 이들 각종 화합물을 제조하는 데 사용되는 재료는 약제학적으로 순수해야 하며 사용량이 독성을 나타내지 않아야 한다.
비경구 치료 투여를 위해, 본 발명의 활성 화합물을 용액 또는 현탁액에 혼입시킬 수 있다. 이들 제제는 활성 화합물 0.1% 이상을 함유해야 하나, 0.5 내지 약 30중량% 범위에서 변화될 수 있다. 이러한 조성물 중의 활성 화합물의 양은 적합한 투여량이 수득되게 하는 양이다. 본 발명에 따른 바람직한 조성물 및 제제는 비경구 투여 단위가 활성 화합물을 0.5 내지 100㎎ 함유하도록 제조한다.
용액 또는 현탁액은 또한, 주사용 물, 염수 용액, 고정유, 폴리에틸렌 글리콜, 글리세린, 프로필렌 글리콜 또는 다른 합성 용매와 같은 멸균 희석제; 벤질 알코올 또는 메틸 파라벤과 같은 항균제; 아스코르브산 또는 나트륨 비설파이트와 같은 산화방지제; 에틸렌디아민테트라아세트산과 같은 킬레이팅제; 아세테이트, 시트레이트 또는 포스페이트와 같은 완충제; 및 염화나트륨 또는 덱스트로즈와 같은 등장성 조절제를 포함할 수 있다. 비경구용 제제는 유리 또는 플라스틱으로 만들어진 일회용 주사기 또는 다회 투여 용적의 바이알에 내장될 수 있다.
본 발명의 화합물의 예에는 하기 화합물이 포함된다:
5H,10H-피리도[3,4-b]피롤로[1,2-e][1,4,5]옥사디아제핀;
5-메틸-5H,10H-피리도[3,4-b]피롤로[1,2-e][1,4,5]옥사디아제핀;
5-메틸-10-(1-메틸-4-피페리디닐)-5H,10H-피리도[3,4-b]피롤로[1,2-e][1,4,5]옥사디아제핀;
5-메틸-10-(4-피페리디닐)-5H,10H-피리도[3,4-b]피롤로[1,2-e][1,4,5]옥사디아제핀;
5-메틸-10-(1-벤질-4-피페리디닐)-5H,10H-피리도[3,4-b]피롤로[1,2-e][1,4,5]옥사디아제핀;
5-메틸-10-(1-페닐에틸-4-피페리디닐)-5H,10H-피리도[3,4-b]피롤로[1,2-e][1,4,5]옥사디아제핀;
5-메틸-10-(N,N-디메틸아미노프로필)-5H,10H-피리도[3,4-b]피롤로[1,2-e][1,4,5]옥사디아제핀; 및
5-메틸-10-페닐-5H,10H-피리도[3,4-b]피롤로[1,2-e][1,4,5]옥사디아제핀.
하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위해 제시한 것이다.
[실시예 1]
[N-(3-플루오로-4-피리디닐)-N-메틸-1H-피롤-1-아민]
이소프로판올 25ml에 4-클로로-3-플루오로피리딘(4.0g), 에테르성 HCl 몇 방울, 및 이소프로판올 20ml 중의 N-메틸아미노피롤(3.0g)의 용액을 차례로 가한다.
혼합물을 환류온도(100℃)에서 4시간 동안 교반한 뒤 물 100ml에 붓고 수분 동안 다시 교반한다. Na2CO3를 사용하여 pH를 10으로 조절하고 혼합물을 에테르로 추출한다(2회). 에테르 용액을 물로 세척하고 건조시킨다(포화 NaCl, 무수 MgSO4).
여과한 후, 용매를 증발시켜 제거하여 오일 7g을 수득하고, 이를 HPLC(고압 액체 크로마토그래피)를 통해 10% 에틸 아세테이트/디클로로메탄을 사용하여 실리카 겔 컬럼에서 용출시킨다. 목적하는 분획을 합하고, 진한 오일(2.6g)로 농축시킨 뒤 에테르에 용해시키고, 에테르성 말레산을 사용하여 pH 1로 산성화시킨다. 생성되는 침전물을 수거하고 건조시켜 융점이 155 내지 158℃(분해)인 생성물 3.5g을 수득한다. 이 물질을 에탄올/에테르(1:10)로부터 재결정화시켜 융점이 157 내지 158℃(분해)인 생성물 2.3g을 수득한다.
C10H10FN3·C4H4O4에 대한 원소분석:
계산치: 54.72%C 4.59%H 13.68%N
실측치: 54.65%C 4.58%H 13.62%N
[실시예 2]
[1-(3-플루오로-4-피리디닐메틸아미노)-1H-피롤-2-카복스알데히드]
차거운 디메틸포름아미드 14ml에 옥시염화인(18ml)을 15분 동안 적가한다. 생성되는 패이스트를 주위 온도에서 10분 동안 교반한 다음, 디클로로에탄 100ml 중의 N-(3-플루오로-4-피리디닐)-N-메틸-1H-피롤-1-아민(15.8g)의 용액을 가한다.
90℃에서 2시간 동안 교반한 후, 혼합물을 물 150ml 중의 NaOCOCH3° 3H2O(50g)의 용액에 붓는다. 5분 동안 교반한 후, Na2CO3를 사용하여 pH를 8로 조절하고, 혼합물을 에틸 아세테이트로 추출한다(3회). 유기 층을 물로 세척하고(2회) 건조시킨다(포화 NaCl, 무수 MgSO4).
여과한 후, 용매를 증발시켜 제거하여 오일 16g을 수득하고 HPLC를 통해 에틸 아세테이트를 사용하여 실리카 겔 컬럼에서 용출시킨다. 목적하는 분획을 합하고 진한 오일로 농축시킨 뒤 냉각시키면서 고체화시켜 융점이 69 내지 70℃인 고체를 12.8g 수득한다.
C11H10FN3O에 대한 원소 분석:
계산치: 60.27%C 4.60%H 19.17%N
실측치: 60.08%C 4.59%H 19.12%N
[실시예 3]
[1-(3-플루오로-4-피리디닐메틸아미노)-1H-피롤-2-메탄올]
에탄올 100ml 중의 1-(3-플루오로-4-피리디닐메틸아미노)-1H-피롤-2-카복스 알데히드(5.0g)의 냉각 용액에 NaBH4(2.0g)을 가한다. 5℃에서 1시간 동안 교반한 후, 다시 추가로 주위 온도에서 1시간 동안 더 교반하며, 혼합물을 오일로 농축시키고, 물 100ml와 함께 5분 동안 교반한 다음, 에틸 아세테이트로 추출한다. 유기층을 물로 세척하고 건조시킨다(포화 NaCl, 무수 MgSO4).
여과한 후, 용매를 증발시켜 제거하여 오일을 수득하고, 이를 HPLC를 통해 에틸 아세테이트를 사용하여 실리카 겔에서 용출시킨다. 목적하는 분획을 합하고, 오일로 농축시킨 뒤 정치시킴으로써 고체화시켜 융점이 84 내지 86℃인 생성물 4.0g을 수득한다.
C11H12FN3O에 대한 원소분석:
계산치: 59.72%C 5.47%H 18.99%N
실측치: 59.92%C 5.51%H 18.87%N
[실시예 4]
[5-메틸-5H,10H-피리도[3,4-b]피롤로[1,2-e][1,4,5]옥사디아제핀]
디메틸포름아미드(DMF) 75ml 중의 1-(3-플루오로-4-피리디닐메틸아미노)-1H-피롤-2-메탄올(4.4g)의 용액에 NaH(0.92g)를 가한다.
80℃에서 2시간 동안 교반한 후, 혼합물을 냉각시켜 빙수 200ml에 부은 뒤 5분 동안 교반하고 에틸 아세테이트로 추출한다. 유기층을 물로 세척한 뒤 건조시킨다(포화 NaCl, 무수 MgSO4).
여과한 후, 용매를 증발시켜 제거하여 융점이 130℃인 고체(4.0g)을 수득하고, 이를 HPLC를 통해 에틸 아세테이트를 사용하여 실리카 겔 컬럼에서 용출시킨다. 목적하는 분획을 농축시켜 고체 3.0g(융점 138 내지 139℃)을 수득하고, 이를 에테르/헥산(1:1)으로부터 재결정화시켜 융점이 138 내지 139℃인 결정을 2.3g 수득한다.
C11H11N3O에 대한 원소분석 :
계산치: 65.65%C 5.51%H 20.88%N
실측치: 65.53%C 5.52%H 20.88%N
[실시예 5]
[1-(3-플루오로-4-피리디닐메틸아미노)-α-(1-메틸-4-피페리디닐)]-1H-피롤-2-메탄올]
테트라하이드로푸란 25ml 중의 마그네슘 조각(1.7g)의 현탁액에 테트라하이드로푸란 30ml 중의 4-클로로-1-메틸피페리딘(9.5g)의 용액을 가한다. (디브로모에탄 몇 방울을 가하고 가열하여 반응을 개시시킨다.) 환류 온도에서 1시간 동안 교반한 후, 혼합물을 냉각시키고, 테트라하이드로푸란 50ml 중의 1-(3-플루오로-4-피리디닐메틸아미노)-1H-피롤-2-카복스알데히드(7.3g)를 격렬하게 교반하면서 가한다.
주위 온도에서 추가로 1시간 동안 교반한 후, 혼합물을 빙냉시킨 NH4Cl 용액에 붓고, 5분 동안 교반한 다음, 에틸 아세테이트로 추출한다(3회). 유기층을 물로 세척한 뒤(2회) 건조시킨다(포화 NaCl, 무수 MgSO4).
여과한 후, 용매를 증발시켜 제거하여 진한 오일 7.0g을 수득하고, 이를 HPLC를 통해 50% 메탄올/디클로로메탄을 사용하여 실리카 겔 컬럼에서 용출시킨다. 목적하는 분획을 합한 뒤 융점 138 내지 140℃의 고체 4.0g으로 농축시킨다. 이 물질을 헥산/에테르(1:1)로부터 재결정화시켜 융점이 147 내지 148℃인 고체 3.5g을 수득한다.
C17H23FN4O에 대한 원소분석:
계산치: 64.13%C 7.28%H 17.60%N
실측치: 63.83%C 7.25%H 17.27%N
[실시예 6]
[5-메틸-10-(1-메틸-4-피페리디닐)-5H,10H-피리도[3,4-b]피롤로[1,2-e][1,4,5]옥사디아제핀]
디메틸포름아미드 25ml 중의 NaH(1.0g)의 현탁액에 디메틸포름아미드 80ml중의 [1-(3-플루오로-4-피리디닐메틸아미노)-α-(1-메틸-4-피페리디닐)]-1H-피롤-2-메탄올(6.0g)의 용액을 가한다.
80℃에서 10시간 동안 교반한 후, 혼합물을 냉각시키고 빙수 200ml에 부은 뒤 5분 동안 교반하고, 에틸 아세테이트로 추출한다. 유기층을 물로 세척하고(2회) 건조시킨다(포화 NaCl, 무수 MgSO4).
여과한 후, 용매를 증발시켜 제거하여 오일 5.2g을 수득하고, 이를 HPLC를 통해 30% 메탄올/디클로로메탄을 사용하여 실리카 겔 컬럼 상에서 용출시킨다. 목적하는 분획을 합한 뒤 농축시켜 오일(2.6g)을 수득하고, 이를 에틸 아세테이트를 사용하여 알루미나 컬럼 상에서 용출시킨다. 목적하는 분획을 합한 뒤 농축시켜 오일 2.1g을 수득하고, 이를 정치시키면서 고체화시켜 융점이 38 내지 40℃인 고체를 수득한다.
C17H22N4O에 대한 원소분석:
계산치: 68.43%C 7.43%H 18.78%N
실측치: 68.09%C 7.64%H 18.36%N
[독성 데이타]
실시예 2 내지 6의 화합물 소정량을 복막내 투여(IP)한 후 측정된 LD50값은 다음과 같다.
Claims (6)
- 일반식(Ⅰ)의 화합물 또는 약제학적으로 허용되는 이의 산 부가염.상기식에서, X는 수소, 할로겐 또는 저급 알킬이고, Y는 수소, 할로겐, 저급 알킬, 저급 알콕시 또는 트리플루오로메틸이며, R1은 수소, 저급 알킬, 아릴, 아릴 저급 알킬, 디저급알킬아미노 저급 알킬 또는(여기서, R3은 수소, 저급 알킬 또는 아릴 저급 알킬이다)이고, R2는 수소, 저급 알킬 또는 아릴 저급 알킬이다.
- 제1항에 있어서, X 및 Y가 각각 수소이고, R1이 수소 또는 (여기서, R3은 저급 알킬이다)이며, R2가 저급 알킬인 화합물.
- 제2항에 있어서, R2및 R3이 메틸인 화합물.
- 제1항에 있어서, 5-메틸-5H,10H-피리도[3,4-b]피롤로[1,2-e][1,4,5)옥사디아제핀인 화합물 또는 약제학적으로 허용되는 이의 산 부가염.
- 제1항에 있어서, 5-메틸-10-(1-메틸-4-피페리디닐)-5H,10H-피리도[3,4-b]피롤로[1,2-e][1,4,5]옥사디아제핀인 화합물 또는 약제학적으로 허용되는 이의 산 부가염.
- 일반식(Ⅵ)의 화합물을 강염기의 존재하에 폐환시킴을 특징으로 하여, 제1항에 따르는 일반식(Ⅰ)의 화합물을 제조하는 방법.상기식에서, X는 수소, 할로겐 또는 저급 알킬이고, Y는 수소, 할로겐, 저급 알킬, 저급 알콕시 또는 트리플루오로메틸이며, R1은 수소, 저급 알킬, 아릴, 아릴 저급 알킬, 디저급알킬아미노 저급 알킬 또는(여기서, R3은 수소, 저급 알킬 또는 아릴 저급 알킬이다)이고, R2는 수소, 저급 알킬 또는 아릴저급 알킬이다.
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