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(有机化学专业论文)苯并吡喃酮类衍生物的合成及生物活性研究.pdf.pdf 免费下载
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文档简介
摘要 摘要 1 9 4 9 年,b r i a n 等从番茄和马铃薯早疫病的茄交链孢l t e r n a r i cs o l a n i ) 的 代谢物中分离出交链孢酸( al t e r n a r i ca c i d ) ,发现它具有植物毒性和抗菌作用。 1 9 6 0 年,b a r t e l s k e i t h 用经典的化学方法证实了其绝对构型。1 9 9 7 年,李树正等 人对交链孢酸的杀菌和除草活性进行了定量研究,试验结果表明,交链孢酸具 有较好的杀菌和除草活性。王有名博士以交链孢酸为先导化合物,以5 ,6 二氢 一2 h 一吡喃一2 。4 一二酮的结构为母体结构,设计并合成了大量的2 ,4 吡喃二 酮化合物并进行了生物活性测试,结果显示部分化合物具有一定的杀菌活性, 吡喃酮的二硫缩醛化合物有较好的除草活性。 基于对吡喃二酮衍生除草活性的关注,我们首先设计合成了苯并吡喃吖一酮 类衍生物,即:2 取代4 h 1 】苯并吡喃一4 一酮3 羧酸乙酯类化合物,并且通过1 h n m r 、高分辨质谱等方法确定了该系列化合物的结构,测试了它们的除草、杀 菌、植物激素等活性。结果表明该系列化合物是具有一定杀菌、除草和植物激 素活性。 以2 取代一4 h 苯并吡喃4 酮3 羧酸乙酯为原料,分别与盐酸羟胺、水合 肼、苯肼反应,我们在苯并吡喃酮的母体结构中引入了异嗯唑环和吡唑环,设 计合成了三个系列的化合物,即:3 取代4 h 1 】苯并吡喃并 3 ,4 d 】异嗯唑4 酮、 3 取代- 4 h 一苯并吡喃并 3 ,4 d 吡唑4 一酮、3 取代1 苯基4 h 苯并吡喃并 3 ,4 d p i g 唑4 酮。并且通过1 hn m r 、高分辨质谱等方法确定了这三个系列化合物的结 构,分别测试了这三个系列部分化合物除草、杀菌、植物激素等活性。结果表 明这三个系列化合物具有一定除草、杀菌、植物激素活性。 关键词:4 h - 1 苯并吡喃4 酮、4 h 1 苯并吡哺并 3 ,4 d 异嗯唑一4 一酮、4 h 苯并 吡喃并 3 ,4 - d 吡唑- 4 酮、除草、杀菌、植物激素 a b s t r a c t a b s t r a c t a l t e r n a r i ca c i dw a si s o l a t e di n19 4 9b yb r i a ne ta 1 f r o mm e t a b o l i t eo fa l t e m a r i c s o l a n i ,w h i c hi sac a u s a lf u n g u so fe a r l yb l i g h td i s e a s eo np o t a t oa n dt o m a t o i th a s s h o w nt h a ta l t e r n a r i ca c i dc a l ld e l a yt h eo c c u r t c i i c co fh y p e r s e n s i t i v ed e a t ho fp o t a t o c e l l si n f e c t e db yp h y t o p h t h o r ai n f e s t a n sa n dh a ss o m ep h y t o t o x i ca n da n t i f u n g a l a c t i v i t i e s t h ea b s o l u t es t r u c t u r eo ft h ea l t e r n a r i ca c i dh a sb e e na p p r o v e dw i t ha c l a s s i c a lc h e m i c a lm e t h o db yb a r r e l s - k e i t hi n19 6 0 l ie ta 1 r e p o r t e dh e i rf u n g i c i d a l a n dh e r b i c i d a la c t i v i t i e si n19 9 7 b ya n a l y z i n gt h es t r u c t u r eo fa l t e r n a r i ca c i da n d c o n s u l t i n g r e l a t e dr e f e r e n c e s ,w a n gym s y n t h e s i z e da m o u n t so fp y r a n d i o n e d e r i v a t i v e sb a s i n go nt h ep a r e n ts t r u c t u r eo f5 , 6 - d i h y d r o 一6 一a l k y l 一2 h p y r a n 一2 ,4 - d i o n e s a n dt e s t e dt h e i rb i o a c t i v i t i e s t h eb i o a s s a yi n d i c a t e dt h a ts o m ec o m p o u n d sh a v eg o o d f u n g i c i g a la n dh e r b i c i d a la c t i v i t i e s i nv i e wo ft h e s ef a c t s ,w ed e s i g n e da n ds y n t h e s i z e das e r i e so fe t h y l2 - s u b s t i t u e n t 一 4 一o x o - 4 h - 1 b e n z o p y r a n 一3 一c a r b o x y l a t e s t h e s t r u c t u r e so ft h ec o m p o u n d sw e r e c o n f i r m e db y1 h n m ra n dm s t h eb i o a s s a ys h o w e dt h e yh a v es o m ef u n g i c i d a l , h e r b i c i d a la n dp h y t o h o r m o n ea c t i v i t i e s 3 一s u b s t i t u e n t - 4 h 一 1 b e n z o p y r a n o 3 ,4 一d i s o x a z o l e 一4 一o n e s ,3 - s u b s t i t u e n t 一4 h - b e n z o p y r a n o p y r a z o l - 4 一o n e ,1 - p h e n y l - 3 - s u b s t i t u e n t - 4 h - b e n z op y r a n o p y r a z o l - 4 一o n e ,w e r e s y n t h e s i z e db y t h er e a c t i o no f e t h y l2 s u b s t i t u e n t - 4 - o x o - 4 h - 1 b e n z o p y r a n - 3 - c a r b o x y l a t e sa n dh y d r a z i n eh y d r a t eo rp h e n y l h y d r a z i n e ,a n dt h e i rs t r u c t u r e sw e r e c o n f i r m e db y1 hn m r 、m sa n de l e m e n t a la n a l y s i s t h eb i o a s s a ys h o w e dt h e yh a v e s o m ef u n g i c i d a l 、h e r b i c i d a la n dp h y t o h o r m o n ea c t i v i t i e s k e y w o r d s :4 - o x o - 4 h 一 1 b e n z o p y r a n ,4 h 一 1 b e n z o p y r a n o 3 ,4 一d i s o x a z o l e 一4 - o n e s , 4 h b e n z o p y r a n o p y r a z o l - 4 - o n e ,f u n g i c i d a l 、h e r b i c i d a la n dp h y t o h o r m o n ea c t i v i t i e s n 南开大学学位论文版权使用授权书 本人完全了解南开大学关于收集、保存、使用学位论文的规定, 同意如下各项内容:按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版 本;学校有权保存学位论文的e o , 帚l j 本和电子版,并采用影印、缩印、 扫描、数字化或其它手段保存论文;学校有权提供目录检索以及提供 本学位论文全文或者部分的阅览服务;学校有权按有关规定向国家有 关部门或者机构送交论文的复印件和电子版;在不以赢利为目的的前 提下,学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名:靳重文媛 川影年d 5 月莎日 经指导教师同意,本学位论文属于保密,在年解密后适用 本授权书。 指导教师签名:学位论文作者签名: 解密时间:年月日 各密级的最长保密年限及书写格式规定如下: 南开大学学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师指导下,进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本学位论文 的研究成果不包含任何他人创作的、己公开发表或者没有公开发表的 作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集 体,均己在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任 由本人承担。 学位论文作者签名:亩户出爰姨 m 年。厂月谚日 第一章前言 第一章前言 近年来,随着人们对于吡喃酮衍生物生物活性研究的逐步深入,尤其是发 现2 ,4 一吡喃二酮衍生物具有较好的抑制艾滋病h 朊酶的活性以后,关于吡 喃酮衍生物生物活性的研究逐渐成为科学家研究的热点之一。其中人们研究最 多的是2 ,4 一吡喃二酮,对于其他如a 一吡喃酮和2 ,6 一吡喃二酮研究也有不 少的报道。含氮杂环,如异嗯唑、吡唑等,也已经成为新药创制研究领域的热 点之一。在相当部分已经商品化的医药和农药品种结构中都有含氮杂环。基于 对吡喃酮类衍生物的研究兴趣,本章主要对2 ,4 一吡喃二酮化合物、苯并吡喃 酮化合物的生物活性和苯并吡哺酮、苯并吡喃酮并异嗯唑及吡喃酮并吡唑合成 方法的研究进展做一些简单介绍。 第一节吡喃酮衍生物的生物活性研究进展 1 1 12 ,4 一吡喃二酮衍生物的生物活性研究进展 1 1 1 12 ,4 一吡喃二酮衍生物在农药方面的研究进展 2 ,4 一吡喃二酮衍生物在农药方面的报道较少,目前尚没有商品化的的品 种,但仍有较多的专利报道了该类化合物具有较好的除草、杀菌等生物活性。 1 9 7 3 年,英国专利报道了一类化合物( 1 ) 具有选择性的除草活性【l 】。1 9 7 5 年,美国专利报道一类化合物( 2 ) 具有选择性的除草活性【2 】。1 9 7 6 年,英国专 利报道了该类化合物还具有一定的除草剂增效作用【3 】。 o 、r 3 r 2 x = h 。卤素 r 1 = a l k y lo rp h e n y lg r o u p r 2 = a l k y l ,p h e n y l ,b e n z y lo rp h e n o x y m e t h y lg r o u p r 3 = h ,a l k y lg r o u p 1 r r 1 ,r 2 = a l k y lg r o u p r 3 = a l k y lo ra l k e n y lg r o u p 2 第一章前言 1 9 7 5 年,日本专利报道了化合物( 3 ) 具有一定的杀虫活性,在2 5 的乳 剂状态下对棉红蜘蛛( t e t r a n y c h u sd e s e r t o r u m ) 有10 0 的控制率;同时该专利 也报道了化合物( 4 ) 具有抗棉花立枯菌的作用,在5 0 0 p p m 的浓度下对棉花立 枯菌( r h i z o c t o r u ms o l a n i ) 有1 0 0 的抑制率吲。 h m e h o e t e t 34 1 9 7 6 年,美国专利报道了一类化合物( 5 ) 具有除草活性 5 1 。1 9 7 7 年日本专 利报道了化合物( 6 ) 对藜和c r a b g r a s 具有较好的抑制作用 6 1 。 o 56 1 9 8 2 年,日本专利报道了化合物( 7 ) 具有除草活性啊。1 9 8 2 年,日本专 利报道了系列化合物( 8 ) 具有杀菌、除草和杀螨活性8 1 。 h 5 n h o c h 2 c h 2 0 c h 3 r r 1 n h 。r 2 勉r , r :1 嚣端, p h c h 2 7 8 1 9 8 3 年,日本专利报道了化合物( 9 ) 具有杀菌活性【9 1 。1 9 8 4 年,英国专 利报道了化合物( 1 0 ) 在6 7 9 亩的浓度下对野燕麦( w i l do a t s ) 具有1 0 0 的抑 制率1 0 1 。1 9 8 4 年,美国专利报道了化合物( 1 1 ) 在3 0 0 亩的浓度下对稗草 ( e c h i n o c l o ac r u s g a l l i ) 具有1 0 0 的的抑制率 1 l 】。 f 3 c 91 0 1 1 1 9 8 7 年,a s a m i 等人报道了化合物( 1 2 ) 具有抑制植物光合作用电子转移的功 效1 2 1 。1 9 8 7 年欧洲专利报道了化合物( 1 3 ) 在3 0 0 亩的浓度下对狗尾草( f o x t a i l ) 、 水草( w a t e r g r a s s ) 、天鹅绒叶( v e l v e t l e a f ) 和印度芥( i n d i a nm u s t a r d ) 具有1 0 0 2 。战 第一章前言 的抑制率【1 3 1 。 1 2 h s n h ( c h 2 ) 1o c h 3 h 3 1 3 1 9 8 8 年,欧洲专利报道了化合物( 1 4 ) 在1 3 0 9 亩的浓度下对藜( c h e n o p o d i u m a l b u m ) 具有1 0 0 的抑制率【1 4 1 。1 9 8 8 年德国专利报道了化合物( 1 5 ) 在8 4 亩的浓度下具有广谱的除草活性15 1 。 h a c os 1 41 5 1 9 8 8 年r a d l 等人报道了化合物( 1 6 ) 具有一定的杀菌活性 1 6 】。1 9 8 9 年德 国专利报道了化合物( 1 7 ) 具有除草活性【r 7 1 。 19 9 3 年,p e r e d a - m i r a n d a 等人从h y p t i sp e c t i n a t a 分离出了三个化合物( 2 4 ) i 一,并进行了生物活性的测定,结果表明,在6 2 5 1 2 5 9 m l 的浓度范围之 内,化合物( 1 8 ) i 对金黄色葡萄球菌和表达菌株具有很好的抑制作用;当 e d 5 0 5 0 - 6 9 。一 1 5 0 + + 1 0 0 + 5 0 ,一 l - 、 i k 0 l , 、户 t 嘲43 化台物i l d 的分f 透视吲 表43化台物l i d 的单品测定参数 d 肌t i f i e a t l o nc o d e e m p i r i e a lf o r m u l a f o r m u l aw e i 曲 2 9 3 ( 2 ) k w a v e l e n g t h c r y s t a ls y s t e m ,s p a c e g r o u pt f i c i n i c p 】 u n i tc e l ld i m e n s i o n sa = 84 4 2 8 ( 1 7 a a l p h a = 7 8 0 1 ( 3 ) d e g b285 8 0 5 ( 1 7 ) ab e t a = 7 78 4 0 ) d e g 第四章3 - 取代4 h 1 】苯并比喃并 3 ,4 删异嗯唑4 酮的合成、结构鉴定和生物活性 c = 1 9 5 3 2 ( 4 ) ag a m m a = 8 8 4 9 ( 3 ) d e g v o l u m e13 5 2 9 ( 5 ) a a 3 z ,c a l c u l a t e dd e n s i t y2 7 , 1 4 2 6m g m 3 a b s o r p t i o nc o e f f i c i e n t 0 1 2 8n , l l r l - 1 f ( 0 0 0 ) 5 9 4 c r y s t a ls i z e ? x ? x ? t l l l r l t h e m r a n g ef o rd a t ac o l l e c t i o n 3 2 7t 02 7 4 8d e g l i m i t i n gi n d i c e s- 1 0 = h = 1 0 ,一11 c - k _ 11 ,- 2 5 = 1 2 s i g m a ( i ) 】r 1 = 0 1 4 0 7 w r 2 = 0 2 2 5 7 ri n d i c e s ( a l ld a t a )r 1 = 0 2 9 5 2 w r 2 = 0 2 9 0 8 a b s o l u t es t r u c t u r ep a r a m e t e r 0 ( 4 ) l a r g e s td i f f p e a ka n dh o l e 0 2 2 5a n d 一0 2 3 6e a 一3 表4 4 化合物i i d 的重要键长( a ) 和键角( 。) n ( 4 ) 一c ( 2 4 )1 。2 9 3 ( 1 8 )n ( 4 ) - o ( 7 )1 4 1 7 ( 1 7 ) o ( 3 ) - n ( 3 )1 4 3 6 ( 1 7 )o ( 3 ) 一c ( 7 )1 4 3 8 ( 1 9 ) o ( 6 ) - c ( 2 6 )1 2 0 ( 2 )o ( 2 ) - c ( 1 6 )1 2 2 9 ( 1 6 ) 0 ( 8 ) 一c ( 3 0 )1 3 9 8 ( 1 8 1 o ( 8 ) 一c ( 3 3 )1 4 5 3 ( 1 9 ) o ( 7 ) - c ( 2 3 )1 2 4 2 ( 1 6 )o ( 4 ) - c ( 1 2 )1 3 5 ( 2 ) o ( 4 ) - c ( 1 5 )1 4 3 ( 2 )c ( 1 0 0 ) - c ( 1 6 )1 3 8 0 ( 1 9 ) c ( 1 0 0 ) - c ( 7 ) 1 4 2 ( 2 )c ( 1 0 0 ) - c ( 8 ) 1 5 5 ( 2 ) o ( 5 ) 一c ( 2 1 )1 4 0 3 ( 1 8 )o ( 5 ) 一c ( 2 6 )1 4 0 6 ( 1 7 ) o ( 1 ) 一c ( 1 6 )1 3 9 1 ( 1 6 )o ( 1 ) - c ( 5 )1 4 1 7 ( 1 8 ) n ( 1 ) - c ( 6 0 )1 3 5 ( 2 )n ( 1 ) - o ( ii )1 4 4 1 ( 1 8 ) n ( 3 8 ) - c ( 4 3 )1 2 9 5 ( 1 6 )n ( 3 8 ) - n ( 2 )1 4 3 3 ( 1 7 ) 0 ( 1 4 ) 4 2 ( 4 0 ) 1 1 4 9 ( 1 8 )o ( 10 ) 一c ( 5 7 )1 2 6 5 ( 1 7 1 0 ( 12 ) - c ( 6 4 )1 3 6 6 ( 1 8 )o ( 1 2 ) 4 2 ( 6 7 )1 4 2 6 ( 1 6 ) o ( 16 ) c ( 4 7 )1 3 7 5 ( 1 6 )o ( 16 ) 一c ( 5 0 )1 4 4 ( 2 ) 5 5 第四章3 一取代4 h 1 】苯并吡喃并 3 ,4 一d 异嗯唑_ 4 酮的合成、结构鉴定和生物活性 o f l1 ) - c ( 5 9 ) 1 3 3 6 ( 1 4 )o ( 13 ) 一c ( 4 0 )1 3 4 7 ( 1 7 ) o ( 13 ) 一c ( 3 9 )1 4 7 1 ( 1 6 )n ( 2 ) - c ( 4 2 )1 2 4 5 ( 1 9 ) o ( 9 ) 一c ( 5 5 )1 3 3 6 ( 1 8 )o ( 9 ) 一c ( 5 7 )1 4 8 3 ( 1 9 1 n ( 3 ) - c ( 8 )1 3 5 ( 2 )c ( 61 ) 一c ( 6 0 )1 4 2 ( 2 ) c ( 6 1 ) - c ( 6 6 )1 4 4 ( 2 ) c ( 61 ) - c ( 6 2 )1 4 9 ( 2 c ( 5 5 ) 一c ( 5 4 )1 4 0 ( 2 )c ( 5 5 ) - c ( 5 6 )1 4 5 ( 2 ) c ( 4 5 ) - c ( 4 6 )1 2 5 ( 2 )c ( 4 5 ) 一c ( 4 4 ) 1 3 4 0 ( 1 8 ) c ( 4 5 ) - h ( 4 5 a ) 0 9 3 0 0 c ( 4 6 ) - c ( 4 7 )1 4 6 ( 2 ) c ( 4 6 ) 一h ( 4 6 a ) 0 9 3 0 0 c ( 3 6 ) - c ( 3 5 )1 3 5 ( 2 1 c ( 3 6 ) 一c ( 3 7 )1 3 8 ( 2 )c ( 3 6 ) 一h ( 3 6 a ) 0 9 3 0 0 c ( 5 4 ) - c ( 5 9 )1 3 4 ( 2 )c ( 5 4 ) 一c ( 5 3 )1 5 2 ( 2 ) c ( 6 2 ) - c ( 6 3 ) 1 4 1 8 ( 1 9 ) c ( 6 2 ) - h ( 6 2 a ) 0 9 7 0 0 c ( 6 2 ) - h ( 6 2 b ) 0 9 7 0 0 c ( 3 7 ) 一c ( 3 8 )1 3 5 ( 2 ) c ( 3 7 ) 一h ( 3 7 a ) 0 9 3 0 0 c ( 5 8 ) - c ( 5 7 )1 3 4 ( 2 ) c ( 5 8 ) - c ( 5 9 )1 3 3 8 ( 1 9 )c ( 5 8 ) - c ( 6 0 )1 4 5 ( 2 ) c ( 5 0 ) - h ( 5 0 a ) 0 9 6 0 0 c ( 5 0 ) - h ( 5 0 b ) 0 9 6 0 0 c ( 5 0 ) n ( 5 0 c ) 0 9 6 0 0 c ( 6 4 ) - c ( 6 5 )1 3 5 ( 2 ) c ( 6 4 ) 一c ( 6 3 )1 3 9 5 ( 1 9 )c ( 4 3 ) - c ( 41 )1 4 4 8 ( 1 9 ) c ( 4 3 ) 一c ( 4 4 )1 5 4 1 ( 1 8 )c ( 51 ) - c ( 5 6 ) 1 3 1 ( 2 ) c ( 51 ) - c ( 5 2 )1 4 0 ( 2 )c ( 5 1 ) 一h ( 5 1 a 1 0 9 3 0 0 c ( 41 ) - c ( 4 2 )1 3 9 ( 2 )c ( 4 1 ) - c ( 4 0 )1 5 3 7 ( 1 8 ) c ( 6 3 ) 一h ( 6 3 a ) 0 9 3 0 0 c ( 4 7 ) 一c ( 4 8 )1 3 3 7 ( 1 9 ) c ( 4 8 ) 一c ( 4 9 )1 3 7 ( 2 )c ( 4 8 ) 一h ( 4 8 a ) 0 9 3 0 0 c ( 3 4 ) - c ( 3 9 ) 1 2 9 ( 2 )c ( 3 4 ) 一c ( 3 5 ) 1 5 1 ( 2 ) c ( 3 4 ) - h ( 3 4 a ) 0 9 3 0 0 c ( 4 2 ) - c ( 3 8 )1 5 4 ( 2 ) c ( 5 6 ) - h ( 5 6 a ) 0 9 3 0 0 c ( 3 9 ) 一c ( 3 8 )1 3 6 1 ( 1 8 ) c ( 4 4 ) 一c ( 4 9 )1 3 4 ( 2 )c ( 6 6 ) 一c ( 6 5 )1 4 5 ( 2 ) c ( 6 6 ) 一h ( 6 6 a ) 0 9 3 0 0 c ( 4 9 ) 一h ( 4 9 a ) 0 9 3 0 0 c ( 6 7 ) - h ( 6 7 a ) 0 9 6 0 0 c ( 6 7 ) - h ( 6 7 b ) 0 9 6 0 0 c ( 6 7 ) - h ( 6 7 c ) 0 9 6 0 0 c ( 5 3 ) - c ( 5 2 )1 3 9 ( 2 ) c ( 5 3 ) 一h ( s 3 a ) 0 9 3 0 0 c ( 5 2 ) - h ( s 2 a ) 0 9 3 0 0 c ( 6 5 ) h ( 6 5 a ) 0 9 3 0 0 c ( 3 5 ) - h ( 3 5 a ) 0 9 3 0 0 c ( 2 9 ) - c ( 3 0 )1 3 6 ( 2 )c ( 2 9 ) - c ( 2 8 )1 3 7 ( 2 ) c ( 2 9 ) h ( 2 9 a ) 0 9 3 0 0 c ( 9 ) - c ( 1 0 )1 3 8 ( 2 ) c ( 9 ) 一c ( 1 4 )1 4 4 ( 2 )c ( 9 ) - c ( 8 )1 4 5 ( 2 ) c ( 2 6 ) 一c ( 2 5 )1 5 0 ( 2 1c ( 1 2 ) - c ( 11 )1 3 8 ( 2 ) c ( 1 2 ) - c ( 1 3 )1 4 3 ( 2 ) c ( 1 1 1 一c ( 1 0 ) 1 3 3 2 ( 1 9 ) c ( 11 ) 一h ( 11 a ) 0 9 3 0 0 c ( 7 ) - c ( 6 )1 3 6 ( 2 ) 第四章3 - 取代4 h 1 苯并吡喃并 3 ,4 捌异嗯唑_ 4 一酮的合成、结构鉴定和生物活性 c ( 3 3 ) - h ( 3 3 a 1 1 0 9 6 0 0 c 0 3 ) - h ( 3 3 b ) 0 9 6 0 0 c ( 3 3 ) - h ( 3 3 c ) 0 9 6 0 0 c ( 2 8 ) - - c ( 2 7 )1 3 6 8 ( 1 9 ) c ( 2 8 - h ( 2 8 a ) 0 9 3 0 0 c ( 1 8 ) - - c ( 1 9 ) 1 3 5 ( 2 ) c ( 1 8 ) - - c ( 1 7 )1 4 5 ( 2 )c ( 1 8 - h ( 1 8 a ) 0 9 3 0 0 c ( 2 0 ) - c ( 21 ) 1 4 0 ( 2 ) c ( 2 0 ) - 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