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生体関連環状テトラピロール系金属錯体化学の新展開

研究課題

研究課題/領域番号 16H04119
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 無機化学
研究機関九州大学

研究代表者

久枝 良雄  九州大学, 工学研究院, 教授 (70150498)

研究協力者 嶌越 恒  
小野 利和  
小出 太郎  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2018年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2017年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2016年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
キーワード生体関連金属錯体 / 光増感剤 / ポルフィリン異性体 / 環状ピロール化合物 / ハイブリッド触媒 / 酸化還元反応 / バイオインスパイアード / 電解反応 / ポルフィセン / ビタミンB12 / 光反応 / 発光特性 / 触媒反応 / 脱ハロゲン化反応 / 二量化反応 / ピロール系金属錯体 / ビタミンB12誘導体 / トリフルオロメチル化反応 / 酸化チタン / コバルト錯体 / テトラピロール系金属錯体 / 電気化学反応
研究成果の概要

生体関連金属錯体と光増感剤との組み合わせにより、新規高活性バイオインスパイアード触媒を創製し、その構造と反応特性を明らかにした。ビタミンB12誘導体の新機能開発およびポルフィリン異性体であるポルフィセン錯体の新機能の開拓を実施した。ビタミンB12-酸化チタン系などの光により活性化するバイオインスパイアード触媒を創製し、精密有機合成・環境汚染物質分解・水素発生などに効率的に働く触媒システムを構築した。また、電気化学的手法を用いたトリフルオロメチル化反応を開発した。更に、ポルフィセンの簡便合成法を開拓し、新規テトラピロール系の化学を開拓した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これからの科学技術に期待されるのは環境との調和である。生体系の機能発現を範とし、それに工学的な発想を加味して生体系の機能を凌駕する技術を目指すバイオインスパイアード材料の開発が注目されている。生体系においてヘム、ビタミンB12などの環状テトラピロール系金属錯体は生命の色素と言われ、極めて重要で多彩な機能を発現している。これらを含む金属酵素は、高活性・高選択的であるが、構造安定性に欠け応用範囲が狭いなどの欠点も多い。そこで本研究では、単なる酵素機能のシミュレーションに留まらず、光増感剤と生体関連金属錯体の組み合わせにより革新的機能材料を開発し、生物無機化学の新領域を開拓した。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (26件) (うち国際共著 4件、 査読あり 26件、 オープンアクセス 8件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 12件、 招待講演 16件)

  • [国際共同研究] ポーランド科学アカデミー/有機化学研究所(ポーランド)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Redox behaviour of the β-dihydroporphycene cobalt complex: study on the effect of hydrogenation of the ligand2019

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Koichi, Koide Taro, Okawara Toru, Shimakoshi Hisashi, Hori Yuta, Shiota Yoshihito, Yoshizawa Kazunari, Hisaeda Yoshio
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 48 号: 3 ページ: 872-881

    • DOI

      10.1039/c8dt03743d

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flexible-color tuning and white-light emission in three-, four-, and five-component host/guest co-crystals by charge-transfer emissions as well as effective energy transfers2019

    • 著者名/発表者名
      Toshikazu Ono, Yoshio Hisaeda
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem. C

      巻: 7 号: 10 ページ: 2829-2842

    • DOI

      10.1039/c8tc06165c

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photocatalytic function of the B12 complex with the cyclometalated iridium(III) complex as a photosensitizer under visible light irradiation2018

    • 著者名/発表者名
      H. Tian, H, Shimakoshi, S. Kim, G. Park, Y. You, Y. Hisaeda
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 47 号: 3 ページ: 675-683

    • DOI

      10.1039/c8dt90007h

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Electrochemistry and catalytic properties of vitamin B12 derivatives in nonaqueous media2018

    • 著者名/発表者名
      H. Shimakoshi, Y. Hisaeda
    • 雑誌名

      Current Opinion in Electrochemistry

      巻: 8 ページ: 24-30

    • DOI

      10.1016/j.coelec.2017.12.001

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] First entry into nonmetal-centred porphycenes: synthesis of a phosphorus (V) complex of octaethylporphycene2018

    • 著者名/発表者名
      Abe Masaaki, Hiroto Mukotaka, Taro Fujioka, Toru Okawara, Kei Umegaki, Toshikazu Ono, Yoshio Hisaeda
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 47 号: 8 ページ: 2487-2491

    • DOI

      10.1039/c7dt04471b

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Piezofluorochromism in Charge‐Transfer Inclusion Crystals: The Influence of High Pressure versus Mechanical Grinding2018

    • 著者名/発表者名
      Toshikazu Ono, Yoshifumi Tsukiyama, Ai Taema, Hiroyasu Sato, Hidetoshi Kiyooka, Yuma Yamaguchi, Ayumi Nagahashi, Manami Nishiyama, Yuichi Akahama, Yoshiki Ozawa, Masaaki Abe, Yoshio Hisaeda
    • 雑誌名

      ChemPhotoChem

      巻: 印刷中 号: 5 ページ: 416-420

    • DOI

      10.1002/cptc.201700227

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthesis of Trifluoromethylated B12 Derivative and Photolysis of Cobalt(III)?Trifluoromethyl Bond2018

    • 著者名/発表者名
      Ono Toshikazu、Wakiya Kosuke、Hossain Md. Jakir、Shimakoshi Hisashi、Hisaeda Yoshio
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 47 号: 8 ページ: 979-981

    • DOI

      10.1246/cl.180355

    • NAID

      130007431003

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      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cobalt?Carbon Bond Formation Reaction via Ligand Reduction of Porphycene?Cobalt(II) Complex and Its Noninnocent Reactivity2018

    • 著者名/発表者名
      Koide Taro、Aritome Isao、Saeki Tatsuya、Morita Yoshitsugu、Shiota Yoshihito、Yoshizawa Kazunari、Shimakoshi Hisashi、Hisaeda Yoshio
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 3 号: 4 ページ: 4027-4034

    • DOI

      10.1021/acsomega.8b00239

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      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Learning from B12 enzymes: biomimetic and bioinspired catalysts for eco-friendly organic synthesis2018

    • 著者名/発表者名
      Tahara Keishiro、Pan Ling、Ono Toshikazu、Hisaeda Yoshio
    • 雑誌名

      Beilstein Journal of Organic Chemistry

      巻: 14 ページ: 2553-2567

    • DOI

      10.3762/bjoc.14.232

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visible Light‐Driven, One‐pot Amide Synthesis Catalyzed by the B 12 Model Complex under Aerobic Conditions2018

    • 著者名/発表者名
      Tian Hui、Shimakoshi Hisashi、Ono Toshikazu、Hisaeda Yoshio
    • 雑誌名

      ChemPlusChem

      巻: 84 号: 3 ページ: 237-240

    • DOI

      10.1002/cplu.201800522

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Switching of Monomer Fluorescence, Charge-Transfer Fluorescence, and Room-Temperature Phosphorescence Induced by Aromatic Guest Inclusion in a Supramolecular Host (Chem. Eur. J. 66/2018)2018

    • 著者名/発表者名
      Ono Toshikazu、Taema Ai、Goto Aiko、Hisaeda Yoshio
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 24 号: 66 ページ: 17368-17368

    • DOI

      10.1002/chem.201805575

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gram-scale synthesis of porphycenes through acid-catalyzed oxidative macrocyclizations of E/Z-mixed 5,6-diaryldipyrroethenes2018

    • 著者名/発表者名
      Toshikazu Ono, Ning Xu, Daiki Koga, Toshihiro Ideo, Manabu Sugimoto, Yoshio Hisaeda
    • 雑誌名

      RSC Adv.

      巻: 8 号: 69 ページ: 39269-39273

    • DOI

      10.1039/c8ra09040h

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Photocatalytic alkene reduction by a B12-TiO2 hybrid catalyst coupled with C-F bond cleavage for gem-difluoroolefin synthesis2017

    • 著者名/発表者名
      Tian Hui、Shimakoshi Hisashi、Imamura Kenji、Shiota Yoshihito、Yoshizawa Kazunari、Hisaeda Yoshio
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 53 号: 68 ページ: 9478-9481

    • DOI

      10.1039/c7cc04377e

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hybrid Catalyst for Light-Driven Green Molecular Transformations2017

    • 著者名/発表者名
      H. Shimakoshi, Y. Hisaeda
    • 雑誌名

      ChemPlusChem

      巻: 82 号: 1 ページ: 18-29

    • DOI

      10.1002/cplu.201600303

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      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Facile synthesis of 9,10,19,20-tetraalkylporphycenes2017

    • 著者名/発表者名
      T. Ono, D. Koga, Y. Hisaeda
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 46 号: 2 ページ: 260-262

    • DOI

      10.1246/cl.161019

    • NAID

      130005317145

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Cathodic Reductive Couplings and Hydrogenations of Alkenes and Alkynes Catalyzed by the B12 Model Complex2017

    • 著者名/発表者名
      H. Shimakoshi, Z. Luo, K. Tomita, Y. Hisaeda
    • 雑誌名

      J. Organomet. Chem.

      巻: 印刷中 ページ: 71-77

    • DOI

      10.1016/j.jorganchem.2017.02.002

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Significant enhancement of visible light photocatalytic activity of the hybrid B12-PIL/rGO in the presence of Ru(bpy)32+ for DDT dehalogenation2017

    • 著者名/発表者名
      Ying Sun, Wei Zhang, Jian Tong, Yu Zhang, Shuyao Wu, Daliang Liu, Hisashi Shimakoshi, Yoshio Hisaeda, Xi-Ming Song
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 7 号: 31 ページ: 19197-19204

    • DOI

      10.1039/c7ra02062g

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Inclusion crystal growth and optical properties of organic charge transfer complexes built from small aromatic guest molecules and naphthalenediimide derivatives2017

    • 著者名/発表者名
      T. Ono, Y. Tsukiyama, A. Taema, Y. Hisaeda
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 印刷中 号: 6 ページ: 801-804

    • DOI

      10.1246/cl.170122

    • NAID

      130005689370

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Impact of the corrin framework of vitamin B12 on the electrochemical carbon-skeleton rearrangement in comparison to an imine/oxime planar ligand; tuning selectivity in 1,2-migration of a functional group by controlling electrolysis potential2017

    • 著者名/発表者名
      K. Tahara, L. Pan, R. Yamaguchi, H. Shimakoshi, M. Abe, Y. Hisaeda
    • 雑誌名

      J. Inorg. Biochem.

      巻: 175 ページ: 239-243

    • DOI

      10.1016/j.jinorgbio.2017.07.021

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      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Vitamin B12 Derivative Catalyzed Electrochemical Trifluoromethylation and Perfluoroalkylation of Arenes and Heteroarenes in Organic Media2017

    • 著者名/発表者名
      M. J. Hossain, T. Ono, K. Wakiya, Y. Hisaeda
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 53 号: 79 ページ: 10878-10881

    • DOI

      10.1039/c7cc06221d

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] meso-Tetraaryl(porphyrinato)cobalt(III)-Catalyzed Oxygenation of Disilanes under Aerobic Conditions2017

    • 著者名/発表者名
      J. Ohshita, Y. Matsumura, T. Nakayama, H. Yoshida, A. Kunai, Y. Hisaeda, T. Hayashi
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 46 号: 12 ページ: 1807-1809

    • DOI

      10.1246/cl.170857

    • NAID

      130006243159

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The first synthesis of mesodicycloalkylporphycenes: ring strain effects on structural and optical properties of isomeric porphyrins2017

    • 著者名/発表者名
      T. Ono, D. Koga, K. Yoza, Y. Hisaeda
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 53 号: 91 ページ: 12258-12261

    • DOI

      10.1039/c7cc07170a

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Supramolecular System Composed of B12 Model Complex and Organic Photosensitizer: Impact of the Corrin Framework of B12 on the Visible-Light-Driven Dechlorination without the Use of Noble Metals2016

    • 著者名/発表者名
      K. Tahara, K. Mikuriya, T. Masuko, J. Kikuchi, Y. Hisaeda
    • 雑誌名

      Supramolecular Chemistry

      巻: 28 号: 1-2 ページ: 141-150

    • DOI

      10.1080/10610278.2015.1103373

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Intraprotein transmethylation via a CH3–Co(III) species in myoglobin reconstituted with a cobalt corrinoid complex2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Morita, K. Oohora, A. Sawada, K. Doitomi, J. Ohbayashi, T. Kamachi, K. Yoshizawa, Y. Hisaeda, T. Hayashi
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 45 号: 8 ページ: 3277-3284

    • DOI

      10.1039/c5dt04109k

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Electrochemistry and Catalytic Properties of Amphiphilic Vitamin B12 Derivatives in Nonaqueous Media2016

    • 著者名/発表者名
      M. Giedyk, H. Shimakoshi, K. Goliszewska, D. Gryko, Y. Hisaeda
    • 雑誌名

      Dalton Trans

      巻: 45 号: 20 ページ: 8340-8346

    • DOI

      10.1039/c6dt00355a

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electrolysis of Trichloromethylated Organic Compounds under Aerobic Conditions Catalyzed by B12 Model Complex for Ester and Amide Formations2016

    • 著者名/発表者名
      H. Shimakoshi, Z. Luo, T. Inaba, Y. Hisaeda
    • 雑誌名

      Dalton Trans.

      巻: 45 号: 25 ページ: 10173-10180

    • DOI

      10.1039/c6dt00556j

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Bioinspired Catalytic System with Vitamin B12 Function2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Hisaeda
    • 学会等名
      Conference on New Advances in the Chemistry of Porphyrinoids
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Facile Synthesis of Porphycene Derivatives and Reactivity of Cobalt Porphycene2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Hisaeda
    • 学会等名
      10th International Conference on Porphyrins & Phthalocyanines (ICPP-10)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Electrochemical Perfluoroalkylation of Arenes and Heteroarenes Catalyzed by Vitamin B12 Derivative2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Hisaeda, M. J. Hossain, T. Ono, H. Shimakoshi, H. Amii, D. Gryko
    • 学会等名
      International Conference on Coordination Chemistry (ICCC)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electrochemical Perfluoroalkylations of Arenes and Heteroarenes by Bioinspired Catalytic System2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Hisaeda
    • 学会等名
      13th International Symposium on Organic Reaction (ISOR-13)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Bioinspired Catalysts with Vitamin B12 Function Activated by Photochemical and Electrochemical Methods2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Hisaeda
    • 学会等名
      2nd International Symposium on Precisely Designed Catalysts with Customized Scaffolding
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Bioinspired Catalyst with Vitamin B12 Functions Activated by Photochemical or Electrochemical Methods2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Hisaeda
    • 学会等名
      26th International Conference on Coordination and Bioinorganic Chemistry
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 生体関連色素の化学 “ビタミンB12酵素から学ぶバイオインスパイアード触媒”2017

    • 著者名/発表者名
      久枝良雄
    • 学会等名
      ブルカー・バイオスピン株式会社 九州サービスセンター開所記念セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Bioinspired Catalytic Reactions Using Vitamin B12 Derivative2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Hisaeda
    • 学会等名
      6th Asian Conference on Coordination Chemistry(
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 光化学的手法を用いたバイオインスパイアード触媒の開発2017

    • 著者名/発表者名
      久枝良雄
    • 学会等名
      第29回配位化合物の光化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 人工酵素 バイオインスパイアード触媒2017

    • 著者名/発表者名
      久枝良雄
    • 学会等名
      化学物質評価研究機構(CERI) 寄付講座 CERI公開講座 「先端材料化学から設計、構造・物性から機能化まで」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Bioinspired Catalyst with Vitamin B12 Functions Using Photochemical and Electrochemical Methods2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Hisaeda
    • 学会等名
      5th CMS International Symposium (CMS-5) on Photofunctional Chemistry and Molecular Systems
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光および電気化学活性化を用いたバイオインスパイアード触媒の創製2017

    • 著者名/発表者名
      久枝良雄
    • 学会等名
      群馬大学元素科学国際教育研究センター主催講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Bioinspired Catalytic Reaction Lessons from Vitamin B12 Enzyme2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Hisaeda
    • 学会等名
      8th Asian Biological Inorganic Chemistry Conference (AsBIC8-2016)
    • 発表場所
      Auckland, New Zealand
    • 年月日
      2016-12-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Bioinspired Catalysts with Vitamin B12 Derivatives Using Photochemical and Electrochemical Methods2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Hisaeda
    • 学会等名
      International Symposium on Catalysis and Fine Chemicals in Taipei-2016 (C&FC-2016)
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2016-11-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Bioinspired Catalysts based on Vitamin B12 Chemistry2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Hisaeda
    • 学会等名
      9th International Conference on Porphyrins & Phthalocyanines(ICPP-9)
    • 発表場所
      Nanjing, China
    • 年月日
      2016-07-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Bioinspired Catalysts with Vitamin B12 Functions Using Photosensitizer or Electrochemical Method2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Hisaeda
    • 学会等名
      The 12th International Symposium on Organic Reactions and The 6th German-Japanese Symposium on Electrosynthesis (ISOR-12 and GJSE-6)
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-04-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ARTIFICIAL ENZYMES COMPOSED OF PHOTOSENSITIZER AND VITAMIN B12 DERIVATIVE2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Hisaeda, Hisashi Shimakoshi, Takahiro Masuko, and Toshikazu Ono
    • 学会等名
      26th IUPAC Symposium on Photochemistry
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2016-04-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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