CH634310A5 - Verfahren zur herstellung neuer pyrimidonderivate. - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung neuer Pyrimidonderivate, welche zur Bekämpfung von bösartigen Tumoren und Leukämien sehr geeignet sind.
Das Zellwachstum und die Zellteilung bei bösartigen Tumoren und Leukämien erfolgt im allgemeinen in der gleichen Weise wie das Wachstum normaler Zellen. Dieser Wachstumsablauf kann in mehrere einzelne Phasen zerlegt werden, eine davon ist die Metaphase.
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung von Verbindungen, die die Metaphase im Wachstum bösartiger Tumore und Leukämien hemmen.
In der Chemotherapie bösartiger Tumore und Leukämien bestand eine Methode zur Verhütung metastatischen Wachstums und zur Hemmung einer raschen Vermehrung bösartiger Zellen darin, vollständiges Wachstum zu hemmen, indem man die Entwicklung der Zelle in der Metaphase hemmte oder verhinderte.
Mittel, die für diese Art der Therapie geeignet sind, hat man Metaphase-Inhibitoren genannt und sie können entweder allein oder — was gebräuchlicher ist — in Kombination mit anderen Anti-Krebsmitteln verwendet werden. Da der Meta-phase-Inhibitor bewirkt, dass die Tumorzellen in der mitotischen Phase gehalten werden und dass sie in vielen Fällen zu einem synchronen Wachstum gebracht werden, lassen sich Tumorzellen, die mit einem Metaphase-Inhibitor behandelt worden sind, besser durch bestimmte Chemotherapeutika, insbesondere durch Bleomycin und Ara-C angreifen.
Ein derartiger, vor kurzem von der Anmelderin entwickelter Inhibitor ist 5-Fluor-pyrimid-2-on (Biochem. Pharm. 21, 2451 bis 2456).
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Überraschenderweise fand man bei Untersuchungen, mit denen man aufklären wollte, warum die Verbindung selbst die DNA-Synthese nicht hemmte, während ihr Desoxyribosylderi-vat dies tat, dass diese oben genannte Verbindung eine Meta-phase-Wachstums-Hemmwirkung besass. Es hat sich jetzt herausgestellt, dass diese Verbindung nicht in DNA und RNA eingebaut wird. Die entsprechende 5-Chlorverbindung ist ebenfalls beschrieben worden.
Im folgenden werden nun mannigfaltige Pyrimid-2-on-Derivate beschrieben, die als Metaphase-Inhibitoren von Interesse sind.
Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel:
worin X ein Fluor-, Chlor- oder Bromatom darstellt, R1 und R2, die gleich oder verschieden sein können, jeweils ein Wasserstoffatom oder eine Alk- oder S-Alk-Gruppe bedeuten und R3 für eine Alk-Gruppe steht, wobei Alk eine Alkyl-, Alkenyl-oder Alkinylgruppe mit jeweils bis zu 4 Kohlenstoffatomen darstellt und jede dieser Gruppen ein oder mehrere Halogenatome oder Oxogruppen oder gegebenenfalls substituierte Phe-nylreste, Hydroxyl-, Mercapto-, Carboxyl-, Carboxamido-oder Aminogruppen tragen kann, R3 aber keine Methyl- oder Äthylgruppe bedeutet, wenn X für ein Bromatom und R1 und R2 je für Wasserstoff stehen, sowie deren Salze.
Die vom Schutzumfang ausgenommenen Verbindungen der Formel I sind bereits beschrieben worden, das 5-Brom-l-me-thyl-l,2-dihydro-2-oxopyrimidin in Can. J. Chem. 52(1974), 451, die entsprechende 1-Äthylverbindung in Austral. J.
Chem. 27(1968), 244.
Früher waren die Hauptmetaphase-Inhibitoren, die für die Behandlung von Krebs empfohlen wurden, die Alkaloide Vin-cristin und Vinblastin. Diese Substanzen sind jedoch toxisch und ihre Verwendung hat sich daher als gefährlich erwiesen. Sie scheinen eine ungünstige Wirkung auf die Nervenzellen und auf den Proteintransport auszuüben.
Im Gegensatz dazu sind die erfindungsgemäss erhältlichen Verbindungen ausgesprochen ungiftig und sie sind in dieser Beziehung im allgemeinen auch den unsubstituierten Stammverbindung, bei denen R1, R2 und R3 allesamt Wasserstoffatome darstellen, überlegen. Durch theoretische Überlegungen soll hier zwar keine Festlegung erfolgen, es wird jedoch angenommen, dass die unsubstituierten 5-Halo-pyrimid-2-one in der Leber zu den entsprechenden 5-Halo-uracilen oxidiert werden, die ausgesprochen toxisch sind obgleich sie günstige Anti-Krebsmittel darstellen, wenn sie richtig angewendet werden. Diese Toxizität ergibt sich teilweise aus dem Einbau des 5-Halo-uracils in die DNA und es wird angenommen, dass bei den erfindungsgemässen Verbindungen sowohl die Oxidation zu Uracilen als auch der Einbau der letzteren in die DNA durch Substitution verhindert oder gehemmt werden. Es ist jedoch bemerkenswert, dass viele mögliche substituierte 5-Halo--pyrimidine von der Anmelderin getestet worden sind, die sich inaktiv als Metaphase-Inhibitoren erwiesen haben, so dass die
Natur und Stellung der möglichen Substituenten eindeutig von grosser Bedeutung sind.
R1 und R2, die gleich oder verschieden sein können, stellen vorteilhaft Wasserstoffatome oder eine Methylgruppe dar, die vorteilhaft einen Phenylrest oder eine veresterte Carboxylgrup-pe tragen kann, oder sie stellen vorteilhaft eine Alkyl- oder Propargylgruppe dar, die ein endständiges Chloratom aufweisen kann; vorzugsweise bedeutet nur einer der Reste R1 und R2 etwas anderes als Wasserstoff. R3 hat dieselben bevorzugten Bedeutungen wie R1 und R2, ausser Wasserstoff.
Bei Verbindungen, bei denen Alk eine substituierte Hydroxyl-, -SH-, Carboxyl-, Carboxamido- oder Aminogrup-pe trägt, kann der Substituent (oder, im Falle von Aminogruppen, die Substituenten) an dieser Gruppe z.B. eine Niedrig-Alkyl-, -Alkenyl- oder -Alkinylgruppe, vorzugsweise mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, oder ein Zuckerrest sein. Bevorzugte veresterte Carboxylgruppen sind Äthoxycarbonyl-gruppen. Zuckerreste werden vorzugsweise als Substituenten von Hydroxyl- oder Aminogruppen am Alk-Rest vorhanden sein. Es ist klar, dass bei einigen Alk-Gruppierungen die aktiven Verbindungen in geometrischen oder optisch isomeren Formen vorkommen und dass die Erfindung natürlich auch diese Formen einbezieht.
Besonders bevorzugte Verbindungen der Formel I, in etwa in der Reihenfolge der antimitotischen Wirksamkeit, sind:
1. 1 -Propargyl-5-brompyrimid-2-on
2. 1 -Propargyl-5-chlorpyrimid-2-on
3. 1 -(3-Chlorallyl)-5-brompyrimid-2-on
4. 1 -Propargyl-5-fluorpyrimid-2-on
5. 1 -(3-Chlorallyl)-5-chlorpyrimid-2-on
6. l-Propargyl-4-propargylthio-5-fluorpyrimid-2-on
7. l-Allyl-5-chlorpyrimid-2-on
8. l-Allyl-5-brompyrimid-2-on
9. l-Benzyl-5-fluorpyrimid-2-on
10. 1 -(2-Chloräthyl)-5-brompyrimid-2-on
11. 1 -(2-Chloräthyl)-5-chlorpyrimid-2-on
12. l-Propargyl-4-methythio-5-fluorpyrimid-2-on
13. 1 -Carboxymethyl-5-chIorpyrimid-2-on-äthylester
14. l-Carboxymethyl-5-fluorpyrimid-2-on-äthylester
15. l-Allyl-5-fluorpyrimid-2-on
16. 1,4-Dimethyl-5-brompyrimid-2-on
17. 1 -(2-Hydroxyäthyl)-5-chlorpyrimid-2-on
18. l-(2-Hydroxyäthyl)-5-fluorpyrimid-2-on
19. l-(2-Hydroxy-3-chlorpropyl)-5-brompyrimid-2-on
20. l-(2-Hydroxy-3-chlorpropyl)-5-chlorpyrimid-2-on
21. l-Propyl-5-fluorpyrimid-2-on
22. 1 -(2-Hydroxyäthyl)-5-brompyrimid-2-on
23. l-(2,3-Dihydroxypropyl)-5-chlorpyrimid-2-on
24. l-(2-Hydroxy-3,3,3-trichlorpropyl)-5-brompyrimid-2-on
25. 1 -(2-Dimethylaminoäthyl)-5-chlorpyrimid-2-on
26. l-Carboxymethyl-5-fluorpyrimid-2-on.
Zu Salzen der Verbindungen der Formel I gehören Salze mit Alkalimetall oder Erdalkalimetall, z.b. das Natrium-, Kalium-, Magnesium- oder Calciumsalz oder die Ammoniumsalze, einschliesslich substituierte Ammoniumsalze. Verbindungen der Formel I, die Hydroxyl- oder Aminogruppen aufweisen, besitzen im allgemeinen auch eine erhöhte Wasserlöslichkeit, wobei die Aminogruppen natürlich auch Säureadditionssalze bilden, beispielsweise mit anorganischen Säuren, wie Chlorwasserstoff- oder Schwefelsäure oder mit organischen Säuren, wie Essigsäure, Weinsäure oder Zitronensäure. Nichtionische Verbindungen (I) sind jedoch im allgemeinen bevorzugt.
Erfindungsgemäss werden die Verbindungen der Formel I dadurch hergestellt, dass man eine Verbindung der Formel:
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10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
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(X)
worin R1, R2 und X die bereits genannten Bedeutungen haben und Z ein Halogenatom oder eine OH-, OR4-, SR4-, NH2-, NHR4 oder NR4R5-Gruppe darstellt, worin R4 eine Alkyl-, Aralkyl- oder Arylgruppe ist und R5 die für R4 genannte Bedeutung hat oder worin R4 und R5 zusammen mit dem Stickstoffatom, an das sie gebunden sind, einen heterocyclischen Ring bilden, oder ein Acetal oder ein Ketal derselben mit einer Verbindung der Formel:
NH„
Da jedoch die Definitionen von R1 und R2 identisch sind, handelt es sich bei der Verbindung Ia in der Tat um eine Verbindung der Formel I.
Die Umsetzung der Verbindungen der Formel X und XI kann unter sauren Bedingungen, vorzugsweise in einem Lösungsmittel, wie einem Alkanol, z.B. in Äthanol, durchgeführt werden. Die Umsetzung erfolgt bei Raumtemperatur, wenn R1 und R2 beide Wasserstoff darstellen und Y für OH steht, d.h. wenn ein Halogen-malondialdehyd verwendet wird.
Wenn Z eine NHR4-Gruppe darstellt, besteht die Möglichkeit, dass bei der Umsetzung mit dem Harnstoff der Formel XI, die Gruppe NHR3 des Harnstoffs eher austritt als NHR4. In diesem Fall wird ein Gemisch von Verbindungen erhalten, von welchen die eine in 1-Stellung des Pyrimidinringes der Definition von R3, die andere aber der Definition von R4 entspricht. Die zwei Verbindungen des Gemisches weisen also folgende Formeln auf:
20
I ' /\
0 NH
(XI)
(I)
R
worin R3 obige Bedeutung hat, umsetzt.
Die Verbindung der Formel X, worin Z die Hydroxylgruppe bedeutet, kann bekanntlich nicht nur in der Enolform sondern auch in der Ketoform existieren. Deshalb kann die Verbindung der Formel X, worin Z die Hydroxylgruppe darstellt, als ein Diketon definiert und dementsprechend gewünschten-falls in Form ihres Acetals oder Ketals verwendet werden. Beispielsweise kann das 2-Chlor-l,l,3,3-tetramethoxypropan als Ausgangsprodukt verwendet werden; diese Verbindung ist das Dimethylacetal des 2-Chlormalondialdehyds. Effektiv, wenn die Reaktion unter Verwendung eines Acetals oder Ketals unter stark sauren Bedingungen z.B. in lOnormaler Salzsäure, durchgeführt wird, spalten sich die Acetal- oder Ketalgruppen unter Rückbildung des Diketons, bevor die Reaktion und der Ringschluss stattfinden.
Das Reaktionsprodukt kann eines der nachfolgenden Isomeren oder beide nachfolgende Isomeren enthalten:
,1
30
40
(XII)
50
(I)
und
R1
\
A,Aj2
(Ia)
65
Wenn die Bedeutung von R4 nicht unter jene von R3 fällt, dann muss die Verbindung der Formel XII aus dem erhaltenen Gemisch abgetrennt werden. Andernfalls, d.h. wenn die Bedeutung von R4 unter jene von R3 fällt, entsprechen beide Komponenten des erhaltenen Gemisches effektiv der Definition der Formel I; insofern drängt sich eine Auftrennung nicht auf.
Mannigfaltige Reaktionen können durchgeführt werden, um die verschiedenen, möglichen Seitenketten umzuwandeln. Wenn z.B. Alk eine durch eine oder mehrere Hydroxylgruppen substituierte Alkylgruppe darstellt, kann die Hydroxylgruppe durch ein oder mehrere Halogenatome ersetzt werden, indem man mit einem Halogenierungsmittel behandelt, das für den Ersatz der Hydroxylgruppe durch Halogen geeignet ist, z.B. ein Phorphorhalogenid oder -oxyhalogenid, wie PBr3, POCI3 oder PCI3, oder man benutzt ein anderes sauer reagierendes Nichtmetallhalogenid, wie Thionylchlorid. Die erhaltenen Verbindungen, die Halogenatome in der Alk-Seitenkette enthalten, können gewünschtenfalls anschliessend einer Halo-genwasserstoffeliminierung unterworfen werden, um so Alkenyl- oder Alkinylgruppen zu erzeugen, oder sie können Aminierungsreaktionen unterworfen werden, um Amine zu erzeugen. Alle diese Reaktionen können in üblicher Weise durchgeführt werden, vorausgesetzt andere Gruppen im Molekül werden nicht angegriffen. Es kann insbesondere wünschenswert sein, Substituenten in den Alk-Gruppen, die in den 1-, 4- und/oder 6-Stellungen vorhanden sind, auszuwäh
5
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len, die keine merkliche Reaktionsfähigkeit in dem oben beschriebenen Halogenierungsverfahren besitzen.
Die Verbindungen der Formel I können zu Arzneimitteln bzw. pharmazeutischen Zusammensetzungen verarbeitet werden, die eine oder mehrere Verbindungen der obigen allge- 5 meinen Formel I oder Salze oder Ester davon zusammen mit einem pharmazeutischen Träger oder Verdünnungsmittel und/oder üblichen Zusätzen enthalten.
Diese Mittel können in geeigneter Weise für die pharmazeutische Anwendung zubereitet werden. Sie werden daher 10 üblicherweise in eine Form gebracht, die für die orale oder parenterale Verabreichung geeignet ist. Derartige geeignete Formen sind z.B. Tabletten, Kapseln, Granulate und Lösungen für die Aufnahme durch den Gastro-intestinaltrakt oder es sind sterile injizierbare Lösungen in pyrogenfreiem Wasser. 15 Diese Mittel werden im allgemeinen in täglichen Dosen im Bereich von etwa 0,5 bis 5,0 g Verbindung verabreicht. Die Mittel werden zweckdienlich als Dosierungseinheiten formuliert, wobei jede Dosierungseinheit in der Regel 100 mg bis 1,0 g Verbindung enthält, obwohl Einheiten, die sogar 5 g enthal- 20 ten, manchmal brauchbar sein können.
Man kann übliche Träger und Verdünnungsmittel verwenden, wie Talkum, Gummiarabikum, Lactose, Stärke, Magne-siumstearat, Kakaobutter, tierische und pflanzliche Fette, Paraffinderivate, Glykole, Treibmittel und verschiedene Benet- 25 zungsmittel, Dispergiermittel, Emulgiermittel, Geschmacksstoffe und Konservierungsmittel.
Die Verbindungen können auch zusammen mit anderen Chemotherapeutika, z.B. mit Cytosinarabinosid, zu Präparaten verarbeitet werden. Es hat sich gezeigt, dass diese Verbin- 30 dung ein guter Partner für Metaphase-Inhibitoren ist, im Hinblick auf die vereinigte Wirkung der beiden Verbindungen auf das Zellwachstumsgeschehen.
Die nachfolgenden beispiele sollen die Erfindung weiter erläutern. 35
Beipiel 1 l-Methyl-5-chlorpyrimid-2-on
Ein Gemisch von 2-Chlor-l,l,3,3-tetramethoxypropan (0,05 40 Mol), N-Methylharnstoff (0,04 Mol) in 10 ml 10 normaler Salzsäure (0,04 Mol) und 100 ml Äthanol wird während 4 Tagen bei Raumtemperatur stehengelassen. Das Reaktionsgemisch wird dann eingedampft, der Rückstand in 100 ml Wasser aufgelöst und der pH-Wert der Lösung mittels Natrium-carbonat auf 8 eingestellt. Das Gemisch wird 4mal mit jeweils 30 ml Chloroform extrahiert, die Chloroformextrakte werden vereinigt, über Natriumsulfat getrocknet und eingedampft.
Der Rückstand wird aus Aceton umkristallisiert; Ausbeute = 20%, Fp. = 210°C (Aceton).
Analyse für C5H5CIN2O ber.: C 41,54 H 3,48 gef.: C 41,61 H 3,65
Beispiel 2 l-(2-Chloräthyl)-5-chlorpyrimid-2-on l-(2-Hydroxyäthyl)-5-chlorpyrimid-2-on (0,001 Mol) und Phosphoroxychlorid (5 ml) werden zusammen bei 80°C 60 Minuten lang erhitzt, bevor die Lösung bei vermindertem Druck eingedampft wird. Man verreibt den Rückstand mit Chloroform, löst dann in Wasser (4 ml) und neutralisiert mit Na-triumbicarbonat. Man extrahiert mit Chloroform und erhält nach dem Eindampfen eine Festsubstanz, die aus Äthylacetat umkristallisiert wird; Ausbeute = 52%, Fp. = 167 bis 168°C. Analyse für CeHôCySbO ber.: C 37,34 H 3,13 gef.: C 37,20 H 3,20
Beispiel 3 l-(2-Chloräthyl)-5-brompyrimid-2-on l-(2-Hydroxyäthyl)-5-brompyrimid-2-on (0,012 Mol) gibt man zu eiskaltem Phosphoroxychlorid (60 ml) und rührt die Mischung 15 Min. lang in der Kälte, danach erhitzt man langsam auf 80° C (Ölbad) und hält 1 Stunde lang bei dieser Temperatur. Die Reaktionsmischung wird dann unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Man verreibt den Rückstand mit Chloroform (20 ml), löst in Wasser (20 ml), neutralisiert die wässrige Lösung mit NaHCC>3 und extrahiert mit 4 X 50 ml Chloroform. Beim Eindampfen der vereinigten und getrockneten (MgS04) Chloroformextrakte bleibt die in der Überschrift genannte Verbindung in 65%iger Ausbeute zurück, Fp. = 185 bis 186°C (Äthylacetat).
Analyse für CöHöBrCO^O ber.: C 30,34 H 2,54 gef.: C 30,58 H 2,62
v
Claims (3)
1. l-Propargyl-5-brompyrimid-2-on
1
(I) io worin X ein Fluor-, Chlor- oder Bromatom darstellt; R1 und R2, die gleich oder verschieden sind, Wasserstoff oder eine Alk- oder S-Alk-Gruppe bedeuten und R3 eine Alk-Gruppe darstellt, wobei Alk in R1, R2 und R3 eine Alkyl-, Alkenyl-oder Alkinylgruppe mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen ist und diese Gruppe ein oder mehrere Halogenatome oder Oxogrup-pen oder gegebenenfalls substituierte Phenyl-, Hydroxyl-, Mercapto-, Carboxyl-, Carboxamido- oder Aminogruppen tragen kann, wobei R3 keine Methyl- oder Äthylgruppe bedeutet, wenn X für ein Bromatom und R1 und R2 je für Wasserstoff stehen, sowie deren Salze, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel:
25
30
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man Verbindungen der Formel I herstellt, in welcher Alk eine Methyl-, veresterte Carboxymethyl-, Benzyl-, Allyl-, 3-Chlorallyl-, Propargyl- oder 3-Chlorpropargylgruppe ist.
2. 1 -Propargyl-5-chlorpyrimid-2-on
3. l-(3-Chlorallyl)-5-brompyrimid-2-on
4. l-Propargyl-5-fluorpyrimid-2-on
5. l-(3-Chlorallyl)-5-chlorpyrimid-2-on
6. l-Propargyl-4-propargylthio-5-fluorpyrimid-2-on
7. 1 -Allyl-5-chlorpyrimid-2-on
8. 1 - Allyl-5 -brompyrimid-2-on 1 -Benzyl-5-fluorpyrimid-2-on 1 -(2-Chloräthyl)-5 -brompyrimid-2-on 1 -(2-Chloräthyl)-5-chlorpyrimid-2-on l-Propargyl-4-methythio-5-fluorpyrimid-2-on l-Carboxymethyl-5-chlorpyrimid-2-on-äthylester l-Carboxymethyl-5-fluorpyrimid-2-on-äthylester
15. l-Allyl-5-fluorpyrimid-2-on
16. l,4-Dimethyl-5-brompyrimid-2-on l-(2-Hydroxyäthyl)-5-chlorpyrimid-2-on l-(2-Hydroxyäthyl)-5-fluorpyrimid-2-on l-(2-Hydroxy-3-chlorpropyl)-5-brompyrimid-2-on l-(2-Hydroxy-3-chlorpropyl)-5-chlorpyrimid-2-on 1 -Propyl-5-fluorpyrimid-2-on 1 -(2-Hydroxyäthyl)-5 -brompyrimid-2-on l-(2,3-Dihydroxypropyl)-5-chlorpyrimid-2-on l-(2-Hydroxy-3,3,3-trichlorpropyl)-5-brompyrimid-2-on 1 -(2-Dimethylaminoäthyl)-5-chlorpyrimid-2-on l-Carboxymethyl-5-fluorpyrimid-2-on.
4. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung von Verbindungen der Formel I, bei denen einer der Reste R1, R2 und R3 eine durch ein oder mehrere Halogenatome substituierte Alkyl-gruppe darstellt, dadurch gekennzeichnet, dass eine erhaltene Verbindung, bei der einer der Reste R1, R2 und R3 eine durch ein oder mehrere Hydroxylgruppen substituierte Alkylgruppe darstellt, mit einem Halogenierungsmittel umgesetzt wird, das das Hydroxyl durch Halogen ersetzt.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
(X)
40
worin R1, R2 und X die bereits genannten Bedeutungen haben und Z ein Halogenatom oder eine OH-, OR4-, SR4-, NH2-, « NHR4 oder NR4R5-Gruppe darstellt, worin R4 eine Alkyl-, Aralkyl- oder Arylgruppe ist und R5 die für R4 genannte Bedeutung hat oder worin R4 und R5 zusammen mit dem Stickstoffatom, an das sie gebunden sind, einen heterocyclischen Ring bilden, oder ein Acetal oder ein Ketal derselben mit einer so Verbindung der Formel:
/
NH
I 2 °\
NH
(XI)
0
I,
ß-
worin R3 obige Bedeutung hat, umsetzt.
2
PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung von Pyrimidonderivaten der allgemeinen Formel:
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die folgenden Verbindungen herstellt:
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