专题有机推断与合成

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专题有机推断与合成

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专题一 有机物的推断和合成
【08考纲—有机化学】
1.了解有机化合物数目众多和异构现象普遍存在的本质原因。
2.理解基团、官能团、同分异构体、同系物等概念。能够识别结构式(结构简式)中各种原子的连接次序和方式、基团和官能团。能够辩认同系物和列举异构体。了解烷烃的命名原则。
3.以一些典型的烃类化合物为例,了解有机化合物的基本碳架结构。掌握各类烃(烷烃、烯烃、炔烃、芳香炔)中各种碳碳键、碳氢键的性质和主要化学反应,并能结合同系列原理加以应用。
4.以一些典型的烃类衍生物(乙醇、溴乙烷、苯酚、乙醛、乙酸、乙酸乙酯、脂肪酸、甘油脂、多羟基醛酮、氨基酸等)为例,了解官能团在化合物中的作用。掌握各主要官能团的性质和主要化学反应。
5.了解石油化工、农副产品化工、资源综合利用及污染和环保的概念。
6.了解在生活和生产中常见有机物的性质和用途。
7.以葡萄糖为例,了解糖类的基本组成和结构,主要性质和用途。
8.了解蛋白质的基本组成和结构,主要性质和用途。
9.初步了解重要合成材料的主要品种的主要性质和用途。理解由单体进行加聚和缩聚合成树脂的简单原理。
10.通过上述各类化合物的化学反应,掌握有机反应的主要类型。
11.综合应用各类化合物的不同性质,进行区别、鉴定、分离、提纯或推导未知物的结构简式。组合多个化合物的化学反应,合成具有指定结构简式的产物。
【题型与思路】
一、有机物的推断
有机物的推断方法分为顺推法、逆推法和猜测论证法
(1)顺推法。以题所给信息顺序或层次为突破口,沿正向思路层层分析推理,逐步作出推断,得出结论。
(2)逆推法。以最终物质为起点,向前步步递推,得出结论,这是有机合成推断题中常用的方法。
(3)猜测论证法。根据已知条件提出假设,然后归纳、猜测、选择,得出合理的假设范围,最后得出结论。其解题思路为: 审题印象猜测验证
(具有模糊性) (具有意向性) (具有确认性)
二、有机合成常见题型通常有:自行设计合成路线和框图(指定合成路线)两种
(1)合成原则:原料价廉,原理正确,途径简便,便于操作,条件适宜,易于分离。
(2)思路:将原料与产物的结构进行对比,一比碳干的变化,二比官能团的差异。
①根据合成过程的反应类型,所带官能团性质及题干中所给的有关知识和信息,审题分析,理顺基本途径。 ②根据所给原料,反应规律,官能团引入、转换等特点找出突破点。③综合分析,寻找并设计最佳方案。
有机推断与合成重点题型专题归类
有机推断与合成是一类综合性强,思维容量大的题型,解决这类题的关键是以反应类型为突破口,我们可以从反应条件、物质官能团判断、反应物和生成物组成的差异(官能团差异、碳数目的差异、相对分子质量的差异)为核心进行思考而得到启示,另外,条件的限制(包括有机物的性质、分子结构、反应量的关系)等解题的“题眼”都是重要的信息,是钥匙的突破口,现把这几年高考重点题型分类归纳如下
重点题型一:根据反应条件、官能团的变化为突破口,推知反应类型和反应历程:该题型的特点是反应条件多或者有机物结构简式多。
[题例1](2003全国卷)根据图示填空
(1)化合物A含有的官能团是 。
(2)1 mol A与2 mol H2反应生成1 mol E,其反应方程式是 。
(3)与A具有相同官能团的A的同分异构体的结构简式是 。
(4)B在酸性条件下与Br2反应得到D,D的结构简式是 。
(5)F的结构简式是 。由E生成F的反应类型是 。
[题例2] (2007年理综天津卷)奶油中有一种只含C、H、O的化合物A。A可用作香料,其相对分子质量为88,分子中C、H、O原子个数比为2:4:1。
(1)A的分子式为______________。
(2)写出与A分子式相同的所有酯的结构简式:___________________________________。
已知:①ROH+HBr(氢溴酸)RBr+H2O
②RCHO+R CHO
A中含有碳氧双键,与A相关的反应如下:
(3)写出A→E、E→F的反应类型:A→E_____________、E→F______________。
(4)写出A、C、F的结构简式:A________________________、C_____________________、F____________________。
(5)写出B→D反应的化学方程式_____________________________________________。
(6)在空气中长时间搅拌奶油,A可转化为相对分子质量为86的化合物G,G的一氯代物只有一种,写出G的结构简式_____________________________。A→G的反应类型为_______________。
[题例3] (2007年全国理综卷I)下图中A、B、C、D、E、F、G均为有机化合物。
根据上图回答问题:
(1)D的化学名称是_____________。
(2)反应③的化学方程式是____________________________________________(有机物须用结构简式表示)
(3)B的分子式是____________。A的结构简式是_______________________。反应①的反应类型是_____________。
(4)符合下列3个条件的B的同分异构体的数目有_______个。
①含有邻二取代苯环结构;②与B有相同官能团;③不与FeCl3溶液发生显色反应。
写出其中任意一个同分异构体的结构简式__________________________________。
(5)G是重要的工业原料,用化学方程式表示G的一种重要的工业用途。_________________________________________。
【冲刺08高考必备知归纳】
一、有机反应条件总结
反应条件 有机反应
烷烃卤代反应、苯环侧链上的卤代
苯环上的卤代
碳碳双键、碳碳叁键、苯环、醛基的加成
或 碳碳双键、碳碳叁键的加成
卤代烃的水解、酯的水解、有机酸的中和反应
卤代烃的消去反应
酯的水解、有机盐酸化、淀粉的水解
醇的消去成不饱和键、酯化反应、淀粉或纤维素的水解
含有醛基的氧化反应(醛类、甲酸、甲酸盐、甲酸某酯、葡萄糖、麦芽糖)
碳碳双键、碳碳叁键、苯环侧链上第一个碳(有氢)的氧化
羧酸、酚羧酸
醇的催化氧化
醇(羟基所连的碳有两个氢)的氧化、乙烯的氧化
二.重要官能团性质的归纳:
1 醇羟基:跟钠发生置换反应、可能脱水成烯、可能氧化成醛或酮、酯化反应
2 酚羟基:弱酸性、易被氧气氧化成粉红色物质、显色反应、与浓溴水发生取代反应
3 醛基:可被还原或加成(与H2反应生成醇)、可被氧化(银镜反应、与新制Cu(OH)2悬浊液、能使酸性KMnO4溶液、溴水褪色)
4 羧基:具有酸的通性、能发生酯化反应
5 碳碳双键和碳碳叁键:能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色、能发生加成和加聚反应
6 酯基:能发生水解反应
三、重要的有机反应规律:
① 双键的加成和加聚:双键断裂,加上其它原子或原子团或断开键相互连成链。
② 醇或卤代烃的消去反应:总是消去与羟基或卤原子所在碳原子相邻的碳原子上的氢原 子上,若没有相邻的碳原子(如CH3OH)或相邻的碳原子上没有氢原子【如(CH3)3CCH2OH】的醇不能发生反应。
③ 醇的催化反应:和羟基相连的碳原子上若有二个或三个氢原子,被氧化成醛;若有一个氢原子被氧化成酮;若没有氢原子,一般不会被氧化。
④ 酯化反应或生成多肽:酸脱羟基、醇或氨基脱氢;酯或蛋白质水解:羰基接羟基、-O或-NH接氢
⑤ 有机物成环反应:a二元醇脱水,b羟基的分子内或分子间的酯化,c氨基的脱水。(d二元羟基酸脱水)
四、有机反应类型总结
反应类型 特点 常见形式 实例
取代 有机分子中某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应。 酯化 羧酸与醇;酚与酸酐;
水解 卤代烃;酯;二糖与多糖;多肽与蛋白质
卤代 烷烃;芳香烃
硝化 苯及其同系物;苯酚
缩聚 酚与醛;多元羧酸与多元醇;氨基酸
分子间脱水 醇分子之间脱水形成醚
磺化 苯与浓硫酸
加成 不饱和碳原子跟其它原子或原子团直接结合。 加氢 烯烃;炔烃;苯环;醛与酮的羰基;油脂
加卤素单质 烯烃;炔烃;
加卤化氢 烯烃;炔烃;醛与酮的羰基
加水 烯烃;炔烃
加聚 烯烃;炔烃
消去 从一个分子脱去一个小分子(如水、HX)等而生成不饱和化合物。 醇的消去
卤代烃消去
氧化 加氧 催化氧化;使酸性KMnO4褪色;银镜反应等 不饱和有机物;苯的同系物;醇,苯酚,含醛基有机物(醛,甲酸,甲酸某酯,葡萄糖,麦芽糖)
还原 加氢 不饱和有机物,醛或酮,含苯环有机物
显色 苯酚与氯化铁:紫色;淀粉与碘水:蓝色蛋白质与浓硝酸:黄色
重点题型二:根据官能团的性质、结构为突破口,从分子式推知结构简式,重点考查官能团的性质和同分异构;该题型的特点是给出物质的分子式、并已知该物质的一些重要性质。
[题例4](05江苏卷)在一定条件下,烯烃可发生臭氧化还原水解反应,生成羰基化合物,该反应可表示为:
已知:
①化合物A,其分子式为C9H10O,它既能使溴的四氯化碳溶液褪色,又能与FeCl3溶液发生显色反应,且能与金属钠或NaOH溶液反应生成B;
②B发生臭氧化还原水解反应生成C,C能发生银镜反应;
③C催化加氢生成D,D在浓硫酸存在下加热生成E;
④E既能使溴的四氯化碳溶液褪色,又能与FeCl3溶液发生显色反应,且能与NaOH溶液反应生成F;
⑤F发生臭氧化还原水解反应生成G,G能发生银镜反应,遇酸转化为H(C7H6O2)。
请根据上述信息,完成下列填空:
(1)写出下列化合物的结构简式(如有多组化合物符合题意,只要写出其中一组):
A ,C ,E 。
(2)写出分子式为C7H6O2的含有苯环的所有同分异构体的结构简式 。
[题例5] (2007年四川卷)有机化合物A的分子式是C13H20O8(相对分子质量为304),1 mol A在酸性条件下水解得到4 mol CH3COOH和1 mol B。B分子结构中每一个连有羟基的碳原子上还连有两个氢原子。
请回答下列问题:
(1)A和B的相对分子质量之差是_______。
(2)B的结构简式是____________________。
(3)B不能发生的反应是_________(填写序号)。
①氧化反应 ②取代反应 ③消去反应 ④加聚反应
(4)已知:
—CHO+;
—CHO++NaOH(浓)+。
以两种一元醛(其物质的量之比为1:4)和必要的无机试剂为原料合成B,写出合成B的各步反应的化学方程式。
[题例6](05全国卷Ⅱ)某有机化合物A的相对分子质量(分子量)大于110,小于150。经分析得知,其中碳和氢的质量分数之和为52.24%,其余为氧。请回答:
⑴该化合物分子中含有几个氧原子,为什么?
⑵该化合物的相对分子质量(分子量)是 。
⑶该化合物的化学式(分子式)是 。
⑷该化合物分子中最多含 个 官能团。
【冲刺08高考必备知归纳】
五.有机反应现象归类
①能发生银镜反应或新制的Cu(OH)2悬浊液反应的:醛类、甲酸、甲酸某酯、葡萄糖、麦芽糖
②与钠反应产生H2的:醇、酚、羧酸
③与NaOH等强碱反应的:酚、羧酸、酯、卤代烃
④与NaHCO3溶液反应产生气体的有机物:羧酸
⑤能氧化成醛或羧酸的醇必有—CH2OH结构,能氧化成酮的醇必有—CHOH结构
⑥能使溴水因反应而褪色的:烯烃、炔烃、苯酚、醛及含醛基的物质
⑦能使酸性KMnO4溶液褪色的:烯烃、炔烃、苯的同系物、苯酚、醛及含醛基的物质如甲酸、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖等
⑧能发生显色反应的:苯酚与FeCl3、蛋白质与浓硝酸
⑨能发生水解反应的有机物:卤代烃、酯、糖或蛋白质
⑩含氢量最高的有机物;一定质量的有机物燃烧,消耗量最大的是:CH4
⑾完全燃烧时生成等物质的量的CO2和H2O的是:环烷烃、饱和一元醛、酸、酯(通式符号CnH2nOx的物质,X=0,1,2,……)
重点题型三:根据量变(相对分子质量、碳数目的变化、氢和氧原子数目的变化)为突破口进行反应类型的判断、进一步推断合成历程,该题型难度比较大,要有分析问题能力与严密的思维能力,反复推敲与排除,最终确定反应历程。
[题例7]已知 (CH3)2 CHCOOR CH2=C(CH3) COOR
RCH=CH2 RCH(CH3)CHO
现有只含C、H、O的化合物A─F,有关它们的某些信息,已注明在下面的方框内。
(1) 写出A─E的结构简式 .
(2) 出B和足量Cu(OH)2反应的化学方程式 .
[题例8](2002年上海,29)某有机物J(C19H20O4)不溶于水,毒性低,与聚氯乙烯、聚乙烯等树脂具有良好相容性,是塑料工业主要增塑剂,可以用下列方法合成之:
合成路线:
流程中:(Ⅰ)反应A→B仅发生中和反应,(Ⅱ)F与浓溴水混合不产生白色沉淀。
(1)指出反应类型:反应② 反应④ 。
(2)写出结构简式:Y F 。
(3)写出B+E→J的化学方程式 。
(4)写出E的属于芳香烃衍生物的同分异构体的结构简式:
、 、 。
[题例9](2006江苏卷)香豆素是广泛存在于植物中的一类芳香族化合物,大多具有光敏性,有的还具有抗菌和消炎作用。它的核心结构是芳香内酯A,其分子式为C9H6O2。该芳香内酯A经下列步骤转变为水杨酸和乙二酸。
提示:
请回答下列问题:
⑴写出化合物C的结构简式_______________。
⑵化合物D有多种同分异构体,其中一类同分异构体是苯的二取代物,且水解后生成的产物之一能发生银镜反应。这类同分异构体共有_________种。
⑶在上述转化过程中,反应步骤B→C的目的是___________________________。
⑷请设计合理方案从合成(用反应流程图表示,并注明反应条件)。
例:由乙醇合成聚乙烯的反应流程图可表示为
CH3CH2OH CH2=CH2
【冲刺08高考必备知归纳】
六、有机反应中的定量关系:
(1)烃和氯气的取代反应,被取代的H原子和被消耗的分子之间的数值关系为1:1。
(2)不饱和烃分子与、、等分子加成反应中,、键与无机物分子的个数比关系分别为1;1、1:2。
(3)含的有机物与的反应中,与分子的个数比关系为2:1。
(4)与或的物质的量比关系为1:2、1:1。
(5)醇被氧化成醛或酮的反应中,被氧化的和消耗的的个数比关系为2:1。
(6)酯化反应或形成肽中酯基或肽键与生成的水分子的个数比关系为1:1。
(7)1mol一元醇与足量乙酸反应生成1mol酯时,其相对分子质量将增加42,1mol二元醇与足量乙酸反应生成酯时,其相对分子质量将增加84。
(8)1mol某酯A发生水解反应生成B和乙酸时,若A与B的相对分子质量相差42,则生成1mol乙酸,若A与B的相对分子质量相差84时,则生成2mol乙酸。
重点题型四:根据结构简式、分子模型、有机分子式的推导等,考查分子式的书写、反应类型、官能团的重要性质和同分异构、有机化学反应方程式的书写。
[题例10](2006四川卷)四川盛产五倍子。以五倍子为原料可制得化合物A。A的结构简式如图所示:

请解答下列各题:
(1)A的分子式是 。
(2)有机化合物B在硫酸催化条件下加热发生酯化反应可得到A。
请写出B的结构简式:
(3)请写出A与过量NaOH溶液反应的化学方程式:__________________________
(4)有机化合物C是合成治疗禽流感药物的原料之一。C可以看成是B与氢气按物质的量之比1∶2发生加成反应得到的产物。C分子中无羟基与碳碳双键直接相连的结构,它能与溴水反应使溴水褪色。
请写出C与溴水反应的化学方程式:
[题例11](06全国理综I)(21分)萨罗(Salol)是一种消毒剂,它的分子式为C13H10O3,其分子模型如下图所示(图中球与球之间的连线代表化学键,如单键、双键等):
⑴根据右图模型写出萨罗的结构简式:
⑵萨罗经水解、分离、提纯可得到纯净的苯酚和水杨酸
(邻羟基苯甲酸)。请设计一个方案,说明苯酚、碳酸、
水杨酸的酸性依次增强(用化学方程式表示)
⑶同时符合下列要求的水杨酸的同分异构体共有 种
①含有苯环;②能发生银镜反应;③在稀NaOH溶液,1mol该同分异构体能与2molNaOH反应;
④只能生成两种一氯代物
⑷.从(3)确定的同分异构体中任选一种,指定为下列框图中的A。
写出下列两个反应的化学方程式(有杨物用结构简式表示),并指出相应的反应类型。
①A→B 反应类型
②B+D→E 反应类型
⑸现有水杨酸与苯酚的混合物,它们的物质的量之和为nmol。该混合物完全燃烧消耗O2 aL,并生成bg H2O,cL CO2(气体体积均为标准状况下的体积)
①分别写出水杨酸和苯酚完全燃烧的化学方程式(有机物可用分子式表示)
②没混合物中水杨酸的物质的量为xmol,列出x的计算式。
【冲刺08高考必备知归纳】
七、有机分子式的推导思路
1.最简式(实验式)法:根据分子式为最简式的整数倍,因此利用相对分子质量及求得的最简式可确定其分子式。如烃的最简式的求法为:
C:H = (碳的质量分数/12):(氢的质量分数/1)= a:b(最简整数比)
最简式为CaHb,则分子式为(CaHb)n,n=M/(12a+b),其中M为烃的式量。
2.余数法:
(1)由分子量求有机物的分子式:
方法一:法——商为可能的最大碳原子数,余数为最小的氢原子数
方法二:法——除尽为符合通式CnH2n,余2为符合通式CnH2n+2,
差2为符合通式CnH2n-2,差6为符合通式CnH2n-6
(2)增减法:由一种烃的分子式,求另一种烃可能的分子式可采用增减法推断。即减少一个碳原子必增加12个氢原子;反之,增加一个碳原子要减少12个氢原子。
有机基础知识归纳
一、通式归纳:
①符合CnH2n+2为烷烃,符合CnH2n为烯烃,符合CnH2n-2为炔烃,符合CnH2n-6为苯的同系物,符合CnH2n+2O为醇或醚,符合CnH2nO为醛或酮,符合CnH2nO2为一元饱和脂肪酸或其与一元饱和醇生成的酯。
②C:H=1:1的有机物有:乙炔、苯、苯酚、苯乙烯、立方烷
③C:H=1:2的有机物有烯烃、环烷烃、饱和一元醛、饱和一元酸、普通酯、葡萄糖等
④C:H=1:4的有机物有CH4、CH3OH、CO(NH2)
二、重要性质的比较
试剂 Na NaOH Na2CO3 NaHCO3 Br2水(Br2) KMnO4/H+
烷烃 ×(√) ×
烯烃 √ √
炔烃 √ √
×(√) ×
×(√) √
R—Cl × √ × × × ×
R—OH √ × × × √
√ √ √ × √ √
R—CHO × × × × √ √
R—COOH √ √ √ √ × ×
RCOOR’ × √ × × × ×
三、有机合成重要基本合成路线
[题例1](1)碳碳双键,醛基、羧基
(2)OHC-CH=CH-COOH+2H2HO-CH2-CH-CH2-COOH
(3)
(4)
(5)或 酯化反应
[题例2] (1)C4H8O2。(2)CH3CH2COOCH3、CH3COOCH2CH3、HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2。
(3)取代反应、消去反应。(4) 、CH3CHO、。
(5) 2++2H2O。
(6) ,氧化反应。
[题例3] (1)乙醇。(2)CH3COOH+HOC2H5CH3COOC2H5+H2O。
(3)C9H10O3。。水解反应。
(4)3; ,,(写其中任一个即可)
(5)nCH2=CH2,CH2=CH2+H2OCH3CH2OH(写任一个合理的均可)
[题例4] (1)


(2)
[题例5] (1)168。 (2)C(CH2OH)4。 (3)③④。
(4)CH3CHO+3HCHO(CH2OH)3CCHO;
(CH2OH)3CCHO+HCHO+NaOH(浓)C(CH2OH)4+HCOONa。
[题例6]:4个氧原子
因为:110<A的相对分子质量<150
氧在分子中的质量分数为1-52.24%=47.76%
所以 52.5<分子中氧原子的相对原子质量之和<71.6
又因为只有4个氧原子的相对原子质量之和(64)符合上述不等式,所以化合物A中含4个氧原子。(5分) 2
[题例7] 设 A 为CXHy,有12X+Y=82,故A 为C6H10,据信息知, D必为酯, E必含C=C且通过加聚得到高聚物F,所以E、D也含10个碳! 若A含n个RCH=CH2结构, M(A)
B (含6+n个碳其中有n个-CHO) C(含6+n个碳其中有n个- C OO H)
D(202).
A只含一个RCH=CH2结构, 则C 含7个碳且为一元羧酸. 故C必和含3个碳的醇酯化得到D ,但202+18-(82+30+16)=82,但分子量是82 的醇不存在。若A含二个RCH=CH2结构, 则C 含8个碳且为二元羧酸, 可和甲醇或乙二醇酯化,但202+36-(82+60+32)=64故应是一分子C和2分子CH3OH反应.所以A是CH2=CHCH2CH2CH=CH2 ,
B 是OHCCH CH2CH2CHCHO C是HOOCCH CH2CH2CHCOOH
CH3 CH3 CH3 CH3
D是CH3OOCCH CH2CH2CHCOO CH3 E是CH3OOCC= CHCH=CCOO CH3
CH3 CH3 CH3 CH3
B和足量Cu(OH)2反应,两个-OHC都被氧化成-COOH,方程式略。
[题例8]此题为一有机推断题。一要注意反应条件的利用,如由D与氯气反应生成E,没有催化剂的参与,应是苯的同系物侧链上的氢被氯取代,由E到F应是卤代烃的水解,F是醇,则F与A发生的是酯化反应。二要注意分子组成的变化,如碳原子数、氢原子数、氧原子数等的变化,F与A发生酯化反应生成J,由J和F的分子组成,就可推知A的分子组成,进一步再推出Y的组成和结构;另外,注意题给信息的利用,如F与浓溴水混合不产生白色沉淀,说明F不是酚类物质,更进一步说明了前面推导的正确性。
答案:(1)取代 酯化
[题例9]:
(1)
(2)9种
(3)保护酚羟基,使之不被氧化
(4)
[题例10](1)C14H10O9
(2)
(3)
(4)
[题例11].⑴

⑶2
⑷①
加成(或还原)

酯化(或取代)
⑸①C7H6O3+7O2 7CO2↑+3H2O
C6H6O+7O2 6CO2↑+3H2O
②x=c/22.4 – 6n 或者x=c/22.4 – b/9
—H2\催化剂
—OH
—CH2CH=CH2
HO—
—CH2CHO
NaO—
—CH=CH2
HO—
—CH2CH=CH2
②Zn/H2O
①O3
+
H
R3
C=O
R2
R1
C=O
H
R3
R2
R1
C=C
浓硫酸
170℃
高温高压
催化剂
H2\CO
A
分子量82的无支链的烃
H2\CO
B
可发生银镜反应
Cu(OH)2
C可被碱中和
D分子量202
无酸性
- H2\催化剂
E
催化剂
F
高分子化合物 (C10H14O4)n
HO—
—COOH
—CHO
n
CH2-CH2
—OH
—CH2CHO
—ONa
—CH=CH2
—OH
—CH2CH=CH2
HO—
—CH2CHO
NaO—
—CH=CH2
HO—
A
C
E
浓硫酸

COONa
CH—CH2—OH
NaOH/H2O
COOH
CH—CH2—Br
HBr
过氧化物
COONa
CH=CH2
NaOH醇

Cl
CH—CH3
CH2
O
O
C
CH2
COOH
OCH3
CH=CH—COOH
OCH3
CH=CH—COOH
与含10-(6+n)个碳的醇反应
+16n
+30n
HCOO—
—CHO
HO—
—CHO
2008高考第二轮专题复习资料17 PAGE - 15 -

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