ejercicios de orgánica
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ALCANOS ó PARAFINAS.
• OBTENCIÓN.
Síntesis de Wurtz: bromuro o yoduro de alquilo con sodio; sirve para obtener alcanos con mayor número de átomos de carbono.
o RBr + R’Br + 2 Na RR’ + 2 NaBr→
Hidrogenación catalítica (Pt) de alquenos con igual número de carbonos.o RCH=CHR’ + H2 RCH→ 2CH2R’
Reducción de halogenuros de alquilo (catalizador: paladio en medio ácido).o BrCH2CH2Br + 2 H2 CH→ 3CH3 + 2 HBr
• REACCIONES.
Combustión: se obtiene dióxido de carbono y agua.o CnH2n+2 + 3n+1/2 O2 n CO→ 2 + (n+1) H2O
Con halógenos, ácido nítrico o sulfúrico dan reacciones de sustitucióno RCH3 + X2 RCH→ 2X + HXo RCH3 + HNO3 RCH→ 2NO2 + H2Oo RCH3 + H2SO4 RCH→ 2SO3H + H2O
Oxidación catalítica con oxidantes (KMnO4) dan alcoholes, aldehidos y hasta ácidos carboxílicos.
o RCH3 + O2 RCH→ 2OH
ALQUENOS ú OLEFINAS.
• OBTENCIÓN.
A partir de halogenuros de alquilo con hidróxido potásico en solución alcohólica.o RCH2CH2X + KOH RCH=CH→ 2 + KX + H2O
Tratando un derivado dihalogenado (halógeno en dos carbonos contiguos) con Zno RCHBrCH2Br + Zn RCH=CH→ 2 + ZnBr2
Por deshidratación de alcoholes a unos 400ºC (catalizador: óxido de aluminio)o RCH2CH2OH RCH=CH→ 2 + H2O
• REACCIONES.
Adición de hidrógeno a alta temperatura (catalizador: níquel)o RCH=CH2 + H2 RCH→ 2CH3
Adición de halógeno: a temperatura baja (<250ºC) se adiciona; a T>250ºC se sustituye:o RCH=CH2 + X2 RCHXCH→ 2X (T<250ºC)o RCH2CH=CH2 + X2 RCHXCH=CH→ 2 + HX (T>250ºC)
Adición de agua (catalizador: H3PO4): se obtiene alcohol del mismo número de carbonoso RCH=CH2 + H2O RCHOHCH→ 3
Adición de halogenuro de hidrógeno: se sigue la REGLA DE MARKOWNIKOV: el halógeno del reactivo va siempre al carbono MENOS hidrogenado
o RCH=CH2 + HX RCHXCH→ 3
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Adición de benceno (catalizador cloruro de aluminio). Se forma derivado del benceno ○ Bz + RCH=CH2 PhCH→ 2CH3 + RH
Oxidación: en frio y con KMnO4 lo hacen suavemente y dan alcoholes; en caliente, lo hacen de forma enérgica dando ácidos
RCH=CH○ 2 + KMnO4 RCHOHCH→ 2OH ○ RCH=CH2 + KMnO4 RCOOH + HCOOH→
ALQUINOS ó HIDROCARBUROS ACETILÉNICOS.
• OBTENCIÓN
A partir de derivados dihalogenados, eliminando dos moléculas de halogenuro de hidrógeno con KOH en solución alcohólica
RCHXCH○ 2X + 2 KOH RC CH + 2 KX + 2 H→ ≡ 2O
• REACCIONES
Adición de halógeno (menos activa que en alquenos) RC CH + X○ ≡ 2 RCX=CHX→
HIDROCARBUROS AROMÁTICOS.
• OBTENCIÓN
Destilación del benzoato de sodio con un álcali PhCOONa + NaOH Na○ → 2CO3 + C6H6
• REACCIONES
Sustitución de un hidrógeno por un halógeno C○ 6H6 + X2 C→ 6H5X + HX
Reacción con ácidos sulfúrico y nítrico ○ C6H6 + H2SO4 C→ 6H5SO3H + H2O C○ 6H6 + HNO3 C→ 6H5NO2 + H2O
Reacción de Friedel y Crafts: adición de un radical alquílico por reacción con un halogenuro de alquilo en presencia de cloruro de aluminio ó de hierro (III)
C○ 6H6 + RX C→ 6H5R + HX
En el caso de que estas reacciones se realicen con exceso de reactivo, se producirá el derivado disustituido correspondiente, pudiendo obtenerse las formas orto, meta y para. Los grupos presentes dirigen la entrada del segundo sustituyente a posiciones determinadas, según el cuadro
Orientación posiciones orto y para
Orientación posición meta
Amino (NH2, NHR, NR2) Nitro (NO2)Hidroxi (OH) Ciano (CN)Alquiloxi y Fenoxi (OR, OPh) Aldehído (CHO)Amido (NHCOR) Carboxilo (COOH)Alquilo y Arilo (R, Ph) Éster (COOR)
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• ALCOHOLES.
OBTENCIÓN
A partir de los derivados halogenados con óxido de plata húmedo (conocido, a veces, como AgOH) RCH○ 2X + AgOH RCH→ 2OH + AgX
Por acción de los álcalis con los ésteres se obtiene la sal alcalina del ácido correspondiente y el alcohol que formaba el éster
○ RCOOR’ + KOH RCOOK + R’OH→ Los alquenos, con agua, dan alcoholes secundarios (excepto etileno) ○ CH3CH=CH2 + H2O CH→ 3CHOHCH3
• REACCIONES
Oxidación con K2Cr2O7 en medio H2SO4 da lugar a aldehidos o cetonas según sea el alcohol primario o secundario
RCH○ 2OH RCH=O→ RCHOHR` RCOR’○ →
La oxidación fuerte con KMnO4 de alcoholes primarios da ácidos directamente
La reacción con ácidos orgánicos produce ésteres CH○ 3CH2CH2OH + CH3COOH CH→ 3COOCH2CH2CH3
Con tri y pentacloruro de fósforo dan derivados halogenados y un ácido de fósforo ○ 3 CH3CH2OH + PCl3 3 CH→ 3CH2Cl + H3PO3
CH○ 3CH2OH + PCl5 CH→ 3CH2Cl + POCl3
Por deshidratación fuerte producen dobles enlaces y si es suave, éteres: con H2SO4 concentrado y caliente (T>150º) se deshidratan intramolecularmente, y si T<150ºC la deshidratación es intermolecular
○ CH3CH2OH CH→ 2=CH2 (T>150ºC) CH○ 3CH2OH + CH3CH2OH CH→ 3CH2OCH2CH3 (T<150ºC)
ALDEHIDOS Y CETONAS.
• OBTENCIÓN
Por oxidación suave de alcoholes, con K2Cr2O7 en medio ácido CH○ 3CH2OH CH→ 3CHO CH○ 3CHOHCH3 CH→ 3COCH3
• REACCIONES
Oxidación: se obtienen ácidos de igual número de carbonos si es un aldehido, y de menor número de carbonos si es una cetona
CH○ 3CHO CH→ 3COOH CH○ 3COCH3 H→ 2CO3 + CH3COOH
Reducción: los aldehídos dan con reactivo de Fehling un precipitado rojo de óxido de cobre (II); con disolución amoniacal de AgNO3 (reactivo de Tollens) depositan plata metálica
RCHO + 2 Cu○ 2+ + 5 OH RCOO→ + Cu2O +3 H↓ 2O CH○ 3CHO + 2 Ag(NH3)2NO3 + H2O CH→ 3COONH4 + 2 NH4NO3 + NH3
Adición de agua, introduciendo dos grupos OH en un mismo carbono
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CH○ 3CH(CH3)CHO + H2O CH→ 3CH(CH3)CH(OH)2
Pueden adicionar otro aldehído: condensación aldólica CH○ 3CHO + CH3CHO CH→ 3CHOHCH2CHO
Por hidrogenación dan alcoholes primarios (aldehídos) y secundarios (cetonas); se emplean hidruros como LiAlH4 o NaBH4
CH○ 3CH2CHO CH→ 3CH2CH2OH CH○ 3COCH3 CH→ 3CHOHCH3
• ÁCIDOS CARBOXÍLICOS.
OBTENCIÓN Son el producto final de la oxidación de alcoholes; también pueden obtenerse por saponificación
(hidrólisis) de los ésteres: RCOOR’ + H○ 2O RCOOH + R`OH→
REACCIONES
La esterificación es la reacción inversa de la saponificación de los ésteres RCOOH + R’OH RCOOR’ + H○ → 2O
Con halogenuros de fósforo dan halogenuros de acilo 3 RCOOH + PCl○ 3 3 RCOCl + H→ 3PO3
RCOOH + PCl○ 5 RCOCl + POCl→ 3 + HCl
Con amoníaco producen amidas RCOOH + NH○ 3 RCONH→ 2 + H2O
• AMINAS.
OBTENCIÓN
Síntesis de Hoffman: haluros de alquilo con amoníaco en exceso (pueden obtenerse los tres tipos de aminas)
○ RCH2X + NH3 RCH→ 2NH2 (amina primaria) RCH○ 2NH2 + R´CH2X RCH→ 2NHCH2R´ (amina secundaria) RCH○ 2NHCH2R´ + R”CH2X RCH→ 2N(CH2R´)CH2R”
Reducción de los nitroderivados con LiAlH4
RCH○ 2NO2 RCH→ 2NH2
Hidrogenación de los nitrilos con sodio y etanol RCN RCH○ → 2NH2
Reducción de amidas con LiAlH4
RCONH○ 2 RCH→ 2NH2
REACCIONES
Reacción con ácido nitroso, que distingue las 3 clases de aminas; con amina primaria, se obtiene alcohol primario, N2 y H2O; las secundarias dan Nnitrosaminas, y las terciarias alifáticas dan nitritos que se descomponen por calor (aminas aromáticas dan sales de diazonio en medio ácido)
RCH○ 2NH2 + HNO2 RCH→ 2OH + N2 + H2O RNHR´ + HNO○ 2 RN(NO)R´ + H→ 2O RN(R”)R´ + HNO○ 2 (R, R´, R”)N→ +HNO2
RN(R´)NO + R”OH→
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PhNH○ 2 + HNO2 PhN→ +=NCl + H2O
Con ácidos orgánicos e inorgánicos dan sales de amonio sustituidas RNH○ 2 + HX RN→ +H3X
• AMIDAS
OBTENCIÓN
Deshidratación de sales amónicas de ácidos orgánicos ○ RCOONH4 RCONH→ 2 + H2O
Hidrólisis suave de los nitrilos RC N + H○ ≡ 2O RCONH→ 2
Reacción del amoníaco con halogenuros de acilo ó ésteres RCOX + 2 NH○ 3 RCONH→ 2 + NH4X RCOOR´ + NH○ 3 R´OH + RCONH→ 2
REACCIONES
Reaccionan con bromo en medio OH para dar aminas de un carbono menos RCH○ 2CONH2 + 4 KOH + Br2 2 H→ 2O + K2CO3 + 2 KBr + RCH2NH2
Por hidrólisis dan sales amónicas de ácidos orgánicos de igual número de carbonos CH○ 3CH2CONH2 + H2O CH→ 3CH2COONH4
La deshidratación térmica produce nitrilos CH○ 3CH2CONH2 CH→ 3CH2C N + H≡ 2O
Con ácido nitroso dan un ácido orgánico del mismo número de carbonos, N2 y H2O RCONH○ 2 + HNO2 RCOOH + N→ 2 + H2O
• NITRILOS
OBTENCIÓN
Halogenuros de alquilo con cianuro de sodio RX + NaCN RC N + NaX○ → ≡
Deshidratación de amidas con P2O5
RCONH○ 2 RC N + H→ ≡ 2O
REACCIONES
Hidrogenación, formándose aminas ○ RC N + 2 H≡ 2 RCH→ 2NH2
Hidratación con ácidos y bases a ebullición, dando sales amónicas de ácidos de igual número de carbonos; en primer paso se producen amidas, que continúan la hidratación
RC N + H○ ≡ 2O RCONH→ 2 RCOONH→ 4
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EJERCICIOS DE ORGÁNICA
1. ¿Qué producirá la oxidación fuerte, con permanganato de potasio, del 2buteno?SOL: Ácido acético
2.¿Qué producto puede obtenerse a partir del 2penteno al tratarlo con bromo?SOL: 2, 3dibromopentano
3. Si tratamos 400 g de 3metil1buteno con ácido bromhídrico, qué producto y en qué cantidad obtendremos, si la reacción tiene un rendimiento del 60%?SOL: 517,71 g de 2metil3bromobutano
4. Sabemos que un compuesto de composición centesimal 85,7% de C y 14,28% de H rompe la cadena por oxidación fuerte con KMmO4 y da CO2 y un ácido orgánico de cuatro carbonos. ¿De qué compuesto hemos partido?SOL: 1penteno
5. Por deshidratación con H2SO4, un compuesto A pierde una molécula de agua y da otro compuesto B, que adiciona hidrógeno para dar un tercer compuesto C. Éste último, con dos moléculas de KOH en medio alcohólico, da una sustancia D que, por polimerización da benceno. Escribir las reacciones y nombrar A, B, C y D.SOL: D, acetileno
6. Un bromuro de alquilo da, por reducción con hidrógeno, un hidrocarburo cuya densidad de vapor respecto al hidrógeno es 29. ¿Cuál será el halogenuro si tiene 58,39% de bromo, 35,04% de carbono y 6,57% de hidrógeno?SOL: Bromopropano, en cualquiera de sus isómero
7. 34,9 g de un hidrocarburo gaseoso ocupan 13,2 L a 50ºC y 1 At. Contiene un 85,7% de carbono. Si un isómero suyo al oxidarlo produce acetona y ácido acético, de qué hidrocarburo se trata?SOL: 2metil2buteno
8. ¿Cómo obtendríamos 2,3dimetilbutano mediante síntesis de Wurtz?SOL: a partir de yoduro de isopropilo
9. Un compuesto de 3 carbonos, tratado con yoduro de hidrógeno da un segundo compuesto que, con KOH alcohólica, da una tercera sustancia capaz de decolorar el agua de bromo (quiere decir que reacciona con bromo). ¿Qué sustancias son?¿Cuántos gramos de la primera sustancia se necesitarán para obtener 100 g de la tercera?SOL: 142,86 g de 1propanol
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10. Un alcohol primario reacciona con sodio metálico y se forma un compuesto sólido blanco que contiene un 28% de sodio. Escribir la reacción y decir de qué alcohol se trata.SOL: propanol
11. Un ácido monocarboxílico reacciona con el alcohol de fórmula C4H9OH y el éster resultante tiene un 27,8% de oxígeno. ¿De qué ácido se trata?SOL: acético
12. Al hacer reaccionar un ácido monocarboxílico con plata, se forma un sal que contiene 51,6% de plata. ¿Qué masa molecular tiene el ácido?SOL: 102 uma
13. Deducir la fórmula de un alcohol primario que al deshidratarse da un hidrocarburo que adiciona 20 g de bromo. ¿Qué cantidad de alcohol se ha utilizado si su masa molecular es 46 uma?SOL: 5,75 g etanol
14. ¿Cómo podría obtenerse butanoato de metilo a partir de yoduro de butilo? Escribir las reacciones necesarias.SOL: el yoduro de butilo se transforma en butanol con AgOH; éste se oxida a butanoico y se esterifica con metanol
15. En la oxidación de 2metil1butanol se obtiene un compuesto capaz de reducir el reactivo de Fehling, y de dar, con un oxidante más fuerte, otra sustancia que, al reaccionar con Mg(OH)2, da una sal desprendiendo agua. Escribir la reacción y calcular la masa del alcohol necesaria para obtener 1 Kg de la sal de magnesio si entre todas las reacciones se pierde un 40%.SOL: 1.297,9 g
16. Escribir las reacciones:a. propanol más cloruro de acetilob. ácido benzoico más carbonato de sodioc. hidrólisis del propanoato de metilod. propeno más agua, en presencia de H2SO4
SOL: a) se obtiene acetato de propilo. b) se obtiene benzoato sódico; c) se obtiene metanol; d) se obtiene 2propanol
17. Al reducir un compuesto de 4 carbonos, nos da otro que, por acción de la potasa alcohólica, da lugar a un compuesto con un doble enlace en el centro. De éste último se obtienen 168 g. ¿Cuántos gramos se tenían del primer compuesto?SOL: 216 g de butanona
18. Un compuesto orgánico da reacciones que indican que es un ácido monocarboxílico. ¿Cuál será ese ácido si al quemar 100 g se obtienen 252,46 g de CO2 y 44,26 g de H2O?. El ácido no reacciona con agua de bromo.SOL: ácido benzoico
19. Un aldehído de cadena lineal da por oxidación un ácido que tiene 54,54% de C y 9,09% deH. ¿De qué aldehído se trata?SOL: butanal
20. Formular las siguientes reacciones:a. ácido fórmico más propanolb. combustión del etanalc. ciclobuteno más hidrógenod. ácido acético más metanole. oxidación suave del butanolf. oxidación fuerte del butanol
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SOL: a) se obtiene metanoato de propilo; b) se obtiene agua; c) se obtiene ciclobutano; d) se obtiene acetato de metilo; e) se obtiene butanal; f) se obtiene butanoico
21. ¿Qué alcohol será el que reaccione con ácido acético en presencia de H2SO4 concentrado y origine un compuesto que contenga 31,4% de oxígeno?SOL: propanol
22. Calcular la masa molecular de un ácido monocarboxílico que, al reaccionar con metanol, da lugar a un compuesto que contiene 24,6% de oxígeno.SOL: hexanoico
23. ¿Qué dará el 1pentanola. por combustiónb. por oxidación suavec. por oxidación fuerted. por reacción con ácido fórmicoSOL: a) dióxido de carbono; b) pentanal; c) ácido valeriánico; d) metanoato de pentilo
24. Escribir la reacción de butilamina con acetato de etiloSOL: se obtiene Nbutilacetamida
25. Escribir la reacción entre ipropilamina y acetato de metiloSOL: se obtiene Nisopropilacetamida
26. Escribir la reacción que se produce entre el ácido nitroso ya. propilaminab. dimetilaminac. trietilaminaSOL: a) se obtiene 1propanol; b) se obtiene dimetilnitrosamina; c) se obtiene dietilnitrosamina
27. Escribir las siguientes reacciones:a. 2bromopentano con amoníacob. ácido acético y etilendiamina más calorSOL: a) se obtiene etilpropilamina; b) se obtiene N, N´etildiacetamida
28. ¿Cómo obtener propanoamida a partir de propanol?SOL: oxidación con KMnO4, neutralización con NH3 y deshidratación de la sal amónica
29. ¿Cómo obtener ácido butírico a partir de butanonitrilo?SOL: hidrataciones sucesivas a amida y sal amónica, y desplazamiento con ácido fuerte
30. ¿Cómo preparar pentanonitrilo a partir de ventanal?SOL: oxidación a ácido, obtención de la sal amónica y sucesivas deshidrataciones
31. ¿Cómo obtener pentanoamida a partir de 1pentanol?SOL: oxidación fuerte hasta ácido, formación de sal amónica y deshidratación de ésta
32. ¿Qué hay que hacer para obtener 1,2dibromopentano a partir de 1pentanol?SOL: deshidratación y adición de bromo
33. ¿Cómo obtener 1butanol a partir de 1pentanol?SOL: oxidación, formación de sal amónica, deshidratación, reacción con bromo y KOH, y reacción con ácido nitroso
34. ¿Cómo obtener pentanonitrilo a partir de butanal?SOL: reducción, deshidratación, adición de HBr y reacción con cianuro de sodio
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35. Escribir las siguientes reacciones:a. cloruro de acetilo y amoníacob. butanoamida y ácido nitrosoc. yoduro de metilo y cianuro de potasioSOL: a) se obtiene acetamida; b) se obtiene butanoico; c) se obtiene acetonitrilo
36. Escribir las siguientes reacciones:a. propanoamida más KOH y bromob. urea más aguaSOL: a) se obtiene etilamina; b) se obtiene carbonato amónico
37. Una amina contiene 65,59% de C, 15,16% de H y 19,15% de N. Al reaccionar con ácido nitroso se forma una sustancia que reacciona a su vez con ácido acético dando un éster que, al deshidratarse, da un alqueno. ¿De qué amina se trata?SOL: butilamina o isómeros
38. Cuando se calienta una sal amónica se obtiene agua y una sustancia que, por deshidratación posterior, da un compuesto con la siguiente composición centesimal: 74,23% de C, 11,34% de H, 14,43% de N. ¿De qué sal se ha partido?SOL: hexanoato amónico o algún isómero suyo
39. Dos aminas tienen la misma composición centesimal: 61% de C, 23,7% de N y 15,25% de H. La primera, A, con ácido nitroso da un compuesto, G, que tiene 60% de C, 13,3% de H y 26,7% de O, y que se oxida dando un ácido de fórmula C3H6O2. La segunda, B, con ácido nitroso da otro compuesto, X, que tiene 40,9% de C, 31,8% de N, 9,09% de H y 18,18% de O. ¿Qué aminas posibles eran las de partida?SOL: A es propilamina; B es etilmetilamina
40. Si una sustancia A contiene 65,75% de carbono, 15,07% de hidrógeno y 19,17% de nitrógeno, y al tratarla con ácido nitroso da un alcohol, que por oxidación suave da una sustancia G, que no da reacción con reactivo de Fehling, y si el alcohol tiene una masa molecular de 74 uma, ¿qué alcohol es y cuáles son A y G?SOL: 2butanol; A es metilpropilamina, y G es butanona
41. Señalar el tipo de isomería existente entre los compuestos de cada uno de los apartados siguientes:a) CH3CH2CH2OH y CH3CHOHCH3
b) CH3CH2OH y CH3OCH3
c) CH3CH2CH2CHO y CH3CH(CH3)CHO
42. Ponga un ejemplo de cada una de las siguientes reacciones:a) adición a un alquenob) sustitución en un alcanoc) deshidratación de un alcohol
43. Complete las siguientes reacciones e indique el tipo al que pertenecen:a) CH CH + HCl ≡ →b) BrCH2CH2Br + KOH/Etanol 2 KBr +→c) CH3CH2CH3 + Cl2 /hν HCl +→
44. Defina los siguientes conceptos y ponga un ejemplo de cada uno de ellos:a) isomería de funciónb) isomería de posiciónc) isomería óptica
45. Complete las siguientes reacciones e indique de qué tipo son:
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a) CH3CH=CH2 + HBr →b) CH3CH2CH3 + Cl2/hν →c) CH CH + H≡ 2/Pt/Pd →
46. Defina los siguientes conceptos y ponga un ejemplo de cada uno de ellos:a) serie homólogab) isomería de cadenac) isomería geométrica
47. Dados los siguientes compuestos: CH3COOCH2CH3 , CH3CONH2 , CH3CHOHCH3 y CH3CHOHCOOH:a) identifique los grupos funcionales presentes en cada uno de ellosb) ¿alguno posee átomos de carbono asimétrico?. Razone la respuesta.
48. Ponga un ejemplo de los siguientes tipos de reacciones:a) reacción de adición a un alquenob) reacción de sustitución en un alcanoc) reacción de eliminación de HCl en un cloruro de alquilo
49. Complete las siguientes reacciones y ajuste la que corresponda a una combustión:a) CH3CH=CHCH3 + H2 →b) CH3CH3 + O2 →c) CH4 + Cl2 /hν →
50. Utilizando un alqueno como reactivo, escriba:a) la reacción de adición de HBrb) la reacción de combustión ajustadac) la reacción que produzca el correspondiente alcano51. a) Escriba las estructuras de los isómeros de posición del npentanol (C5H11OH)b) Represente tres isómeros de fórmula molecular C8H18
52. a) Defina carbono asimétricob) Señale el carbono asimétrico, si lo hubiere, en los siguientes compuestos:CH3CHOHCOOH , CH3CH2NH2 , CH2=CClCH2CH3 , CH3CHBrCH2CH3
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