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Shelton, segundo cabeça de série, foi quebrado no set de abertura por Van de Zandschulp, que está no torneio como lucky loser. O americano ripostou com um break próprio antes de uma exibição dominante no tie-break.
O jovem de 22 anos continuou a dominar no segundo set, vencendo o jogo contra o seu adversário, 89.º classificado, em uma hora e 28 minutos.
"Não podia estar mais feliz", disse Shelton ao público. "Adoro jogar na Alemanha e especialmente em Munique... ainda há muito para fazer."
Shelton vai enfrentar o italiano Luciano Darderi nos quartos de final.
Mais tarde, na quarta-feira, o cabeça de série número um, Alexander Zverev, defronta o também alemão Daniel Altmaier.