(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベンゼン環の1位にケトン、2位に置換または無置換アミノ基、および3位に酸素原子を含むベンゼン環発色団に共有結合された、重合可能なビニル基を含む化合物を含む組成物であって、
前記化合物が、3-ヒドロキシキヌレニンの酸化的重合生成物を含まず、かつ下記式：
0005390409.tif 000010
（式中、R1はH、もしくはアルキル基であるか、またはアミノ酸部分もしくはその誘導体を含み；
R2およびR3は独立にH、またはアルキル基であり；
R4は重合可能なビニル基を含む基であり；かつ
Xは4、5、または6位でベンゼン環に連結された任意的な電子供与基である。）
で表される、
組成物。
【請求項２】
重合可能なビニル基が、リンカー基を介してベンゼン環の3位の酸素原子に連結されている、請求項1記載の組成物。
【請求項３】
重合可能なビニル基が、アルキレンまたはアルキレンオキシリンカー基を介してベンゼン環の3位の酸素原子に連結されている、請求項1記載の組成物。
【請求項４】
重合可能なビニル基が、メタクリラートまたはアクリラート部分を含む、請求項1記載の組成物。
【請求項５】
ベンゼン環の4、5、または6位が、少なくとも1つの電子供与置換基で置換されている、請求項1記載の組成物。
【請求項６】
電子供与基が、アルキル基、-OR基、または置換アミノ基である、請求項5記載の組成物。
【請求項７】
ベンゼン環の2位のアミノ基が、-NH2基、-NHR2基、または-NR2R3基である、請求項1記載の組成物。
【請求項８】
R1が、アルキル基である、請求項1記載の組成物。
【請求項９】
ベンゼン環の3位の酸素原子が、脂肪族炭素原子に結合している、請求項1記載の組成物。
【請求項１０】
化合物が下記で表される、請求項1記載の組成物：
0005390409.tif 000011
式中、RはH、アルキル基であるか、またはアミノ酸部分もしくはその誘導体を含み；
Lはリンカーであり；かつ
PVGは重合可能なビニル基である。
【請求項１１】
化合物が下記：
0005390409.tif 000012
で表される、請求項1記載の組成物。
【請求項１２】
重合可能なビニル基が、アルキレンまたはアルキレンオキシリンカー基を介してベンゼン環の3位の酸素原子に連結されているメタクリラートまたはアクリラート部分を含む、請求項1記載の組成物。
【請求項１３】
化合物が、重合後に眼用レンズまたは装置における使用に適している、請求項1記載の組成物。
【請求項１４】
化合物が、重合後に眼用レンズまたは装置においてUV遮断物質および可視光フィルターとしての使用に適している、請求項1記載の組成物。
【請求項１５】
ベンゼン環の1位にケトン、2位に置換または無置換アミノ基、および3位に酸素原子を含むベンゼン環発色団に共有結合された、重合可能なビニル基を含む化合物を含む組成物であって、
前記化合物のベンゼン環の1位のケトンが、アミノ酸基を含まない置換基を有し、かつ前記化合物が、下記式：
0005390409.tif 000013
（式中、R1はH、またはアルキル基であり；R2およびR3は独立にH、またはアルキル基であり；R4は重合可能なビニル基を含む基であり；かつXは4、5、または6位でベンゼン環に連結された任意的な電子供与基である。）
で表される、組成物。
【請求項１６】
ポリマー主鎖および少なくとも1つの側基を含むポリマーを含む組成物であって、前記ポリマー主鎖および少なくとも1つの側基が、下記式：
0005390409.tif 000014
（式中、R1はH、もしくはアルキル基であるか、またはアミノ酸部分もしくはその誘導体を含み；R2およびR3は独立にH、またはアルキル基であり；R4は重合可能なビニル基を含む基であり；かつXは4、5、または6位でベンゼン環に連結された任意的な電子供与基である。）
で表される化合物の重合によってえられる、組成物。
【請求項１７】
ポリマーが、架橋ポリマーである、請求項16記載の組成物。
【請求項１８】
ポリマーが、架橋(メタ)アクリラートポリマーである、請求項16記載の組成物。
【請求項１９】
ポリマーが、炭素主鎖を有する、請求項16記載の組成物。
【請求項２０】
ポリマーが、主鎖と、ベンゼン環の3位の酸素原子との間のリンカーを含む、請求項16記載の組成物。
【請求項２１】
ポリマーが、モノマーである2-アミノ-3-エトキシメタクロイルアセトフェノンの重合生成物である、請求項16記載の組成物。
【請求項２２】
眼用レンズまたは装置においてUV遮断物質および可視光フィルターとしての使用に適している、請求項16記載の組成物。
【請求項２３】
下記の段階を含む製造方法：
請求項1記載の少なくとも1つの化合物を提供する段階、
少なくとも1つの追加の重合モノマーを任意に提供する段階、および
前記少なくとも1つの化合物と前記任意の重合モノマーを重合する段階。
【請求項２４】
モノマーが、2-アミノ-3-エトキシメタクロイルアセトフェノンである、請求項23記載の方法。
【請求項２５】
重合モノマーが、炭素主鎖を含む、請求項23記載の方法。
【請求項２６】
モノマーが、ベンゼン環と主鎖との間のリンカーを含む、請求項25記載の方法。
【請求項２７】
少なくとも1つの追加の重合モノマーを提供する段階が存在する、請求項23記載の方法。
【請求項２８】
請求項1記載の化合物の、重合後の光学レンズ材料における使用。
【請求項２９】
請求項23記載の方法によって製造した組成物。
【請求項３０】
請求項16記載の組成物を含む、眼用レンズ。
【請求項３１】
請求項16記載の組成物を含む、保護アイウェア。
【請求項３２】
請求項16記載の組成物を含む、ハードレンズ、コンタクトレンズ、眼内レンズ、サングラスまたはめがね。
【請求項３３】
請求項16記載の組成物を含む、窓またはスクリーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権
本出願は、2007年3月5日に出願された米国特許出願第60/893,065号に対する優先権を主張し、これはあらゆる目的のためにその全体が参照により組み入れられる。
【背景技術】
【０００２】
背景
レンズおよび眼用装置用の、光学プラスチックの着色に影響をおよぼす重合可能な化合物として用いるための、様々な色素が提唱されてきた。これらのほとんどは、様々なジフェニルアゾまたはトリフェニルジアゾ化合物に関連している。これらは一般には、それらの黄色または橙黄色ゆえに、UV保護ならびに青色光遮断能力を提供すると主張している。ヒトの水晶体は若者では淡黄色で、高齢者では褐色を帯びた黄色であるため、これらの色素は青色光フィルタリング能力に加えてUV保護を提供するという目的にかなう。
【０００３】
加えて、米国特許第6,825,975号（Gallas）（特許文献1）は、3-ヒドロキシキヌレニンを酸化的に重合して、3-ヒドロキシキヌレニンとは非常に異なる、非常に広い吸収スペクトルを有する複雑な可視光吸収化合物を生成することにより調製した、光フィルターを開示している。さらに、この系は酸化的に重合した3-ヒドロキシキヌレニンに限定され、汎用性および調整可能性を提供しない。さらに、この系は青色光フィルタリング能力しか提供しない。アミノ酸官能基が依然として存在している。
【０００４】
例えば、特定の用途に調整可能な、製造がより容易で、かつ、より優れた、より汎用性の高い性能を提供する、さらに別個の構造を提供する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第6,825,975号
【発明の概要】
【０００６】
概要
本明細書において、化合物、組成物、ポリマー、物品、製造方法、および使用方法を含む態様が提供される。本明細書において、発色団は天然のキヌレニンおよびその誘導体から誘導される。
【０００７】
例えば、1つの態様（「態様1」）は下記を含む組成物を含む：ベンゼン環の1位にケトン、2位に置換または無置換アミノ基、および3位に酸素原子を含むベンゼン環系発色団に共有結合された重合可能なビニル基を含む化合物であって、該発色団が3-ヒドロキシキヌレニンの酸化的重合生成物を含まない、化合物。
【０００８】
もう一つの態様は下記を含む組成物を提供する：ベンゼン環の1位にケトン、2位に置換または無置換アミノ基、および3位に酸素原子を含む、発色団を含むベンゼン環に共有結合された、重合可能なビニル基を含む化合物であって、該発色団が3-ヒドロキシキヌレニンの酸化的重合生成物を含まない、化合物。
【０００９】
もう一つの態様（「態様21」）は下記を含む組成物を提供する：ベンゼン環の1位にケトン、2位に置換または無置換アミノ基、および3位に酸素原子を含むベンゼン環系発色団に共有結合された重合可能なビニル基を含む化合物であって、該発色団が、ベンゼン環の1位のケトンに、アミノ酸基を含まない置換基を含む、化合物。
【００１０】
もう一つの態様は下記を含む組成物を提供する：ベンゼン環の1位にケトン、2位に置換または無置換アミノ基、および3位に酸素原子を含む、発色団を含むベンゼン環に共有結合された、重合可能なビニル基を含む化合物であって、該発色団が、ベンゼン環の1位のケトンに、アミノ酸基を含まない置換基を含む、化合物。
【００１１】
もう一つの態様は下記を含む組成物を提供する：ポリマー主鎖および少なくとも1つの側基を含むポリマーを含む組成物であって、該側基がベンゼン環の1位にケトン、2位に置換または無置換アミノ基、および3位に酸素原子を含むベンゼン環系発色団を含む、組成物。
【００１２】
もう一つの態様は下記を含む組成物を提供する：ポリマー主鎖および少なくとも1つの側基を含むポリマーであって、該側基が、ベンゼン環の1位にケトン、2位に置換または無置換アミノ基、および3位に酸素原子を含む、発色団を含むベンゼン環を含む、ポリマー。
【００１３】
もう一つの態様は下記を含む組成物を提供する：本質的に、ポリマー主鎖および少なくとも1つの側基からなるポリマーであって、該側基が、ベンゼン環の1位にケトン、2位に置換または無置換アミノ基、および3位に酸素原子を含む、発色団を含むベンゼン環を含む、ポリマー。
【００１４】
もう一つの態様は下記の段階を含む製造方法を提供する：態様1または21の重合モノマーを提供する段階、少なくとも1つの追加の重合モノマーを任意に提供する段階、重合モノマーを重合する段階。
【００１５】
もう一つの態様は下記で表される化合物を含む。
0005390409.tif 000002
式中、R1はH、アルキル基であるか、またはアミノ酸部分もしくはその誘導体を含み；R2およびR3は独立にH、アルキル、またはビニル官能基を有する任意の部分であり；R4はアルキル基、ビニル官能基を有する任意の部分、対応するアルキレン基、または糖部分であり；かつXは4、5、または6位でベンゼン環に連結された任意の電子供与基である。
【００１６】
もう一つの態様は下記で表される化合物を含む。
0005390409.tif 000003
式中、RはH、アルキル基であるか、またはアミノ酸部分もしくはその誘導体を含み；Lはリンカーであり；かつPVGは重合可能なビニル基である。
【００１７】
もう一つの態様は下記で表される化合物を含む。
0005390409.tif 000004
【００１８】
もう一つの態様において、化合物、組成物、ポリマー、物品、および方法のモノマーはリンカーを含む。
【００１９】
もう一つの態様において、ポリマーは炭素主鎖を含む。
【００２０】
利点には、天然の眼のシステムの利点を用いる部分を有する、特定の用途および化合物に対して調整可能な、合成的に異なるシステムが含まれる。例えば、従来のUV遮断物質では提供されない、色の細かい濃淡および蛍光特性を調整することができる。
【００２１】
さらなる利点には、生理食塩水中の3-ヒドロキシキヌレニンよりも高い程度でUV-Aを遮断し、紫色光をフィルタリングすることが含まれる。
【００２２】
適当な用途には、眼用レンズまたは装置が含まれる。装置はハードレンズ、コンタクトレンズ、眼内レンズ、めがね、サングラス、またはUVおよび紫色光線から網膜を保護するための他の保護アイウェアでありうる。他の用途には、窓、スクリーン、ならびに、UVおよび紫色光線から網膜を保護するための任意の他の非眼用装置が含まれる。装置はヒトの使用のために適合可能である。
【００２３】
一つの態様において、化合物または組成物は重合後に、眼用レンズまたは装置における使用に適している。
以下に、本発明の基本的な諸特徴および種々の態様を列挙する。
［１］
下記を含む組成物：
ベンゼン環の1位にケトン、2位に置換または無置換アミノ基、および3位に酸素原子を含むベンゼン環系発色団に共有結合された、重合可能なビニル基を含む化合物であって、該発色団が3-ヒドロキシキヌレニンの酸化的重合生成物を含まない、化合物。
［２］
重合可能なビニル基が、リンカー基を介して発色団に連結されている、［1］記載の組成物。
［３］
重合可能なビニル基が、ベンゼン環の3位の酸素原子を経て発色団に連結されている、［1］記載の組成物。
［４］
重合可能なビニル基が、ベンゼン環の2位の置換または無置換アミノ基を経て発色団に連結されている、［1］記載の組成物。
［５］
重合可能なビニル基が、ベンゼン環の4、5、または6位を経て発色団に連結されている、［1］記載の組成物。
［６］
重合可能なビニル基が、ベンゼン環の1位のケトン基を経て発色団に連結されている、［1］記載の組成物。
［７］
重合可能なビニル基が、アルキレンまたはアルキレンオキシリンカー基を介して発色団に連結されている、［1］記載の組成物。
［８］
重合可能なビニル基が、メタクリラートまたはアクリラート部分を含む、［1］記載の組成物。
［９］
発色団が、ベンゼン環の4、5、または6位に、少なくとも1つの電子供与置換基を含む、［1］記載の組成物。
［１０］
電子供与基が、アルキル基、-OR基、または置換アミノ基である、［9］記載の組成物。
［１１］
発色団の2位のアミノ基が、-NH2基、-NHR2基、または-NR2R3基である、［1］記載の組成物。
［１２］
発色団の1位のカルボニル基が、アルキル基で誘導体化されている、［1］記載の組成物。
［１３］
発色団の3位の酸素原子が、脂肪族炭素原子に結合している、［1］記載の組成物。
［１４］
化合物が、下記で表される、［1］記載の組成物：
0005390409.tif 000005
式中、R1はH、アルキル基であるか、またはアミノ酸部分もしくはその誘導体を含み；
R2およびR3は独立にH、アルキル、またはビニル官能基を有する任意の部分であり；
R4はアルキル基、ビニル官能基を有する任意の部分、対応するアルキレン基、または糖部分であり；かつ
Xは4、5、または6位でベンゼン環に連結された任意的な電子供与基である。
［１５］
化合物が下記で表される、［1］記載の組成物：
0005390409.tif 000006
式中、RはH、アルキル基であるか、またはアミノ酸部分もしくはその誘導体を含み；
Lはリンカーであり；かつ
PVGは重合可能なビニル基である。
［１６］
化合物が下記：
0005390409.tif 000007
で表される、［1］記載の組成物。
［１７］
重合可能なビニル基が、リンカー基を介して発色団に連結され、かつ重合可能なビニル基が、ベンゼン環の3位で発色団に連結されている、［1］記載の組成物。
［１８］
重合可能なビニル基が、アルキレンまたはアルキレンオキシリンカー基を介して発色団に連結されているメタクリラートまたはアクリラート部分を含み、かつ重合可能なビニル基が、ベンゼン環の3位で発色団に連結されている、［1］記載の組成物。
［１９］
化合物が、重合後に眼用レンズまたは装置における使用に適している、［1］記載の組成物。
［２０］
化合物が、重合後に眼用レンズまたは装置においてUV遮断物質および可視光フィルターとしての使用に適している、［1］記載の組成物。
［２１］
下記を含む組成物：
ベンゼン環の1位にケトン、2位に置換または無置換アミノ基、および3位に酸素原子を含むベンゼン環系発色団に共有結合された、重合可能なビニル基を含む化合物であって、該発色団が、ベンゼン環の1位のケトンに、アミノ酸基を含まない置換基を含む、化合物。
［２２］
下記を含む組成物：
ポリマー主鎖および少なくとも1つの側基を含むポリマーであって、該側基が、ベンゼン環の1位にケトン、2位に置換または無置換アミノ基、および3位に酸素原子を含むベンゼン環系発色団を含む、ポリマー。
［２３］
ポリマーが、架橋ポリマーである、［22］記載の組成物。
［２４］
ポリマーが、架橋(メタ)アクリラートポリマーである、［22］記載の組成物。
［２５］
ポリマーが、炭素主鎖を有する、［22］記載の組成物。
［２６］
発色団が、キヌレニン系化合物またはその誘導体である、［22］記載の組成物。
［２７］
ポリマーが、主鎖と発色団との間のリンカーを含む、［22］記載の組成物。
［２８］
ポリマーが、重合したビニル基を含む、［22］記載の組成物。
［２９］
ポリマーが、モノマーである2-アミノ-3-エトキシメタクロイルアセトフェノンの重合生成物である、［22］記載の組成物。
［３０］
眼用レンズまたは装置においてUV遮断物質および可視光フィルターとしての使用に適している、［22］記載の組成物。
［３１］
発色団が、ベンゼン環の3位の酸素原子を通して重合したビニル基に結合している、［22］記載の組成物。
［３２］
下記の段階を含む製造方法：
［1］記載の少なくとも1つの重合モノマーを提供する段階、
少なくとも1つの追加の重合モノマーを任意に提供する段階、および
少なくとも1つの重合モノマーを重合する段階。
［３３］
発色団が、キヌレニン系化合物またはその誘導体である、［32］記載の方法。
［３４］
モノマーが、2-アミノ-3-エトキシメタクロイルアセトフェノンである、［32］記載の方法。
［３５］
重合モノマーが、炭素主鎖を含む、［32］記載の方法。
［３６］
モノマーが、ベンゼン環と主鎖との間のリンカーを含む、［35］記載の方法。
［３７］
少なくとも1つの追加の重合モノマーを提供する段階が存在する、［32］記載の方法。
［３８］
［1］記載の重合モノマーの、重合後の光学レンズ材料における使用。
［３９］
［32］記載の方法によって製造した組成物。
［４０］
発色団が、キヌレニン系化合物またはその誘導体である、［39］記載の組成物。
［４１］
眼用レンズまたは装置においてUV遮断物質および可視光フィルターとしての使用に適している、［39］記載の組成物。
［４２］
下記の段階を含む、眼用レンズまたは装置の製造方法：
［14］記載の化合物を提供する段階；
少なくとも1つの追加の重合モノマーを任意に提供する段階；および
重合モノマーおよび化合物を重合する段階。
［４３］
下記の段階を含む、化合物の使用方法：
［14］記載の化合物を提供する段階；
化合物を重合する段階；および
重合した化合物を、眼用レンズまたは装置内に設置する段階。
［４４］
下記を含む装置：
ポリマー主鎖および少なくとも1つの側基を含むポリマーであって、該側基が、ベンゼン環の1位にケトン、2位に置換または無置換アミノ基、および3位に酸素原子を含むベンゼン環系発色団を含む、ポリマー。
［４５］
UV-Aを遮断し、紫色光線をフィルタリングすることができる、［44］記載の装置。
［４６］
眼用レンズである、［44］記載の装置。
［４７］
保護アイウェアである、［44］記載の装置。
［４８］
ハードレンズ、コンタクトレンズ、眼内レンズ、サングラスまたはめがねである、［44］記載の装置。
［４９］
非眼用装置である、［44］記載の装置。
［５０］
窓またはスクリーンである、［44］記載の装置。
［５１］
下記を含む組成物：
ベンゼン環の1位にケトン、2位に置換または無置換アミノ基、および3位に酸素原子を含む発色団を含むベンゼン環に共有結合された、重合可能なビニル基を含む化合物であって、該発色団が、3-ヒドロキシキヌレニンの酸化的重合生成物を含まない、化合物。
［５２］
下記を含む組成物：
本質的にポリマー主鎖および少なくとも1つの側基からなるポリマーであって、該側基が、ベンゼン環の1位にケトン、2位に置換または無置換アミノ基、および3位に酸素原子を含む、発色団を含むベンゼン環を含む、ポリマー。
［５３］
発色団が、3-ヒドロキシキヌレニンの酸化的重合生成物を含まない、［52］記載の組成物。
［５４］
発色団が、アミノ酸基を含まない、［52］記載の組成物。
［５５］
発色団が、キヌレニンまたはその誘導体である、［52］記載の組成物。
［５６］
化合物が、重合後に(エチオキシエチル)メタクリラートおよび(ヒドロキシエチル)メタクリラートのコポリマーを含む、［52］記載の組成物。
［５７］
ヒトの使用のために適合させた、［52］記載の組成物。
［５８］
眼用装置のために適合させた、［52］記載の組成物。
［５９］
保護アイウェアのために適合させた、［52］記載の組成物。
［６０］
コンタクトレンズ、ハードレンズ、眼内レンズ、サングラス、またはめがねのために適合させた、［52］記載の組成物。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】発色団の一般的な化学式を例示する。
【図２】発色団の一般的な化学式を例示する（PVGは重合可能なビニル基であり、Lはリンカーである）。
【図３】特定の態様を例示する。
【図４】透過スペクトル特性を例示する。
【図５】キヌレニン系化合物を含む特定の態様の1つを含む、透過スペクトル特性を例示する。
【図６】特定の態様と生理食塩水中の3-ヒドロキシキヌレニンとの間の透過スペクトル特性を例示する。
【図７】特定の態様と若いヒトの水晶体との間の透過スペクトル特性を例示する。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
詳細な説明
序論
本明細書において引用するすべての参照文献はその全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【００２６】
本明細書に記載の化合物は、特に記載がないかぎり、D-およびL-型の両方、ならびにその混合物を含む。
【００２７】
ポリマー親水性および疎水性レンズ材料を含むレンズ材料は当技術分野において公知である。例えば、米国特許第5,532,289号；第5,891,932号；第6,011,081号；第6,096,799号；第6,242,508号；第6,245,830号；第6,265,465号；第6,555,598号；第6,566,417号；第6,599,959号；および第6,627,674号は、コンタクトレンズ材料、モノマー、クロスリンカー、ヒドロゲル、およびその製造方法を記載しており、これらは参照により本明細書に組み入れられる。前記レンズの改善された特性には、改善された機械的強度、保水性および寸法安定性が含まれる。さらなる情報および生成物はBenz R&D (Sarasota, FL)から得ることができる。
【００２８】
米国特許第6,267,784号、第6,517,750号および第7,067,602号は眼内レンズ（IOL）材料およびその製造方法を記載しており、これらは参照により本明細書に組み入れられる。IOLは光学部およびハプティック（haptic）部を有する一体型でありうる。IOL材料はアルコキシ-アルキルメタクリラートなどのメタクリラートモノマーで形成することができる。改善された特性のいくつかには、優れた保水性および寸法安定性が含まれる。架橋剤およびUV吸収剤でさらに増強されたIOL材料も記載されている。
【００２９】
ポリマー、架橋ポリマー、コポリマー、ターポリマー、ヒドロゲル、相互侵入ポリマー網目、ランダム対ブロック微細構造、オリゴマー、モノマー、重合および共重合方法、分子量、測定、ならびに関連する材料および技術は、ポリマーの技術分野において一般に公知であり、かつ本発明において記載の態様を実施する際に用いることができる。例えば、（1）Contemporary Polymer Chemistry, Allcock and Lamp, Prentice Hall, 1981、および（2）Textbook of Polymer Science, 3rd Ed., Billmeyer, Wiley-Interscience, 1984参照。フリーラジカル重合を用いて本明細書におけるポリマーを調製することができる。
【００３０】
架橋ポリマーの水和は、ヒドロゲル、膜、およびレンズ材料を含む、様々な技術の分野において公知である。
【００３１】
IOLおよびコンタクトレンズを含む、光学的用途のために用いるポリマーは、親水性または疎水性でありうる。疎水性ポリマーは実質的に水和せず、ヒドロゲルにならない。
【００３２】
ポリマーに適したモノマーは、重合可能なビニル基を含む。しかし、親水性または疎水性のいずれかのポリマーを作製するために、当技術分野において公知の他の重合可能な基も適当である。
【００３３】
(メタ)アクリラートなる用語は、当業者には理解されるとおり、メタクリラートまたはアクリラート両方の態様を意味する。メタクリラート態様がアクリラート態様よりも好ましい。
【００３４】
有機化学の合成方法は当技術分野において公知であり、例えば、J. March, Advanced Organic Chemistry, Reactions, Mechanism, and Structure, 5th edition、ならびに以前の版を含む。
【００３５】
本発明において特許請求する態様は、ヒト水晶体の天然UVフィルターまたは主に天然のUVフィルターと、同じまたはほとんどもしくは実質的に同じUVおよび可視光吸収特性を有する特定の型の発色団を含む、重合可能な発色団または色素に関する。一つの態様において、これらの化合物、発色団または色素を重合して、例えば、めがね、サングラス、コンタクトレンズ、および眼内レンズなどの、眼用装置およびレンズとして用いられる材料に属するポリマーマトリクスとすることができる。
【００３６】
本明細書において用いられるアルキル基は、例えば、直鎖、分枝、または環状アルキル基でありうる。これらは、例えば、C1〜C30アルキル基でありうる。
【００３７】
本明細書において用いられるアリール基は、1つまたは複数の芳香環を含むことができ、かつ環上の置換基を含むことができる。
【００３８】
化合物ならびにベンゼン系および/またはキヌレニン系発色団
キヌレニン化合物およびその誘導体は、当技術分野において公知である。例えば、Bova et al., Investigative Ophthalmology and Visual Science, 2001, 42, 200-205は、例えば、 3-ヒドロキシキヌレニン、キヌレニン、3-ヒドロキシキヌレニングルコシド、およびグルタチオニル-3-ヒドロキシキヌレニングルコシドを含む、ヒト水晶体に含まれる天然UVフィルターに基づく、年齢依存性ヒト水晶体着色を記載している。また、Gaillard et al, Investigative Ophthalmology and Visual Science, 2001, 41, 1454-1459も、加齢による水晶体タンパク質の黄変に関連するキヌレニン研究を記載している。米国特許第6,825,975号も参照されたい。
【００３９】
その誘導体を含む天然のキヌレニン構造は、したがって、ベンゼン環、ベンゼン環の1位のケトン基、ベンゼン環の2位の置換または無置換アミノ基、およびベンゼン環の3位の酸素原子を有するベンゼン環系発色団を提供することができる。これは、誘導体化しうる2-アミノ-3-ヒドロキシベンゾイル系の構造、特に、より大きいポリマーマトリクスへの共有結合を可能にする部分を含むための誘導体を含みうる。Benz et al., Global Contact, 2007, 46, 55-58は、眼内レンズにおけるキヌレニン系化合物を記載している。
【００４０】
キヌレニン系発色団を含む化合物は、例えば、図1の式で表すことができ、これはキヌレニンから誘導されるか、またはキヌレニン系の発色団の、基本の芳香族ベンゼン環の番号付けシステムも示している。例えば、カルボニル基はC1に結合しており、アミノ基はC2に結合しており、酸素原子はC3に結合しており、かつ任意のX基はC4、C5、またはC6に結合することができる。
【００４１】
R1基は、例えば、O、N、またはCを介して芳香族基の1位のカルボニルに連結することができる。R1はHでありうる。しかしR1基は、キヌレニンの芳香環に基づく吸収特性が、R1基によって実質的に変化しないように適合させることができる。R1は、例えば、メチルまたはエチルまたはプロピルなどのアルキル基でありうる。R1はアミノ酸部分またはその誘導体を含む基でありうる。しかし、一つの態様は、R1がアミノ酸基およびその誘導体を含まないことを提供する。アルキル基にはC1〜C20基が含まれる。
【００４２】
R2基およびR3基は、互いに同じでも、互いに独立に異なっていてもよい。R2、R3、または両方はHでありうる。例えば、R2およびR3は、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、第三ブチル、メタクロイル、アクリオイル、またはビニル官能基を有する任意の部分などのアルキル基でありうる。アルキル基にはC1〜C20基が含まれる。
【００４３】
R4基は、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、第三ブチル、メタクロイル、アクリオイル、もしくはビニル官能基を有する任意の部分などのアルキル基、またはメチレン、エチレン、プロピレン、およびブチレンなどの対応するアルキレン基でありうる。アルキルおよびアルキレン基にはC1〜C20基が含まれる。R4は、例えば、グルコース部分などの糖部分を含むこともできる。一つの態様において、キヌレニン系発色団の3位の酸素原子は、脂肪族炭素原子または飽和炭素原子に結合している。
【００４４】
X基は任意でよく、かつ4、5、または6位でベンゼン環に連結しうる。X基は、電子供与置換基、または特定の用途のための所望の吸収を調整するために用いることができる基でありうる。環への供与増大は、吸収を長波長へとシフトさせることができる。すなわち、キヌレニン系発色団は、キヌレニンベンゼン環の4、5、または6位に、少なくとも1つの電子供与置換基を含むことができる。例えば、電子供与基は、アルキル基、アルコキシなどの-OR基、または置換アミノ基でありうる。電子供与基は、例えば、J. March, Advanced Organic Chemistry, Reactions, Mechanism, and Structure, 5th edition、ならびに以前の版に記載されている。
【００４５】
一つの態様において、2位のアミノ基は、-NH2基、-NHR2基、または-NR2R3基（ここでR2およびR3はHでありうる）である。
【００４６】
一つの態様において、1位のカルボニル基は、アルキル基で誘導体化されている。
【００４７】
一つの態様において、化合物は、式Iで表される。
【００４８】
一つの態様において、化合物は、式IIで表される。
【００４９】
一つの態様において、化合物は、式IIIで表される。
【００５０】
一つの態様において、化合物は、眼用レンズまたは装置における使用に適している。例えば、重合可能な化合物は、良好な重合および均質性を達成しうるように、他のモノマーおよび混合物と適合性および溶解性であるように調合することができる。
【００５１】
それぞれ図1、2、および3の式で表される化合物は、例えば、1,000g/mol以下、500g/mol以下、または250g/mol以下を含む、様々な分子量を有しうる。
【００５２】
重合可能なビニル基
重合可能なビニル基は、ベンゼン環系発色団に、リンカー基を介して連結することができる。
【００５３】
例えば、重合可能なビニル基は、ベンゼン環系発色団に、ベンゼン環の3位で連結することができる。
【００５４】
または、重合可能なビニル基は、ベンゼン環系発色団に、ベンゼン環の2位で連結することができる。
【００５５】
または、重合可能なビニル基は、ベンゼン環系発色団に、ベンゼン環の4、5、または6位で連結することができる。
【００５６】
または、重合可能なビニル基は、ベンゼン環系発色団に、ベンゼン環の1位で連結することができる。
【００５７】
リンカー基は、例えば、分子に柔軟性を提供し、発色団をポリマー主鎖から分離することができる。リンカー基は、スペーサー基と呼ぶこともできる。リンカー基は、例えば、ヘテロ原子を含まないアルキレン基でありうる。リンカー部分は、例えば、C1〜C20基、またはC1〜C10基、またはC2〜C5基でありうる。または、リンカー部分は、例えば、エチレンオキシまたはプロピレンオキシ基で見られるような酸素などの、1つまたは複数のヘテロ原子を含むこともできる。一つの態様において、例えば、重合可能なビニル基は、アルキレンまたはアルキレンオキシリンカー基を介して、ベンゼン環系発色団に連結される。
【００５８】
特に、リンカーまたはスペーサー基は、(メタ)アクリラートポリマー主鎖を含むビニルポリマー主鎖と発色団とを連結し、例えば、鎖に1、2、3、4、5、または6個の原子を含む、原子の直鎖でありうる。メチレン単位（-CH2-）および酸素原子を用いることができる。当業者であれば、特定の必要性および調合物の他の成分に適合させるために、スペーサーの長さを調節することができる。スペーサー基が大きくなりすぎると、いくつかの態様において、親ポリマーの機械的特性が望ましくないものになる。原子は、例えば、炭素原子でありえ、または酸素などのヘテロ原子でありうる。直鎖は水素などの置換基を含むことができる。スペーサーの例には、-CH2-および-CH2CH2-および-CH2CH2OCH2CH2-および-OCH2CH2OCH2CH2-が含まれる。
【００５９】
重合可能なビニル基は、開始剤の使用を含む、当技術分野において公知の方法によるフリーラジカル重合によって、重合することができる。一つの態様において、重合可能なビニル基はメタクリラートまたはアクリラート部分を含む。
【００６０】
共有結合
重合可能なビニル基を、リンカー基の使用を含んで直接または間接的に、発色団に共有結合させることができる。
【００６１】
酸化的に重合した3-ヒドロキシキヌレニンを含まない
キヌレニンから誘導されるベンゼン環系発色団を含む化合物は、3-ヒドロキシキヌレニンの酸化的重合生成物に基づく、米国特許第6,825,975号（Gallas）に記載されている化合物を包含しないように適合させることができる。この態様の基本的かつ新規な特徴は、組成物および化合物は3-ヒドロキシキヌレニンの酸化的重合生成物を、含まないかまたは実質的に含まないことである。
【００６２】
一つの態様において、キヌレニンから誘導される発色団は、重合してポリフェノールを生成することはない。
【００６３】
ポリマーおよび重合
架橋ポリマーは、当技術分野において公知のとおり、例えば、下記で表すことができる様々な異なるモノマーサブユニットを含みうる：
（I）  -[A]a-[B]b-[C]c-[D]d-
ここで、例えば、Aは親水性モノマーサブユニットを表し；Bはアルコキシアルキルモノマーサブユニットを表し、Cはキヌレニン系発色団を含むモノマーサブユニットを表し、Dはクロスリンカーモノマーサブユニットを表し、かつここでモノマーサブユニットはモノマー鎖に沿ってランダムに分散しているか、または分散していない。もう一つの態様において、AおよびBは両方とも疎水性ポリマーを提供するように適合させることができる。いくつかの場合には、いくつかのブロック性の特質がモノマーサブユニットの分布において存在しうる。ポリマー鎖は、鎖間の共有結合部または他の型の連結部を提供するクロスリンカーサブユニットとは別の、直鎖ポリマー鎖でありうる。
【００６４】
コポリマーの末端基は特に限定されないが、例えば、共重合反応において、用いる開始剤および存在する停止メカニズムによって決定されうる。
【００６５】
一つの態様は、材料の基本的かつ新規な特性を損なう成分およびサブユニットを実質的に除外する、ポリマーサブユニットで本質的に構成されるポリマーに関する。
【００６６】
一つの態様において、ポリマーはポリフェノールではない。
【００６７】
開始剤または触媒選択を含む重合条件は、例えば、水素引き抜きまたは鎖転移があったとしても非常にわずかであるような、きれいな重合を提供するように選択することができる。
【００６８】
ポリマー主鎖、リンカーまたはスペーサー基、側基、および発色団の疎水性および親水性の特質は、良好な適合性ならびに所望の溶解性および膨潤性のために調整することができる。ポリマーは疎水性で、そのガラス転移温度（Tg）に応じてゴムまたはガラス状ポリマーとなりうる。
【００６９】
親水性の特性を提供するための親水性部分を含むモノマーサブユニットは、当技術分野において公知であり、例えば、米国特許第6,517,750号を参照されたく、これはその全体が参照により本明細書に組み入れられる。例えば、酸素または窒素原子、および水素結合が可能な基を含む極性基が、例えば存在しうる。この成分は水吸収を促進する。この成分の量は、より疎水性の成分の量と共に、所望の水取り込みを提供するように調節することができる。
【００７０】
一つの態様は、HO-R-MAを利用し、ここでRはHO-ヒドロキシルとメタクリラートとの間のスペーサー基であり、かつRは1〜6炭素原子のアルキル基である。
【００７１】
材料は長期間、眼の中にありうるため、可能な材料は2-HEMA、特に2-HEMA由来の高純度型、例えば、純度99.9％のものである。イオンおよび酸の含有量は、可能なかぎりゼロに近いべきである。例えば、メタクリル酸などの酸性不純物は、例えば、リン酸カルシウム粒子形成などの経時的粒子形成を引き起こしうる。
【００７２】
アルコキシアルキル基を含むモノマーサブユニットは、当技術分野において公知であり、例えば、米国特許第7,067,602号および米国特許第6,517,750号を参照されたく、これらはその全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【００７３】
一つの態様は、R5-O-R6-MAを利用し、ここでR5およびR6は独立に1〜6炭素原子を有するアルキレンまたはアルキル基でありえ、MAはメタクリラートである。このサブユニットの存在はポリマーに有利な機械的特性を提供する。
【００７４】
このサブユニットの量は水取り込みの量を制御するように調節することができる。ポリマーは疎水性でありえ、水の取り込みを最小限にすることができる。
【００７５】
アクリラートおよびメタクリラートを含むクロスリンカーサブユニットは、当技術分野において周知である。これらはジ(メタ)アクリラートまたはトリ(メタ)アクリラートなどの、二官能性または三官能性またはさらには四官能性モノマーの架橋の結果でありうる。架橋密度は、存在する水の量ならびに機械的特性を制御するように制御することもできる。
【００７６】
クロスリンカーサブユニットを提供しうるモノマーはR(X1)nで表すことができ、ここでRは、酸素などのヘテロ原子を含む、または含まない、C2またはC3またはC4またはC5またはC6基などの中核有機基であり、X1はアクリラートまたはメタクリラートなどの反応性基であり、nは2、3、または4などの反応性基の数である。
【００７７】
これらは、例えば、エチレングリコールジメタクリラート（EGDMA）、トリメチロールプロパントリメタクリラート（TMPTMA）、トリメチロールプロパントリアクリラート（TMPTA）、ジエチレングリコールジメタクリラート（DiEGDMA）、およびトリエチレングリコールトリメチアクリラート（TriEGDMA）などの様々な多官能性オレフィンモノマーから調製することができる。好ましい例はトリメチロールプロパントリメタクリラートである。様々なサブユニットの量は、疎水性、透明度、折りたたみ能力、屈折率などを含む、光学的特性および機械的特性の必要なバランスを提供するように適合させることができる。
【００７８】
モノマーの量は、特定の用途のために適合させることができ、所望の物理的特性を達成しうる程度に特に限定されることはない。例えば、親水性(メタ)アクリラートサブユニットの量は、例えば、約50重量％〜約80重量％、または約55重量％〜約75重量％、または約60重量％〜約70重量％でありうる。
【００７９】
アルコキシアルキル(メタ)アクリラートサブユニットの量は、例えば、約10重量％〜約35重量％、または約15重量％〜約30重量％でありうる。
【００８０】
発色団を含むサブユニットの量は、例えば、約5重量％〜約25重量％、または約10重量％〜約20重量％でありうる。
【００８１】
クロスリンカーの量は、例えば、約0.01重量％〜約2.5重量％、または約0.1重量％〜約1.5重量％、または約0.2重量％〜約1重量％でありうる。
【００８２】
重合前の開始剤の量は特に限定されないが、例えば、0.02重量％〜約0.40重量％、または約0.02重量％〜約0.15重量％、または約0.05重量％〜約0.20重量％、または約0.05重量％〜約0.10重量％でありうる。
【００８３】
サブユニットの量は多くの場合、ポリマーを生成するために用いるモノマーの量によって概算することができる。
【００８４】
一つの態様において、ポリマーは式Iで表される化合物の重合型である。加えて、ポリマーは架橋し、コモノマーで改変することができる。
【００８５】
一つの態様において、ポリマーは式IIで表される化合物の重合型である。ポリマーは架橋し、コモノマーで改変することができる。
【００８６】
一つの態様において、ポリマーは式IIIで表される化合物の重合型である。ポリマーは架橋し、コモノマーで改変することができる。
【００８７】
製造方法
合成有機化学およびポリマー化学の技術分野において公知の方法により、化合物を製造し、重合を行うことができる。
【００８８】
例えば、2-アミノ-3-エトキシメタクロイルアセトフェノン（図3に示す）を以下のとおりに調製することができる。
【００８９】
2-アミノ-3-ヒドロキシアセトフェノン（AHA）を入手する。クロロエタノールをAHAに塩基性条件下で加えて、3位のヒドロキシエチルエーテルを得る。ワークアップ（workup）後、塩化メタクロイルをヒドロキシエチルエーテルに加えて、2-アミノ-3-エトキシメタクロイルアセタフェノンを得る。AHAは、例えば、TCI America (Tokyo Chemica Industries)から市販されている。
【００９０】
これは2段階工程であるが、原理的には、1段階工程も用いることができ、その場合、R-Cl基が-OH基と縮合して、重合可能なビニル化合物および発色団を連結する。1段階工程の材料は見つけるのが難しい場合がある。
【００９１】
用途
適当な用途には、眼用レンズまたは装置が含まれる。装置はハードレンズ、コンタクトレンズ、眼内レンズ、めがね、サングラス、またはUVおよび紫色光線から網膜を保護するための他の保護アイウェアでありうる。他の用途には、窓、スクリーン、ならびにUVおよび紫色光線から網膜を保護するための任意の他の非眼用装置が含まれる。
【００９２】
実施例
さらなる説明は以下の非限定的実施例によって提供する。米国特許第6,517,750号はポリマーを生成するための実験方法を提供している。
【００９３】
スペクトル特性
図4は、3-ヒドロキシキヌレニンの青色遮断、UV遮断および紫-青色フィルタリング効果を例示している。Benz R&D (Sarasota, FL)から入手可能な、米国特許第6,517,750号に記載の、(エチオキシエチル)メタクリラート（EOEMA）および(ヒドロキシエチル)メタクリラート（HEMA）コポリマーの、IOL 25材料を含む親水性眼内レンズ材料の、3つの透過スペクトルを示している。1つはUV遮断物質なしの無色IOL 25材料を含み（左端の曲線）、1つはUV遮断物質を含む同じ無色IOL 25材料を含み（中央の曲線）、3つ目は同じIOL 25材料であるが、淡黄色3-ヒドロキシキヌレニンを含むものである（右端の曲線）。グラフは3-ヒドロキシキヌレニンが、例えば、約400nm〜450nmの青色領域で著しい吸収を有することを例示している。
【００９４】
図5は、化合物のUV遮断および紫-青色フィルタリング効果を例示している。Benz R&D (Sarasota, FL)から入手可能な、米国特許第6,517,750号に記載の、(エチオキシエチル)メタクリラート（EOEMA）および(ヒドロキシエチル)メタクリラート（HEMA）コポリマーの、IOL 25材料を含む親水性眼内レンズ材料の、3つの透過スペクトルを示している。1つはUV遮断物質なしの無色IOL 25材料を含み（左端の曲線）、1つはUV遮断物質を含む同じ無色IOL 25材料を含み（中央の曲線）、3つ目は同じIOL 25材料であるが、キヌレニン系発色団化合物を含むものである（右端の曲線）。
【００９５】
図6は、UV-A遮断および紫色光フィルタリングにおける、キヌレニン系発色団化合物を含むIOL 25の性能（上図）を、生理食塩水中の3-ヒドロキシキヌレニン（下図）と比較して例示している。一般に、3-ヒドロキシキヌレニン発色団は、UV-A範囲の中央近くの約370nmに広幅の吸収極大と、440nmまで広がる広幅の肩を有する。図は、キヌレニン系発色団化合物を含むIOL 25は、UV-A遮断および紫色光フィルタリングにおいて3-ヒドロキシキヌレニンと等価であることを示している。
【００９６】
図7は、厚さ1.0mmのキヌレニン系発色団化合物を含むIOL 25レンズ（右の曲線）および若いヒトの水晶体（左の曲線）の可視透過スペクトルを例示している。3-ヒドロキシキヌレニンを含むIOL 25材料は、青色光を遮断することなく、網膜を保護することができる。若いヒトの水晶体の透過スペクトルはvan de Kraatsおよびvan Norren (Jan van de Kraats and Dirk van Norren, OSA, posted February 7, 2007, doc ID 76626)において規定されている。
【００９７】
実施例1.  2-クロロエチルメタクリラートの調製
0005390409.tif 000008
EtOAc 3L中、2-クロロエタノール530ml（7.91mol）およびピリジン1210ml（14.96mol）の溶液を、氷浴中で5℃に冷却し、EtOAc 1L中塩化メタクリロイル（tech.、80％）820ml（6.71mol）の溶液を、内部温度を17℃以下に維持するように加えた。これは2.5時間かかった。反応混合物を終夜でゆっくり室温に戻した。次いで、スラリーをろ過し、ピリジン塩酸塩のケークをEtOAc約3Lで洗浄した。ろ液をほぼ等しい3つの部分に分け、各部分をワークアップした。それぞれを、2×1Lの2N HCl、2×500mlのDI水、および1×500mlの5重量％炭酸水素ナトリウムで抽出し、次いで3つを合わせて無水硫酸ナトリウム（764g）で乾燥した。ろ過後、EtOAc溶液をヒドロキノン11.1gで処理し、減圧濃縮して、淡黄色油状物1245.7gを得た。この油状物を減圧蒸留し、主留分として、極淡黄色油状物597.0g（60％）を生成物として沸点82〜89℃/>5mmで得た。主留分のGC分析により、生成物は純度97.0％であることが明らかとなった。生成物をヒドロキノン0.5gで処理し、使用まで冷凍庫で保存した。
【００９８】
実施例2.  キヌレニン系発色団化合物の調製
0005390409.tif 000009
DMSO 930ml中に、2-アミノ-3-ヒドロキシアセトフェノン103.0g（681mmol）、2-クロロエチルメタクリラート125.1g（842mmol）および炭酸カリウム122.6g（887mmol）を含む反応混合物を5時間かけて85℃とし、この温度で終夜（16時間）撹拌した。この時間の後、TLC（シリカゲル、3：1のヘキサン：アセトン）により反応の完了が示された。48℃まで冷却後、反応混合物をDI水2Lとトルエン500mlとの間で分配した。水相のトルエン500mlでの2度目の抽出後、合わせた有機層を10重量％の炭酸カリウム1Lで2回洗浄した。次いで有機相を、シリカゲル（70〜230メッシュ）1253gのプラグを通過させ、3：1のヘキサン：アセトンで、それ以上プラグから出る生成物が見られなくなるまで（TLC）、溶出した。これには溶出溶媒6Lを要した。溶離液を減圧濃縮して黄褐色油状物199gを得、これを熱いうちに固化した。
【００９９】
生成物をヘキサン5.5Lから再結晶した。64℃で、透明溶液を得た。4時間冷却後（T＝35℃）結晶化が始まった。室温で終夜撹拌して、生成物のきれいな結晶を得た。スラリーをろ過し、ヘキサン（約1L）で洗浄し、一定重量になるまで減圧下で乾燥した後、生成物122g（69.4％）を、融点74〜74.5℃の黄色固体として得た。材料はTLCで1スポットを示し、純度99.3％（HPLC）であった。
【図１】
0005390409.tif 000015
【図２】
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【図３】
0005390409.tif 000017
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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