(57)【要約】  眼科デバイス、例えば、コンタクトレンズ、眼内レンズ、人工角膜を製造するために最適な、シリコーンモノマー、該モノマーを利用した単量体組成物及び、表面親水性と酸素透過性とを同時に満足しうる重合体を提供する。本発明のシリコーンモノマーは、式(１ａ)又は式(１ｂ)で表される。【化１】2010104000.tif 000015(Ｘ：-OHを1個以上、主鎖にO、Nを１個含んでも良いC２〜６の１価の有機基、Ｚ1〜Ｚ9：Ｃ１〜４のアルキル基、ｎ：１〜３、ａ、ｂ：０または１)
2010104000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
式(１ａ)又は式(１ｂ)で表されるシリコーンモノマー。
【化１】
2010104000.tif 000013
(式(１ａ)または式(１ｂ)中、Ｘは水酸基を１個以上有し、主鎖に酸素原子または窒素原子を１個含んでも良い炭素数２〜６の１価の有機基を示す。Ｚ1〜Ｚ9はそれぞれが互いに独立に炭素数１〜４のアルキル基を表す。ｎは１〜３の整数を表す。ａおよびｂはそれぞれが互いに独立に０または１を表す。)
【請求項２】
Ｘが式(２ａ)〜式(２ｆ)で示される基から選択される請求項１記載のシリコーンモノマー。
【化２】
2010104000.tif 000014
【請求項３】
請求項１または２記載のシリコーンモノマーの少なくとも１種と、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、２−(メタクリロイルオキシエチル)−２−(トリメチルアンモニオエチル)ホスファート及びこれらの混合物からなる群より選択される親水性モノマーとを含み、前記シリコーンモノマーを組成物全量基準で２０〜６０質量％含有する単量体組成物。
【請求項４】
請求項３記載の単量体組成物を重合して得られた重合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は眼科デバイス、例えば、コンタクトレンズ、眼内レンズ、人工角膜を製造するための重合体、該重合体を製造するための単量体組成物及びこれらに利用するシリコーンモノマーに関する。
【背景技術】
【０００２】
眼科デバイスに用いられる眼用のシリコーンモノマーとして、下記式で示されるＴＲＩＳ、ＳｉＧＭＡ等のシリコーン化合物が知られている。【０００３】
【化１】
2010104000.tif 000003
【０００４】
ＴＲＩＳ（３−[トリス(トリメチルシロキシ)シリル]プロピルメタクリレート）は、特許文献１および非特許文献１により眼用レンズ素材として用いられることが提案されている。しかし、該ＴＲＩＳは、ＨＥＭＡ(２−ヒドロキシエチルメタクリレート)のような親水性モノマーとの相溶性に劣り、これらの親水性モノマーと共重合した場合、透明ポリマーが得られず、レンズ素材として使用できないという欠点がある。
また他の親水性モノマーとの組み合わせの多くは、含水時に表面が強く撥水するためにソフトコンタクトレンズ用素材として使用し難いことが知られている。【０００５】
これを改善する目的で、特許文献２および３に示されるように、ＳｉＧＭＡ([メチルビス(トリメチルシロキシ)シリルプロピル]グリセロールメタクリレート)が開発され、シリコーンハイドロゲルコンタクトレンズ用途に相溶化剤モノマーとして使用されている。
ＳｉＧＭＡは、適度な酸素透過性能を有するために酸素透過製剤としての役割も果たしている。ＳｉＧＭＡはメタクリル酸と３−グリシドキシプロピル[ビス(トリメチルシロキシ)]メチルシランの付加反応により容易に形成されるモノマーであり、水酸基を有するために良好な親水性を発現する。
しかしながら、モノマー１分子内のシロキサニル基が占める質量割合をシリコーン含量と定義したとき、ＳｉＧＭＡの１分子中のシロキサニル基を構成する各原子の原子量の合計は２２１であり、ＳｉＧＭＡの分子量が４２２であるから、このときのシリコーン含量は、２２１／４２２×１００＝５２．４％であり、ＴＲＩＳのシリコーン含量７２％と比較して、ケイ素含量が低いため、十分な酸素透過性を得ることが困難である。【０００６】
一方で、特許文献４には、メタクリル酸ハライドとポリエーテル直鎖シリコーンとの反応による新たなモノマーが提案されている。しかしながら、ポリエーテルにより親水性を得るためには、エーテル構造の繰り返し単位を多くする必要があり、シリコーン含量は下がる傾向にあるため、レンズの表面親水性と酸素透過性とを同時に満たすことは困難であった。
以上の点から、眼科デバイスに用いる眼用シリコーンモノマーの分野では、新たな分子構造を持つ親水性を有するシリコーンモノマーであって、製造が容易で、デイリーディスポーザブルのような安価な用途にも使用でき、且つモノマー１分子内にシロキサニル基が占める割合(シリコーン含量)が高いシリコーンモノマーの開発が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第３８０８１７８号明細書
【特許文献２】特開昭５４−０６１１２６号公報
【特許文献３】特開平１１−３１０６１３号公報
【特許文献４】特開２００８−２０２０６０号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】あたらしい眼科２４（６）、２００７年、ｐｐ７３２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、透明度及び酸素透過率が高く、親水性にも優れ、眼に適用する眼科デバイスの材料に好適な重合体、および該重合体の製造に適した、優れた均一性を示す単量体組成物を提供することにある。
本発明の別の課題は、シリコーン含量が高く、(メタ)アクリル系モノマー等の重合性モノマーと共重合した際に、透明度及び酸素透過率が高く、親水性にも優れ、眼に適用する眼科デバイスの材料に好適な重合体を得ることができるシリコーンモノマーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、式(１ａ)又は式(１ｂ)で表されるシリコーンモノマーが提供される。
【化２】
2010104000.tif 000004
(式(１ａ)または式(１ｂ)中、Ｘは水酸基を１個以上有し、主鎖に酸素原子または窒素原子を１個含んでも良い炭素数２〜６の１価の有機基を示す。Ｚ1〜Ｚ9はそれぞれが互いに独立に炭素数１〜４のアルキル基を表す。ｎは１〜３の整数を表す。ａおよびｂはそれぞれが互いに独立に０または１を表す。)【００１１】
また本発明によれば、上記本発明のシリコーンモノマーの少なくとも１種と、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、２−(メタクリロイルオキシエチル)−２−(トリメチルアンモニオエチル)ホスファート及びこれらの混合物からなる群より選択される親水性モノマーとを含み、本発明のシリコーンモノマーを組成物全量基準で２０〜６０質量％含有する単量体組成物が提供される。
更に本発明によれば、上記単量体組成物を重合して得た重合体が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のシリコーンモノマーは、上記式(１ａ)又は式(１ｂ)で表されるように、シリコーン含量が高く、また親水性を改善しうる水酸基を有するので、他の親水性モノマーとの相溶性に優れ、(メタ)アクリル系モノマー等の重合性モノマーと共重合させた際に、表面親水性と酸素透過性とを同時に満足しうる重合体を得ることができる。従って、本発明のシリコーンモノマーは、眼科デバイスを製造する際の原料モノマーとして有用である。
本発明の重合体は、本発明のシリコーンモノマーを特定割合で利用するので、透明度及び酸素透過率が高く、親水性にも優れ、眼に適用する眼科デバイスの材料に好適である。
本発明の単量体組成物は、本発明のシリコーンモノマーを特定割合で含むので、均一性に優れ、本発明の重合体を容易に製造する原料組成物として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１−１で合成したモノマーの1Ｈ−ＮＭＲスペクトルを示すチャートである。
【図２】実施例１−１で合成したモノマーのＩＲスペクトルを示すチャートである。
【図３】実施例１−２で合成したモノマーの1Ｈ−ＮＭＲスペクトルを示すチャートである。
【図４】実施例１−２で合成したモノマーのＩＲスペクトルを示すチャートである。
【図５】実施例１−３で合成したモノマーの1Ｈ−ＮＭＲスペクトルを示すチャートである。
【図６】実施例１−３で合成したモノマーのＩＲスペクトルを示すチャートである。
【図７】実施例１−４で合成したモノマーの1Ｈ−ＮＭＲスペクトルを示すチャートである。
【図８】実施例１−４で合成したモノマーのＩＲスペクトルを示すチャートである。
【図９】実施例１−５で合成したモノマーの1Ｈ−ＮＭＲスペクトルを示すチャートである。
【図１０】実施例１−５で合成したモノマーのＩＲスペクトルを示すチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を更に詳細に説明する。
本発明のシリコーンモノマーは、上記式(１ａ)又は式(１ｂ)で表される。
式(１ａ)又は式(１ｂ)中、Ｘは水酸基を１個以上有し、主鎖に酸素原子または窒素原子を１個含んでも良い炭素数２〜６の１価の有機基を示す。該１価の有機基であるＸとしては、例えば、式(２ａ)〜(２ｂ)で表される基が挙げられる。
【００１５】
【化３】
2010104000.tif 000005
【００１６】
式(１ａ)又は式(１ｂ)中、Ｚ1〜Ｚ9はそれぞれが互いに独立に炭素数１〜４のアルキル基を表す。該アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基が挙げられる。入手が容易であることからは、メチル基が好ましい。
ｎは１〜３の整数を表し、入手が容易であることからは３が好ましい。ａおよびｂはそれぞれが互いに独立に０または１を表す。
【００１７】
本発明のシリコーンモノマーは、モノマー１分子中に占めるシロキサニル基の割合がなるべく高い方が好ましく、例えば、式(３ａ)で示される化合物等の、式(１ａ)においてＸが式(２ａ)で示される基であり、ａとｂが１の化合物、もしくは式(３ｂ)で示される、式(１ａ)において、Ｘが式(２ｃ)で示される基であり、ａとｂが１の化合物が挙げられる。
【００１８】
【化４】
2010104000.tif 000006
【００１９】
上記式(３ａ)で表されるモノマーは、分子量が５１０、シロキサニル基を構成する各原子の原子量の合計が２９５であることから、シリコーン含量が２９５／５１０×１００＝５７．８％のシリコーンモノマーである。
上記式(３ｂ)で表されるモノマーは、分子量は５０９、シロキサニル基を構成する各原子の原子量の合計が２９５であることから、シリコーン含量が２９５／５０９×１００＝５８．０％のシリコーンモノマーである。
これらシリコーンモノマーは、モノマー中のシリコーン含量の割合が５７％以上と高いので、得られる重合体の酸素透過性を効果的に高めることができ、眼科デバイスのなかでも酸素透過性が重要であるコンタクトレンズ用原料モノマーとして特に好適である。
【００２０】
本発明のシリコーンモノマーは、例えば、式(４ａ)または式(４ｂ)で表される水酸基含有カルボン酸化合物と、式(５)で表されるシリコーン化合物とを反応させる方法により得ることができる。
【００２１】
【化５】
2010104000.tif 000007
【００２２】
式(４ａ)または式(４ｂ)においてＸは、水酸基を1個以上有し、主鎖に酸素原子または窒素原子を１個含んでも良い炭素数２〜６の１価の有機基を示す。該１価の有機基であるＸとしては、例えば、上記式(２ａ)〜(２ｆ)で表される基が挙げられる。
式(５)においてＡは、ハロゲンであり、好ましくはＢｒまたはＩである。Ｚ1〜Ｚ9はそれぞれが互いに独立に水素原子あるいは炭素数１〜４のアルキル基を表す。該アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基が挙げられ、入手が容易であることからはメチル基が好ましい。ｎは１〜３の整数を表す。ａおよびｂはそれぞれが互いに独立に０または１を表す。
【００２３】
上記反応は、例えば、式(４ａ)又は式(４ｂ)で示される水酸基含有カルボン酸化合物５〜６０質量％含む有機溶媒中に、式(５)で示されるシリコーン化合物を、該水酸基含有カルボン酸化合物中のカルボン酸に対して、１０〜１００モル％混合し、恒温槽中で２０〜８０℃の温度で行なうことが好ましい。
前記有機溶媒としては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、アセトニトリルが好ましく挙げられる。
【００２４】
上記反応では、反応の進行とともに酸が発生するため、塩基の存在下で行うことが好ましい。好ましい塩基としては、例えば、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、トリエチルアミン、ジアザビシクロウンデセンが挙げられる。より好ましくは炭酸カリウム、トリエチルアミンが使用される。
前記塩基の使用量は、式(５)で示されるシリコーン化合物１モルに対して、１〜２モル程度が好ましい。
【００２５】
上記式(４ａ)又は式(４ｂ)で示される水酸基含有カルボン酸化合物は、公知の方法により得ることができる。例えば、無水イタコン酸とアルコールとを、酸触媒の存在下、また場合によって、触媒不在下、室温ないし加温して反応させる方法が知られている(Journal of Organic Chemistry 17，116，1952）。またイタコン酸に対し２％以下のハロゲン化水素を触媒とし、７０〜１００℃でイタコン酸と脂肪族アルコールとを反応させ、イタコン酸モノアルキルエステルを生成させ、これにアルカリ−アルコール溶液を加えて中和し、反応を止めることによりイタコン酸モノアルキルエステルを得る方法も知られている(特開昭４８−２３７２１号公報)。これらの方法では、主に式(４ａ)で表される水酸基含有カルボン酸化合物が主に生成することが知られている。
【００２６】
上記式(５)で示されるシリコーン化合物としては、市販品を用いてもよいが、得られる本発明のシリコーンモノマーの純度を高くするために、高純度品を用いることが好ましい。高純度のシリコーン化合物は、Dokl．Akad．Nauk，SSSR，1976，227，607〜610、J．Organomet．Chem．，1988，340，31〜36や、特開２００２−６８９３０号公報等に記載される公知の方法により、例えば、トリアルコキシシランまたはトリクロロシランと、ヘキサメチルジシロキサンとを反応させて得ることができ、抽出や蒸留精製により高純度化することができる。
【００２７】
本発明のシリコーンモノマーは、眼科デバイスの表面親水性及び酸素透過性を改善するために、眼科デバイスを形成する重合体用のモノマー原料として用いることができる。この際、得られる重合体の柔軟性等をコントロールするために、本発明のシリコーンモノマーと共重合が可能であり、眼科デバイスの原料として用いられる他のモノマーと混合して眼科デバイス用組成物として用いることができる。
該組成物における本発明のシリコーンモノマーの含有割合は、他のモノマーの種類等に応じて適宜決定することができ、通常、１０〜８０質量％の範囲であるが、後述する本発明の単量体組成物において説明する範囲が好ましい。
【００２８】
本発明の単量体組成物は、特定含有割合の上記本発明のシリコーンモノマーの少なくとも１種と、特定の親水性モノマーとを必須に含む。
前記特定の親水性モノマーは、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、Ｎ−ビニルピロリドン、２−(メタクリロイルオキシエチル)−２−(トリメチルアンモニオエチル)ホスファート及びこれらの混合物からなる群より選択される。
【００２９】
本発明の単量体組成物において、上記本発明のシリコーンモノマーの含有割合は、組成物全量基準で２０〜６０質量％である。２０質量％未満では、重合して得られる重合体の透明性及び酸素透過性が低下し、６０質量％を超えると、該重合体の表面親水性が低下する。
本発明の単量体組成物において、上記特定の親水性モノマーの含有割合は、組成物全量基準で通常４０〜８０質量％であるが、後述する他のモノマーを含む場合には、単量体組成物の合計が１００質量％となるように、該範囲外でも、例えば、１０〜８０質量％や、２０〜８０質量％とすることができる。
【００３０】
本発明の単量体組成物は、上記必須のモノマー以外に、本発明のシリコーンモノマーと共重合が可能であり、眼科デバイスの原料として用いられる他のモノマーを含有させることができる。
該他のモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリロイル基、スチリル基、アリル基、ビニル基などの炭素−炭素不飽和結合を有する公知のモノマーが好ましく挙げられる。特に、上記特定の親水性モノマー以外の、水酸基、アミド基、両性イオン基等の親水基を有するモノマーが特に好ましい。
その他のモノマーの含有割合は、組成物全量基準で、通常、２０質量％以下、好ましくは１０質量％以下である。
【００３１】
本発明の重合体は、本発明の単量体組成物を重合して得られたものである。
前記重合は、過酸化物、アゾ化合物に代表される熱重合開始剤や、光重合開始剤を適宜添加して公知の方法で行うことができる。
熱重合を行う場合は、所望の反応温度に対して最適な分解特性を有するものを選択して使用することができる。即ち、１０時間半減期温度が４０〜１２０℃の過酸化物またはアゾ化合物が好適である。
光重合開始剤としては、例えば、カルボニル化合物、硫黄化合物、ハロゲン化合物、金属塩を挙げることができる。
これらの重合開始剤は、単独で用いても混合して用いてよく、好ましくは本発明の単量体組成物１００質量部に対して、０．５〜２質量部の割合で使用するのがよい。
【実施例】
【００３２】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが本発明はこれらに限定されない。尚、例中の各測定は以下の方法及び条件により行った。
１）シリコーンモノマー純度測定法(ＧＣ法)
ガスクロマトグラフ：Agilent社製ＧＣ system 7890A、キャピラリーカラム：Ｊ＆Ｗ社 HP−1(０．５３ｍｍ、３０ｍｍ、２．６５μｍ)、注入口温度：２５０℃、昇温プログラム：８０℃(０分)→２０℃／分→２５０℃(２０分)、検出器：ＦＩＤ、２５０℃、キャリアガス：ヘリウム(５ｍｌ／分)、スプリット比： ５：１、注入量：２μｌ。【００３３】
２）1Ｈ−ＮＭＲ測定法
測定装置：日本電子社製ＪＮＭ−ＡＬ４００、溶媒：ＣＤＣｌ3(ＴＭＳ基準)。
３）赤外線吸収（ＩＲ）測定法
測定法：液膜法、積算回数：１６回。
４）質量測定法（ＬＣ−ＭＳ法）
ＬＣ部：Waters社製2695 Separations Module、ＭＳ部：Waters社製2695 Q−micro、ＬＣ溶離液条件：アセトニトリル／５０ｍＭ酢酸アンモニウム水溶液(９／１)。【００３４】
実施例１−１
[トリス(トリメチルシロキシ)シリル]プロピル＝３−(２−ヒドロキシエトキシ)カルボニル−３−ブテナート)(略称：EitaS)の合成
１Ｌナスフラスコに、無水イタコン酸３０．００ｇ(０．２６８モル、東京化成工業社製)、エチレングリコール３３．２３ｇ(０．５３６モル)、４−メトキシフェノール０．０９５ｇを加え、８０℃において８時間攪拌を行った。その後、反応液とＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド４００ｇとを混合し、炭酸カリウム１４．８０ｇ(０．０．１０７モル)を仕込み、溶液を５０℃で３０分間攪拌して溶解させた。次いで、３−ヨードプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン４９．７６ｇ(０．１０７モル)を滴下し、さらに６時間攪拌を行った。
冷却後、３Ｌ分液ロートへ反応液を移した後、ヘプタン８００ｇで希釈し、イオン交換水８００ｇ、続いて２％硫酸ナトリウム水溶液で洗浄を行なった。洗浄後、ヘプタン相へメタノール８００ｇを混合し、EitaSを抽出し、メタノールを減圧除去してEitaS ３０．７ｇを得た(収率５６％)。ＧＣによるEitaSの純度は９２．１質量％であった。【００３５】
EitaSの1Ｈ−ＮＭＲ及びＩＲの測定結果を図１及び図２、並びに以下に示す。
1Ｈ−ＮＭＲ測定結果
ＣＨ2＝Ｃ−：６．３５ｐｐｍ(１Ｈ)、５．７３ｐｐｍ(１Ｈ)、−ＣＨ2−：４．２５ｐｐｍ(２Ｈ)、４．１２ｐｐｍ(２Ｈ)、３．８ｐｐｍ(２Ｈ)、３．４７ｐｐｍ(２Ｈ)、１．７０ｐｐｍ(２Ｈ)、０．４８ｐｐｍ(２Ｈ)、−ＣＨ3：０．１０ｐｐｍ(２７Ｈ)
ＩＲ測定結果
３５２０ｃｍ-1、２９６０ｃｍ-1、１７４０ｃｍ-1、１７２５ｃｍ-1、１６３５ｃｍ-1、１０４５ｃｍ-1、８４０ｃｍ-1
得られたEitaSは、ＬＣ−ＭＳによる構造特定の結果、分子量５１０であることから、上記式(３ａ)で示される構造の化合物であると特定した。
EitaSのシリコーン含量は、２９５／５１０×１００＝５７．８％である。【００３６】
実施例１−２
[トリス(トリメチルシロキシ)シリル]プロピル＝３−(２−ヒドロキシプロポキシ)カルボニル−３−ブテナート(略称：PitaS)の合成
１Ｌナスフラスコに、無水イタコン酸３０．００ｇ(０．２６８モル、東京化成工業社製)、１，３−プロパンジオール４０．７４ｇ(０．５３６モル)、４−メトキシフェノール０．１０ｇを加え、８０℃において８時間攪拌を行った。その後、反応液中へＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド４００ｇを追加し、炭酸カリウム１４．８０ｇ(０．０．１０７モル)を仕込み、溶液を５０℃で３０分間攪拌して溶解させた。次いで、３−ヨードプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン４９．７６ｇ(０．１０７モル)を滴下し、さらに６時間攪拌を行った。
冷却後、３Ｌ分液ロートへ反応液を移した後、ヘプタン８００ｇで希釈し、イオン交換水８００ｇ、続いて２％硫酸ナトリウム水溶液で洗浄を行なった。洗浄後、ヘプタン相へメタノール８００ｇを混合し、PitaSを抽出し、メタノールを減圧除去してPitaS ３４．８ｇを得た(収率６２％)。ＧＣによるPitaSの純度は８５．５質量％であった。【００３７】
PitaSの1Ｈ−ＮＭＲ及びＩＲの測定結果を図３及び図４、並びに以下に示す。
1Ｈ−ＮＭＲ測定結果
ＣＨ2＝Ｃ−：６．３５ｐｐｍ(１Ｈ)、５．７３ｐｐｍ(１Ｈ)、−ＣＨ2−：４．２８ｐｐｍ(２Ｈ)、４．１２ｐｐｍ(２Ｈ)、３．７１ｐｐｍ(２Ｈ)、３．８ｐｐｍ(２Ｈ)、３．３６ｐｐｍ(２Ｈ)、１．８８ｐｐｍ(２Ｈ)、１．７０ｐｐｍ(２Ｈ)、０．４８ｐｐｍ(２Ｈ)、−ＣＨ3：０．１０ｐｐｍ(２７Ｈ)
ＩＲ測定結果
３５２５ｃｍ-1、２９６０ｃｍ-1、１７４０ｃｍ-1、１７２５ｃｍ-1、１６４０ｃｍ-1、１４００ｃｍ-1、１３２０ｃｍ-1、１０５５ｃｍ-1、８４０ｃｍ-1【００３８】
得られたPitaSは、ＬＣ−ＭＳによる構造特定の結果、分子量５２４であることから、式(６)で示される構造の化合物であると特定した。
PitaSのシリコーン含量は、２９５／５２４×１００＝５６．３％である。
【化６】
2010104000.tif 000008
【００３９】
実施例１−３
[トリス(トリメチルシロキシ)シリル]プロピル＝３−(２，３−ジヒドロキシプロポキシ)カルボニル−３−ブテナート)(略称：GlitaS)の合成
１Ｌナスフラスコに、無水イタコン酸３０．００ｇ(０．２６８モル、東京化成工業社製)、グリセリン４９．３１ｇ(０．５３６モル)、４−メトキシフェノール０．１１ｇを加え、８０℃において８時間攪拌を行った。その後、反応液中へＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド４００ｇを追加し、炭酸カリウム１４．８０ｇ(０．０．１０７モル)を仕込み、溶液を５０℃で３０分間攪拌して溶解させた。次いで、３−ヨードプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン４９．７６ｇ(０．１０７モル)を滴下し、さらに６時間攪拌を行った。
冷却後、３Ｌ分液ロートへ反応液を移した後、ヘプタン８００ｇで希釈し、イオン交換水８００ｇ、続いて２％硫酸ナトリウム水溶液で２回洗浄を行なった。洗浄後、ヘプタン相へメタノール８００ｇを混合し、GlitaSを抽出し、メタノールを減圧除去してGlitaS ３１．３ｇを得た(収率５４％)。ＧＣによるGlitaSの純度は８３．４質量％であった。【００４０】
GlitaSの1Ｈ−ＮＭＲ及びＩＲの測定結果を図５及び図６、並びに以下に示す。
1Ｈ−ＮＭＲ測定結果
ＣＨ2＝Ｃ−：６．３５ｐｐｍ(１Ｈ)、５．７６ｐｐｍ(１Ｈ)、−ＣＨ2−、−ＣＨ−：４．３〜３．６ｐｐｍ(７Ｈ)、３．３８ｐｐｍ(２Ｈ)、１．８８ｐｐｍ(２Ｈ)、１．７０ｐｐｍ(２Ｈ)、０．４８ｐｐｍ(２Ｈ)、−ＣＨ3：０．１０ｐｐｍ(２７Ｈ)
ＩＲ測定結果
３４４５ｃｍ-1、２９６０ｃｍ-1、１７２５ｃｍ-1、１６４０ｃｍ-1、１４００ｃｍ-1、１３２０ｃｍ-1、１０５５ｃｍ-1、８４０ｃｍ-1【００４１】
得られたGlitaSは、ＬＣ−ＭＳによる構造特定の結果、分子量５４０であることから、式(７)で示される構造の化合物であると特定した。
GlitaSのシリコーン含量は、２９５／５４０×１００＝５４．６％である。
【化７】
2010104000.tif 000009
【００４２】
実施例１−４
[トリス(トリメチルシロキシ)シリル]プロピル＝３−(２，２−ジヒドロキシメチル)ブトキシカルボニル−３−ブテナート)(略称：TrimitaS)の合成
１Ｌナスフラスコに、無水イタコン酸３０．００ｇ(０．２６８モル、東京化成工業社製)、トリメチロールプロパン７１．８４ｇ(０．５３６モル)、４−メトキシフェノール０．１３２ｇを加え、８０℃において８時間攪拌を行った。その後、反応液中へＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド４００ｇを追加し、炭酸カリウム１４．８０ｇ(０．０．１０７モル)を仕込み、溶液を５０℃で３０分間攪拌して溶解させた。次いで、３−ヨードプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン４９．７６ｇ(０．１０７モル)を滴下し、さらに６時間攪拌を行った。
冷却後、３Ｌ分液ロートへ反応液を移した後、ヘプタン８００ｇで希釈し、イオン交換水８００ｇ、続いて２％硫酸ナトリウム水溶液で２回洗浄を行なった。洗浄後、ヘプタン相へメタノール８００ｇを混合し、TrimitaSを抽出し、メタノールを減圧除去してTrimitaS ３１．９ｇを得た(収率５１％)。ＧＣによるTrimitaSの純度は７３．５質量％であった。【００４３】
TrimitaSの1Ｈ−ＮＭＲ及びＩＲの測定結果を図７及び図８、並びに以下に示す。
1Ｈ−ＮＭＲ測定結果
ＣＨ2＝Ｃ−：６．３４ｐｐｍ(１Ｈ)、５．７５ｐｐｍ(１Ｈ)、−ＣＨ2−：４．２６ｐｐｍ(３Ｈ)、４．１１ｐｐｍ(２Ｈ)、３．５８ｐｐｍ(３Ｈ)、３．３８(２Ｈ)、１．７０ｐｐｍ(２Ｈ)、０．４８ｐｐｍ(２Ｈ)、−ＣＨ3：０．１０ｐｐｍ(２７Ｈ)
ＩＲ測定結果
３４４５ｃｍ-1、２９６０ｃｍ-1、１７２５ｃｍ-1、１６４０ｃｍ-1、１４６０ｃｍ-1、１３８０ｃｍ-1、１０４５ｃｍ-1、８４０ｃｍ-1【００４４】
得られたTrimitaSは、ＬＣ−ＭＳによる構造特定の結果、分子量５８４であることから、式(８)で示される構造の化合物であると特定した。
TrimitaSのシリコーン含量は、２９５／５８４×１００＝５０．５％
【化８】
2010104000.tif 000010
【００４５】
実施例１−５
２−[Ｎ−(２−ヒドロキシエチル)カルバモイルメチル]−３−[トリス(トリメチルシロキシ)シリル]プロピルアクリレート(略称：HEAmitaS)の合成
１Ｌナスフラスコに、２−アミノエタノール３２．７０ｇ(０．５３６モル)をメタノール６５．４０ｇに溶解した後冷却し、０℃で無水イタコン酸３０．００ｇ(０．２６８モル、東京化成工業社製)をアセトン３０．００ｇに溶解して調製した溶液を１時間かけて滴下した。さらに室温において８時間攪拌を行った。減圧により溶媒を除去した後、反応液とＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド４００ｇを混合し、炭酸カリウム１４．８０ｇ(０．１０７モル)を仕込み、溶液を５０℃で３０分間攪拌して溶解させた。次いで、３−ヨードプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン４９．７６ｇ(０．１０７モル)を滴下し、さらに６時間攪拌を行った。
冷却後、３Ｌ分液ロートへ反応液を移した後、ヘプタン８００ｇで希釈し、イオン交換水８００ｇ、続いて２％硫酸ナトリウム水溶液で洗浄を行なった。洗浄後、ヘプタン相へメタノール８００ｇを混合し、HEAmiraSを抽出し、メタノールを減圧除去してHEAmitaS ３０．１ｇを得た(収率５４％)。ＧＣによるHEAmitaSの純度は約６０質量％であった。【００４６】
HEAmitaSの1Ｈ−ＮＭＲ及びＩＲの測定結果を図９及び図１０、並びに以下に示す。
1Ｈ−ＮＭＲ測定結果
ＣＨ2＝Ｃ−：６．３４ｐｐｍ(１Ｈ)、５．８６ｐｐｍ(１Ｈ)、−ＣＨ2−：４．１１ｐｐｍ(２Ｈ)、３．７１ｐｐｍ(２Ｈ)、３．３７ｐｐｍ(２Ｈ)、３．２４ｐｐｍ(２Ｈ)、１．７０ｐｐｍ(２Ｈ)、０．４９ｐｐｍ(２Ｈ)、−ＣＨ3：０．１０ｐｐｍ(２７Ｈ)、−ＮＨＣ(＝Ｏ)−：６．４２ｐｐｍ(１Ｈ)
ＩＲ測定結果
３３２０ｃｍ-1、２９６０ｃｍ-1、１７２５ｃｍ-1、１６６０ｃｍ-1、１５５０ｃｍ-1、１４００ｃｍ-1、１３２０ｃｍ-1、１０５５ｃｍ-1、８４０ｃｍ-1【００４７】
得られたHEAmitaSは、ＬＣ−ＭＳによる構造特定の結果、分子量５０９であることから、式(９)で示される構造の化合物であると特定した。
HEAmitaSのシリコーン含量は２９５／５０９×１００＝５８．０％である。
【化９】
2010104000.tif 000011
【００４８】
実施例２−１
２−ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMAと略す)６０質量部、式(３ａ)で表される化合物EitaS ４０質量部、エチレングリコールジメタクリレート(EDMAと略す)０．５質量部、およびα，α'−アゾビスイソブチロニトリル(AIBNと略す)０．５質量部を混合し、均一溶解させた。厚さ１ｍｍのポリエチレンテレフタレートシートをスペーサーとして、ポリプロピレン板で挟んで作製したセルに混合物を流し込み、窒素置換したオーブン内で１００℃、２時間放置することにより重合体を得た。得られた重合体をＩＳＯ１８３６９−３に記載の生理食塩水へ浸漬し、膨潤させ、透明なゲル状重合体を得た。
得られた重合体及び重合前の混合物について以下の評価を行った。結果を表１に示す。【００４９】
［重合前の混合物の均一性評価］
重合前の混合物を無色透明な容器へ入れ目視で、透明か、白濁又は沈澱であるかを確認した。
［重合体の透明性評価］
膨潤させて得られたゲル状の重合体の透明性を目視で、透明か、微濁か、白濁かを確認した。
［表面濡れ性評価］
膨潤させて得られたゲル状の重合体を生理食塩水から引き上げ、表面の水膜が切れるまでの時間を計測した。判断基準は、30秒以上を合格、30秒未満を不合格とした。
［酸素透過性測定方法］
酸素透過率測定装置(Ｋ−３１６、ツクバリカセイキ社製)を使用して、ＩＳＯ９９１３−１(ＦＡＴＴ法)に定められている方法により酸素透過係数(Ｄｋ)をもとめた。【００５０】
実施例２−２〜２−１０
各モノマー等の配合比率を表１に示すとおり変更した以外は、実施例２−１と同様の方法で重合し、ＩＳＯ１８３６９−３に記載の生理食塩水へ浸漬させることで透明なゲル状重合体を得た。また、実施例２−１と同様に各評価を行った。結果を表１に示す。但し、実施例２−４、実施例２−７及び実施例２−１０のＤｋの測定は行っていない。
尚、表１中のMPCは２−(メタクリロイルオキシエチル)−２−(トリメチルアンモニオエチル)ホスファートを示す。【００５１】
比較例１
HEMA ３０質量部、EitaS ７０質量部、EDMA ０．５質量部、およびAIBN ０．５質量部を混合し、均一溶解させた。厚さ１ｍｍのポリエチレンテレフタレートシートをスペーサーとしてポリプロピレン板で挟んで作製したセルに混合物を流し込み、窒素置換したオーブン内で１００℃、２時間放置することにより重合体を得た。得られた重合体をＩＳＯ１８３６９−３に記載の生理食塩水へ浸漬し、膨潤させ、透明なゲル状重合体を得た。また、Ｄｋ以外の各評価を実施例２−１と同様に行った。結果を表１に示す。この重合体は十分な表面親水性が得られなかった。【００５２】
比較例２
Ｎ−ビニルピロリドン(Ｖｐと略す)９０質量部、EitaS １０質量部、EDMA ０．５質量部、およびAIBN ０．５質量部を混合し、均一溶解させた。厚さ１ｍｍのポリエチレンテレフタレートシートをスペーサーとしてポリプロピレン板で挟んで作製したセルに混合物を流し込み、窒素置換したオーブン内で１００℃、２時間放置することにより重合体を得た。得られた重合体をＩＳＯ１８３６９−３に記載の生理食塩水へ浸漬し、膨潤させた。また、Ｄｋ以外の各評価を実施例２−１と同様に行った。結果を表１に示す。得られたゲル状重合体は白濁しており、十分な表面親水性が得られなかった。【００５３】
比較例３
EitaSの代わりに３−［トリス（トリメチルシロキシ）シリル］プロピルメタクリレート(TRISと略す)を用いた以外は、実施例２−１と同様に重合し、ＩＳＯ１８３６９−３に記載の生理食塩水へ浸漬させることでゲル状重合体を得た。また、表面濡れ性及びＤｋ以外の各評価を実施例２−１と同様に行った。結果を表１に示す。得られたゲル状重合体は白濁していた。【００５４】
比較例４
EitaSの代わりにTRISを用いた以外は、実施例２−６と同様にモノマー等を混合したが、均一溶解しなかった。モノマー等の配合比率と、重合前の混合物の均一性評価結果を表１に示す。【００５５】
【表１】
2010104000.tif 000012
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明のシリコーンモノマー、および単量体組成物は、眼科デバイス、特にコンタクトレンズなどの原料に好適に使用され、あらたな原料として産業上有用性が高い。また、本発明の重合体は、眼科デバイス、特にコンタクトレンズなどの材料に好適である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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