ПОГЛОЩАЮЩИЕ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ ПОЛИМЕРЫ
ULTRAVIOLET RADIATION ABSORBING POLYMERS

В настоящей заявке испрашивается преимущество предварительной заявки США № 61/665430 от 28 июня 2012 года, полное содержание которой включено в настоящую заявку путем отсылки для любых целей.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к полимерам, содержащим хромофор, подходящий для поглощения ультрафиолетового излучения.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Рак кожи является значимой проблемой общественного здоровья, на его долю приходится 50% диагностированных случаев рака в Соединенных Штатах Америки. Ультрафиолетовое излучение (УФ) способно вызывать разрушения на молекулярном и клеточном уровне и считается основным фактором окружающей среды, вызывающим рак кожи. Длительное воздействие ультрафиолетового излучения, например солнечных лучей, может привести к образованию световых дерматозов и эритем, а также увеличивает риск развития рака кожи, такого как меланома, и ускоряет процессы старения кожи, такие как потеря эластичности и образование морщин.
Разрушающее воздействие ультрафиолета можно ослабить местным применением солнцезащитных фильтров, которые содержат соединения, поглощающие, отражающие или рассеивающие лучи ультрафиолета, как правило, в диапазоне УФА (длина волны примерно от 320 до 400 нм) или УФБ (длина волны примерно от 290 до 320 нм). В продаже имеются различные солнцезащитные средства с различной способностью защищать организм от ультрафиолетового излучения.
Предложено использовать солнцезащитные молекулы с высокой молекулярной массой для снижения проникновения солнцезащитных молекул в эпидермис. Однако изобретатели признают, что было бы желательно получить совершенно новые полимерные солнцезащитные соединения (полимеры, поглощающие ультрафиолетовое излучение) для обеспечения различных положительных эффектов, таких как повышенная защита от УФ-излучения.
ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение включает поглощающие ультрафиолетовое излучение полимеры, которые содержат повторяющиеся звенья, как показано ниже:
,
1
при этом X содержит поглощающий УФ-излучение хромофор и R представляет собой насыщенный или ненасыщенный углеводородный остаток, имеющий от 4 до 30 атомов углерода; поглощающие ультрафиолетовое излучение полимеры, которые включают продукт реакции моноглицерида и поликислотный мономер, содержащий УФ-хромофор, и композиции, которые включают поглощающие ультрафиолетовое излучение полимеры по настоящему изобретению и косметически приемлемый носитель.
Подробное описание изобретения
Предполагается, что специалист в данной области, основываясь на данном описании, сможет использовать настоящее изобретение в его самом полном объеме. Приведенные ниже характерные варианты осуществления изобретения следует рассматривать лишь в качестве примеров, которые ни в коей мере не ограничивают раскрываемую сущность настоящей заявки на изобретение. Все технические и научные термины, используемые в настоящем документе, если только не указано иное, имеют общепринятое значение, понятное любому специалисту в области техники, к которой относится настоящее изобретение. Кроме того, все публикации, заявки на патент, патенты и другие ссылочные материалы, упоминаемые в настоящем документе, включены в настоящий документ путем отсылки.
ПОГЛОЩАЮЩИЙ УФ-ИЗЛУЧЕНИЕ ПОЛИМЕР
w
w
w
w
Варианты осуществления, раскрываемые в настоящем изобретении, относятся к полимерным композициям, содержащим поглощающий ультрафиолетовое излучение полимер (т.е. «поглощающий УФ-излучение полимер»). Под «поглощающим УФ-излучение полимером» понимают полимер, который поглощает излучение в некоторой части ультрафиолетового спектра (при длине волны от 290 до 400 нм). Поглощающая УФ-излучение полимерная композиция имеет молекулярную массу (M), которая может являться подходящей для снижения или предотвращения проникновения поглощающего УФ-излучение хромофора через кожный покров. В соответствии с одним вариантом осуществления подходящей молекулярной массой для поглощающего УФ-излучение полимера является молекулярная масса M, превышающая 500. В одном варианте осуществления M составляет от примерно 500 до примерно 50000. В другом варианте осуществления поглощающая УФ-излучение полимерная композиция имеет M от примерно 4000 до примерно 12000.
В соответствии с одним аспектом, раскрываемым в настоящем изобретении, полимерная композиция включает поглощающий УФ-излучение полимер, имеющий повторяющееся звено, как показано ниже в формуле IA:
ФОРМУЛА IA.
Указанный в настоящем документе и известный в данной области термин «повторяющееся звено» означает наименьший атом или группу атомов (с боковыми атомами или группами, если таковые имеются), содержащую часть основной структуры макромолекулы, олигомера, блока или цепи, повторение которой образует регулярную структуру макромолекулы, регулярную структуру молекулы олигомера, регулярную структуру блока или регулярную структуру цепи.
1
В формуле IA, X содержит поглощающее УФ-излучение соединение или структуру с боковой поглощающей УФ-излучение группой (поглощающий УФ-излучение хромофор), такую как поглощающее УФА-излучение соединение. R представляет собой насыщенный или ненасыщенный углеводородный остаток, имеющий от 4 до 30 атомов углерода; в одном варианте осуществления количество атомов углерода составляет от 12 до 18. Далее, нижний индекс «n» указывает количество повторяющихся звеньев в цепи полимера.
Поглощающий УФ-излучение хромофор может являться частью главной цепи полимера или может являться боковой группой по отношению к главной цепи полимера. Как это будет понятно специалистам в данной области техники, термин «главная цепь» в целом относится к части молекулы полимера, имеющей наибольшее количество непрерывно и ковалентно связанных атомов. Другие меньшие группы ковалентно связанных атомов считаются боковыми группами, которые ответвляются от главной цепи.
В соответствии с одним вариантом осуществления поглощающая УФ-излучение полимерная композиция включает полимер, имеющий структуру, как показано ниже в ФОРМУЛЕ I:
ФОРМУЛА I.
В соответствии с другим вариантом осуществления поглощающая УФ-излучение полимерная композиция включает разветвленный полимер, показанный ниже в ФОРМУЛЕ II:
ФОРМУЛА II.
Некоторые поглощающие УФ-излучение хромофоры имеют одну функциональную группу, подходящую для ковалентного присоединения к полимеру. Примеры таких функциональных групп включают в себя, помимо прочего, карбоновые кислоты, амины, спирты, тиолы и изоцианаты. Эти поглощающие УФ-излучение хромофоры могут быть ковалентно присоединены в качестве боковых групп к полимерам, таким как показанные в ФОРМУЛЕ I и ФОРМУЛЕ II, с использованием различных подходов. В настоящем документе описаны два варианта осуществления: ковалентное присоединение поглощающего УФ-излучение хромофора к главной цепи полимера и полимеризация мономеров с боковыми поглощающими УФ-излучение хромофорами.
В соответствии с другим вариантом осуществления поглощающая УФ-излучение полимерная композиция представляет собой продукт реакции моноглицерида и поликислотного мономера, содержащего поглощающий УФ-излучение хромофор. В одном варианте осуществления поглощающий УФ-излучение хромофор содержит одну функциональную группу, присоединенную ковалентно к дополнительным функциональным группам на полимере. В одном варианте осуществления полимер синтезируется путем поликонденсации моноглицерида с поликислотным мономером, т.е. имеет по меньшей мере две группы карбоновой кислоты, которые содержат дополнительную функциональную группу. Дополнительная функциональная группа включена в полимер и обеспечивает участок для ковалентного присоединения поглощающего УФ-излучение хромофора к полимеру. Примеры функциональных групп, которые могут иметь участки для ковалентного присоединения поглощающих УФ-излучение хромофоров, включают в себя, помимо прочего, сопряженные алкенами, амины, спирты и карбоновые кислоты.
Моноглицерид определяется в настоящем документе как производное глицерина, содержащее одну длинную цепь сложного алкилового эфира, содержащую, например, от 4 до 30 атомов углерода включительно, в том числе от 12 до 18 атомов углерода включительно. Подходящие моноглицериды включают в себя, помимо прочего, моностеарат глицерина, монопальмитат глицерина, мономиристат глицерина, монокапрат глицерина, монодеканоат глицерина, монолаурат глицерина, монолинолеат глицерина, моноолеат глицерина и их комбинации. В одном варианте осуществления моноглицерид представляет собой монолаурат глицерина.
Примеры поликислотных мономеров с сопряженными алкеновыми функциональными группами включает малеиновую, фумаровую, итаконовую и цитраконовую кислоты. Поглощающие УФ-излучение хромофоры, функционализированные аминами или тиолами, например, могут ковалентно связываться с этими алкеновыми группами в полимерах путем реакций сопряженного соединения. Полимеры, содержащие амины или гидроксильные группы, синтезируются путем поликонденсации моноглицеридов с поликислотными мономерами, содержащими аминные или гидроксильные функциональные группы. Аминные или гидроксильные группы маскируются для предотвращения вмешательства в реакцию полимеризации с помощью защитных групп, известных специалистам в данной области техники. Защитные группы удаляются вслед за полимеризацией. В случае с полимерами, содержащими свободные гидроксильные или аминные группы, поглощающий УФ-излучение хромофор, содержащий карбоксилатную группу, может быть ковалентно присоединен к полимеру с использованием ряда способов, известных специалистам в данной области техники. Конденсирующий реагент может быть использован для образования ковалентных связей между поглощающими УФ-излучение хромофорами с карбоновыми кислотами и аминными или гидроксильными группами на полимерах с образованием амидных и сложноэфирных связей, соответственно. В одном варианте осуществления конденсирующим реагентом является N-(3-диметиламинопропил)-N′-этилкарбодиимид гидрохлорид. Карбоновая кислота поглощающего УФ-излучение хромофора также может быть присоединена к гидроксильным группам на полимере с помощью сложноэфирных связей с использованием катализа комплексами переходных металлов. В одном варианте осуществления катализатором является этилгексаноат олова (II). Поглощающий УФ-излучение хромофор может также быть присоединен к полимеру путем преобразования карбоновой кислоты поглощающего УФ-излучение хромофора в соответствующий хлорангидрид. Хлорангидрид реагирует с аминной или гидроксильной группами в функциональном полимере с образованием амидных или сложноэфирных связей соответственно. В одном варианте осуществления такое превращение в хлорангидрид проводится с использованием трионилхлорида. Карбоновая кислота поглощающего УФ-излучение хромофора может также быть преобразована в изоцианат путем перегруппировки Курциуса промежуточного азида кислоты. Изоцианат поглощающего УФ-излучение хромофора реагирует с аминной или гидроксильной группами в функциональном полимере с образованием мочевинных или уретановых связей соответственно.
Во втором варианте осуществления поглощающий УФ-излучение хромофор, содержащий одну функциональную группу, является химически модифицированным. Продукт модификации содержит две или более функциональных групп карбоновой кислоты и может участвовать в полимеризации в результате поликонденсации моноглицеридов. Молекулы, которые могут быть использованы для химической модификации поглощающих УФ-излучение хромофоров для генерации структур с множественными группами карбоновой кислоты, включают в себя, помимо прочего, иминодиуксусную кислоту, аминоизофталевую кислоту, глутаминовую кислоту и аминомалоновую кислоту. В одном варианте осуществления молекула, которая может быть использована для генерации структур с множественными группами карбоновой кислоты, представляет собой иминодиуксусную кислоту. Продукт реакции поглощающего УФ-излучение хромофора, содержащий карбоновую кислоту и иминодиуксусную кислоту, изображен структурой «A» в ФОРМУЛЕ III. Специалистам в данной области техники будет понятно, что молекула, представленная структурой «A», может быть синтезирована путем активации карбоновой кислоты в поглощающем УФ-излучение хромофоре с использованием различных средств, включая конденсирующие реагенты и активацию с использованием хлорирующих реагентов, таких как тионилхлорид. В альтернативном варианте карбоновая кислота в поглощающем УФ-излучение хромофоре может также быть преобразована в изоцианат путем перегруппировки Курциуса промежуточного азида кислоты. Реакция этого изоцианата с амином иминодиуксусной кислоты будет генерировать продукт, представленный структурой «B» в ФОРМУЛЕ III:
ФОРМУЛА III.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
Подходящие поглощающие УФ-излучение хромофоры включают те, которые обладают способностью поглощать УФА-излучение; другими подходящими УФ-хромофорами являются те, которые обладают способностью поглощать УФБ-излучение. В одном варианте осуществления поглощающий УФ-излучение хромофор поглощает излучение как в диапазоне УФА, так и в диапазоне УФБ. В одном варианте осуществления, в котором поглощающий УФ-излучение полиэфир формуется в виде пленки, можно генерировать молярный коэффициент поглощения, измеряемый по меньшей мере для одной длины волны в данном диапазоне длин волн, составляющем по меньшей мере примерно 1 000 моль см, предпочтительно по меньшей мере примерно 2 000 моль см и более предпочтительно примерно 4 000 моль см. В одном варианте осуществления молярный коэффициент поглощения по меньшей мере для 40% длин волн в данной части спектра составляет по меньшей мере примерно 1 000 моль см. Примеры поглощающих УФ-излучение хромофоров, которые поглощают в УФА-излучение, включают триазолы, такие как бензотриазолы; камфоры, такие как бензилиден камфоры и его производные (такие как терефталидин-дикамфорсульфоновая кислота); дибензоилметаны и их производные. Под триазолом подразумевается соединение, содержащее пятичленное гетероциклическое кольцо с двумя атомами углерода и тремя атомами азота.
В одном варианте осуществления поглощающий УФ-излучение хромофор представляет собой бензотриазол, такой как бензотриазол, обеспечивающий как фотостабильность, так и высокое поглощение УФА-излучения, со структурой, представленной в ФОРМУЛЕ IV:
ФОРМУЛА IV,
14
1
20
15
1
20
21
1
20
15
21
где R независимо выбран из группы, состоящей из водорода, C-C алкила, алкокси, ацила, алкилокси, алкиламино или галоидной группы; R независимо выбран из группы, состоящей из водорода, C-C алкила, алкокси, ацила, алкилокси, алкиламино; и R выбран из C-C алкила, алкокси, ацила, алкилокси и алкиламино. Любая из R или R групп может включать функциональные группы, которые делают возможным присоединение к полимеру или делают возможным участие в реакциях конденсационной полимеризации. Мономерные соединения из ФОРМУЛЫ IV описаны в патенте США № 5869030 и включают в себя, помимо прочего, метилен бис-бензотриазолил тетраметилбутилфенол (соединение, доступное на рынке под торговой маркой TINSORB M производства корпорации BASF, Виандот, Мичиган). В одном варианте осуществления поглощающий УФ-излучение триазол получен из продукта переэстерификации 3-(3-(2H-бензо[d][1,2,3]триазол-2-ил)-5-(трет-бутил)-4-гидроксифенил)пропановой кислоты с полиэтиленгликолем 300, который доступен на рынке под торговой маркой TINUVIN 213, также производимом корпорацией BASF. В другом варианте осуществления поглощающий УФ-излучение хромофор является молекулой триазина. Под триазином подразумевается шестичленное гетероциклическое кольцо, содержащее три атома азота и три атома углерода. Примером триазина является 6-октил-2-(4-(4,6-ди([1,1'-бифенил]-4-ил)-1,3,5-триазин-2-ил)-3-гидроксифенокси)пропаноат (соединение, доступное на рынке под торговой маркой TINUVIN 479 производства корпорации BASF, Виандот, Мичиган).
В другом варианте осуществления поглощающий УФ-излучение хромофор является соединением, поглощающим УФБ-излучение. Под УФ-поглощением подразумевается, что поглощающий УФ-излучение хромофор обладает заметным уровнем поглощения в УФБ части (от 290 до 320 нм) ультрафиолетового спектра. В одном варианте осуществления критерий определения поглощающего УФБ-излучение хромофора аналогичен критерию, описанному выше для поглощающего УФА-излучение хромофора, за исключением того, что диапазон волн составляет от 290 до 320 нм.
Примеры подходящих поглощающих УФБ-излучение хромофоров включают 4-аминобензойную кислоту и ее сложные алкановые эфиры; ортоаминобензойную кислоту и ее сложные алкановые эфиры; салициловую кислоту и ее сложные алкановые эфиры; гидроксикоричную кислоту и ее сложные алкановые эфиры; дигидрокси-, дикарбокси- и гидроксикарбоксибензофеноны и их сложные алкановые эфиры или галоидангидридные производные; дигидрокси-, дикарбокси- и гидроксикарбоксихалконы и их сложные алкановые эфиры или галоидангидридные производные; дигидрокси-, дикарбокси- и гидроксикарбоксикумарины и их сложные алкановые эфиры или галоидангидридные производные; бензалмалонат (бензилиден малонат); производные бензимидазола (такие как фенилбензимазолсульфоновая кислота, PBSA), производные бензоксазола и другие подходящим образом функционализированные виды, способные к сополимеризации в цепи полимера.
В некоторых случаях поглощающий УФ-излучение хромофор может иметь две или более функциональных групп карбоновой кислоты, подходящих для полимеризации с моноглицеридами. В этих случаях поглощающий УФ-излучение хромофор может быть включен в главную цепь полимера. Ожидается, что при полимеризации поглощающие УФ-излучение хромофоры, которые содержат три или более карбоновых кислот, будут генерировать разветвленные структуры, как показано в ФОРМУЛЕ II. В одном варианте осуществления поглощающий УФ-излучение хромофор является продуктом промотированного основанием гидролиза триоктил 2,2',2''-(((1,3,5-триазин-2,4,6-триил)трис(3-гидроксибензол-4,1-диил))трис(окси))трипропаонат (поглощающий УФ-излучение хромофор, доступный на рынке под торговым названием TINUVIN 477 производства корпорации BASF, Виандот, Мичиган).
Поглощающий УФ-излучение полимер может в некоторых случаях далее включать в себя другие полиолы, т.е. соединения, которые имеют по меньшей мере две гидроксильные группы, в дополнение к моноглицериду, с целью оптимизации свойств материала. Подходящие полиолы включают в себя, помимо прочего, этиленгликоль, 1,2-пропиленгликоль, 1,3-пропандиол, бис-2-гидроксиэтил эфир, 1,4-бутандиол, 1,5-пентандиол, 1,6-гександиол, 1,8-октандиол, 1,10-декандиол, 1,12-додекандиол другие диолы, линейный поли(этиленгликоль), разветвленный поли(этиленгликоль), линейный поли(пропиленгликоль), разветвленный поли(пропиленгликоль), линейные сополимеры полиэтиленгликоля и полипропиленгликоля и разветвленные сополимеры полиэтиленгликоля и полипропиленгликоля, полиглицерины, сложные полиглицериновые эфиры, глицерин, моносахарид, дисахариды и полисахариды. Подходящие полиолы также включают линейные полисилоксаны с концевыми функциональными карбинольными группами, количество силоксановых связей (-Si-O-) в главной цепи полимера составляет от 1 до примерно 100. В одном варианте осуществления количество силоксановых связей составляет от 5 до 50.
Поглощающий УФ-излучение полимер может в некоторых случаях далее включать другие поликислоты в дополнение к многокислотному мономеру, содержащему поглощающий УФ-излучение хромофор, с целью оптимизации свойств материала. Подходящие поликислоты включают в себя, помимо прочего, природные многофункциональные карбоновые кислоты, такие как янтарная, глутаровая, адипиновая, пимелиновая, субериновая и себациновая кислоты; гидроксикислоты, такие как дигликолевая, оксиянтарная, винная и лимонная кислоты; и ненасыщенные кислоты, такие как фумаровая и малеиновая кислоты. Многокислотные производные включают ангидриды, такие как янтарный ангидрид, дигликолевый ангидрид, глутаровый ангидрид и малеиновый ангидрид, смешанные ангидриды, сложные эфиры, сложные активированные эфиры или галоидангидриды. В одном варианте осуществления поликислота представляет собой янтарную кислоту. В другом варианте осуществления поликислота представляет собой себациновую кислоту.
Альтернативные варианты осуществления поглощающего УФ-излучение полимера показаны в ФОРМУЛЕ V:
ФОРМУЛА V,
1
где X и R определены в соответствии с описанным выше для ФОРМУЛЫ I и ФОРМУЛЫ II; n, m и o являются вещественными числами, указывающими на количество каждого из повторяющихся звеньев, показанных в ФОРМУЛЕ V выше, где (n-m), (n-o), (m) и (o) представляют, например, молярное соотношение различных компонентов при подаче; мономер, содержащий структуру Y, представляющую структуру из дополнительных поликислот, таких как те, что определены выше; мономер, содержащий структуру Z, представляющую структуру, полученную при использовании дополнительных полиолов, как определено выше.
В одном варианте осуществления поглощающая УФ-излучение полимерная композиция изготавливается путем поликонденсации моноглицерида с поликислотой, содержащей поглощающий УФ-излучение хромофор, в результате полимеризации из расплава. Полимеризация моноглицерида, поликислоты, содержащей поглощающий УФ-излучение хромофор, и в некоторых случаях с другими полиолами и поликислотами осуществляется в присутствии металлорганического катализатора при повышенных температурах. В одном варианте осуществления катализатор представляет собой катализатор на основе олова, например этилгексаноат олова (II). В одном варианте осуществления молярное соотношение поликислоты, содержащей поглощающий УФ-излучение хромофор, моноглицерида, других поликислот и других полиолов при подаче таково, что n равно 1 и m и o (ФОРМУЛА V) равны или составляют от 0 до 0,9. В другом варианте осуществления n равно 1 и оба m и o равны 0. Катализатор будет присутствовать в смеси в молярном соотношении полиола и поликарбоновой кислоты к катализатору в диапазоне примерно от 100/1 до 100 000/1. В одном варианте осуществления катализатор будет присутствовать в диапазоне от 1000/1 до 10 000/1. Реакция полимеризации из расплава выполняется при температуре от 120°C до 240°C. В одном варианте осуществления полимеризация выполняется при температуре примерно 180°C. Реакция полимеризации может протекать при такой температуре от примерно 15 минут до примерно 72 часов. В одном варианте осуществления реакция протекает примерно 4 часа.
В другом варианте осуществления полимеризация моноглицерида, поликислоты, содержащей поглощающий УФ-излучение хромофор, и в некоторых случаях других полиолов и поликислот готовится с помощью полимеризации в растворе с использованием конденсирующих реагентов. Конденсирующие реагенты включают в себя, помимо прочего, 1-этил-3-(3'-диметиламинопропил)карбодиимид, дициклогексилкарбодиимид, диизопропилкарбодиимид, бензотриазол-1-ил-окси-трис-(диметиламино)фосфоний гексафторфосфат, O-(7-азабензотриазол-1-ил)-N,N,N′,N′-тетраметилуроний гексафторфосфат, 1,1'-карбонилдиимидазол, 1-[(1-(циано-2-этокси-2-оксоэтилиденаминоокси)диметиламиноморфолино)]уроний гексафторфосфат, 3-(диэтоксифосфорилокси)-1,2,3-бензо[d]триазин-4(3H)-он, N,N'-дисукцинимидилкарбонат, 2-(1H-бензотриазол-1-ил)-1,1,3,3-тетраметилуроний гексафторфосфат, O-(1H-6-хлорбензотриазол-1-ил)-1,1,3,3-тетраметилуроний гексафторфосфат, 6-хлорбензотриазол-1-илокси-трис-пирролидинофосфоний гексафторфосфат и 2-(1H-бензотриазол-1-ил)-1,1,3,3-тетраметиламиний тетрафторборат. В одном варианте осуществления конденсирующий реагент представляет собой диизопропилкарбодиимид.
Конденсационная полимеризация осуществляется в растворе с использованием органического нуклеофильного катализатора. В одном варианте осуществления катализатор представляет собой диметиламинопиридин. В другом варианте осуществления катализатор представляет собой соль диметиламинопиридина и пара-толуолсульфоновую кислоту в соотношении 1:1.
Реакция протекает в диапазоне температур от -20°C до 100°C. В одном варианте осуществления реакция протекает при температуре от 25°C до 50°C. Подходящие растворители для осуществления реакции включают в себя, помимо прочего, ацетон, ацетонитрил, бензол, дихлорметан, диглим, этилацетат, глим, пиридин, тетрагидрофуран и триглим. В одном варианте осуществления растворитель для реакции представляет собой смесь дихлорметана и пиридина. В другом варианте осуществления растворитель для реакции представляет собой ацетон. Поглощающие УФ-излучение полимеры, описанные в настоящем документе, используются в областях применения, где требуется поглощение УФ-излучения. Например, полимер может быть использован для комбинирования с подходящим косметически приемлемым носителем для косметического применения. Косметически приемлемый носитель для наружного применения подходит для местного нанесения на кожу человека и может включать, например, один или несколько наполнителей, таких как вода, этанол, изопропанол, смягчающие средства, увлажняющие средства и/или одно или более ПАВ/эмульгаторов, отдушек, консервантов, водонепроницаемых полимеров и аналогичных ингредиентов, часто используемых в составах косметических средств. Так, поглощающий УФ-излучение полимер может быть выпущен с использованием ингредиентов, известных в данной области техники в форме спрея, лосьона, геля, стика или других формах выпуска. Таким образом, в соответствии с определенными вариантами осуществления можно обеспечить защиту кожи человека от УФ-излучения с помощью местного нанесения композиции, содержащей поглощающий УФ-излучение полимер.
Более того, поглощающие УФ-излучение полимеры могут быть скомбинированы с другими материалами (например, пластмассами, резиной или другими твердыми материалами) для уменьшения разрушения этих материалов под действием УФ-излучения (например, смешивание в расплаве материала с поглощающим УФ-излучение полимером или покрытие материала поглощающим УФ-излучение полимером). Включение полимеров по настоящему изобретению в такие соединения может обеспечивать повышенный солнцезащитный фактор (SPF) (преимущественно поглощение УФБ-излучения), повышенный защитный фактор (PFA) (преимущественно поглощение УФА-излучения) или повышение обоих факторов.
Следующие примеры являются иллюстративными примерами принципов и практического применения настоящего изобретения, однако не носят ограничительного характера. Различные дополнительные варианты осуществления в рамках объема и сущности настоящего изобретения станут очевидными для специалистов в данной области техники после ознакомления с преимуществами раскрытия сущности этого изобретения.
ПРИМЕРЫ
Пример 1. Синтез дикислотного мономера, содержащего поглощающий УФ-излучение хромофор
ФОРМУЛА VI. СИНТЕЗ ДИКИСЛОТЫ, СОДЕРЖАЩЕЙ МОНОМЕР С БОКОВЫМ ПОГЛОЩАЮЩИМ УФ-ИЗЛУЧЕНИЕ ХРОМОФОРОМ.
1
6
2
3
H
Синтез дикислотного мономера 4, содержащего поглощающий УФ-излучение хромофор (2-{3-[3-(2H-1,2,3-бензотриазол-2-ил)-5-трет-бутил-4-гидроксифенил]-N-(карбоксиметил)пропанамидо}уксусная кислота) был проведен, как показано в ФОРМУЛЕ VI. Реакции проводили в высушенной в сушильном шкафу лабораторной посуде. Растворители и реагенты были закуплены у коммерческих источников и были использованы в том виде, как были получены, если не указано иное. Был проведен ЯМР-анализ с помощью спектрометра Varian Unity Inova 400 МГц (H) при температуре 30°C; химические сдвиги регистрировали в частях на миллион (ppm) относительно шкалы δ и соотносили с остаточными протонированными пиками растворителя или тетраметилсилана. Спектры, полученные в ДМСО-d, соотносили с (CHD)(CD)SO по δ 2,50.
2
2
2
3
3
2
2
2
2
2
2
4
3
1
Диэтилиминодиацетат 1 был приобретен у компании «Aldrich» или приготовлен с использованием процедуры, заимствованной из литературы (Kuehn, T.; Schwalbe, H. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 6169). Высушенную в сушильном шкафу круглодонную двугорлую колбу, содержащую магнитную мешалку, оснащали выравнивающей давление капельной воронкой и обратным холодильником с патрубком для впуска азота. В колбу переносили безводный этанол (EtOH, 750 мл); колбу погружали в ледяную баню. В капельную воронку подавали тионилхлорид (SOCl, 110 мл, 1503 ммоль); SOCl прибавляли по каплям к EtOH при помешивании. По завершению прибавления SOCl, к реакционной смеси прибавляли иминодиуксусную кислоту (50 г, 376 ммоль). Колбу переносили в нагретую масляную баню; суспензию нагревали до точки кипения; суспензия белого цвета постепенно становилась более прозрачной, в конечном счете став прозрачной и бесцветной. Реакционную смесь кипятили с обратным холодильником в течение ночи. Колбу извлекали из масляной бани, смесь охлаждали до комнатной температуры. К реакционной смеси осторожно прибавляли 2,5% водный раствор натрия бикарбоната (NaHCO, 200 мл) при энергичном помешивании. Затем в размешанную смесь небольшими порциями прибавляли безводный NaHCO до прекращения выделения газа. Смесь фильтровали под вакуумом через бумажный фильтр и концентрировали путем выпаривания на ротационном испарителе с получением масла, плавающего на прозрачном водном растворе. Двухфазную смесь переносили в разделительную воронку с насыщенным водным раствором NaCl (солевой раствор)/HO (200 мл) в соотношении 1:1. Водный слой экстрагировали с дихлорметаном (CHCl, 1×100 мл, затем 2×50 мл). Слои CHCl комбинировали, промывали солевым раствором, высушивали в присутствии безводного NaSO, фильтровали через бумажный фильтр и концентрировали путем выпаривания на ротационном испарителе до масла бледно-коричневого цвета. Это масло перегоняли под пониженным давлением (~95°C дистиллят при 0,09 кПа (0,65 торр)) с получением диэтилиминодиацетата (1, 44,7 г) в качестве прозрачного масла. H ЯМР (400 МГц, CDCl) δ ppm 4,20 (к, J=7,2 Гц, 4 H), 3,46 (с, 4 H), 2,04 (уш. с, 1 H), 1,28 (т, J=7,1 Гц, 6 H).
2
2
6
1
Сложный эфир полиэтиленгликоля 3-[3-(2H-1,2,3-бензотриазол-2-ил)-5-трет-бутил-4-гидроксифенил]пропаноата (поглощающий УФ-излучение хромофор, доступный на рынке под торговой маркой TINUVIN 213 производства корпорации BASF, Виандот, штат Мичиган) (81,0 г) переносили в круглодонную колбу, содержащую магнитную мешалку вместимостью 2 л. EtOH (600 мл) добавляли в колбу через воронку и смесь перемешивали до однородного состояния. Натрия гидроксид (NaOH, 30,8 г) растворяли в HO (400 мл); щелочной раствор перемещали в капельную воронку, расположенную над колбой вместимостью 2 л. Раствор NaOH медленно прибавляли к размешанной смеси; бледно-желтый мутный раствор немедленно становился прозрачным и темно-оранжевым. После окончания прибавления смесь перемешивали в течение ночи при комнатной температуре. Раствор концентрировали путем выпаривания на ротационном испарителе для удаления большей части EtOH. Полученное масло оранжевого цвета доводили до 1400 мл с помощью HO. Смесь перемешивали механически и подкисляли до ~ pH 1 с помощью 1 M водного раствора HCl (~700 мл). Образовавшийся белый осадок фильтровали и отжимали, чтобы удалить воду, затем перекристаллизовывали из EtOH. Первые побеги кристаллов представляли собой длинные, тонкие и бесцветные иглы. Супернатант извлекали и концентрировали путем выпаривания на ротационном испарителе; вторые побеги материала были изолированы как белые аморфные твердые частицы. Два побега комбинировали и высушивали в вакуумном сушильном шкафу на протяжении ночи с получением 3-(3-(2H-бензо[d][1,2,3]триазол-2-ил)-5-(трет-бутил)-4-гидроксифенил)пропановой кислоты (2, 37,2 г) в виде белого твердого вещества H ЯМР (400 МГц, ДМСО-d) δ ppm 11,25 (уш. с, 1 H), 8,00-8,20 (м, 2 H), 7,95 (д, J=2,1 Гц, 1 H), 7,50-7,67 (м, 2 H), 7,28 (д, J=2,1 Гц, 1 H), 2,87 (т, J=7,5 Гц, 2 H), 2,56 (т, J=7,5 Гц, 2 H), 1,45 (с, 9 H).
2
3
3
2
4
3
1
Высушенную в сушильном шкафу круглодонную колбу вместимостью 1000 мл, содержащую магнитную мешалку, наполненную 2 (35,00 г, 103,1 ммоль) и 1 (23,42 г, 123,8 ммоль). Безводный диметилформамид (ДМФ, 344 мл) прибавляли в колбу через канюлю под давлением в азоте; полученную суспензию энергично перемешивали до однородного состояния. К суспензии прибавляли N-(3-диметиламинопропил)-N′-этилкарбодиимид гидрохлорид (EDC⋅HCl, 23,72 г, 123,8 ммоль) и гидроксибензотриазола моногидрат (HOBt⋅HO, 3,16 г, 20,6 ммоль). Суспензия начинала очищаться при прибавлении связующего реагента. К реакционной смеси медленно прибавляли диизопропилэтиламин (DIPEA, 18,0 мл, 103 ммоль) с помощью шприца. Колбу герметично укупоривали резиновой пробкой и смесь перемешивали в течение 3 часов. После удаления магнитной мешалки смесь концентрировали путем выпаривания на ротационном испарителе на водяной бане, начиная с температуры 50°C и повышая до температуры 90°C. Полученное масло переносили в отдельную воронку вместе с этилацетатом (EtOAc, 550 мл) и 2,5% водным раствором NaHCO (350 мл). Колбу встряхивали и оставляли до разделения слоев. Слой NaHCO подвергали обратной экстракции EtOAc (1×100 мл). Комбинированные слои EtOAc промывали 1M водным раствором HCl (2×200 мл) и солевым раствором (2×200 мл). Слой EtOAc высушивали в присутствии безводного NaSO, фильтровали через бумажный фильтр и концентрировали путем выпаривания на ротационном испарителе с получением диэтил 2,2'-((3-(3-(2H-бензо[d][1,2,3]триазол-2-ил)-5-(трет-бутил)-4-гидроксифенил)пропаноил)азанедиил)диацетата (3, 52,23 г) в виде масла желтого цвета, которое использовалось без дальнейшей очистки. При отстаивании масло отвердевало в звездчатые кристаллы почти белого цвета. H ЯМР (400 МГц, CDCl) δ ppm 11,78 (с, 1 H), 8,13 (д, J=2,1 Гц, 1 H), 7,89-7,96 (м, 2 H), 7,43-7,51 (м, 2 H), 7,22 (д, J=2,1 Гц, 1 H), 4,14-4,27 (м, 8 H), 2,98-3,07 (м, 2 H), 2,62-2,73 (м, 2 H), 1,50 (с, 9 H), 1,17-1,33 (м, 6 H).
2
2
4
6
1
Тетрагидрофуран (ТГФ, 800 мл) переносили круглодонную колбу вместимостью 1000 мл, содержащую 3 (52,23 г, 103,1 ммоль по расчетам из предыдущей реакции) и магнитную мешалку. Смесь перемешивали до полного растворения 3. Затем в колбу переносили воду (200 мл). Медленно прибавляли лития гидроксид (12,34 г, 515,7 ммоль) к размешанной реакционной смеси; прозрачная реакционная бледно-желтая смесь немедленно стала оранжевой. После перемешивания смеси в течение ночи раствор концентрировали до объема ~300 мл путем выпаривания на ротационном испарителе для удаления большей части ТГФ. Полученный раствор темно-оранжевого цвета переносили в разделительную воронку вместимостью 2 л с дополнительным 1300 мл HO. Водный раствор экстрагировали диизопропиловым эфиром (1×250 мл); слой эфира подвергали обратной экстракции водой (1×200 мл). Комбинированные водные слои переносили в колбу Эрленмейера, вместимостью 4 л. При энергичном механическом перемешивании раствор подкисляли до ~ pH 1 с помощью 1 M водного раствора HCl (~750 мл); это приводило к образованию осадка белого цвета. К размешанной суспензии прибавляли EtOAc до полного растворения всего осадка (прибавляемый конечный объем EtOAc составил 750 мл). Разделяли органические и водные слои; водный слой экстрагировали дополнительной порцией EtOAc (1×200 мл). Комбинировали слои EtOAc, высушивали в присутствии безводного NaSO, фильтрованного через бумажный фильтр, и концентрировали путем выпаривания на ротационном испарителе с получением пасты белого цвета. Пасту растирали с 2:3 EtOAc/гексанами (500 мл). Осадок фильтровали, затем высушивали в вакуумном сушильном шкафу с получением 2,2'-((3-(3-(2H-бензо[d][1,2,3]триазол-2-ил)-5-(трет-бутил)-4-гидроксифенил)пропаноил)азанедиил)диуксусной кислоты (4, 32,04 г) в виде твердого вещества белого цвета. H ЯМР (400 МГц, ДМСО-d) δ ppm 11,91-13,25 (уш. с, 1 H), 11,24 (с, 1 H), 8,03-8,12 (м, 2 H), 7,96 (д, J=2,1 Гц, 1 H), 7,55-7,63 (м, 2 H), 7,28 (д, J=2,0 Гц, 1 H), 4,21 (с, 2 H), 3,99 (с, 2 H), 2,85 (т, J=6,8 Гц, 2 H), 2,63 (т, J=7,5 Гц, 2 H), 1,46 (с, 9 H).
Пример 2. Синтез двухкислотного мономера, содержащего солюбилизирующее масло соединение
ФОРМУЛА VII. СИНТЕЗ 6, СОЛЮБИЛИЗИРУЮЩЕГО ДВУХКИСЛОТНОГО МОНОМЕРА.
2
2
2
4
3
1
Синтез двухкислотного мономера, содержащего солюбилизирующий масло фрагмент, приготавливали, как показано в ФОРМУЛЕ VII. Диэтилиминодиацетат (1, 13,42 г, 70,93 ммоль) переносили с помощью шприца в высушенную в сушильном шкафу круглодонную колбу вместимостью 500 мл, оснащенную резиновой мембраной и содержащую магнитную мешалку. Безводный CHCl(200 мл) добавляли в колбу через канюлю под давлением в азоте. Триэтиламин (ТЭА, 8,2 мл, 59 ммоль) добавляли в колбу с помощью шприца. Затем медленно прибавляли 2-этилгексаноилхлорид в размешанную реакционную смесь с помощью шприца. Смесь перемешивали в течение 20 часов, в течение этого времени выпадал осадок белого цвета. Реакционную смесь концентрировали путем выпаривания на ротационном испарителе; полученное масло разбавляли EtOAc (250 мл) и переносили в разделительную воронку. Раствор EtOAc промывали 1 M водным раствором HCl (2×100 мл), затем солевым раствором (1×250 мл). Слой EtOAc высушивали в присутствии безводного NaSO, фильтровали через бумажный фильтр и концентрировали путем выпаривания на ротационном испарителе с получением диэтил 2,2'-(2-этилгексаноил)азанедиил)диацетата (5, 19,45 г) в виде бесцветного масла, которое использовалось в последующих реакциях без дальнейшей очистки. H ЯМР (400 МГц, CDCl) δ ppm 4,08-4,29 (м, 8 H), 2,44 (тт, J=8,1, 5,4 Гц, 1 H), 1,56-1,75 (м, 2 H), 1,36-1,55 (м, 2 H), 1,14-1,35 (м, 10 H), 0,79-0,94 (м, 6 H).
2
4
6
1
ТГФ (500 мл) переносили в круглодонную колбу вместимостью 1 л, содержащую сырой 5 (19,5 г, 59,1 ммоль; расчетный выход из предыдущей реакции) и магнитную мешалку, через канюлю под давлением в азоте. Смесь перемешивали до полного растворения 5. К смеси прибавляли воду (100 мл), вслед за этим прибавляли лития гидроксид (7,1 г, 296 ммоль); раствор становился мутным и бледно-зеленым. Смесь перемешивали при комнатной температуре в течение ночи. Реакционную смесь концентрировали путем выпаривания на ротационном испарителе до образования бледно-желтого сиропа. Его разбавляли водой (500 мл), переносили в разделительную воронку и промывали диизопропиловым эфиром (1×150 мл). Слой эфира подвергали обратной экстракции водой (1×100 мл), затем подкисляли до ~ pH 1 с помощью 1M водного раствора HCl. Подкисленный водный слой затем экстрагировали EtOAc (3×100 мл). Органические слои комбинировали, высушивали в присутствии безводного NaSO, фильтрованного через бумажный фильтр, и концентрировали путем выпаривания на ротационном испарителе до получения прозрачного масла. Масло растирали в гексанах для удаления остаточного EtOAc. Гексан переливали, оставляя полутвердое вещество, которое нагревали при температуре 80°C в вакуумном сушильном шкафу в течение ночи. В результате получали желаемый продукт 2,2'-((2-этилгексаноил)азанедиил)диуксусная кислота (6, 11,01 г) в виде кристаллического твердого вещества белого цвета. H ЯМР (400 МГц, ДМСО-d) δ ppm 11,31-13,50 (м, 1 H), 4,19 (дд, J=31,4, 18,6 Гц, 2 H), 3,97 (дд, J=33,5, 17,9 Гц, 2 H), 2,41-2,48 (м, 1 H), 1,40-1,55 (м, 2 H), 1,33-1,40 (м, 1 H), 1,25-1,33 (м, 1 H), 1,07-1,25 (м, 4 H), 0,68-0,93 (м, 6 H).
Пример 3. Полимеризация мономера 4 с глицерил моностеаратом
1
1
3
В круглодонную колбу, содержащую магнитную мешалку, загружали мономер 4 (3,80 г, 8,37 ммоль) и глицерил моностеарат (моноглицерид, доступный на рынке под торговой маркой MYVEROL 18-06, производимый компанией «Kerry Group plc», Керри, Ирландия; очищенным перекристаллизацией из EtOAc; 3,00 г, 8,37 ммоль). Колбу оснащали головкой для вакуумной перегонки; воздух в колбе эвакуировали под вакуумом (от 0,03 до 0,13 кПА (от 0,2 до 1 торр)) в течение 1 часа. Затем колбу заполняли азотом. Удаляли головку для перегонки и прибавляли катализатор эстерификации 2-этилгексаноат олова (II) (27 мкл, 0,08 ммоль) в колбу с помощью шприца. Аппарат заново собирали и подвергали 3 циклам вакуумной продувки с последующим заполнением азотом. После конечного заполнения азотом реакционную колбу погружали в масляную баню, предварительно нагретую до температуры 180°C. Смесь перемешивали в течение 4 часов в токе азота, затем охлаждали до комнатной температуры в атмосфере азота. Полимер извлекали из реакционного сосуда путем замораживания колбы в жидком азоте с последующим дроблением полимера на более мелкие куски; затем материал переносили в контейнер для хранения. Контейнер оставляли нагреваться до комнатной температуры под вакуумом. Это приводило к образованию полимера в виде бледно-желтого твердого вещества (4,73 г). H ЯМР (400 МГц, CDCl) δ ppm 11,51-11,90 (1 H), 7,97-8,25 (1 H), 7,67-7,97 (2 H), 7,31-7,60 (2 H), 7,06-7,25 (1 H), 4,95-5,56 (1 H), 4,15 (8 H), 2,80-3,14 (2 H), 2,47-2,80 (2 H), 2,17 (2 H), 1,48 (11 H), 1,24 (28 H), 0,87 (3 H). В связи с шириной протонных резонансов H спектра полимера интегралы округляли до ближайших целых значений.
2
n
w
n
w
Для определения молекулярной массы была проведена гель-фильтрационная хроматография при температуре 35°C при помощи аппарата Waters Alliance 2695 Separations Module (компания «Waters», Миллфорд, Массачусетс) при скорости потока ТГФ (стабилизированного с 0,025% БГТ) 0,5 мл/мин. Аппарат 2695 был оборудован двумя последовательно соединенными колонками ГФХ (Waters Corp HR 0.5 и HR3) размером 7,8×300 мм с размером частиц 5 мкм и рефрактометрическим детектором модели Waters 410. Молекулярные массы образцов определяли путем сравнения со стандартными образцами полистирола. Стандартные образцы приготавливали путем навешивания 1-2 мг каждого полистиролового (ПС) полимера во флакон вместимостью 2 мл с растворителем ТГФ (2 стандартных образца на флакон); перед проведением анализа образцы фильтровали (0,22 мкм). Полистироловые стандартные образцы охватывали диапазон от 70000 до 600 дальтон и были произведены тремя поставщиками («Polymer Standards Service-USA», «Phenomenex» и «Shodex»). Полученная калибровочная кривая показала r=0,9999. Перед проведением анализа экспериментальные образцы растворяли в ТГФ в концентрации 3-5 мг/мл и фильтровали (0,22 мкм). Для каждого материала регистрировали среднечисловую молекулярную массу (M) и средневесовую молекулярную массу (M). Анализ ГФХ (ТГФ) для полимера в примере 3: M 5078, M 10202.
18
ВЭЖХ анализ использовался для определения остаточного мономера, содержащего поглощающий УФ-излучение хромофор (например, 4), после полимеризации; результаты регистрировали как масс. % остаточного мономера. При применении этого метода использовали внешний стандартный образец соответствующего мономера. Стандартный раствор готовили путем навешивания 1-2 мг (±0,1 мг) мономера в мерную колбу вместимостью 10 мл. Материал растворяли в метаноле (MeOH) и доводили объем до метки. Растворяли 8-10 мг образца полимера в 1,0 мл ТГФ во флаконе вместимостью 4 мл и затем растворяли при обработке ультразвуком. После растворения прибавляли 2,0 мл MeOH при встряхивании. Затем мутный раствор фильтровали через шприцевой фильтр с размером пор 0,2 мкм в ВЭЖХ флакон. Проводили ВЭЖХ анализ при температуре 50°C на ВЭЖХ Agilent 1100 с колонкой Discovery C (150×4,6 мм, размер частицы 3 мкм) и детектором с фотодиодной матрицей при длине волны 302 нм (компания «Agilent Technologies», Санта-Клара, Калифорния). Градиент составил от 40:60 до 10:90 A/B в течение 5,5 минут, где A=вода с 0,1% трифторуксусная кислота, B=ацетонитрил, с общим временем прогона, составляющим 6,5 минут. ВЭЖХ анализ для полимера из примера 3: 0,16 масс. % остаточного 4.
12
15
Измерения солнцезащитного фактора (SPF) поглощающих УФ-излучение полимеров проводились с помощью следующего способа испытания противосолнечной защиты в условиях in vitro. Образцы полимера отмеряли в стеклянные флаконы вместимостью 8 мл. Смешанные C-C алкил бензонаты (косметический масляный растворитель, который доступен в продаже под торговой маркой FINSOLV TN производства компании «Innospec», Ньюарк, Нью-Джерси) переносили во флакон для получения желаемой массовой доли раствора полимера. Магнитную мешалку помещали во флакон, который затем герметично укупоривали резьбовой крышкой с тефлоновой прокладкой. Раствор, содержащий полимер/масло, перемешивали в алюминиевом реакционном блоке при температуре 100°C до однородного состояния. После охлаждения 32 мг раствора полимера наносили на пластину из поли(метилметакрилата) (PMMA) (подложка для проведения испытания, которая доступна в продаже под торговой маркой HELIOPLATE HD6 производства компании «Helioscience», Марсель, Франция). Раствор равномерно распределяли по пластине одним пальцем, пока масса образца на пластине не снизилась до 26 мг. Исходное пропускание измеряли, используя пластину HD6 в том виде, как она была получена от производителя. Поглощение измеряли с использованием калиброванного анализатора пропускания УФ-излучения Labsphere UV-1000S (компания «Labsphere», Норд Саттон, Нью-Гемпшир, США). Измерения поглощения использовались для расчета индексов SPF. Индексы SPF рассчитывали с помощью способов, известных специалистам в данной области техники. Уравнение, использованное для расчета SPF, представлено в уравнении 1.
,
где:
E(λ)=спектр действия эритемы,
I(λ)=спектральная плотность излучения, полученного из источника УФ-излучения,
0
A(λ)=средняя монохроматическая абсорбция слоя испытываемого продукта до воздействия УФ-излучения,
dλ=шаг длины волны (1 нм),
и интегрирование в каждом случае проводится в диапазоне длин волн от 290 нм до 400 нм.
Результаты in vitro испытания SPF регистрируются как [масс. % в FINSOLV TN, среднее значение SPF]. Аналитические данные для полимера из примера 3 следуют: Испытания SPF: [50%, 17,5], [40%, 12,7], [30%, 11,3], [20%, 10,7], [10%, 6,0]. Обобщение результатов испытаний SPF in vitro для всех полимеров представлено в таблице 1 в примере 26.
Пример 4. Полимеризация мономера 4 с глицерил монолауратом
n
w
3
1
Мономер 4 (3,00 г, 6,60 ммоль), глицерил монолаурат (моноглицерид, доступный на рынке под торговым названием MONOMULS 90-L 12 производства компании «Cognis Corporation», Монхейм, Германия; 1,81 г, 6,60 ммоль) и 2-этилгексаноат олова (II) (21 мкл, 0,07 ммоль) реагировали в соответствии с описанным в примере 3 с получением твердого вещества желтого цвета (3,85 г). ВЭЖХ анализ: 0,03 масс. % остаточного 4. ГФХ (ТГФ): M 3500, M 9600. H ЯМР (400 МГц, CDCl) δ ppm 11,47-12,05 (1 H), 7,97-8,24 (1 H), 7,61-7,97 (2 H), 7,28-7,61 (2 H), 721 (1 H), 5,27 (1 H), 3,70-4,74 (8 H), 2,80-3,16 (2 H), 2,46-2,80 (2 H), 1,87-2,45 (2 H), 1,35-1,77 (11 H), 1,24 (18 H), 0,87 (3 H). Испытания SPF: [29%, 19,3], [40%, 29,0].
Пример 5. Полимеризация мономера 4 с глицерил моноолеатом
n
w
3
1
Мономер 4 (3,00 г, 6,60 ммоль), глицерил моноолеат (моноглицерид, доступный на рынке под торговым названием MONOMULS 90-O 18 производства компании «Cognis Corporation», Монхейм, Германия; 2,35 г, 6,60 ммоль) и 2-этилгексаноат олова (II) (21 мкл, 0,07 ммоль) реагировали в соответствии с описанным в примере 3 с получением жесткой камеди темно-желтого цвета (4,55 г). ВЭЖХ анализ: 0,05 масс. % остаточного 4. ГФХ (ТГФ): M 3115, M 4148. H ЯМР (400 МГц, CDCl) δ ppm 11,80 (1 H), 7,99-8,31 (1 H), 7,68-7,97 (2 H), 7,31-7,59 (2 H), 7,03-7,24 (1 H), 4,84-5,62 (4 H), 3,55-4,77 (8 H), 2,83-3,11 (2 H), 2,49-2,83 (4 H), 2,11-2,48 (2 H), 2,03 (4 H), 1,39-1,70 (11 H), 0,99-1,38 (18 H), 0,72-0,99 (3 H). Испытания SPF: [19%, 16,0], [38%, 22,7].
Пример 6. Полимеризация мономера 4 и себациновой кислоты с глицерил моностеаратом
n
w
3
1
Мономер 4 (1,90 г, 4,28 ммоль), себациновая кислота (0,85 г, 4,18 ммоль), глицерил моностеарат (MYVEROL 18-06; 3,00 г, 8,37 ммоль) и 2-этилгексаноат олова (II) (27 мкл, 0,08 ммоль) реагировали в соответствии с описанным в примере 3 с получением восковидного твердого вещества бледно-желтого цвета (4,55 г). ВЭЖХ анализ: 0,02 масс. % остаточного 4. ГФХ (ТГФ): M 3300, M 9500. H ЯМР (400 МГц, CDCl) δ ppm 11,03-12,14 (1 H), 7,99-8,26 (1 H), 7,69-7,97 (2 H), 7,32-7,62 (2 H), 7,02-7,25 (1 H), 4,80-5,50 (2 H), 3,75-4,74 (12 H), 2,83-3,26 (2 H), 2,47-2,83 (2 H), 1,93-2,43 (8 H), 1,40-1,77 (17 H), 1,25 (64 H), 0,69-0,95 (6 H). Испытания SPF: [20%, 10,4].
Пример 7. Полимеризация мономера 4 и янтарной кислоты с глицерил моностеаратом
n
w
3
1
Мономер 4 (1,90 г, 4,18 ммоль), янтарная кислота (0,49 г, 4,18 ммоль), глицерил моностеарат (MYVEROL 18-06; 3,00 г, 8,37 ммоль) и 2-этилгексаноат олова (II) (21 мкл, 0,07 ммоль) реагировали в соответствии с описанным в примере 3 с получением твердого вещества бледно-желтого цвета (4,51 г). ВЭЖХ анализ: 0,02 масс. % остаточного 4. ГФХ (ТГФ): M 3300, M 9100. H ЯМР (400 МГц, CDCl) δ ppm 11,46-11,99 (1 H), 8,01-8,27 (1 H), 7,72-7,99 (2 H), 7,30-7,63 (2 H), 7,08-7,25 (1 H), 4,82-5,66 (2 H), 3,50-4,73 (12 H), 2,84-3,40 (2 H), 2,45-2,83 (5 H), 2,03-2,43 (5 H), 1,40-1,87 (м., 13 H), 1,27 (56 H), 0,74-0,97 (6 H). Испытания SPF: [20%, 10,6], [40%, 15,0].
Пример 8. Полимеризация мономеров 4 и 6 с глицерил моностеаратом
n
w
3
1
Мономер 4 (3 г, 00 ммоль), этилгексилиминодиацетат 6 (1,71 г, 6,60 ммоль), глицерил моностеарат (MYVEROL 18-06; 4,73 г 13,2 ммоль) и 2-этилгексаноат олова (II) (21 мкл, 0,07 ммоль) реагировали в соответствии с описанным в примере 3 с получением непрозрачного твердого вещества бледно-желтого цвета (8,15 г). ВЭЖХ анализ: 0,01 масс. % остаточного 4. ГФХ (ТГФ): M 4200, M 11800. H ЯМР (400 МГц, CDCl) δ ppm 11,43-12,03 (1 H), 8,01-8,32 (1 H), 7,70-7,99 (2 H), 7,31-7,58 (2 H), 7,05-7,26 (1 H), 4,95-5,52 (2 H), 3,38-4,69 (15 H), 2,84-3,23 (2 H), 2,52-2,81 (2 H), 1,96-2,52 (5 H), 1,36-1,78 (17 H), 1,26 (60 H), 0,61-0,96 (9 H). Испытания SPF: [10%, 5], [21%, 11], [29%, 14], [40%, 17].
Пример 9. Полимеризация мономера 4 и малеиновой кислоты с моноолеатом глицерина
n
w
3
1
Мономер 4 (2,00 г, 4,40 ммоль), малеиновая кислота (0,51 г, 4,40 ммоль), глицерил моноолеат (MONOMULS 90-O 18; 3,14 г, 8,80 ммоль) и 2-этилгексаноат олова (II) (14 мкл, 0,04 ммоль) реагировали в соответствии с описанным в примере 3 с получением прозрачного твердого вещества оранжево-желтого цвета (4,01 г). ВЭЖХ анализ: <0,01 масс. % остаточного 4. ГФХ (ТГФ): M 3044, M 8628. H ЯМР (400 МГц, CDCl) δ ppm 11,49-11,95, 8,00-8,24, 7,70-7,96, 7,46, 7,22, 5,27, 3,71-4,72, 2,45-3,16, 2,11-2,42, 2,04, 1,37-1,69, 1,24, 0,71-0,93. Испытания SPF: [20%, 13,7], [29%, 11,7], [34%, 14,7].
Пример 10. Полимеризация мономера 4 и малеиновой кислоты с моностеаратом глицерина
n
w
3
1
Мономер 4 (2,00 г, 4,40 ммоль), малеиновая кислота (510 мг, 4,40 ммоль), моностеарат глицерина (MYVEROL 18-06; 3,16 г, 8,80 ммоль) и 2-этилгексаноат олова (II) (29 мкл, 0,09 ммоль) реагировали в соответствии с описанным в примере 3, затем под пониженным давлением в течение дополнительного часа при температуре 180°C с получением непрозрачного твердого вещества желто-оранжевого цвета (4,59 г). ВЭЖХ анализ: <0,01 масс. % остаточного 4. ГФХ (ТГФ): M 3205, M 8605. H ЯМР (400 МГц, CDCl) δ ppm 11,47-11,99 (1 H), 7,97-8,26 (1 H), 7,70-7,97 (2 H), 7,33-7,62 (2 H), 7,10-7,24 (1 H), 6,56-6,94 (1 H), 4,84-5,50 (1 H), 3,87-4,67 (12 H), 2,83-3,15 (2 H), 2,48-2,83 (2 H), 2,32 (4 H), 1,37-1,70 (15 H), 1,26 (57 H), 0,70-0,95 (6 H). Испытания SPF: [25%, 15], [35%, 20], [40%, 44].
Пример 11. Полимеризация мономера 4 и итаконовой кислоты с моностеаратом глицерина
n
w
3
1
Мономер 4 (2,50 г, 5,50 ммоль), итаконовая кислота (715 мг, 5,50 ммоль), моностеарат глицерина (MYVEROL 18-06; 3,94 г 11,00 ммоль) и 2-этилгексаноат олова (II) (38 мкл, 0,11 ммоль) реагировали в соответствии с описанным в примере 3 с получением непрозрачного твердого вещества бледно-оранжевого цвета (5,92 г). ВЭЖХ анализ: 0,01 масс. % остаточного 4. ГФХ (ТГФ): M 2498, M 4543. H ЯМР (400 МГц, CDCl) δ ppm 11,54-12,06 (1 H), 7,99-8,23 (1 H), 7,68-7,97 (2 H), 7,32-7,58 (2 H), 7,06-7,25 (1 H), 6,00-6,49 (1 H), 5,55-5,87 (1 H), 4,80-5,46 (1 H), 3,97-4,70 (11 H), 3,53-3,87 (1 H), 3,14-3,49 (1 H), 2,82-3,11 (2 H), 2,55-2,82 (2 H), 2,09-2,45 (5 H), 1,39-1,75 (14 H), 1,26 (58 H), 0,76-0,96 (6 H). Испытания SPF: [10%, 6], [20%, 9], [40%, 22].
Пример 12. Полимеризация мономера 4 с монолауратом глицерина и силиконом 1k
n
w
3
1
Мономер 4 (2,02 г, 4,44 ммоль), монолаурат глицерина (MONOMULS 90-L 12; 974 мг, 3,55 ммоль), монодикарбинолполидиметилсилоксан (модифицированный карбинолом полидиметилсилоксан, полученный от компании «Gelest», Моррисвилл, Пенсильвания; номер по каталогу MCR-C61, ~1000 M.W., 903 мг, ~0,88 ммоль) и 2-этилгексаноат олова (II) (7 мкл, 0,02 ммоль) реагировали в соответствии с описанным в примере 3, с временем реакции, составляющим 5 часов (вместо 4 часов), с получением прозрачного хрупкого твердого вещества бледно-желтого цвета (3,10 г). ВЭЖХ анализ: 0,16 масс. % остаточного 4. ГФХ (ТГФ): M 4100, M 11 900. H ЯМР (400 МГц, CDCl) δ ppm 11,52-11,91 (1 H), 7,97-8,22 (1 H), 7,93 (2 H), 7,48 (2 H), 7,04-7,26 (1 H), 4,96-5,49 (1 H), 3,81-4,70 (12 H), 3,11-3,44 (1 H), 2,81-3,10 (3 H), 2,48-2,81 (3 H), 2,07-2,45 (3 H), 1,49 (18 H), 0,98-1,37 (21 H), 0,66-0,98 (5 H), 0,28-0,61 (1 H), 0,00-0,15 (22 H). Испытания SPF: [40%, 22], [75%, 155].
Пример 13. Полимеризация мономера 4 с монолауратом глицерина и силиконом 5k
n
w
3
1
Мономер 4 (6,00 г, 13,2 ммоль), монолаурат глицерина (MONOMULS 90-L 12; 3,53 г, 12,89 ммоль), полидиметилсилоксан с концевыми гидроксильными группами (модифицированный карбинолом полидиметилсилоксан, полученный от компании «Gelest», Моррисвилл, Пенсильвания; номер по каталогу DMS-C21, ~5000 M.W., 1,65 г, ~0,33 ммоль) и этилгексаноат олова (II) (21 мкл, 0,07 ммоль) реагировали в соответствии с описанным в примере 3 с временем реакции, составляющим 7 часов (вместо 4 часов), с получением непрозрачного твердого вещества желтого цвета (10,10 г). ВЭЖХ анализ: 0,04 масс. % остаточного 4. ГФХ (ТГФ): M 3600, M 11700. H ЯМР (400 МГц, CDCl) δ ppm 11,31-11,97, 7,98-8,21, 7,87, 7,43, 6,88-7,25, 5,02-5,53, 3,82-4,71, 3,63-3,78, 3,50-3,59, 3,35-3,49, 2,99, 2,49-2,82, 1,97-2,44, 1,71-1,92, 1,37-1,68, 1,25, 0,87, 0,03-0,15. Испытания SPF: [63%, 76].
Пример 14. Полимеризация мономера 4 с монолауратом глицерина и силиконом <1k
n
w
3
1
Мономер 4 (6,00 г, 13,2 ммоль), монолаурат глицерина (MONOMULS 90-L 12; 3,26 g, 11,9 ммоль), полидиметилсилоксан с концевыми гидроксильными группами (модифицированный карбинолом полидиметилсилоксан, полученный от компании «Gelest», Моррисвилл, Пенсильвания, Gelest DMS-C16, ~725 M.W., 0,96 г, ~1,32 ммоль) и этилгексаноат олова (II) (21 мкл, 0,07 ммоль) реагировали в соответствии с описанным в примере 3 с получением полупрозрачного твердого вещества бледно-желтого цвета (8,43 г). ВЭЖХ анализ: 0,21 масс. % остаточного 4. ГФХ (ТГФ): M 3300, M 9200. H ЯМР (400 МГц, CDCl) δ ppm 11,14-12,07 (1 H), 7,99-8,29 (1 H), 7,63-7,96 (2 H), 7,31-7,57 (2 H), 7,06-7,25 (1 H), 4,96-5,43 (1 H), 3,67-4,71 (12 H), 2,83-3,13 (3 H), 2,45-2,83 (3 H), 2,00-2,43 (3 H), 1,35-1,85 (20 H), 1,24 (23 H), 0,74-1,01 (4 H), 0,40-0,67 (1 H), -0,01-0,18 (33 H). Испытания SPF: [58%, 118]; [40%, 16].
Пример 15. Полимеризация мономера 4 с монолауратом глицерина и додекандиолом
n
w
3
1
Мономер 4 (6,00 г, 13,2 ммоль), монолаурат глицерина (MONOMULS 90-L 12; 3,26 г, 11,9 ммоль) 1,12-додекандиол (267 мг, 1,32 ммоль) и этилгексаноат олова (II) (21 мкл, 0,07 ммоль) реагировали в соответствии с описанным в примере 3 временем реакции, составляющим 6 часов (вместо 4 часов), с получением прозрачного твердого вещества желтого цвета (8,39 г). ВЭЖХ анализ: 0,02 масс. % остаточного 4. ГФХ (ТГФ): M 3600, M 9800. H ЯМР (400 МГц, CDCl) δ ppm 11,53-11,90 (1 H), 7,97-8,26 (1 H), 7,59-7,97 (2 H), 7,46 (2 H), 7,22 (1 H), 5,27 (1 H), 3,70-4,73 (7 H), 2,83-3,16 (2 H), 2,43-2,81 (2 H), 2,11-2,40 (3 H), 2,04 (1 H), 1,79 (1 H), 1,36-1,66 (14 H), 1,24 (20 H), 0,66-0,98 (4 H).
Пример 16. Полимеризация мономера 4 с монолауратом глицерина и моностеаратом триглицерина
n
w
3
1
Мономер 4 (6,00 г, 13,2 ммоль), монолаурат глицерина (MONOMULS 90-L 12; 3,26 г, 11,9 ммоль), моностеарат триглицерина (производное полиглицерина, доступное на рынке под торговым названием TGMS-KFG производства «Lonza», Аллендейл, Нью-Джерси; 0,335 г, 0,66 ммоль) и этилгексаноат олова (II) (21 мкл, 0,07 ммоль) реагировали в соответствии с описанным в примере 3 временем реакции, составляющим 6 часов (вместо 4 часов), с получением прозрачного твердого вещества желтого цвета (7,53 г). ВЭЖХ анализ: 0,08 масс. % остаточного 4. ГФХ (ТГФ) M 3500, M 11600. H ЯМР (400 МГц, CDCl) δ ppm 11,48-11,99 (2 H), 7,98-8,22 (2 H), 7,68-7,98 (4 H), 7,29-7,54 (4 H), 7,22 (2 H), 5,28 (2 H), 3,79-4,81 (17 H), 2,81-3,16 (5 H), 2,50-2,81 (4 H), 1,99-2,45 (4 H), 1,36-1,74 (23 H), 1,25 (34 H), 0,88 (6 H).
Пример 17. Синтез трехкислотного мономера, содержащего поглощающий УФ-излучение хромофор
ФОРМУЛА VIII. РЕАКЦИЯ ГИДРОЛИЗА ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ ТРЕХКИСЛОТНОГО ФУНКЦИОНАЛЬНОГО МОНОМЕРА.
2
4
6
1
Синтез трехкислотного мономера 7 показан в ФОРМУЛЕ VIII. Триоктил 2,2,2’-2’’(((1,3,5-триазин-2,4,6-триил)трис(3-гидроксибензол-4,1-диил))трис(окси))трипропаонат (поглощающий УФ-излучение хромофор, доступный на рынке под торговым названием TINUVIN 477, производимый корпорацией BASF Виандот, Мичиган; материал номер 55430622, 42,4 г) переносили в круглодонную колбу вместимостью 500 мл, содержащую магнитную мешалку. В колбу прибавляли MeOH (300 мл); перемешивание смеси приводило к образованию суспензии желтого цвета. В колбу прибавляли воду (50 мл), и цвет суспензии изменился с желтого на белый. В размешанную суспензию медленно прибавляли гранулы калия гидроксида (33,1 г), вызывая немедленное изменение цвета на желтый; дальнейшее прибавление KOH приводило к темно-оранжевому окрашиванию. Реакционную смесь перемешивали в течение 20 часов при комнатной температуре и затем концентрировали путем выпаривания на ротационном испарителе для удаления большей части MeOH. Объем полученного раствора темно-оранжевого цвета доводили до 600 мл водой и переносили в разделительную воронку. Водный раствор промывали диизопропиловым эфиром (2×125 мл) и подкисляли до ~ pH 1 с помощью прибавления 6 M водного раствора HCl, что приводит к выпадению осадка. Водный слой экстрагировали EtOAc (1×300 мл, 1×100 мл, затем 1×50 мл). Слои EtOAc комбинировали, промывали солевым раствором, высушивали в присутствии NaSO и фильтровали через фильтровальную бумагу, сложенную в виде гофрированной воронки. Раствор концентрировали путем выпаривания на ротационном испарителе с получением пасты желтого цвета. Пасту растирали с гексанами (~400 мл) и полученную суспензию фильтровали. Фильтрованные твердые частицы высушивали под вакуумом при температуре ~80×C с получением желаемого продукта в виде твердого вещества желтого цвета (22,4 г). H ЯМР (400 МГц, ДМСО-d) δ ppm 13,27 (с, 1 H), 13,10 (уш. с, 3 H), 12,79 (уш. с, 2 H), 7,98-8,48 (3 H), 6,26-6,81 (6 H), 4,84-5,20 (3 H), 1,46-1,67 (9 H).
Пример 18. Полимеризация мономера 7 с глицерил моностеаратом (соотношение 1:1,5)
2
2
n
w
3
1
Полимеризации в растворе соединения 7 проводили с использованием варианта процедуры, описанной в литературе (Moore, J. S.; Stupp, S. I. Macromolecules 1990, 23, 65-70). Мономер 7 (1,00 г, 1,61 ммоль), моностеарат глицерина (MYVEROL 18-06, 865 мг, 2,41 ммоль) и катализатор 4-диметиламинопиридин/соль п-толуолсульфоновой кислоты 1:1 (DPTS; 284 мг, 0,97 ммоль) переносили в высушенную в сушильном шкафу круглодонную колбу вместимостью 100 мл, содержащую магнитную мешалку. Колбу герметично закрывали резиновой мембраной и продували газообразным азотом. Безводный CHCl (40 мл) вводили в колбу с помощью шприца; полученную суспензию перемешивали при нагревании в масляной бане при температуре 50°C. Затем в колбу прибавляли пиридин (3 мл) при перемешивании, что приводило к растворению большей части суспендированных твердых частиц в растворе. Затем колбу извлекали из масляной бани, смесь охлаждали до комнатной температуры. К размешанному раствору прибавляли диизопропилкарбодиимид (1,24 мл, 8,04 ммоль) с помощью шприца. Раствор вскоре становился прозрачным, и затем образовывался осадок. Реакционную смесь перемешивали в течение 26 часов и затем переливали в MeOH, что привело к образованию осадка желтоватого цвета. Осадок фильтровали от суспензии и высушивали в вакуумном сушильном шкафу при температуре ~50°C с получением полимера в виде белого порошка со слегка желтым отливом (1,57 г). ГФХ (ТГФ): M 11 200, M 21 700. H ЯМР (400 МГц, CDCl) δ ppm 11,83-13,82 (3 H), 7,32-9,02 (4 H), 5,68-7,15 (9 H), 5,12-5,68 (2 H), 3,45-5,12 (17 H), 2,00-2,71 (6 H), 1,42-2,00 (26 H), 0,95-1,42 (92 H), 0,87 (10 H). Испытания SPF: [20%, 23].
Пример 19. Полимеризация мономера 7 с глицерил монолауратом (соотношение 1:1)
2
2
n
w
3
1
Мономер 7 (1,00 г, 1,61 ммоль), глицерил монолаурат (MONOMULS 90-L 12; 441 мг, 1,61 ммоль) и катализатор DPTS (284 мг, 0,97 ммоль) прибавляли в высушенную в сушильном шкафу круглодонную колбу вместимостью 100 мл, содержащую магнитную мешалку. Колбу герметично закрывали резиновой мембраной и продували газообразным азотом. В колбу прибавляли пиридин (6 мл) с помощью шприца, затем прибавляли CHCl (30 мл). При помешивании реакционная смесь становилась слегка мутным раствором. При помешивании смеси при комнатной температуре прибавляли диизопропилкарбодиимид (1,25 мл, 8,04 ммоль) к реакционной смеси. Колбу погружали в масляную баню при температуре 50°C, которую постепенно охлаждали до температуры 35°C. Смесь перемешивали в токе азота при температуре 35°C в течение 26 часов, затем переливали в 300 мл энергично размешанного MeOH. Объем суспензии доводили до 500 мл дополнительным MeOH; твердые частицы изолировали путем вакуумной фильтрации и затем высушивали в течение ночи в вакуумном сушильном шкафу при температуре ~50°C. Полученный полимер представлял собой твердое вещество бледно-желтого цвета (1,20 г). ГФХ (ТГФ): M 19 100, M 45 233. H ЯМР (400 МГц, CDCl) δ ppm 12,05-13,64 (м, 1 H), 7,46-8,95 (3 H), 5,83-7,20 (6 H), 2,94-5,83 (12 H), 1,98-2,69 (5 H), 1,54 (21 H), 0,95-1,41 (37 H), 0,85 (7 H).
Пример 20. Полимеризация мономера 7 с монолауратом глицерина (соотношение 1:1,5)
2
2
n
w
3
1
Мономер 7 (1,00 г, 1,61 ммоль), глицерил монолаурат (MONOMULS 90-L 12, 662 мг, 2,41 ммоль) и катализатор DPTS (284 мг, 0,97 ммоль) переносили в высушенную в сушильном шкафу круглодонную колбу вместимостью 100 мл, содержащую магнитную мешалку. Колбу герметично закрывали резиновой мембраной, продували азотом и погружали в масляную баню, нагретую до 50°C. В колбу прибавляли пиридин и безводный CHCl (40 мл) с помощью шприца. Затем колбу извлекали из масляной бани, смесь охлаждали до комнатной температуры. Затем к размешанной реакционной смеси прибавляли диизопропилкарбодиимид (1,25 мл, 8,04 ммоль) с помощью шприца. Смесь перемешивали в течение 21 часа и затем переливали в энергично размешанный MeOH (300 мл). Объем суспензии доводили до 500 мл с помощью MeOH; осадок изолировали с помощью вакуумной фильтрации и затем высушивали в течение ночи в вакуумном сушильном шкафу при температуре ~50°C. Полученный полимер представлял собой твердое вещество бледно-желтого цвета (1,19 г). ГФХ (ТГФ): M 9 957, M 18 661. H ЯМР (400 МГц, CDCl) δ ppm 12,08-13,78 (2 H), 7,33-9,29 (3 H), 5,83-6,95 (2 H), 3,16-5,74 (6 H), 1,99-2,68 (2 H), 1,54 (9 H), 1,24 (13 H), 0,71-0,98 (3 H). Испытания SPF: [39%, >500].
Пример 21. Полимеризация мономера 7 с моностеаратом глицерина (соотношение 1:1)
2
2
n
w
3
1
Мономер 7 (1,00 г, 1,61 ммоль), глицерил моностеарат (MYVEROL 18-06; 577 мг, 1,61 ммоль) и катализатор DPTS (284 мг) переносили в высушенную в сушильном шкафу круглодонную колбу вместимостью 100 мл, содержащую магнитную мешалку. Колбу закрывали резиновой мембраной, продували азотом и погружали в масляную баню, нагретую до 50°C. В колбу прибавляли безводный CHCl (40 мл) с помощью шприца, затем прибавляли пиридин (6 мл) при перемешивании, большая часть твердых частиц растворялась в растворителе с образованием прозрачного раствора. Колбу извлекали из масляной бани, смесь охлаждали до комнатной температуры. К размешанной реакционной смеси прибавляли диизопропилкарбодиимид с помощью шприца. Смесь перемешивали в течение 25 часов, затем переливали в энергично размешанный MeOH (500 мл). Полученный осадок собирали с помощью вакуумной фильтрации и высушивали в течение ночи в вакуумном сушильном шкафу при температуре ~50°C. Полученный полимер представлял собой твердое вещество кремового цвета (1,34 г). ВЭЖХ анализ: 0,01 масс. % остаточного мономера 7. ГФХ (ТГФ): M 13 036, M 24 948. H ЯМР (400 МГц, CDCl) δ ppm 11,53-13,89 (3 H), 7,40-9,02 (4 H), 5,71-7,23 (9 H), 3,54-5,58 (7 H), 2,06-2,58 (5 H), 1,00-2,03 (108 H), 0,88 (10 H).
Пример 22. Полимеризация мономера 7 с глицерил монолауратом в условиях расплава
n
w
3
1
Трехкислотный мономер 7 (3,51 г), адипиновую кислоту (1,15 г), глицерина монолаурат (MONOMULS 90-L 12; 3,48 г) и стеариловый спирт (2,86 г) навешивали в двугорлую круглодонную колбу вместимостью 100 мл. Колба была оснащена патрубком для впуска азота на боковом горле и алонжем для перегонки на центральном горле, ведущем в охлажденную льдом приемную колбу. Магнитную мешалку добавляли в круглодонную колбу, которую затем погружали в масляную баню на верхнюю часть пластины магнитной мешалки. Начинали смешивание и нагревали смесь под слоем азота до внутренней температуры 161°C. Первоначально реакционная смесь имела внешний вид пастообразной желтой суспензии трехкислотного 7 в других расплавленных компонентах. Через 50 минут трехкислотный мономер 7 растворился и реакционная смесь приобрела вид прозрачного раствора желтого цвета. В раствор прибавляли 4,97% раствора этилгексаноата олова (II) в ТГФ (0,217 г). Реакционную смесь перемешивали в течение 190 минут в атмосфере азота с получением вязкой жидкости желтого цвета, которая приобрела вид клейкого твердого вещества после охлаждения до комнатной температуры. ВЭЖХ анализ: <0,2 масс. % остаточного мономера 7. ГФХ (ТГФ): M 2 500, M 26 000. H ЯМР (400 МГц, CDCl) δ ppm 12,10-13,72 (1 H), 7,29-8,69 (3 H), 5,72-6,98 (5 H), 3,50-5,57 (14 H), 2,02-2,65 (8 H), 1,46-1,91 (18 H), 1,27 (65 H), 0,65-0,96 (9 H).
Пример 23. Модификация после полимеризации поли(глицерил моностеарат/итаконового ангидрида) с функционализированным аминами бензотриазолом поглощающим УФ-излучение хромофором
ФОРМУЛА IX. ФУНКЦИОНАЛИЗАЦИЯ ПОСЛЕ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ.
В этом примере описан синтез сложного полиэфира на моноглицеридной основе, содержащего функционализируемые винильные группы, и ковалентное присоединение поглощающего УФ-излучение хромофора к главной цепи сложного полиэфира. Подход описан в ФОРМУЛЕ IX.
3
3
3
3
4
6
1
Синтез 3-(3-(2H-бензо[d][1,2,3]триазол-2-ил)-5-(трет-бутил)-4-гидроксифенил)-N-(2-аминоэтил)пропанамид гидрохлорида (соединение 8) был описан (US 5166234). Хлористоводородную соль 8 (5,0 г, 12,0 ммоль) переносили в разделительную воронку вместимостью 250 мл с ~75 мл хлороформа (CHCl). Водный раствор NaOH (1 М, 50 мл) переносили в воронку. После встряхивания смеси удаляли водный слой и слой CHCl промывали 2 дополнительными порциями раствора NaOH. Слой CHCl промывали порциями солевого раствора; мониторировали pH полученных водных слоев с помощью универсальных индикаторных полосок. Промывание солевым раствором повторяли, пока pH водных растворов не составило ~7. Раствор CHCl высушивали в присутствии MgSO, фильтрованного через бумажный фильтр, и концентрировали путем выпаривания на ротационном испарителе; остаточный растворитель удаляли под вакуумом с получением нейтрального основания (соединение 9). H ЯМР (400 МГц, ДМСО-d) δ ppm 8,03-8,11 (м, 1 H), 7,94 (д, 1 H), 7,81 (т, 1 H), 7,53-7,63 (м, 2 H), 7,24 (д, 1 H), 4,73 (уш. с, 3 H), 3,04 (к, 2 H), 2,87 (т, 2 H), 2,52 (т, 2 H), 2,42 (т, 2 H), 1,37-1,49 (м, 9 H).
n
w
3
1
Глицерил моностеарат (моноглицерид, доступный на рынке под торговым названием MYVEROL 18-06 производства «Kerry Group plc», Керри, Ирландия; очищенный перекристаллизацией из EtOAc; 14,34 г, 40,0 ммоль), итаконовый ангидрид (4,48 г, 40,0 ммоль), и 2-этилгексаноат олова (II) (3,6 мкл 0,33 молярного раствора в толуоле) переносили в одногорлую круглодонную колбу вместимостью 250 мл, содержащую магнитную мешалку. Колбу оснащали алонжем для перегонки с круглодонным сосудом для сбора вместимостью 100 мл и соединением к линии вакуума/азота. Колбу помещали под вакуум и заполняли азотом. Реакционную колбу погружали в масляную баню, предварительно нагретую до температуры 185°C; смесь перемешивали в течение 24 часов. Материал охлаждали и извлекали из реакционной колбы путем криоскалывания, затем нагревали до комнатной температуры в атмосфере азота. Полученный полимер (10) представлял собой непрозрачное твердое вещество светлого коричневато-оранжевого цвета и восковидной консистенции. ГФХ (ТГФ): M 3400, M 15700. H ЯМР (400 МГц, CDCl) δ ppm 6,70-6,86, 6,25-6,47, 5,66-6,02, 5,01-5,52, 3,94-4,68, 3,59-3,87, 3,21-3,47, 2,32, 2,18-2,23, 1,97-2,16, 1,49-1,71, 1,26, 0,77-0,98.
n
w
3
1
Полимер 10 (5,00 г, 11,0 ммоль), дериватизированный аминами поглощающий УФ-излучение хромофор 9 (2,11 г, 5,5 ммоль) и 2,2’-азобис(2-метилпропионитрил) (AIBN; 82 мг, 0,5 ммоль) переносили в круглодонную колбу вместимостью 250 мл, содержащую магнитную мешалку. В колбу прибавляли ТГФ (150 мл). Колбу оснащали обратным холодильником и затем погружали в масляную баню, предварительно нагретую до температуры 50°C; реакционную смесь перемешивали в течение 72 часов. Затем смесь прибавляли по каплям в размешанный ледяной метанол (400 мл); суспензию помещали в морозильник с температурой -20°C на 30 минут. Затем метанол переливали из колбы и заменяли 200 мл свежеприготовленного метанола; колбу помещали в морозильник на 15 минут. Суспензию фильтровали под вакуумом через бумажный фильтр; осадок промывали дополнительной порцией метанола; остаточный растворитель удаляли под сниженным давлением при комнатной температуре с получением конъюгата 11 в виде твердого вещества. ГФХ (ТГФ): M 900, M 5100. H ЯМР (400 МГц, CDCl) δ ppm 11,45-11,98 (1 H), 7,99-8,22 (1 H), 7,74-7,99 (2 H), 7,37-7,56 (2 H), 7,08-7,25 (1 H), 6,68-6,92 (1 H), 5,63-6,49 (2 H), 4,91-5,51 (3 H), 4,18 (22 H), 3,11-3,88 (16 H), 2,86-3,10 (5 H), 2,42-2,84 (10 H), 2,19-2,42 (15 H), 1,70-2,19 (6 H), 0,96-1,70 (193 H), 0,89 (19 H).
Пример 24. Превращение бензотриазолкарбоксилата в хлорангидрид (3-12(3-(2H-бензо[d][1,2,3]триазол-2-ил)-5-(трет-бутил)-4-гидроксифенил)пропаноилхлорид)
ФОРМУЛА X. ПРЕВРАЩЕНИЕ КАРБОКСИЛАТА 2 в ХЛОРАНГИДРИД 12.
1
3
Превращение бензотриазолкарбоновой кислоты 2 в соответствующий хлорангидрид 12 показано в ФОРМУЛЕ X. Соединение 2 (50 г, 147 ммоль, синтезированное в соответствии описанным в примере 1) переносили в трехгорлую колбу вместимостью 1000 мл, содержащую магнитную мешалку; колба была оснащена обратным холодильником, патрубком для впуска азота и резиновой мембраной. В колбу переносили безводный толуол (~500 мл) с помощью канюли, введенной через мембрану. Тионилхлорид (16,1 мл, 221 ммоль) переносили в колбу с помощью шприца; затем в колбу добавляли ДМФ (2,7 мл) с помощью шприца. Колбу погружали в водяную баню, нагретую до температуры 80°C; суспензию перемешивали; твердые частицы начинали диспергироваться, в конечном счете был получен прозрачный раствор. Через ~4 часа реакционную смесь оставляли для охлаждения, переносили в круглодонную колбу и концентрировали путем выпаривания на ротационном испарителе. Полученное масло растирали с гексанами с получением твердого вещества бежевого цвета. Суспензию материала перекристаллизировали с помощью прибавления дополнительных гексанов и нагревания до точки кипения, фильтрации через бумажный фильтр и медленного охлаждения до комнатной температуры при перемешивании. Полученные кристаллы бежевого цвета фильтровали и высушивали под вакуумом при температуре 50°C. Фильтрат концентрировали, перекристаллизацию осуществляли во второй раз с получением вторых побегов кристаллов; масса комбинированных побегов соединения 12 составила 44,7 грамм. H ЯМР (400 МГц, CDCl) δ 11,88 (с, 1 H), 8,16 (д, J=2,2 Гц, 1 H), 7,91-7,98 (м, 2 H), 7,47-7,54 (м, 2 H), 7,21 (д, J=2,2 Гц, 1 H), 3,29 (т, J=7,5 Гц, 2 H), 3,07 (т, J=7,5 Гц, 2 H), 1,50-1,53 (с, 9 H).
Пример 25. Превращение бензотриазол хлорангидрида 12 в изоцианат 13(2-(2H-бензо[d][1,2,3]триазол-2-ил)-6-(трет-бутил)-4-(2-изоцианатоэтил)фенол)
ФОРМУЛА XI. ПРЕВРАЩЕНИЕ ХЛОРАНГИДРИДА 12 В ИЗОЦИАНАТ 13.
3
3
3
2
3
2
3.
3
2
4
3
3
1
Азид натрия (NaN, 2,5 г, 38 ммоль: ВНИМАНИЕ! NaN является сильным ядом) аккуратно переносили в одногорлую круглодонную колбу вместимостью 500 мл, содержащую магнитную мешалку. В колбу добавляли деионизированную воду (20 мл); NaN растворяли при смешивании с получением прозрачного раствора. Колбу помещали в ледяную баню. Хлорангидрид 12 (7,0 г 20 ммоль) и безводный ацетон (45 мл) помещали в выравнивающую давление капельную воронку в перчаточном боксе с положительным давлением N атмосферы. Хлорангидрид растворяли в ацетоне при легком взбалтывании с получением прозрачного раствора желтого цвета. Капельную воронку, содержащую бензотриазол хлорангидрид 12, вставляли в колбу, содержащую водный раствор NaN; верхняя часть капельной воронки была оснащена патрубком N, соединенным с линией Шленка. Раствор бензотриазол хлорангидрида 12 прибавляли по каплям в раствор NaN После прибавления нескольких капель начинал образовываться осадок белого цвета, суспендированный в водном растворе. Прибавление 12 было закончено полностью в течение 30 минут; смешивание продолжали в течение 20 минут на ледяной бане. В полученную белую кашицу прибавляли воду (30 мл); твердые частицы собирали фильтрованием через стеклянную фритту под вакуумом. Твердое вещество белого цвета помещали в разделительную воронку с последующим добавлением CHCl (185 мл). Колбу встряхивали, давали разделиться слоям. Нижний органический слой удаляли от небольшого водного слоя и высушивали в присутствии NaSO. Раствор фильтровали; фильтрат помещали в одногорлую круглодонную колбу вместимостью 500 мл, оснащенную магнитной мешалкой; колбу оснащали обратным холодильником с патрубком для впуска азота и помещали в масляную баню. Раствор медленно нагревали при смешивании до точки кипения в течение 30 минут. Конечная температура масляной бани составила 65°C. Когда температура масляной бани превысила 55°C, в растворе отмечено различимое пузырение. Реакции давали протекать при нагревании с обратным холодильником в течение 90 мин. Затем путем выпаривания на ротационном испарителе удаляли CHCl; полученное масло оставляли для кристаллизации на ночь с получением продукта 12 (5,8 г) в виде сероватого кристаллического вещества. H ЯМР (400 МГц, CDCl) δ 11,91 (с, 1 H), 8,18 (д, J=1,9 Гц, 1 H), 7,92-7,98 (м, 2 H), 7,47-7,53 (м, 2 H), 7,23 (д, J=2,1 Гц, 1 H), 3,59 (т, J=6,9 Гц, 2 H), 2,96 (т, J=6,9 Гц, 2 H), 1,52 (с, 9 H).
Пример 26. Обобщенные результаты по SPF
Результаты измерения SPF в условиях in vitro для выбранных полимеров, описанных в предыдущих примерах, обобщены в таблице 1. Способ испытаний в условиях in vitro, использованный для измерения образцов полимеров, описан в примере 3.
Таблица 1Обобщенные результаты испытания по SPF в условиях in vitro для выбранных примеров
Пример №
Носитель
масс. % полимера в носителе
in vitro SPF
3
FINSOLV TN
50
17,5
FINSOLV TN
40
12,7
FINSOLV TN
30
11,3
FINSOLV TN
20
10,7
FINSOLV TN
10
6,0
4
FINSOLV TN
29
19,3
FINSOLV TN
40
29,0
5
FINSOLV TN
19
16
FINSOLV TN
38
22,7
6
FINSOLV TN
20
10,4
7
FINSOLV TN
20
10,6
FINSOLV TN
40
15,0
8
FINSOLV TN
10
5,0
FINSOLV TN
21
11,0
FINSOLV TN
29
14,0
FINSOLV TN
40
17,0
9
FINSOLV TN
34
14,7
FINSOLV TN
20
13,7
10
FINSOLV TN
40
44,0
FINSOLV TN
35
20,0
FINSOLV TN
25
15,0
11
FINSOLV TN
40
22,0
FINSOLV TN
20
9,0
FINSOLV TN
10
6,0
12
FINSOLV TN
40
22,0
FINSOLV TN
75
155,0
13
FINSOLV TN
63
76,0
14
FINSOLV TN
58
118,0
FINSOLV TN
40
16,0
18
FINSOLV TN
20
23,0
20
FINSOLV TN
39
>500