ПОЛИМЕРИЗУЕМЫЕ ПОГЛОТИТЕЛИ УФ-ИЗЛУЧЕНИЯ И ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ВИДИМОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
POLYMERIZABLE ABSORBERS OF UV-RADIATION AND HIGH-ENERGY VISIBLE RADIATION

Смежные заявки
Настоящая заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке на патент США № 16/548204, поданной 22 августа 2019 г., и предварительной заявке на патент США № 62/736496, поданной 26 сентября 2018 г., которые в полном объеме включены в данный документ посредством ссылки.
Область применения изобретения
Настоящее изобретение относится к поглотителям УФ-излучения и высокоэнергетического видимого излучения. Более конкретно, изобретение относится к соединениям с функциональными возможностями полимеризации, которые поглощают различные длины волн УФ-излучения и/или высокоэнергетического видимого излучения и при этом остаются визуально прозрачными при встраивании в изделие. Таким образом, эти соединения можно использовать в полимерных изделиях, включая биомедицинские устройства, такие как офтальмологические устройства.
Предпосылки создания изобретения
Biophys. J.
Известно, что солнечное высокоэнергетическое излучение, такое как УФ-излучение и высокоэнергетическое видимое излучение, вызывает повреждение клеток. В то время как большая часть излучения с длиной волны менее 280 нм поглощается атмосферой Земли, фотоны, имеющие длину волны в диапазоне от 280 до 400 нм, приводят к ряду заболеваний глаз, включая дегенеративные изменения роговицы, возрастные катаракты и дегенерацию желтого пятна(См. Statement on Ocular Ultraviolet Radiation Hazards in Sunlight (Заявление о риске повреждения глаз вследствие солнечного ультрафиолетового излучения), Американская оптометрическая ассоциация, 10 ноября 1993 г.). Человеческая роговая оболочка поглощает некоторое количество излучения на длинах волн вплоть до 320 нм (30% пропускание) (Doutch, J.J., Quantock, A.J., Joyce, N.C., Meek, K.M, , 2012, 102, 1258-1264), но неэффективна в отношении защиты задней части глаза от излучения в диапазоне длин волн от 320 до 400 нм.
Nature
Стандарты в части контактных линз определяют верхний предел диапазона длины волны УФ-излучения, составляющий 380 нм. В соответствии с современными критериями поглощения УФ-излучения класса I, определенными Американской оптометрической ассоциацией, контактная линза должна поглощать > 99% излучения в диапазоне от 280 до 315 нм (УФ-B) и > 90% излучения в диапазоне от 316 до 380 нм (УФ-A). Хотя эти критерии эффективно решают проблему поглощения высокоэнергетического УФ-излучения, мало внимания уделяется более низкоэнергетическому УФ-излучению (> 380<400 нм), связанному с повреждением сетчатки (Ham, W.T, Mueller, H. A., Sliney, D. H.  1976; 260 (5547): 153-5) или высокоэнергетическое видимое излучение.
Высокоэнергетическое видимое излучение также может вызывать зрительный дискомфорт или нарушение циркадного ритма. Например, известно, что экраны компьютеров и электронных устройств, плоскоэкранные телевизоры, энергосберегающие лампы и светодиодные лампы генерируют высокоэнергетическое видимое излучение. Длительное воздействие таких источников излучения может вызвать перенапряжение зрения. Предполагается, что устройства, испускающие высокоэнергетическое видимое излучение в ночное время вызывают нарушение природного циркадного ритма, что приводит, например, к неправильному сну.
Поглощение высокоэнергетического излучения до того, как оно достигнет глаза, остается актуальной целью в офтальмологии. Однако также важно, в какой степени поглощается определенный диапазон длин волн. Например, в диапазонах излучения УФ-A и УФ-B может быть желательным поглощение как можно большего количества излучения. С другой стороны, поскольку высокоэнергетическое видимое излучение образует часть видимого спектра, полное поглощение такого излучения может отрицательно влиять на зрение. Следовательно, в случае высокоэнергетического видимого излучения более желательным может быть частичное поглощение.
Существует потребность в материалах, которые обеспечивают целенаправленное поглощение нежелательных длин волн высокоэнергетического излучения и которые пригодны для производства функциональных продуктов. Соединения, которые поглощают или ослабляют высокоэнергетическое видимое излучение при использовании в офтальмологических устройствах, могут помочь защитить роговицу, а также клетки внутренних структур глаза от деградации, перенапряжения и/или нарушения циркадного ритма.
Изложение сущности изобретения
Изобретение относится к поглощающим высокоэнергетическое излучение соединениям, которые поглощают УФ-излучение и/или высокоэнергетическое видимое излучение (HEV), обеспечивая при этом значительное пропускание (например, более 80% пропускания) на длине волн, превышающих приблизительно 450 нм. Следовательно, эти соединения являются эффективными для обеспечения целевого поглощения высокоэнергетического излучения, такого как УФ-излучение (УФ-A и УФ-B), низкоэнергетическое УФ-излучение (от 385 нм до 400 нм) или HEV-излучение (например, от 400 до 450 нм).
Эти соединения также способны к полимеризации и в общем случае совместимы с другими сырьевыми материалами, а также с условиями полимеризации и обработки, которые используются для создания офтальмологических устройств, таких как мягкие контактные линзы. Таким образом, соединения могут быть с легкостью ковалентно включены в готовый продукт без необходимости внесения значительных изменений в существующие производственные процессы и оборудование.
Соответственно, в одном аспекте изобретения предложено соединение формулы I:
1
2
3
4
5
4
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
6
5
8
1
6
g
1
6
5
8
g
g
g
где R, R и R независимо представляют собой H, C-C алкил, C-C циклоалкил, C-C алкокси, арил, арилокси, галоген или -Y-P; X представляет собой CRR, O, S или NR; R, R, R, R, R и R независимо представляют собой H, C-C алкил, C-C циклоалкил или -Y-P; Y представляет собой связующую группу; а P представляет собой полимеризуемую группу, где по меньшей мере один из R, R, R, R, R, R, R, R и R представляет собой -Y-P.
В другом аспекте в изобретении предложено офтальмологическое устройство, которое представляет собой продукт свободнорадикальной реакции реакционной смеси, содержащий: один или более мономеров, подходящих для изготовления офтальмологического устройства; и полимеризуемое поглощающее высокоэнергетическое излучение соединение, содержащее соединение формулы I, как описано в настоящем документе.
В дополнительном аспекте в настоящем изобретении предложен способ получения офтальмологического устройства. Способ включает: (а) предоставление реакционной смеси, содержащей соединение формулы I, как описано в настоящем документе, один или более формирующих изделие мономеров и инициатор радикальной полимеризации; и (б) полимеризацию реакционной смеси с образованием офтальмологического устройства.
Краткое описание графических материалов
На Фиг. 1 показаны УФ-ВИД спектры пропускания 0,2 мМ растворов иллюстративных соединений (F) и (M) в метаноле.
На Фиг. 2 показаны УФ-ВИД спектры пропускания силикон-гидрогелевых контактных линз 4A-4E.
На Фиг. 3 показаны УФ-ВИД спектры пропускания силикон-гидрогелевых контактных линз 4A и 5A-C.
На Фиг. 4 показаны УФ-ВИД спектры пропускания традиционных гидрогелевых линз 6A-6E.
Подробное описание изобретения
Следует понимать, что изобретение не ограничивается деталями конструкции или этапов способа, изложенными в последующем описании. Изобретение допускает другие варианты реализации изобретения и может быть осуществлено или осуществляется различными способами, используя изложенное в данном документе.
Как отмечалось выше, в одном аспекте в изобретении предложены соединения, поглощающие УФ-/HEV-излучение. Соединения содержат полимеризуемые функциональные группы. Обнаружено, что офтальмологические устройства, которые поглощают значительные количества УФ-излучения, а также некоторые количества HEV-излучения, могут быть легко изготовлены, как описано в настоящем документе.
Дополнительно, некоторые известные поглощающие УФ-излучение соединения бензотриазола, такие как NORBLOC™, демонстрируют окно в диапазоне около 250-280 нм, в котором блокирование УФ-излучения снижено. Преимуществом является то, что соединения по изобретению устраняют или существенно сужают это окно.
Таким образом, соединения по настоящему изобретению могут успешно поглощать УФ-излучение (диапазона УФ-A, УФ-B) и/или HEV-излучение при пропускании в видимой области спектра. Эти соединения способны к полимеризации. Следовательно, эти соединения подходят для включения в различные продукты, включая биомедицинские устройства и офтальмологические устройства.
В том, что касается терминов, используемых в настоящем описании, предоставлены следующие определения.
Если не указано иное, все технические и научные термины, используемые в настоящем документе, имеют общепринятое значение, понятное любому специалисту в области, к которой относится изобретение. Определения для полимеров согласуются с описанными в справочнике Compendium of Polymer Terminology and Nomenclature, IUPAC Recommendations 2008 под редакцией: Richard G. Jones, Jaroslav Kahovec, Robert Stepto, Edward S. Wilks, Michael Hess, Tatsuki Kitayama и W. Val Metanomski. Все публикации, заявки на патенты, патенты и другие ссылки, упоминаемые в настоящем документе, включены в него путем ссылки.
Используемый в настоящем документе термин «(мет)» обозначает возможное наличие необязательного метильного заместителя. Таким образом, термин «(мет)акрилаты» обозначает как метакрилаты, так и акрилаты.
Следует учитывать, что везде, где даны химические структуры, варианты, представленные как заместители в структуре, могут сочетаться в любой комбинации. Таким образом, если структура содержит заместители R* и R**, каждый из которых имеет три списка потенциальных групп, возможны 9 комбинаций. То же самое относится и к комбинации свойств.
n
При использовании нижнего индекса, такого как «n» в стандартной формуле [***], для указания количества повторяющихся звеньев в химической формуле полимера, такую формулу следует понимать как представляющую среднечисловую молекулярную массу макромолекулы.
Используемый в настоящем документе термин «субъект» подразумевает людей и позвоночных животных.
«Биомедицинское устройство» подразумевает любое изделие, выполненное с возможностью использования при нахождении или в тканях или биологических жидкостях млекопитающих, или на них, и предпочтительно в тканях или биологических жидкостях человека или на них. Примеры подобных устройств включают, помимо прочего, раневые повязки, биоклеи, тканевые наполнители, системы доставки лекарственных средств, покрытия, противоспаечные барьеры, катетеры, имплантаты, стенты и офтальмологические устройства, такие как интраокулярные линзы и контактные линзы. Биомедицинские устройства могут представлять собой офтальмологические устройства, конкретно контактные линзы, более конкретно контактные линзы, изготовленные из силиконовых гидрогелей или традиционных гидрогелей.
«Поверхность глаза» включает поверхностный и железистый эпителий роговицы, конъюнктивы, слезных желез, добавочных слезных желез, носослезного канала и мейбомиевых желез, и их апикальные и базальные матрицы, точки и смежные или связанные структуры, в том числе веки, связанные как функциональная система непрерывностью эпителия, иннервацией и эндокринной и иммунной системами.
Термин «офтальмологическое устройство» относится к любому устройству, которое размещается в глазу или на нем, или на любой части глаза, включая поверхность глаза. Подобные устройства могут обеспечивать оптическую коррекцию, косметическое улучшение, улучшение зрения, терапевтический эффект (например, в качестве повязки) или доставку активных компонентов, таких как фармацевтические и нутрицевтические компоненты, или любую комбинацию вышеупомянутого. Примеры офтальмологических устройств включают в себя, без ограничений, линзы и оптические и глазные вставки, включая, без ограничений, обтураторы слезных точек и т. п. Термин «линзы» включает мягкие контактные линзы, жесткие контактные линзы, гибридные контактные линзы, интраокулярные линзы и маскирующие линзы. Офтальмологическое устройство может содержать контактную линзу.
Термин «контактная линза» означает офтальмологическое устройство, которое может быть размещено на роговице глаза пациента. Контактная линза может обеспечивать корректирующий, косметический или терапевтический эффект, включая заживление ран, доставку лекарственных средств или нутрицевтиков, диагностическую оценку или контроль, поглощение ультрафиолетового света, сокращение влияния видимого или слепящего света или любую их комбинацию. Контактная линза может быть изготовлена из любого подходящего материала, известного в данной области техники, и может представлять собой мягкую линзу, жесткую линзу или гибридную линзу, содержащую по меньшей мере две отдельные части с разными физическими, механическими или оптическими свойствами, такими как модуль упругости, содержание воды, светопроницаемость или их комбинации.
Биомедицинские устройства, офтальмологические устройства и линзы по настоящему изобретению могут быть выполнены из силиконовых гидрогелей или традиционных гидрогелей. Силиконовые гидрогели обычно содержат по меньшей мере один гидрофильный мономер и по меньшей мере один силиконсодержащий компонент, которые ковалентно связаны друг с другом в полимеризованном устройстве.
Термин «целевая макромолекула» представляет собой макромолекулу, синтезированную из реакционной мономерной смеси, содержащей мономеры, макромеры, форполимеры, сшивающие агенты, инициаторы, добавки, разбавители и т. п.
Термин «полимеризуемое соединение» означает соединение, содержащее одну или более полимеризуемых групп. Термин охватывает, например, мономеры, макромеры, олигомеры, форполимеры, сшивающие агенты и т. п.
N
N
«Полимеризируемые группы» представляют собой группы, которые могут подвергаться полимеризации с ростом цепи, такой как свободнорадикальная и/или катионная полимеризация, например группа с двойной углеродной связью, которая может полимеризоваться при воздействии условий инициации радикальной полимеризации. Не имеющие ограничительного характера примеры способных к свободнорадикальной полимеризации групп включают (мет)акрилаты, стиролы, виниловые эфиры, (мет)акриламиды, -виниллактамы, -виниламиды, O-винилкарбаматы, O-винилкарбонаты и другие винильные группы. Свободнорадикальные полимеризуемые группы предпочтительно содержат (мет)акрилат, (мет)акриламид, N-виниллактам, N-виниламид, стирильные функциональные группы или смеси любых из вышеперечисленного. Свободнорадикальные полимеризуемые группы более предпочтительно содержат (мет)акрилаты, (мет)акриламиды и их смеси. Полимеризуемая группа может быть замещенной или незамещенной. Например, атом азота в (мет)акриламиде может быть связан с водородом, или водород может быть замещен алкилом или циклоалкилом (которые сами могут быть дополнительно замещены).
Может быть использован любой тип свободнорадикальной полимеризации, включая, без ограничений, массу, раствор, суспензию и эмульсию, а также любые способы контролируемой радикальной полимеризации, такие как полимеризация, инициированная стабильным свободным радикалом, нитроксид-опосредованная живая полимеризация, радикальная полимеризация с переносом атома, полимеризация путем обратимого присоединения и фрагментирования, опосредованная теллурорганическим соединением живая радикальная полимеризация и т.п.
«Мономер» представляет собой монофункциональную молекулу, которая может подвергаться полимеризации с ростом цепи и, в частности, свободнорадикальной полимеризации, создавая таким образом повторяющееся звено в химической структуре целевой макромолекулы. Некоторые мономеры имеют бифункциональные примеси, которые могут играть роль сшивающих агентов. «Гидрофильный мономер» также представляет собой мономер, который дает прозрачный однофазный раствор при смешивании с деионизированной водой при 25°C в концентрации 5 мас.% «Гидрофильный компонент» представляет собой мономер, макромер, форполимер, инициатор, сшивающий агент, добавку или полимер, который дает прозрачный однофазный раствор при смешивании с деионизированной водой при 25°C в концентрации 5 мас.% «Гидрофобный компонент» представляет собой мономер, макромер, форполимер, инициатор, сшивающий агент, добавку или полимер, который является незначительно растворимым или нерастворимым в деионизированной воде при 25°C.
«Макромолекула» представляет собой органическое соединение, имеющее среднечисленную молекулярную массу более 1500, и может быть реакционноспособной или нереакционноспособной.
«Макромономер» или «макромер» представляет собой макромолекулу, которая имеет одну группу, которая может подвергаться полимеризации с ростом цепи и, в частности, свободнорадикальной полимеризации, создавая тем самым повторяющееся звено в химической структуре целевой макромолекулы. Как правило, химическая структура макромера отличается от химической структуры целевой макромолекулы, то есть повторяющееся звено боковой группы макромера отличается от повторяющегося звена целевой макромолекулы или ее главной цепи. Разница между мономером и макромером заключается лишь в химической структуре, молекулярной массе и распределении молекулярных масс боковой группы. В результате этого и в контексте настоящего документа, в патентной литературе мономеры иногда определяют как полимеризуемые соединения, имеющие относительно низкую молекулярную массу приблизительно 1500 дальтон или менее, что заведомо включает некоторые макромеры. В частности, к мономерам и макромерам могут относиться полидиметилсилоксан с концевыми моно-н-бутилом и монометакрилоксипропилом (молекулярная масса=500-1500 г/моль) (mPDMS) и полидиметилсилоксан с концевыми моно-(2-гидрокси-3-метакрилоксипропил)-пропилэфирной группой и моно-н-бутилом (молекулярная масса=500-1500 г/моль) (OH-mPDMS). Кроме того, в патентной литературе макромеры иногда определяют как имеющие одну или более полимеризуемых групп, по существу, расширяя общее определение макромера для включения форполимеров. В результате этого и при использовании в настоящем документе двухфункциональные и многофункциональные макромеры, форполимеры и сшиватели могут использоваться взаимозаменяемо.
«Силиконсодержащий компонент» представляет собой мономер, макромер, форполимер, сшивающий агент, инициатор, добавку или полимер в реакционноспособной композиции с по меньшей мере одной кремний-кислородной связью, обычно в форме силоксигрупп, силоксановых групп, карбосилоксановых групп и их смесей.
Примеры силиконсодержащих компонентов, которые применяют в настоящем изобретении, можно найти в патентах США № 3,808,178, 4,120,570, 4,136,250, 4,153,641, 4,740,533, 5,034,461, 5,070,215, 5,244,981, 5,314,960, 5,331,067, 5,371,147, 5,760,100, 5,849,811, 5,962,548, 5,965,631, 5,998,498, 6,367,929, 6,822,016, 6,943,203, 6,951,894, 7,052,131, 7,247,692, 7,396,890, 7,461,937, 7,468,398, 7,538,146, 7,553,880, 7,572,841, 7,666,921, 7,691,916, 7,786,185, 7,825,170, 7,915,323, 7,994,356, 8,022,158, 8,163,206, 8,273,802, 8,399,538, 8,415,404, 8,420,711, 8,450,387, 8,487,058, 8,568,626, 8,937,110, 8,937,111, 8,940,812, 8,980,972, 9,056,878, 9,125,808, 9,140,825, 9,156,934, 9,170,349, 9,217,813, 9,244,196, 9,244,197, 9,260,544, 9,297,928, 9,297,929 и европейском патенте №080539. Содержание всех указанных патентов полностью включены в настоящий документ путем отсылки.
«Полимер» представляет собой целевую макромолекулу, состоящую из повторяющихся звеньев мономеров, используемых во время полимеризации.
«Гомополимер» представляет собой полимер, полученный из одного мономера; «сополимер» представляет собой полимер, полученный из двух или более мономеров; «терполимер» представляет собой полимер, полученный из трех мономеров. «Блок-сополимер» состоит из различных по своему составу блоков или сегментов. Диблок-сополимеры имеют два блока. Триблок-сополимеры имеют три блока. «Гребенчатые сополимеры» или «привитые сополимеры» состоят из по меньшей мере одного макромера.
«Повторяющееся звено» представляет собой наименьшую группу атомов в полимере, которая соответствует полимеризации конкретного мономера или макромера.
«Инициатор» представляет собой молекулу, которая может разлагаться на радикалы, которые могут последовательно вступать в реакцию с мономером с инициированием реакции свободнорадикальной полимеризации. Термический инициатор разлагается с определенной скоростью в зависимости от температуры; типовые примеры представляют собой азосоединения, такие как 1,1’-азобисизобутиронитрил и 4,4’-аобис (4-циановалериановая кислота), пероксиды, такие как бензоилпероксид, трет-бутилпероксид, трет-бутилгидропероксид, трет-бутилпероксибензоат, дикумилпероксид и лауроилпероксид, пероксикислоты, такие как перуксусная кислота, и персульфат калия, а также разнообразные окислительно-восстановительные системы. Фотоинициатор разлагается в результате фотохимического процесса; типичные примеры представляют собой производные бензила, бензоина, ацетофенона, бензофенона, камфорхинона и их смеси, а также разнообразные моноацил- и бисацилфосфиноксиды и их комбинации.
«Сшивающий агент» представляет собой двухфункциональный или многофункциональный мономер или макромер, который может участвовать в свободнорадикальной полимеризации в двух или более местах в молекуле, таким образом создавая точки ветвления и образуя полимерную сетку. Распространенные примеры включают в себя этиленгликольдиметакрилат, тетраэтиленгликольдиметакрилат, триметилольпропантриметакрилат, метиленбисакриламид, триаллилцианурат и т.п.
«Форполимер» представляет собой продукт реакции мономеров, который содержит оставшиеся полимеризуемые группы, способные подвергаться дальнейшей реакции с образованием полимера.
«Полимерная сетка» представляет собой поперечносшитую макромолекулу, которая может набухать, но не может растворяться в растворителях. «Гидрогели» представляют собой полимерные сетки, которые набухают в воде или водных растворах, обычно поглощая по меньшей мере 10 мас.% воды. «Силиконовые гидрогели» представляют собой гидрогели, которые получены из по меньшей мере одного силиконсодержащего компонента с по меньшей мере одним гидрофильным компонентом. Гидрофильные компоненты могут также включать в себя нереакционноспособные полимеры.
«Традиционные гидрогели» относятся к полимерным сеткам, полученным из мономеров без каких-либо силоксильных, силоксановых или карбосилоксановых групп. Традиционные гидрогели получают из реакционных смесей, содержащих гидрофильные мономеры. Примеры включают 2-гидроксиэтилметакрилат (HEMA), N-винилпирролидон (NVP), N, N-диметилакриламид (DMA) или винилацетат. В патентах США №№4,436,887, 4,495,313, 4,889,664, 5,006,622, 5,039,459, 5,236,969, 5,270,418, 5,298,533, 5,824,719, 6,420,453, 6,423,761, 6,767,979, 7,934,830, 8,138,290 и 8,389,597 описано получение традиционных гидрогелей. Коммерчески доступные традиционные гидрогели включают в себя, без ограничений, этафилкон, генфилкон, гилафилкон, ленефилкон, несофилкон, омафилкон, полимакон и вифилкон, включая все их варианты.
Термин «силиконовые гидрогели» относится к полимерным сеткам, изготовленным из по меньшей мере одного гидрофильного компонента и по меньшей мере одного силиконсодержащего компонента. Примеры коммерчески доступных силиконовых гидрогелей включают аквафилкон, асмофилкон, балафилкон, комфилкон, делефилкон, энфилкон, фанфилкон, формофилкон, галифилкон, лотрафилкон, нарафилкон, риофилкон, самфилкон, сенофилкон, сомофилкон, и стенфилкон, включая все их варианты, а также силиконовые гидрогели, изготовленные в соответствии с патентами США №№4,659,782, 4,659,783, 5,244,981, 5,314,960, 5,331,067, 5,371,147, 5,998,498, 6,087,415, 5,760,100, 5,776,999, 5,789,461, 5,849,811, 5,965,631, 6,367,929, 6,822,016, 6,867,245, 6,943,203, 7,247,692, 7,249,848, 7,553,880, 7,666,921, 7,786,185, 7,956,131, 8,022,158, 8,273,802, 8,399,538, 8,470,906, 8,450,387, 8,487,058, 8,507,577, 8,637,621, 8,703,891, 8,937,110, 8,937,111, 8,940,812, 9,056,878, 9,057,821, 9,125,808, 9,140,825, 9156,934, 9,170,349, 9,244,196, 9,244,197, 9,260,544, 9,297,928, 9,297,929, а также WO 03/22321, WO 2008/061992 и US 2010/0048847. Содержание всех указанных патентов полностью включены в настоящий документ путем отсылки.
«Взаимопроникающая полимерная сетка» содержит две или более полимерных сеток, которые по меньшей мере частично переплетены на молекулярном уровне, но не связаны друг с другом ковалентно и при этом не могут быть разделены без разрыва химических связей. «Полувзаимопроникающая полимерная сетка» содержит одну или более сеток и один или более полимеров, характеризующихся некоторым смешиванием на молекулярном уровне между по меньшей мере одной сеткой и по меньшей мере одним полимером. Смесь различных полимеров представляет собой «полимерную смесь». Полувзаимопроникающая сетка технически представляет собой полимерную смесь, но в некоторых случаях полимеры так сильно переплетены, что их невозможно удалить с легкостью.
Термины «реакционная смесь» и «реакционная мономерная смесь» относятся к смеси компонентов (как реакционноспособных, так и нереакционноспособных), которые смешивают вместе, и которые при воздействии условий полимеризации образуют традиционные или силиконовые гидрогели по настоящему изобретению, а также изготовленные из них биомедицинские устройства, офтальмологические устройства и контактные линзы. Реакционная мономерная смесь может содержать реакционноспособные компоненты, такие как мономеры, макромеры, преполимеры, сшивающие агенты, и инициаторы, присадки, такие как смачивающие агенты, разделительные агенты, полимеры, красители, светопоглощающие соединения, такие как УФ-поглотители, пигменты, красители и фотохромные соединения, любые из которых могут быть реакционноспособными или нереакционноспособными, но при этом способными к удержанию в получаемом биомедицинском устройстве, а также фармацевтические и нутрицевтические соединения, и любые разбавители. Следует понимать, что на основании типа изготавливаемого биомедицинского устройства и его планируемого назначения может быть использован широкий диапазон добавок. Концентрации компонентов реакционной смеси выражены в массовых долях всех компонентов реакционной смеси, за исключением разбавителя. При использовании разбавителей их концентрации выражены в массовых долях от общего количества всех компонентов в реакционной смеси и разбавителе.
«Реакционноспособные компоненты» представляют собой компоненты в реактивной смеси, которые становятся частью химической структуры полимерной сетки получаемого гидрогеля за счет ковалентного связывания, образования водородной связи, электростатических взаимодействий, образования взаимопроникающих полимерных сеток или любых других средств.
Термин «силикон-гидрогелевая контактная линза» относится к гидрогелевой контактной линзе, изготовленной из по меньшей мере одного силиконсодержащего соединения. Контактные линзы из силиконового гидрогеля по существу имеют повышенную кислородную проницаемость по сравнению с обычными гидрогелями. Для передачи кислорода к глазу контактные линзы из силиконового гидрогеля применяют как свою водную, так и полимерную составляющие.
Термин «многофункциональный» относится к компоненту, имеющему две или более полимеризуемые группы. Термин «монофункциональный» относится к компоненту, имеющему одну полимеризуемую группу.
Термины «галоген» или «гало-» обозначают фтор, хлор, бром и иод.
2
2
2
2
2
2
2
3
2
2
2
2
2
«Алкил» относится к необязательно замещенной алкильной группе с линейной или разветвленной цепью, содержащей указанное число атомов углерода. Если число не указано, то алкил (необязательно включающий любые заместители в алкиле) может содержать от 1 до 16 атомов углерода. Алкильная группа предпочтительно содержит от 1 до 10 атомов углерода, в другом варианте от 1 до 8 атомов углерода, в другом варианте от 1 до 6 атомов углерода или в другом варианте от 1 до 4 атомов углерода. Примеры алкила включают в себя метил, этил, пропил, изопропил, бутил, изо-, втор-и трет-бутил, пентил, гексил, гептил, 3-этилбутил и т.п. Примеры заместителей в алкильной группе включают 1, 2 или 3 группы, независимо выбранные из гидрокси, амино, амидо, окса, карбокси, алкилкарбокси, карбонила, алкокси, тиоалкила, карбамата, карбоната, галогена, фенила, бензила и их комбинаций. «Алкилен» означает двухвалентную алкильную группу, такую как -CH-, -CHCH-, -CHCHCH-, -CHCH(CH)CH- и -CHCHCHCH-.
3
2
3
2
2
Термин «галогеналкил» относится к алкильной группе, как определено выше, которая замещена одним или более атомами галогена, причем каждый галоген независимо представляет собой F, Cl, Br или I. Предпочтительный галоген представляет собой F. Предпочтительные галогеналкильные группы содержат 1-6 атомов углерода, более предпочтительно, 1-4 атомов углерода и еще более предпочтительно 1-2 атомов углерода. Термин «галогеналкил» включает в себя пергалогеналкильные группы, такие как -CF- или -CFCF-. Термин «галогеналкилен» означает двухвалентную галогеналкильную группу, такую как -CHCF-.
3
8
3
8
4
8
5
6
«Циклоалкил» относится к необязательно замещенному циклическому углеводороду, содержащему указанное число атомов углерода в кольце. Если число не указано, то циклоалкил может содержать от 3 до 12 атомов углерода в кольце. Предпочтительными являются C-C циклоалкильные группы, C-C циклоалкил, более предпочтительно C-C циклоалкил и еще более предпочтительно C-C циклоалкил. Примеры циклоалкильных групп включают в себя циклопропил, циклобутил, циклопентил, циклогексил, циклогептил и циклооктил. Примеры заместителей в циклоалкильной группе включают 1, 2 или 3 группы, независимо выбранные из алкила, гидрокси, амино, амидо, окса, карбонила, алкокси, тиоалкила, амидо, карбамата, карбоната, галогена, фенила, бензила и их комбинаций. Термин «циклоалкилен» означает двухвалентную циклоалкильную группу, такую как 1,2-циклогексилен, 1,3-циклогексилен или 1,4-циклогексилен.
Термин «гетероциклоалкил» относится к циклоалкильному кольцу или кольцевой системе, как определено выше, в которой по меньшей мере один углерод в кольце замещен гетероатомом, выбранным из азота, кислорода и серы. Гетероциклоалкильное кольцо необязательно слито или иным образом соединено с другими гетероциклоалкильными кольцами, и/или неароматическими углеводородными кольцами, и/или фенильными кольцами. Предпочтительные гетероциклоалкильные группы имеют от 5 до 7 членов. Более предпочтительные гетероциклоалкильные группы имеют от 5 до 6 членов. Термин «гетероциклоалкилен» означает двухвалентную гетероциклоалкильную группу.
«Арил» относится к необязательно замещенной ароматической углеводородной кольцевой системе, содержащей по меньшей мере одно ароматическое кольцо. Арильная группа содержит указанное число атомов углерода в кольце. Если число не указано, арил может содержать от 6 до 14 атомов углерода в кольце. Ароматическое кольцо необязательно может быть слито или иным образом присоединено к другим ароматическим углеводородным кольцам или неароматическим углеводородным кольцам. Примеры арильных групп включают в себя фенил, нафтил и бифенил. Предпочтительные примеры арильных групп включают в себя фенил. Примеры заместителей в арильной группе включают 1, 2 или 3 группы, независимо выбранные из алкила, гидрокси, амино, амидо, окса, карбокси, алкилкарбокси, карбонила, алкокси, тиоалкила, карбамата, карбоната, галогена, фенила, бензила и их комбинаций. Термин «арилен» означает двухвалентную арильную группу, например 1,2-фенилен, 1,3-фенилен или 1,4-фенилен.
Термин «гетероарил» относится к арильному кольцу или кольцевой системе, как определено выше, в которой по меньшей мере один атом углерода в кольце замещен гетероатомом, выбранным из азота, кислорода и серы. Гетероарильное кольцо может быть слито или иным образом присоединено к одному или более гетероарильным кольцам, ароматическим или неароматическим углеводородным кольцам или гетероциклоалкильным кольцам. Примеры гетероарильных групп включают в себя пиридил, фурил и тиенил. Термин «гетероарилен» означает двухвалентную гетероарильную группу.
Термин «алкокси» означает алкильную группу, присоединенную к исходному фрагменту молекулы через кислородный мостик. Примеры алкоксигрупп включают в себя, например, метокси, этокси, пропокси и изопропокси. «Тиоалкил» означает алкильную группу, присоединенную к родительской молекуле через серосодержащий мостик. Примеры тиоалкильных групп включают, например, метилтио, этилтио, н-пропилтио и изопропилтио. Термин «арилокси» означает арильную группу, присоединенную к исходному фрагменту молекулы через кислородный мостик. Примеры включают в себя фенокси. Термин «циклическая алкоксигруппа» означает циклоалкильную группу, присоединенную к исходному фрагменту через кислородный мостик.
2
2
Термин «алкиламин» относится к алкильной группе, присоединенной к исходному фрагменту молекулы через мостик -NH. Термин «алкиленамин» означает двухвалентную алкиламиновую группу, такую как -CHCHNH-.
n
A
A
Термин «силоксанил» относится к структуре, имеющей по меньшей одну связь Si-O-Si. Таким образом, например, силоксанильная группа означает группу, имеющую по меньшей мере одну группу Si-O-Si (т.е. силоксановую группу), а силоксанильное соединение означает соединение, имеющее по меньшей мере одну группу Si-O-Si. Термин «силоксанил» охватывает мономерные (например, Si-O-Si), а также олигомерные/полимерные структуры (например, -[Si-O]-, где n составляет 2 или более). Каждый атом кремния в силоксанильной группе замещен независимо выбранными группами R (где R определен, как указано в (b)-(i) формулы A) для заполнения валентности.
3
3
1
8
1
3
3
8
Термин «силил» относится к структуре формулы RSi-, а «силокси» относится к структуре формулы RSi-O-, где каждый R в силиле или силокси независимо выбран из триметилсилокси, C-C алкила (предпочтительно, C-C алкила, более предпочтительно, алкила или метила) и C-C циклоалкила.
p
p
2
2
p
3
2
2
p
Термин «алкиленокси» относится к группам общей формулы -(алкилен-O)- или -(O-алкилен)-, причем алкилен определен, как указано выше, и p составляет от 1 до 200, или от 1 до 100, или от 1 до 50, или от 1 до 25, или от 1 до 20, или от 1 до 10, причем каждый алкилен независимо необязательно замещен одной или более группами, независимо выбранными из гидроксила, галогена (например, фтора), амино, амидо, простого эфира, карбонила, карбоксила и их комбинаций. Если p больше 1, то все алкилены могут быть одинаковыми или разными, а алкиленокси может иметь блочную или случайную конфигурацию. Если алкиленокси образует концевую группу в молекуле, конец алкиленокси может, например, представлять собой гидрокси или алкокси (например, HO-[CHCHO]- или CHO-[CHCHO]-). Примеры алкиленокси включают в себя полиэтилениокси, полипропиленокси, полибутиленокси и поли(этиленокси-со-пропиленокси).
2
2
2
3
2
2
2
2
3
2
Термин «оксаалкилен» относится к алкиленовой группе, как определено выше, в которой одна или более несмежных групп CH замещены атомом кислорода, например -CHCHOCH(CH)CH-. Термин «тиаалкилен» относится к алкиленовой группе, как определено выше, в которой одна или более несмежных групп CH замещены атомом серы, например -CHCHSCH(CH)CH-.
2
2
2
2
2
2
Термин «связующая группа» относится к функциональной группе, которая связывает полимеризуемую группу с исходной молекулой. Связующая группа может представлять собой любой фрагмент, совместимый с соединением, частью которого он является, и который не оказывает нежелательного влияния на полимеризацию соединения, является стабильным в условиях полимеризации, а также в условиях обработки и хранения конечного продукта. Например, связующая группа может представлять собой связь или может представлять собой одно или более из алкилена, галогеналкилена, амида, амина, алкиленамина, карбамата, сложного эфира (-CO-), арилена, гетероарилена, циклоалкилена, гетероциклоалкилена, алкиленокси, оксаалкилена, тиаалкилена, галогеналкиленокси (алкиленокси, замещенная одной или более галогеновых групп, например -OCF-, -OCFCF-, -OCFCH-), силоксанила, алкиленсилоксанила или их комбинаций. Связующая группа может необязательно быть замещена 1 или более группами. Приемлемые заместители могут включать в себя группы, независимо выбранные из алкила, галогена (например, фтора), гидроксила, HO-алкиленокси, MeO-алкиленокси, силоксанила, силокси, силокси-алкиленокси-, силокси-алкилен-алкиленокси- (в которой может присутствовать более одной алкиленоксигруппы, и в которой каждый метилен в алкилене или алкиленокси независимо необязательно замещен гидроксилом), простого эфира, амина, карбонила, карбамата и их комбинаций. Связующая группа также может быть замещена дополнительной полимеризуемой группой, такой как (мет)акрилат (в дополнение к полимеризуемой группе, с которой связана связующая группа).
1
8
2
6
1
8
2
6
1
8
1
8
1
8
1
8
Предпочтительные связующие группы включают в себя C-C алкилен (предпочтительно, C-C алкилен) и C-C оксаалкилен (предпочтительно, C-C оксаалкилен), каждый из которых необязательно замещен 1 или 2 группами, независимо выбранными из гидроксила и силокси. Предпочтительные связующие группы также включают в себя карбоксилат, амид, C-C алкилен-карбоксилат-C-C алкилен или C-C алкилен-амид-C-C алкилен.
2
2
Если связующая группа состоит из комбинаций функциональных групп, описанных выше (например, алкилена и циклоалкилена), то эти функциональные группы могут присутствовать в любом порядке. Например, если в формуле E ниже L указан как -алкилен-циклоалкилен-, то Rg-L может представлять собой либо Rg-алкилен-циклоалкилен-, либо Rg-циклоалкилен-алкилен-. Несмотря на это, порядок перечисления представляет собой предпочтительный порядок, в котором фрагменты находятся в соединении, начиная с концевой полимеризуемой группы (например, Rg или Pg), к которой присоединена связующая группа. Например, если в формуле E L и L оба указаны как алкилен-циклоалкилен, то Rg-L предпочтительно представляет собой Rg-алкилен-циклоалкилен-, а -L-Rg предпочтительно представляет собой -циклоалкилен-алкилен-Rg.
Термины «поглотитель высокоэнергетического излучения», «поглотитель УФ-/ HEV- излучения» или «поглощающее высокоэнергетическое излучение соединение» относятся к химическим материалам, поглощающим излучение с различными длинами волн в ультрафиолетовой области, высокоэнергетической синей области видимого спектра или и в той, и другой. Способность материала к поглощению света определенных длин волн может быть определена путем измерения его спектра пропускания в УФ-/видимой областях. Соединения, которые не показывают поглощения на определенной длине волны, будут показывать по существу 100% пропускания на этой длине волны. И наоборот, соединения, которые полностью поглощают излучение на определенной длине волны, будут показывать, по существу, 0% пропускания на этой длине волны. Если количество пропускания материала указано в процентах для конкретного диапазона длин волн, следует понимать, что материал демонстрирует процент пропускания на всех длинах волн в пределах этого диапазона.
Если не указано иное, соотношения, проценты, доли и т. п. даны по массе.
Если не указано иное, числовые диапазоны, например в «от 2 до 10», включают числа, определяющие диапазон (например, 2 и 10).
Как указано выше, в одном аспекте в данном изобретении предложены поглощающие УФ-/HEV-излучение соединения формулы I:
,
1
2
3
1
6
5
8
1
6
g
где R, R и R независимо представляют собой H, C-C алкил, C-C циклоалкил, C-C алкокси, арил, арилокси, галоген или -Y-P;
4
5
4
X представляет собой CRR, O, S или NR;
4
5
6
7
8
9
1
6
5
8
g
R, R, R, R, R и R независимо представляют собой H, C-C алкил, C-C циклоалкил или -Y-P;
Y представляет собой связующую группу; и
g
P представляет собой полимеризуемую группу,
1
2
3
4
5
6
7
8
9
g
где по меньшей мере один из R, R, R, R, R, R, R, R и R представляет собой -Y-P.
Формула I-1.
g
g
Соединения формулы I могут включать соединения формулы I-1, которые являются соединениями формулы I, при этом соединение содержит одну или две независимые группы -Y-P. Предпочтительно соединение содержит одну группу Y-P.
I-2.
1
g
Предпочтительные соединения формул I и I-1 включают соединения формулы I-1, которые представляют собой соединения формулы I или I-1, где R представляет собой -Y-P.
I-3.
2
3
2
3
1
6
Предпочтительные соединения формул I, I-1 и I-2 включают соединения формулы I-3, которые представляют собой соединения формулы I, I-1 или I-2, где R и R независимо представляют собой H или C-C алкил. Предпочтительно каждый из R и R представляет собой H.
I-4.
4
5
6
7
8
9
4
5
6
7
8
9
1
6
Предпочтительные соединения формул I, I-1, I-2 и I-3 включают соединения формулы I-4, которые представляют собой соединения формулы I, I-1, I-2 или I-3, где R, R, R, R, R и R независимо представляют собой H или C-C алкил. Предпочтительно каждый из R, R, R, R, R и R представляет собой H.
I-5.
2
3
2
Предпочтительные соединения формул I, I-1, I-2, I-3 и I-4 включают соединения формулы I-5, которые представляют собой соединения формулы I, I-1, I-2, I-3 или I-4, где X представляет собой CH, O, NH или NCH. Предпочтительные соединения включают соединения, в которых X представляет собой CH. Предпочтительные соединения также включают соединения, в которых X представляет собой O.
I-6.
g
g
g
Предпочтительные соединения формул I, I-1, I-2, I-3, I-4 и I-5 включают соединения формулы I-6, которые представляют собой соединения формулы I, I-1, I-2, I-3, I-4 или I-5, где P (полимеризуемая группа) представляет собой стирил, винилкарбонат, простой виниловый эфир, винилкарбамат, N-виниллактам, N-виниламид, (мет)акрилат или (мет)акриламид. Предпочтительно P представляет собой (мет)акрилат или (мет)акриламид. Более предпочтительно P представляет собой метакрилат.
I-7.
1
8
1
8
1
8
1
8
1
8
1
8
1
8
1
8
1
8
2
2
1
8
2
2
1
8
2
2
2
2
3
Предпочтительные соединения формул I, I-1, I-2, I-3, I-4, I-5 и I-6 включают соединения формулы I-7, которые представляют собой соединения формулы I, I-1, I-2, I-3, I-4, I-5 или I-6, где Y (связующая группа) представляет собой алкилен, циклоалкилен, гетероциклоалкилен, арилен (например, фенилен), гетероарилен, оксаалкилен, тиалкилен, алкиленамид, алкилен-амид-алкилен, алкилен-амин-алкилен или комбинации любых вышеуказанных групп. предпочтительные связующие группы включают C-C алкилен (например, этилен или пропилен), C-C оксаалкилен, C-C тиалкилен, C-C алкиленамин, C-C алкилен-амид-C-C алкилен и C-C алкилен-амин-C-C алкилен. Особенно предпочтительными являются C-C оксаалкилен (например, -CHCH-O-), C-C тиалкилен (например, -CHCH-S-) и C-C алкиленамин (например, -CHCH-N(H)- или -CHCH-N(CH)-).
Конкретные примеры соединений формулы I включают, помимо прочего, соединения, приведенные в таблице 1.
Таблица 1
<img file="00000002.jpg" he="23" wi="53" img-content="undefined" img-format="jpg" />2-((1-амино-8-оксо-5,6,7,8-тетрагидронафталин-2-ил)окси)этилметакрилат (соединение F)
<img file="00000003.jpg" he="23" wi="53" img-content="undefined" img-format="jpg" />N-(2-((1-амино-8-оксо-5,6,7,8-тетрагидронафталин-2-ил)окси)этил)метакриламид
<img file="00000004.jpg" he="23" wi="53" img-content="undefined" img-format="jpg" />N-(2-((1-амино-8-оксо-5,6,7,8-тетрагидронафталин-2-ил)окси)этил)-N-метилметакриламид
<img file="00000005.jpg" he="28" wi="53" img-content="undefined" img-format="jpg" />2-((5-амино-4-оксо-1,2,3,4-тетрагидрохинолин-6-ил)окси)этилметакрилат
<img file="00000006.jpg" he="28" wi="53" img-content="undefined" img-format="jpg" />N-(2-((5-амино-4-оксо-1,2,3,4-тетрагидрохинолин-6-ил)окси)этил)метакриламид
<img file="00000007.jpg" he="28" wi="53" img-content="undefined" img-format="jpg" />N-(2-((5-амино-4-оксо-1,2,3,4-тетрагидрохинолин-6-ил)окси)этил)-N-метилметакриламид
<img file="00000008.jpg" he="29" wi="53" img-content="undefined" img-format="jpg" />2-((5-амино-1-метил-4-оксо-1,2,3,4-тетрагидрохинолин-6-ил)окси)этилметакрилат
<img file="00000009.jpg" he="29" wi="53" img-content="undefined" img-format="jpg" />N-(2-((5-амино-1-метил-4-оксо-1,2,3,4-тетрагидрохинолин-6-ил)окси)этил)метакриламид
<img file="00000010.jpg" he="29" wi="53" img-content="undefined" img-format="jpg" />N-(2-((5-амино-1-метил-4-оксо-1,2,3,4-тетрагидрохинолин-6-ил)окси)этил)-N-метилметакриламид
<img file="00000011.jpg" he="25" wi="53" img-content="undefined" img-format="jpg" />2-((5-амино-4-оксохроман-6-ил)окси)этилметакрилат (соединение M)
<img file="00000012.jpg" he="25" wi="53" img-content="undefined" img-format="jpg" />N-(2-((5-амино-4-оксохроман-6-ил)окси)этил)метакриламид
<img file="00000013.jpg" he="25" wi="53" img-content="undefined" img-format="jpg" />N-(2-((5-амино-4-оксохроман-6-ил)окси)этил)-N-метилметакриламид
Соединения формулы I можно применять в комбинации с другими поглощающими соединениями для обеспечения желательных характеристик поглощения. Например, предпочтительные композиции могут содержать соединение формулы I и второе соединение, которое представляет собой соединение, поглощающее УФ-излучение. Соединения, поглощающие УФ-излучение, известны в данной области и относятся к нескольким классам, которые включают, но не ограничиваются этим, бензофеноны, бензотриазолы, триазины, замещенные акрилонитрилы, производные салициклической кислоты, производные бензойной кислоты, производные коричной кислоты, производные халькона, производные дипнона, производные кротоновой кислоты или любые их смеси. Предпочтительным классом соединений, поглощающих УФ-излучение, являются бензотриазолы, такие как Norbloc (2-(2'-гидрокси-5-метакрилилоксиэтилфенил)-2H-бензотриазол).
Особенно предпочтительная композиция содержит 2-(4-ацетил-3-амино-2,6-диметоксифенокси)этилметакрилат и 2-(2´-гидрокси-5-метакрилилоксиэтилфенил)-2H-бензотриазол.
Соединения формулы I можно получать в соответствии с нижеприведенной реакционной схемой 1 и прилагающимся к ней описанием, а также соответствующими описанными в литературе процедурами, которые может использовать специалист в данной области техники. Примеры реагентов и процедур для этих реакций представлены в демонстрационных примерах.
Схема 1
2
3
Как показано на схеме 1, коммерчески доступный 7-замещенный 3,4-дигидронафталин-1(2H)-он, 6-замещенный хроман-4-он, 6-замещенный 2,3-дигидрохинолин-4(1H)-он, 1-алкил-6-замещенный 2,3-дигидрохинолин-4(1H)-он или аналогичное соединение, где X обычно представляет собой CH, O, S, NH или NR, заместитель X’ обычно представляет собой Cl, Br или OCH, а R представляет собой протон или метильную группу, преобразуют с помощью ряда реакций, включая этапы защиты и снятия защиты, в соответствующее производное амино-2-гидроксиэтокси, такое как 8-амино-7-(2-гидроксиэтокси)-3,4-дигидронафталин-1(2H)-он, 5-амино-6-(2-гидроксиэтокси)хроман-4-он, 5-амино-6-(2-гидроксиэтокси)-2,3-дигидрохинолин-4(1H)-он или 5-амино-6-(2-гидроксиэтокси)-1-алкил-2,3-дигидрохинолин-4(1H)-он, которое после этого ацетилируют (мет)акриловым ангидридом с образованием (мет)акрилатов формулы I. Отличный ряд реакций, включая этапы защиты и снятия защиты, можно использовать для синтеза соответствующих амино-2-аминоэтокси-производных, которые при ацетилировании (мет)акриловым ангидридом могут образовывать (мет)акриламиды формулы I. Как понятно специалистам в данной области техники, вышеуказанные этапы при необходимости можно легко модифицировать для получения необходимых соединений. Соединения формулы I также можно получать другими способами, отличными от показанных на схеме 1.
Поглощающие высокоэнергетическое излучение соединения формулы I можно включать в реакционные смеси для образования различных продуктов, включая биомедицинские устройства и офтальмологические устройства. Как правило, поглощающие высокоэнергетическое излучение соединения могут присутствовать в любом количестве вплоть до предела их растворимости. Например, соединения могут присутствовать в количестве в диапазоне от приблизительно 0,1% до приблизительно 10% по массе, или от приблизительно 0,5 до приблизительно 5% по массе, или от приблизительно 0,75% до приблизительно 4% по массе. Верхний предел, как правило, определяется растворимостью соединения с другими сомономерами и/или разбавителями в реакционной мономерной смеси.
Предпочтительно, чтобы в состав офтальмологических устройств были включены поглощающие высокоэнергетическое излучение соединения по настоящему изобретению. Может быть изготовлено множество офтальмологических устройств, включая жесткие контактные линзы, мягкие контактные линзы, роговичные накладки, роговичные имплантаты, интраокулярные линзы или маскирующие линзы. Офтальмологическое устройство предпочтительно представляет собой мягкую контактную линзу, которая может быть изготовлена из традиционных или силикон-гидрогелевых составов.
Офтальмологические устройства по данному изобретению содержат продукт реакции свободных радикалов реакционной смеси, содержащей одно или более соединений формулы I, один или более мономеров, подходящих для изготовления необходимого офтальмологического устройства (также называемых в данном документе формирующими устройство мономерами или образующими гидрогель мономерами), и необязательные компоненты. Таким образом, реакционная смесь может, например, содержать, помимо соединений формулы I, один или более из: гидрофильных компонентов, гидрофобных компонентов, силиконсодержащих компонентов, смачивающих агентов, таких как полиамиды, сшивающих агентов и дополнительных компонентов, таких как разбавители и инициаторы.
Гидрофильные компоненты
Примеры подходящих семейств гидрофильных мономеров включают (мет)акрилаты, стиролы, виниловые эфиры, (мет)акриламиды, N-виниллактамы, N-виниламиды, N-винилимиды, N-винилмочевины, O-винилкарбаматы, O-винилкарбонаты, другие гидрофильные винильные соединения и их смеси.
Неограничивающие примеры гидрофильных (мет)акрилатных и (мет)акриламидных мономеров включают: акриламид, N-изопропилакриламид, N, N-диметиламинопропил(мет)акриламид, N, N-диметилакриламид (DMA), 2-гидроксиэтилметакрилат (HEMA), 2-гидроксипропил(мет)акрилат, 3-гидроксипропил(мет)акрилат, 2,3-дигидроксипропил(мет)акрилат, 2-гидроксибутил(мет)акрилат, 3-гидроксибутил(мет)акрилат, 4-гидроксибутил(мет)акрилат, N-(2-гидроксиэтил)(мет)акриламид, N, N-бис(2-гидроксиэтил)(мет)акриламид, N-(2-гидроксипропил)(мет)акриламид, N, N-бис(2-гидроксипропил)(мет)акриламид, N-(3-гидроксипропил)(мет)акриламид, N-(2-гидроксибутил) (мет)акриламид, N-(3-гидроксибутил)(мет)акриламид, N-(4-гидроксибутил)(мет)акриламид, 2-аминоэтил(мет)акрилат, 3-аминопропил(мет)акрилат, 2-аминопропил(мет)акрилат, N-2-аминоэтил(мет)акриламиды, N-3-аминопропил(мет)акриламид, N-2-аминопропил(мет)акриламид, N, N-бис-2-аминоэтил(мет)акриламиды, N, N-бис-3-аминопропил(мет)акриламид, N, N-бис-2-аминопропил(мет)акриламид, глицеринметакрилат, полиэтиленгликольмонометакрилат, (мет)акриловую кислоту, винилацетат, акрилонитрил и их смеси.
Гидрофильные мономеры также могут быть ионными, включая анионные, катионные, цвиттерионы, бетаины и их смеси. Неограничивающие примеры таких заряженных мономеров включают (мет)акриловую кислоту, N-[(этенилокси)карбонил]-β-аланин (VINAL), 3-акриламидопропановую кислоту (ACA1), 5-акриламидопентановую кислоту (ACA2), 3-акриламидо-3-метилбутановую кислоту (AMBA), 2- (метакрилоилокси)этилтриметиламмонийхлорид (Q-соль или METAC), 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновую кислоту (AMPS), 1-пропанаминий, N-(2-карбоксиэтил)-N, N-диметил-3-[(1-оксо-2-пропен-1-ил) амино]-, внутреннюю соль (СBT), 1-пропанаминий, N, N-диметил-N-[3-[(1-оксо-2-пропен-1-ил)амино]пропил]-3-сульфо-, внутреннюю соль (SBT), 3,5-диокса-8-аза-4-фосфаундек-10-ен-1-аминий, 4-гидрокси-N, N,N-триметил-9-оксо-, внутреннюю соль, 4-оксид (9CI) (PBT), 2-метакрилоилоксиэтилфосфорилхолин, 3-(диметил(4-винилбензил)аммонио)пропан-1-сульфонат (DMVBAPS), 3-((3-акриламидопропил)диметиламмонио)пропан-1-сульфонат (AMPDAPS), 3-((3-метакриламидопропил)диметиламмонио)пропан-1-сульфонат (MAPDAPS), 3-((3-(акрилоилокси)пропил)диметиламмонио)пропан-1-сульфонат (APDAPS) и метакрилоилокси)пропил)диметиламмонио)пропан-1-сульфонат (MAPDAPS).
Не имеющие ограничительного характера примеры гидрофильных N-виниллактамовых и N-виниламидных мономеров включают в себя: N-винилпирролидон (NVP), N-винил-2-пиперидон, N-винил-2-капролактам, N-винил-3-метил-2-капролактам, N-винил-3-метил-2-пиперидон, N-винил-4-метил-2-пиперидон, N-винил-4-метил-2-капролактам, N-винил-3-этил-2-пирролидон, N-винил-4,5-диметил-2-пирролидон, N-винилацетамид (NVA), N-винил-N-метилацетамид (VMA), N-винил-N-этилацетамид, N-винил-N-этилформамид, N-винилформамид, N-винил-N-метилпропионамид, N-винил-N-метил-2-метилпропионамид, N-винил-2-метилпропионамид, N-винил-N, N’-диметилмочевина, 1-метил-3-метилен-2-пирролидон, 1-метил-5-метилен-2-пирролидон, 5-метил-3-метилен-2-пирролидон; 1-этил-5-метилен-2-пирролидон, N-метил-3-метилен-2-пирролидон, 5-этил-3-метилен-2-пирролидон, 1-N-пропил-3-метилен-2-пирролидон, 1-N-пропил-5-метилен-2-пирролидон, 1-изопропил-3-метилен-2-пирролидон, 1-изопропил-5-метилен-2-пирролидон, N-винил-N-этилацетамид, N-винил-N-этилформамид, N-винилформамид, N-винилизопропиламид, N-винилкапролактам, N-винилимидазол и их смеси.
Не имеющие ограничительного характера примеры гидрофильных мономеров O-винилкарбаматов и O-винилкарбонатов включают N-2-гидроксиэтилвинилкарбамат и N-виниловый эфир N-карбокси-β-аланина. Дополнительные примеры гидрофильных винилкарбонатных или винилкарбаматных мономеров описаны в патенте США № 5,070,215. Гидрофильные оксазолоновые мономеры описаны в патенте США № 4,910,277.
Другие гидрофильные винильные соединения включают в себя этиленгликольвиниловый эфир (EGVE), ди(этиленгликоль)виниловый эфир (DEGVE), аллиловый спирт, 2-этилоксазолин.
Гидрофильные мономеры также могут представлять собой макромеры или форполимеры поли(этиленгликоля) с линейной или разветвленной цепью, поли(пропиленгликоля) или статистически случайных или блок-сополимеров этиленоксида и пропиленоксида, имеющих полимеризуемые фрагменты, такие как (мет)акрилаты, стиролы, виниловые эфиры, (мет)акриламиды, N-виниламиды и т. п. Макромеры этих простых полиэфиров имеют одну полимеризуемую группу; форполимеры могут иметь две или более полимеризуемых групп.
Предпочтительные гидрофильные мономеры по настоящему изобретению представляют собой DMA, NVP, HEMA, VMA, NVA и их смеси. Предпочтительные гидрофильные мономеры включают смеси DMA и HEMA. Специалистам в данной области будут очевидны другие приемлемые гидрофильные мономеры.
В целом в отношении количества присутствующего в реакционной смеси гидрофильного мономера нет никаких особых ограничений. Количество гидрофильного мономера может быть выбрано на основании необходимых характеристик получаемого гидрогеля, включая содержание воды, прозрачность, смачиваемость, поглощение белков и т. п. Смачиваемость может быть измерена с помощью угла смачивания. Желаемые углы смачивания составляют менее чем около 100°, менее чем около 80° и менее чем около 60°. Гидрофильный мономер может присутствовать в количестве в диапазоне, например, от приблизительно 0,1 до приблизительно 100 мас.%, в другом варианте в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 80 мас.%, в другом варианте в диапазоне от приблизительно 5 до приблизительно 65 мас.%, в другом варианте в диапазоне от приблизительно 40 до приблизительно 60 мас.% или в другом варианте в диапазоне от приблизительно 55 до приблизительно 60 мас.% от общей массы реакционноспособных компонентов в реакционной мономерной смеси.
Силиконсодержащие компоненты
Силиконсодержащие компоненты, подходящие для применения в изобретении, содержат одно или более полимеризуемых соединений, причем каждое соединение независимо содержит по меньшей мере одну полимеризуемую группу, по меньшей мере одну силоксановую группу и одну или более связующих групп, соединяющих полимеризуемую(-ые) группу(-ы) с силоксановой(-ыми) группой(-ами). Силиконсодержащие компоненты могут, например, содержать от 1 до 220 силоксановых повторяющихся звеньев, таких как описанные ниже группы. Силиконсодержащий компонент может также содержать по меньшей мере один атом фтора.
Силиконсодержащий компонент может содержать: одну или более полимеризуемых групп, как определено выше; одно или более необязательно повторяющихся силоксановых звеньев; и одну или более связующих групп, соединяющих полимеризуемые группы с силоксановыми звеньями. Силиконсодержащий компонент может содержать: одну или более полимеризуемых групп, которые независимо представляют собой (мет)акрилат, стирил, простой виниловый эфир, (мет)акриламид, N-виниллактам, N-виниламид, O-винилкарбамат, O-винилкарбонат, винильную группу или смеси вышеперечисленного; одно или более необязательно повторяющихся силоксановых звеньев; и одну или более связующих групп, соединяющих полимеризуемые группы с силоксановыми звеньями.
Силиконсодержащий компонент может содержать: одну или более полимеризуемых групп, которые независимо представляют собой (мет)акрилат, (мет)акриламид, N-виниллактам, N-виниламид, стирил или смеси вышеперечисленного; одно или более необязательно повторяющихся силоксановых звеньев; и одну или более связующих групп, соединяющих полимеризуемые группы с силоксановыми звеньями.
Силиконсодержащий компонент может содержать: одну или более полимеризуемых групп, которые независимо представляют собой (мет)акрилат, (мет)акриламид или смеси вышеперечисленного; одно или более необязательно повторяющихся силоксановых звеньев; и одну или более связующих групп, соединяющих полимеризуемые группы с силоксановыми звеньями.
Формула A.
Силиконсодержащий компонент может содержать одну или более полимеризуемых групп формулы A:
при этом:
A
A
g
g
по меньшей мере один R представляет собой группу формулы R-L-, где R представляет собой полимеризуемую группу и L представляет собой связующую группу, и каждый из оставшихся R независимо представляет собой:
g
(a) R-L-,
1
16
(b) C-C алкил, необязательно замещенный одним или более из гидрокси, амино, амидо, окса, карбокси, алкилкарбокси, карбонила, алкокси, амидо, карбамата, карбоната, галогена, фенила, бензила или их комбинаций,
3
12
(c) C-C циклоалкил, необязательно замещенный одним или более из алкила, гидрокси, амино, амидо, окса, карбонила, алкокси, амидо, карбамата, карбоната, галогена, фенила, бензила или их комбинаций,
6
14
(d) C-C арил, необязательно замещенный одним или более из алкила, гидрокси, амино, амидо, окса, карбокси, алкилкарбокси, карбонила, алкокси, амидо, карбамата, карбоната, галогена, фенила, бензила или их комбинаций,
(e) галоген,
(f) алкокси, циклический алкокси или арилокси,
(g) силокси,
(h) алкиленоксиалкил или алкоксиалкиленоксиалкил, такой как полиэтиленоксиалкил, полипропиленоксиалкил или поли(этиленокси-сопропиленоксиалкил), или
(i) одновалентную силоксановую цепь, содержащую от 1 до 100 силоксановых повторяющихся звеньев, необязательно замещенных алкилом, алкокси, гидрокси, амино, окса, карбокси, алкилкарбокси, алкокси, амидо, карбаматом, галогеном или их комбинациями; и
A
A
n составляет от 0 до 500, или от 0 до 200, или от 0 до 100, или от 0 до 20, причем предполагается, что, если n отлично от 0, то по n представляет собой распределение, имеющее моду, равную заявленному значению. Если n равно 2 или более, SiO-звенья могут содержать одинаковые или разные заместители R, и если присутствуют различные заместители R, то группы n могут иметь случайную или блочную конфигурацию.
A
A
A
В формуле A каждый из трех R может содержать полимеризуемую группу, альтернативно, каждый из двух R может содержать полимеризуемую группу, или альтернативно, один R может содержать полимеризуемую группу.
Формула B.
Силиконсодержащий компонент формулы A может представлять собой монофункциональное полимеризуемое соединение формулы B:
при этом:
Rg представляет собой полимеризуемую группу;
L представляет собой связующую группу;
каждый из j1 и j2 независимо представляет собой целое число от 0 до 220 при условии, что сумма j1 и j2 составляет от 1 до 220;
A1
A2
A3
A4
A5
A7
1
6
3
12
1
6
4
12
R, R, R, R, R и R в каждом случае независимо представляют собой C-C алкил, C-C циклоалкил, C-Cалкокси, C-C циклический алкокси, алкоксиалкиленоксиалкил, арил (например, фенил), арилалкил (например, бензил), галогеналкил (например, частично или полностью фторированный алкил), силокси, фтор или их комбинации, причем каждый алкил в вышеуказанных группах необязательно замещен одним или более гидрокси, амино, амидо, окса, карбокси, алкилкарбокси, карбонилами, алкокси, карбаматами, карбонатами, галогенами, фенилами или бензилами, каждый циклоалкил необязательно замещен одним или более алкилами, гидрокси, амино, амидо, окса, карбонилами, алкокси, карбаматами, карбонатами, галогенами, фенилами или бензилами, и каждый арил необязательно замещен одним или более алкилами, гидрокси, амино, амидо, окса, карбокси, алкилкарбокси, карбонилами, алкокси, карбаматами, карбонатами, галогенами, фенилами или бензилами; и
A6
1
8
1
4
R представляет собой силокси, C-C алкил (например, C-C алкил или бутил, или метил) или арил (например, фенил), причем алкил и арил могут быть необязательно замещены одним или более атомами фтора.
Формула B-1
.Соединения формулы B могут включать в себя соединения формулы B-1, которые представляют собой соединения формулы B, где j1 равен нулю, а j2 составляет от 1 до 220, или j2 составляет от 1 до 100, или j2 составляет от 1 до 50, или j2 составляет от 1 до 20, или j2 составляет от 1 до 5, или j2 составляет 1.
B-2.
Соединения формулы B могут включать в себя соединения формулы B-2, которые представляют собой соединения формулы B, где j1 и j2 независимо составляют от 4 до 100, или от 4 до 20, или от 4 до 10, или от 24 до 100, или от 10 до 100.
B-3.
A1
A2
A3
A4
1
6
1
3
Соединения формул B, B-1 и B-2 могут включать в себя соединения формулы B-3, представляющие собой соединения формулы B, B-1 или B-2, где R, R, R и R независимо в каждом случае представляют собой C-C алкил или силоксигруппу. Предпочтительный алкил представляет собой C-C алкил или более предпочтительно метил. Предпочтительная силоксигруппа представляет собой триметилсилоксигруппу.
B-4.
A5
A7
3
2
2
p
2
2
2
Соединения формул B, B-1, B-2 и B-3 могут включать в себя соединения формулы B-4, представляющие собой соединения формулы B, B-1, B-2 или B-3, где R и R независимо представляют собой алкоксиалкиленоксиалкил, предпочтительно независимо представляют собой закрытый метоксигруппой полиэтиленоксиалкил формулы CHO-[CHCHO]-CHCHCH, где p представляет собой целое число от 1 до 50.
B-5.
A5
A7
Соединения формул B, B-1, B-2 и B-3 могут включать в себя соединения формулы B-5, представляющие собой соединения формулы B, B-1, B-2 или B-3, где R и R независимо представляют собой силоксигруппу, например триметилсилоксигруппу.
B-6.
A5
A7
1
6
1
4
Соединения формул B, B-1, B-2 и B-3 могут включать в себя соединения формулы B-6, представляющие собой соединения формулы B, B-1, B-2 или B-3, где R и R независимо представляют собой C-C алкил, альтернативно C-C алкил или альтернативно бутил или метил.
B-7.
A6
A6
1
8
1
6
1
4
Соединения формул B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5 и B-6 могут включать в себя соединения формулы B-7, представляющие собой соединения формулы B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5 или B-6, где R представляет собой C-C алкил, предпочтительно C-C алкил, более предпочтительно C-C алкил (например, метил, этил, н-пропил или н-бутил). Более предпочтительно R представляет собой н-бутил.
B-8.
A9
A9
1
8
1
4
3
8
5
6
Соединения формул B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6 и B-7, могут включать в себя соединения формулы B-8, представляющие собой соединения формулы B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6 или B-7, где Rg содержит стирил, винилкарбонат, простой виниловый эфир, винилкарбамат, N-виниллактам, N-виниламид, (мет)акрилат или (мет)акриламид. Rg предпочтительно содержит (мет)акрилат, (мет)акриламид или стирил. Более предпочтительно, Rg содержит (мет)акрилат или (мет)акриламид. Если Rg представляет собой (мет)акриламид, азотная группа может быть замещена R, причем R представляет собой H, C-C алкил (предпочтительно C-C алкил, такой как н-бутил, н-пропил, метил или этил) или C-C циклоалкил (предпочтительно C-C циклоалкил), причем алкил и циклоалкил необязательно замещены одной или более группами, независимо выбранными из гидроксила, амида, простого эфира, силила (например, триметилсилила), силокси (например, триметилсилокси), алкилсилоксанила (причем сам алкил необязательно замещен фтором), арилсилоксанила (причем сам арил необязательно замещен фтором) и силилоксаалкиленом (причем сам оксаалкилен необязательно замещен гидроксилом).
B-9.
1
4
5
6
1
6
Соединения формул B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7 и B-8 могут включать в себя соединения формулы B-9, представляющие собой соединения формулы B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7 или B-8, где связующая группа содержит алкилен (предпочтительно C-C алкилен), циклоалкилен (предпочтительно C-C циклоалкилен), алкиленокси (предпочтительно этиленокси), галогеналкиленокси (предпочтительно галогенэтиленокси), амид, оксаалкилен (предпочтительно содержащий от 3 до 6 атомов углерода), силоксанил, алкиленсилоксанил, карбамат, алкиленамин (предпочтительно C-C алкиленамин) или комбинации двух или более из них, причем связующая группа необязательно замещена одним или более заместителями, независимо выбранными из алкила, гидроксила, простого эфира, амина, карбонила, силокси и карбамата.
B-10.
q
Соединения формул B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 и B-9 могут включать в себя соединения формулы B-10, представляющие собой соединения формулы B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 или B-9, где связующая группа представляет собой алкилен-силоксанил-алкилен-алкиленокси- или алкилен-силоксанил-алкилен-[алкиленокси-алкилен-силоксанил]-алкиленокси-, где q составляет от 1 до 50.
B-11.
1
6
1
3
Соединения формул B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 и B-9 могут включать в себя соединения формулы B-11, представляющие собой соединения формулы B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 или B-9, где связующая группа представляет собой C-C алкилен, предпочтительно C-C алкилен, более предпочтительно н-пропилен.
B-12.
2
2
2
2
2
2
2
Соединения формул B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 и B-9 могут включать в себя соединения формулы B-12, представляющие собой соединения формулы B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 или B-9, где связующая группа представляет собой алкиленкарбаматоксаалкилен. Связующая группа предпочтительно представляет собой CHCHN(H)-C(=O)-O-CHCH-O-CHCHCH.
B-13.
2
2
2
2
2
Соединения формул B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 и B-9 могут включать в себя соединения формулы B-13, представляющие собой соединения формулы B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 или B-9, где связующая группа представляет собой оксаалкилен. Связующая группа предпочтительно представляет собой CHCH-O-CHCHCH.
B-14.
q
2
3
3
2
3
2
2
2
q
Соединения формул B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 и B-9 могут включать в себя соединения формулы B-14, представляющие собой соединения формулы B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 или B-9, где связующая группа представляет собой алкилен-[силоксанил-алкилен]-, где q составляет от 1 до 50. Пример такой связующей группы: -(CH)-[Si(CH)-O-Si(CH)-(CH)]-.
B-15.
1
3
2
2
q
2
2
2
2
2
Соединения формул B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 и B-9 могут включать в себя соединения формулы B-15, представляющие собой соединения формулы B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 или B-9, где связующая группа представляет собой алкиленоксикарбаматалкиленциклоалкиленкарбаматоксаалкилен, причем циклоалкилен необязательно замещен 1, 2 или 3 заместителями, независимо выбранными из алкильных групп (предпочтительно C-C алкил, более предпочтительно, метил). Примером такой связующей группы является -[OCHCH]-OC(=O)-NH-CH-[1,3-циклогексилен]-NHC(=O)O-CHCH-O-CHCH-, причем циклогексилен замещен в положениях 1 и 5 тремя метильными группами.
B-16.
2
3
2
2
2
3
Соединения формул B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 и B-9 могут включать в себя соединения формулы B-16, представляющие собой соединения формулы B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 или B-9, где Rg содержит стирил, а связующая группа представляет собой алкиленокси, причем каждый алкилен в алкиленокси независимо необязательно замещен гидроксилом. Примером такой связующей группы является -O-(CH)-. Другим примером такой связующей группы является -O-CHCH(OH)CH-O-(CH)-.
B-17.
2
3
Соединения формул B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 и B-9 могут включать в себя соединения формулы B-17, представляющие собой соединения формулы B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 или B-9, где Rg содержит стирил, а связующая группа представляет собой алкиленамин. Примером такой связующей группы является -NH-(CH)-.
B-18.
2
2
2
3
3
1
8
1
3
3
8
3
2
3
2
2
1
8
1
3
3
8
Соединения формул B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 и B-9 могут включать в себя соединения формулы B-18, представляющие собой соединения формулы B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 или B-9, где связующая группа представляет собой оксаалкилен, необязательно замещенный гидроксилом, силокси или силилалкиленокси (причем группа алкиленокси сама необязательно замещена гидроксилом). Примером такой связующей группы является -CHCH(G)CH-O-(CH)-, где G представляет собой гидроксил. В другом примере G представляет собой RSiO-, где две группы R представляют собой триметилсилокси, а третья представляет собой C-C алкил (предпочтительно C-C алкил, более предпочтительно метил) или третья представляет собой C-C циклоалкил. В еще одном примере G представляет собой RSi-(CH)-O-CHCH(OH)CH-O-, где две группы R представляют собой триметилсилокси, а третья представляет собой C-C алкил (предпочтительно C-C алкил, более предпочтительно метил) или C-C циклоалкил. В еще одном примере G представляет собой полимеризуемую группу, такую как (мет)акрилат. Такие соединения могут выступать в качестве сшивающих агентов.
B-19.
2
2
2
3
Соединения формул B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 и B-9 могут включать в себя соединения формулы B-19, представляющие собой соединения формулы B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 или B-9, где Rg содержит стирил, а связующая группа представляет собой аминоксаалкилен, необязательно замещенный гидроксилом. Примером такой связующей группы является -NH-CHCH(OH)CH-O-(CH)-.
B-20.
2
2
2
2
2
3
Соединения формул B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 и B-9 могут включать в себя соединения формулы B-20, представляющие собой соединения формулы B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 или B-9, где Rg содержит стирил, а связующая группа представляет собой алкиленоксикарбаматоксаалкилен. Примером такой связующей группы является -O-(CH)-N(H)C(=O)O-(CH)-O-(CH)-.
B-21.
2
2
2
2
2
3
Соединения формул B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 и B-9 могут включать соединения формулы B-21, представляющие собой соединения формулы B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 или B-9, где связующая группа представляет собой алкиленкарбаматоксаалкилен. Примером такой связующей группы является -(CH)-N(H)C(=O)O-(CH)-O-(CH)-.
Формула C.
Силиконсодержащие компоненты формул A, B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8, B-9, B-10, B-11, B-12, B-13, B-14, B-15, B-18 и B-21 могут включать в себя соединения формулы C, представляющие собой соединения формулы A, B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8, B-9, B-10, B-11, B-12, B-13, B-14, B-15, B-18 или B-21, имеющие структуру:
где
A8
R представляет собой водород или метил;
A9
Z представляет собой O, S или N(R); и
A1
A2
A3
A4
A5
A6
A7
A9
L, j1, j2, R, R, R, R, R, R, R и R определены, как указано в формуле B или ее различных подформулах (например, B-1, B-2, и т.п.).
C-1.
Соединения формулы C могут включать в себя (мет)акрилаты формулы C-1, представляющие собой соединения формулы C, где Z представляет собой O.
C-2.
A9
A9
Соединения формулы C могут включать в себя (мет)акриламиды формулы C-2, представляющие собой соединения формулы C, где Z представляет собой N(R) и R представляет собой H.
C-3.
A9
A9
A9
A9
1
8
3
2
2
2
3
2
3
3
2
2
2
3
3
1
8
1
3
3
8
2
3
3
2
2
3
2
2
1-10
3
Соединения формул C могут включать в себя (мет)акриламиды формулы C-3, представляющие собой соединения формулы C, где Z представляет собой N(R) и R представляет собой C-C алкил, незамещенный или необязательно замещенный, как указано выше. Примеры R включают в себя CH, -CHCH(OH)CH(OH), -(CH)-силоксанил, -(CH)-SiR и -CHCH(OH)CH-O-(CH)-SiR, где каждый R в вышеуказанных группах независимо выбран из триметилсилокси, C-C алкила (предпочтительно C-C алкила, более предпочтительно метила) и C-C циклоалкила. Дополнительные примеры R включают в себя: -(CH)-Si(Me)(SiMe) и -(CH)-Si(Me)-[O-SiMe]-CH.
Формула D.
Соединения формулы C могут включать в себя соединения формулы D:
где
A8
R представляет собой водород или метил;
1
A9
Z представляет собой O и N(R);
1
1
L представляет собой алкилен, содержащий от 1 до 8 атомов углерода, или оксаалкилен, содержащий от 3 до 10 атомов углерода, где L необязательно замещен гидроксилом; и
A3
A4
A5
A6
A7
A9
j2, R, R, R, R, R и R определены, как указано выше в формуле B или ее различных подформулах (например, B-1, B-2, и т.п.).
D-1.
1
1
2
5
Соединения формулы D могут включать в себя соединения формулы D-1, представляющие собой соединения формулы D, где L представляет собой C-C алкилен, необязательно замещенный гидроксилом. Предпочтительно L представляет собой н-пропилен, необязательно замещенный гидроксилом.
D-2.
1
1
2
2
2
3
2
2
2
3
Соединения формулы D могут включать в себя соединения формулы D-2, представляющие собой соединения формулы D, где L представляет собой оксаалкилен, содержащий 4-8 атомов углерода, необязательно замещенных гидроксилом. L предпочтительно представляет собой оксаалкилен, содержащий пять или шесть атомов углерода, необязательно замещенных гидроксилом. Примеры включают -(CH)-O-(CH)- и -CHCH(OH)CH-O-(CH)-.
D-3.
1
Соединения формул D, D-1 и D-2 могут включать в себя соединения формулы D-3, представляющие собой соединения формулы D, D-1 или D-2, где Z представляет собой O.
D-4.
1
A9
A9
Соединения формул D, D-1 и D-2 могут включать в себя соединения формулы D-4, представляющие собой соединения формулы D, D-1 или D-2, где Z представляет собой N(R) и R представляет собой H.
D-5.
1
A9
A9
1
4
1
6
Соединения формул D, D-1 и D-2 могут включать в себя соединения формулы D-5, представляющие собой соединения формулы D, D-1 или D-2, где Z представляет собой N(R) и R представляет собой C-C алкил, необязательно замещенный 1 или 2 заместителями, выбранными из гидроксила, силокси и C-C алкилсилоксанила.
D-6.
Соединения формул D, D-1, D-2, D-3, D-4 и D-5 могут включать в себя соединения формулы D-6, представляющие собой соединения формулы D, D-1, D-2, D-3, D-4 или D-5, где j2 представляет собой 1.
D-7.
Соединения формул D, D-1, D-2, D-3, D-4 и D-5 могут включать в себя соединения формулы D-7, представляющие собой соединения формулы D, D-1, D-2, D-3, D-4 или D-5, где j2 составляет от 2 до 220 или от 2 до 100, или от 10 до 100, или от 24 до 100, или от 4 до 20, или от 4 до 10.
D-8.
A3
A4
A5
A6
A7
A3
A4
A5
A6
A7
A3
A4
A5
A6
A7
1
6
Соединения формул D, D-1, D-2, D-3, D-4, D-5, D-6 и D-7 могут включать в себя соединения формулы D-8, представляющие собой соединения формулы D, D-1, D-2, D-3, D-4, D-5, D-6 или D-7, где R, R, R, R и R независимо представляют собой C-C алкил или силокси. Предпочтительно R, R, R, R и R независимо выбраны из метила, этила, н-пропила, н-бутила и триметилсилокси. Более предпочтительно R, R, R, R и R независимо выбраны из метила, н-бутила и триметилсилокси.
D-9.
A3
A4
A5
A6
A7
1
6
1
6
Соединения формул D, D-1, D-2, D-3, D-4, D-5, D-6 и D-7 могут включать в себя соединения формулы D-9, которые представляют собой соединения формулы D, D-1, D-2, D-3, D-4, D-5, D-6, или D-7, где R и R независимо представляют собой C-C алкил (например, метил или этил) или силокси (например, триметилсилокси) и R, R и R независимо представляют собой C-C алкил (например, метил, этил, н-пропил или н-бутил).
Формула E.
Силиконсодержащий компонент для применения в изобретении может содержать мультифункциональный силиконсодержащий компонент. Таким образом, например, силиконсодержащий компонент формулы A может содержать бифункциональный материал формулы E:
где
A1
A2
A3
A4
A5
A7
Rg, L, j1, j2, R, R, R, R, R и R определены, как указано выше в формуле B или ее различных подформулах (например, B-1, B-2, и т.п.);
2
L представляет собой связующую группу; и
1
Rg представляет собой полимеризуемую группу.
E-1.
1
2
2
3
Соединения формулы E могут включать в себя соединения формулы E-1, представляющие собой соединения формулы E, где каждый из Rg и Rg представляет собой винилкарбонат структуры CH=CH-O-C(=O)-O- или структуры CH=C(CH)-O-C(=O)-O-.
E-2.
1
Соединения формулы E могут включать в себя соединения формулы E-2, представляющие собой соединения формулы E, где каждый из Rg и Rg представляет собой (мет)акрилат.
E-3.
1
A9
A9
Соединения формулы E могут включать в себя соединения формулы E-3, представляющие собой соединения формулы E, где каждый из Rg и Rg представляет собой (мет)акриламид, причем азотная группа может быть замещена R (причем R определен, как указано выше).
E-4.
Приемлемые соединения формул E, E-1, E-2 и E-3 включают в себя соединения формулы E-4, представляющие собой соединения формулы E, E-1, E-2 или E-3, где j1 равен нулю, а j2 составляет от 1 до 220, или j2 составляет от 1 до 100, или j2 составляет от 1 до 50, или j2 составляет от 1 до 20.
E-5.
Подходящие соединения формул E, E-1, E-2 и E-3 включают в себя соединения формулы E-5, представляющие собой соединения формулы E, E-1, E-2 или E-3, где j1 и j2 независимо составляют от 4 до 100.
E-6.
A1
A2
A3
A4
A5
1
6
1
3
Приемлемые соединения формул E, E-1, E-2, E-3, E-4 и E-5 включают в себя соединения формулы E-6, представляющие собой соединения формулы E, E-1, E-2, E-3, E-4 или E-5, где R, R, R, R и R независимо представляют собой в каждом случае C-C алкил, предпочтительно независимо представляют собой C-C алкил или каждый предпочтительно представляет собой метил.
E-7.
A7
3
2
2
p
2
2
2
Приемлемые соединения формул E, E-1, E-2, E-3, E-4, E-5 и E-6 включают в себя соединения формулы E-7, представляющие собой соединения формулы E, E-1, E-2, E-3, E-4, E-5 или E-6, где R представляет собой алкоксиалкиленоксиалкил, предпочтительно представляющий собой закрытый метоксигруппой полиэтиленоксиалкил формулы CHO-[CHCHO]-CHCHCH, где p представляет собой целое число от 1 до 50, или от 1 до 30, или от 1 до 10, или от 6 до 10.
E-8.
Приемлемые соединения формул E, E-1, E-2, E-3, E-4, E-5, E-6 и E-7 включают в себя соединения формулы E-8, представляющие собой соединения формулы E, E-1, E-2, E-3, E-4, E-5, E-6 или E-7, где L содержит алкилен, карбамат, силоксанил, циклоалкилен, амид, галогеналкиленокси, оксаалкилен или комбинации двух или более из них, причем связующая группа необязательно замещена одним или более заместителями, независимо выбранными из алкила, гидроксила, простого эфира, амина, карбонила и карбамата.
E-9.
2
Приемлемые соединения формул E, E-1, E-2, E-3, E-4, E-5, E-6, E-7 и E-8 включают в себя соединения формулы E-9, представляющие собой соединения формулы E, E-1, E-2, E-3, E-4, E-5, E-6, E-7 или E-8, где L содержит алкилен, карбамат, силоксанил, циклоалкилен, амид, галогеналкиленокси, оксаалкилен или комбинации двух или более из них, причем связующая группа необязательно замещена одним или более заместителями, независимо выбранными из алкила, гидроксила, простого эфира, амина, карбонила и карбамата.
Примеры силиконсодержащих компонентов, приемлемых для применения в изобретении, включают, помимо прочего, соединения, перечисленные в таблице 2. Если соединения в таблице 2 содержат полисилоксановые группы, то количество повторяющихся звеньев SiO в таких соединениях, если не указано иное, предпочтительно составляет от 3 до 100, более предпочтительно от 3 до 40 или еще более предпочтительно от 3 до 20.
Таблица 2
1
полидиметилсилоксаны с монометакрилоксипропильными и моно-н-бутильными концевыми группами (mPDMS) (предпочтительно содержащие от 3 до 15 повторяющихся звеньев SiO)
2
полидиметилсилоксан с моноакрилоксипропильными и моно-н-бутильными концевыми группами
3
полидиметилсилоксан с моно(мет)акрилоксипропильными и моно-н-метильными концевыми группами
4
полидиэтилсилоксан с моно(мет)акрилоксипропильными и моно-н-бутильными концевыми группами
5
полидиэтилсилоксан с моно(мет)акрилоксипропильными и моно-н-метильными концевыми группами
6
моно(мет)акриламидоалкилполидиалкилсилоксаны
7
моноалкилполидиарилсилоксаны с моно(мет)акрилоксиалкильными концевыми группами
8
3-метакрилоксипропилтрис(триметилсилокси)силан (TRIS)
9
3-метакрилоксипропилбис(триметилсилокси)метилсилан
10
3-метакрилоксипропилпентаметилдисилоксан
11
моно(мет)акриламидоалкилполидиалкилсилоксаны
12
моно(мет)акриламидоалкилполидиметилсилоксаны
13
N-(2,3-дигидроксипропан)-N’-(пропилтетра(диметилсилокси)диметилбутилсилан)акриламид
14
N-[3-трис(триметилсилокси)силил]пропилакриламид (TRIS-Am)
15
2-гидрокси-3-[3-метил-3,3-ди(триметилсилокси) силилпропокси]пропилметакрилат (SiMAA)
16
2-гидрокси-3-метакрилоксипропилоксипропилтрис(триметилсилокси)силан
17
<img file="00000020.jpg" he="26" wi="126" img-content="undefined" img-format="jpg" />полидиметилсилоксаны с моно(2-гидрокси-3-метакрилоксипропил)-пропилэфирными и моно-н-бутильными концевыми группами (OH-mPDMS) (содержащие от 4 до 30, или от 4 до 20, или от 4 до 15 повторяющихся звеньев SiO)
18
<img file="00000021.jpg" he="25" wi="135" img-content="undefined" img-format="jpg" />
19
<img file="00000022.jpg" he="26" wi="108" img-content="undefined" img-format="jpg" />
20
<img file="00000023.jpg" he="49" wi="135" img-content="undefined" img-format="jpg" />
21
<img file="00000024.jpg" he="42" wi="108" img-content="undefined" img-format="jpg" />
22
<img file="00000025.jpg" he="25" wi="158" img-content="undefined" img-format="jpg" />
23
<img file="00000026.jpg" he="25" wi="157" img-content="undefined" img-format="jpg" />
24
<img file="00000027.jpg" he="59" wi="77" img-content="undefined" img-format="jpg" />
Дополнительные неограничивающие примеры подходящих силиконсодержащих компонентов перечислены в таблице 3. Если не указано иное, где применимо, j2 предпочтительно составляет от 1 до 100, более предпочтительно от 3 до 40 или еще более предпочтительно от 3 до 15. В соединениях, содержащих j1 и j2, сумма j1 и j2 предпочтительно составляет от 2 до 100, более предпочтительно от 3 до 40 или еще более предпочтительно от 3 до 15.
Таблица 3
25
<img file="00000028.jpg" he="50" wi="116" img-content="undefined" img-format="jpg" />
26
<img file="00000029.jpg" he="52" wi="157" img-content="undefined" img-format="jpg" />p составляет от 1 до 10
27
<img file="00000030.jpg" he="46" wi="151" img-content="undefined" img-format="jpg" />p составляет от 5 до 10
28
<img file="00000031.jpg" he="22" wi="160" img-content="undefined" img-format="jpg" />
29
<img file="00000032.jpg" he="25" wi="118" img-content="undefined" img-format="jpg" />
30
1,3-бис[4-(винилоксикарбонилокси)бут-1-ил]тетраметилдисилоксан
31
3-(винилоксикарбонилтио)пропил[трис(триметилсилокси)силан]
32
3-[трис(триметилсилокси)силил]пропилаллилкарбамат
33
3-[трис(триметилсилокси)силил]пропилвинилкарбамат
34
трис(триметилсилокси)силилстирол (Styryl-TRIS)
35
<img file="00000033.jpg" he="39" wi="129" img-content="undefined" img-format="jpg" />
36
<img file="00000034.jpg" he="26" wi="155" img-content="undefined" img-format="jpg" />
37
<img file="00000035.jpg" he="24" wi="119" img-content="undefined" img-format="jpg" />
38
<img file="00000036.jpg" he="41" wi="120" img-content="undefined" img-format="jpg" />
39
<img file="00000037.jpg" he="24" wi="113" img-content="undefined" img-format="jpg" />
40
<img file="00000038.jpg" he="24" wi="113" img-content="undefined" img-format="jpg" />
41
<img file="00000039.jpg" he="59" wi="139" img-content="undefined" img-format="jpg" />
Возможно использование смесей силиконсодержащих компонентов. В качестве примера подходящие смеси могут включать, помимо прочего: смесь полидиметилсилоксана с концевыми моно-(2-гидрокси-3-метакрилоксипропилокси)-пропильной и моно-н-бутильной группами (OH mPDMS) с различными молекулярными массами, такими как смесь OH mPDMS, содержащая 4 и 15 повторяющихся звеньев SiO; смесь OH mPDMS с различными молекулярными массами (например, содержащая 4 и 15 повторяющихся звеньев SiO) вместе с силиконовым сшивающим агентом, таким как бис-3-акрилокси-2-гидроксипропилоксипропил полидиметилсилоксан (ac-PDMS); смесь 2-гидрокси-3-[3-метил-3,3-ди(триметилсилокси)силилпропокси]-пропилметакрилат (SiMAA) и полидиметилсилоксана (mPDMS) с концевыми монометакрилоксипропильной и моно-н-бутильной группами, такого как mPDMS 1000.
Силиконсодержащие компоненты для применения в настоящем изобретении могут иметь среднюю молекулярную массу от приблизительно 400 до приблизительно 4000 дальтон.
Силиконсодержащий(-ие) компонент(-ы) могут входить в состав в количестве, составляющем до приблизительно 95% масс., от приблизительно 10 до приблизительно 80% масс., от приблизительно 20 до приблизительно 70% масс. от общего содержания реакционноспособных компонентов в реакционной смеси (за исключением разбавителей).
Полиамиды
Реакционная смесь может включать по меньшей мере один полиамид. Используемый в настоящем документе термин «полиамид» относится к полимерам и сополимерам, содержащим повторяющиеся звенья, в состав которых входят амидные группы. Полиамид может содержать циклические амидные группы, ациклические амидные группы и их комбинации и может представлять собой любой полиамид, известный специалистам в данной области техники. Ациклические полиамиды содержат боковые амидные группы и способны вступать в ассоциацию с гидроксильными группами. Циклические полиамиды содержат циклические амидные группы и способны вступать в ассоциацию с гидроксильными группами.
Примеры подходящих ациклических полиамидов включают полимеры и сополимеры, содержащие повторяющиеся звенья формул G1 и G2:
Формула G1
Формула G2
44
44
1
3
40
1
4
41
1
4
42
1
4
43
1
4
40
41
42
43
40
41
42
43
где X представляет собой непосредственную связь, -(CO)- или -(CONHR)-, причем R представляет собой C-C алкильную группу; R выбирают из H, замещенных или незамещенных C-C алкильных групп с линейной или разветвленной цепью; R выбирают из H, замещенных или незамещенных C-C алкильных групп с линейной или разветвленной цепью, аминогрупп, содержащих не более двух атомов углерода, амидных групп, содержащих не более четырех атомов углерода, и алкоксильных групп, содержащих не более двух атомов углерода; R выбирают из H, замещенных или незамещенных C-C алкильных групп с линейной или разветвленной цепью; или метила, этокси, гидроксиэтила и гидроксиметила; R выбирают из H, замещенных или незамещенных C-C алкильных групп с линейной или разветвленной цепью; или метила, этокси, гидроксиэтила и гидроксиметила; где количество атомов углерода в R и R, взятых вместе, равно 8 или менее, включая 7, 6, 5, 4, 3 или менее; и где количество атомов углерода в R и R взятых вместе, равно 8 или менее, включая 7, 6, 5, 4, 3 или менее. Количество атомов углерода в R и R, взятых вместе, может составлять 6 или менее, или 4 или менее. Количество атомов углерода в R и R, взятых вместе, может составлять 6 или менее. В контексте настоящего документа замещенные алкильные группы включают алкильные группы, замещенные амино, амидными, эфирными, гидроксильными, карбонильными, карбоксильными группами или их комбинациями.
40
41
1
2
40
41
1
2
42
43
1
2
R и R могут быть независимо выбраны из H, замещенных или незамещенных C-C алкильных групп. X может представлять собой прямую связь, а R и R могут быть независимо выбраны из H, замещенных или незамещенных C-C алкильных групп. R и R могут быть независимо выбраны из H, замещенных или незамещенных C-C алкильных групп, метила, этокси, гидроксиэтила и гидроксиметила.
Ациклические полиамиды по настоящему изобретению могут содержать большинство повторяющихся звеньев формулы LV или формулы LVI, или ациклические полиамиды могут содержать по меньшей мере 50 мольных процентов повторяющихся звеньев формулы G или формулы G1, включая по меньшей мере приблизительно 70 мольных процентов и по меньшей мере приблизительно 80 мольных процентов. Конкретные примеры повторяющихся звеньев формулы G и формулы G1 включают повторяющиеся звенья, являющиеся производными N-винил-N-метилацетамида, N-винилацетамида, N-винил-N-метилпропионамида, N-винил-N-метил-2-метилпропионамида, N-винил-2-метилпропионамида, N-винил-N, N’-диметилмочевины, N, N-диметилакриламида, метакриламида и ациклических амидов формул G2 и G3:
Формула G2
Формула G3
Примеры приемлемых циклических амидов, которые могут быть использованы для получения циклических полиамидов настоящего изобретения, включают α-лактам, β-лактам, γ-лактам, δ-лактам и ε-лактам. Примеры приемлемых циклических полиамидов включают полимеры и сополимеры, содержащие повторяющиеся звенья формулы G4:
Формула G4
45
46
46
1
3
где R представляет собой атом водорода или метильную группу; где f равно целому числу от 1 до 10; где X представляет собой непосредственную связь, -(CO)- или -(CONHR)-, где R представляет собой C-C алкильную группу. В формуле LIX f может быть равно 8 или менее, включая 7, 6, 5, 4, 3, 2 или 1. В формуле G4 f может быть равно 6 или менее, включая 5, 4, 3, 2 или 1. В формуле G4 f может быть равно от 2 до 8, включая 2, 3, 4, 5, 6, 7 или 8. В Формуле LIX f может быть равно 2 или 3. Если X представляет собой прямую связь, f может составлять 2. В таких случаях циклический полиамид может представлять собой поливинилпирролидон (PVP).
Циклические полиамиды по настоящему изобретению могут содержать 50 мольных процентов или более повторяющегося звена формулы G4, или циклические полиамиды могут включать по меньшей мере 50 мольных процентов повторяющегося звена формулы G4, включая по меньшей мере 70 мольных процентов, и по меньшей мере 80 мольных процентов.
Полиамиды также могут представлять собой сополимеры, содержащие повторяющиеся звенья циклических и ациклических амидов. Дополнительные повторяющиеся звенья могут быть образованы из мономеров, выбранных из гидроксиалкил(мет)акрилатов, алкил(мет)акрилатов или других гидрофильных мономеров, и силоксанов, замещенных (мет)акрилатами. Любой из мономеров, указанных выше в качестве подходящих гидрофильных мономеров, может быть использован в качестве сомономера для образования дополнительных повторяющихся звеньев. Конкретные примеры дополнительных мономеров, которые могут использоваться для образования полиамидов, включают 2-гидроксиэтил(мет)акрилат, винилацетат, акрилонитрил, гидроксипропил(мет)акрилат, метил(мет)акрилат и гидроксибутил(мет)акрилат, дигидроксипропил(мет)акрилат, полиэтиленгликольмоно(мет)акрилат и т. п., и их смеси. Также могут быть введены ионные мономеры. Примеры ионных мономеров включают (мет)акриловую кислоту, N-[(этенилокси)карбонил]-β-аланин (VINAL, CAS #148969-96-4), 3-акриламидопропионовую кислоту (ACA1), 5-акриламидопропионовую кислоту (ACA2), 3-акриламидо-3-метилмасляную кислоту (AMBA), 2-(метакрилоилокси)этилтриметиламмония хлорид (Q соль или METAC), 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновую кислоту (AMPS), 1-пропанаминий, N-(2-карбоксиэтил)-N, N-диметил-3-[(1-оксо-2-пропен-1-ил)амино]-, внутреннюю соль (CBT, карбоксибетаин; CAS 79704-35-1), 1-пропанаминий, N, N-диметил-N-[3-[(1-оксо-2-пропен-1-ил)амино]пропил]-3-сульфо-, внутреннюю соль (SBT, сульфобетаин, CAS 80293-60-3), 3,5-диокса-8-аза-4-фосфаундек-10-ен-1-аминий, 4-гидрокси-N, N,N-триметил-9-оксо-, внутреннюю соль, 4-оксид (9CI) (PBT, фосфобетаин, CAS 163674-35-9), 2-метакрилоилоксиэтилфосфорилхолин, 3-(диметил(4-винилбензил)аммонио)пропан-1-сульфонат (DMVBAPS), 3-((3-акриламидопропил)диметиламмонио)пропан-1-сульфонат (AMPDAPS), 3-((3-метакриламидопропил)диметиламмонио)пропан-1-сульфонат (MAMPDAPS), 3-((3-(акрилоилокси)пропил)диметиламмонио)пропан-1-сульфонат (APDAPS), метакрилоилокси)пропил)диметиламмонио)пропан-1-сульфонат (MAPDAPS).
Реакционная смесь мономера может содержать как ациклический полиамид, так и циклический полиамид или их сополимеры. Ациклический полиамид может быть любым из описанных в настоящем документе ациклических полиамидов или их сополимеров, а циклический полиамид может быть любым из описанных в настоящем документе циклических полиамидов или их сополимеров. Полиамид может быть выбран из группы, состоящей из поливинилпирролидона (PVP), поливинилметацетамида (PVMA), полидиметилакриламида (PDMA), поливинилацетамида (PNVA), поли(гидроксиэтил(мет)акриламида), полиакриламида и их сополимеров и смесей. Полиамид может представлять собой смесь PVP (например, PVP K90) и PVMA (например, имеющий молекулярную массу около 570 кДа).
Общее количество полиамидов в реакционной смеси может быть в диапазоне от 1 мас.% до приблизительно 35 мас.%, включая в диапазоне от приблизительно 1 мас.% до приблизительно 15 мас.%, и в диапазоне от приблизительно 5 мас.% до приблизительно 15 мас.% во всех случаях от общей массы реакционноспособных компонентов в реакционной мономерной смеси.
Безотносительно к какой-либо теории при использовании с силиконовым гидрогелем полиамид выступает в качестве как внутреннего смачиваемого агента. Полиамиды по настоящему изобретению могут быть неполимеризуемыми, и в этом случае их вводят в силиконовые гидрогели в качестве полувзаимопроникающих полимерных сеток. Полиамиды захватываются или физически удерживаются внутри силиконовых гидрогелей. Альтернативно полиамиды по настоящему изобретению могут быть полимеризуемыми, например, представлять собой полиамидные макромеры или форполимеры, и в данном случае, являются ковалентно встроенными в силиконовые гидрогели. Также могут быть использованы смеси полимеризуемых и неполимеризуемых полиамидов.
Когда полиамиды вводят в состав реакционной мономерной смеси, они могут иметь среднечисленную молекулярную массу по меньшей мере 100 000 дальтон; более приблизительно 150 000; между от приблизительно 150 000 дальтон до приблизительно 2 000 000 дальтон; между от приблизительно 300 000 дальтон до приблизительно 1 800 000 дальтон; Могут быть использованы более высокомолекулярные полиамиды, если они совместимы с реакционной мономерной смесью.
Сшивающие агенты
По существу, в реакционную смесь желательно добавить один или более сшивающих агентов, также называемых сшивающими мономерами, многофункциональными макромерами и форполимерами. Сшивающие агенты могут быть выбраны из бифункциональных сшивающих агентов, трифункциональных сшивающих агентов, тетрафункциональных сшивающих агентов и их смесей, включая кремнийорганические и не являющиеся кремнийорганическими сшивающие агенты. Несиликонсодержащие сшивающие агенты включают этиленгликольдиметакрилат (EGDMA), тетраэтиленгликольдиметакрилат (TEGDMA), триметилолпропанатриметакрилат (TMPTMA), триаллилцианурат (TAC), глицеринметакрилат, метакрилоксиэтилвинилкарбонат (HEMAVc), аллилметакрилат, метиленбисакриламид (MBA) и полиэтиленгликольдиметакрилат, причем полиэтиленгликоль имеет молекулярную массу до приблизительно 5000 дальтон. Сшивающие агенты применяются в обычных количествах, например, от приблизительно 0,000415 до приблизительно 0,0156 моль на 100 грамм реакционноспособных формул в реакционной смеси. В другом варианте, если гидрофильные мономеры и/или силиконсодержащие компоненты являются многофункциональными благодаря структуре молекулы или из-за наличия примесей, то дополнительное введение в реакционную смесь сшивающего агента является необязательным. Примеры гидрофильных мономеров и макромеров, которые могут выступать в роли сшивающих агентов и при их наличии которых не требуется введение в реакционную смесь дополнительных сшивающих агентов, включают полиэфиры с (мет)акрилатными и (мет)акриламидными концевыми группами. Специалистам в данной области известны и другие сшивающие агенты, которые могут быть использованы для получения силиконовых гидрогелей настоящего изобретения.
Может быть желательным выбирать сшивающие агенты с той же реакционной способностью, что у одного или более других реакционноспособных компонентах в составе. В некоторых случаях может быть желательным выбирать смесь сшивающих агентов с различной реакционной способностью для контроля некоторого физического, механического или биологического свойства полученного силиконового гидрогеля. На структуру и морфологию силиконового гидрогеля может также оказывать влияние разбавитель(-и) и используемые условия полимеризации.
Многофункциональные силиконсодержащие компоненты, включая макромеры, сшивающие агенты, форполимеры, также могут быть использованы для дополнительного повышения модуля упругости при сохранении прочности на разрыв. Силиконсодержащие сшивающие агенты могут быть использованы самостоятельно или в комбинации с другими сшивающими агентами. Примером силиконсодержащего компонента, который действует в качестве сшивающего агента, и при наличии которого не требуется добавления дополнительных сшивающих агентов в реакционную смесь, является α,ω-бисметакрилоксипропил полидиметилсилоксан. Другой пример представляет собой бис-3-акрилокси-2-гидроксипропилоксипропил полидиметилсилоксан (ac PDMS).
Также могут быть использованы сшивающие агенты, которые имеют жесткие химические структуры и полимеризуемые группы, участвующие в свободнорадикальной полимеризации. Не имеющие ограничительного характера примеры подходящих жестких структур включают сшивающие агенты, содержащие фенильное и бензильное кольцо, такие как 1,4-фенилендиакрилат, 1,4-фенилендиметакрилат, 2,2-бис(4-метакрилоксифенил)-пропан, 2,2-бис[4-(2-акрилоксиэтокси)фенил]пропан, 2,2-бис[4-(2-гидрокси-3-метакрилоксипропокси)фенил]пропан и 4-винилбензилметакрилат и их комбинации. Жесткие сшивающие агенты могут быть введены в количествах между приблизительно 0,5 и приблизительно 15, или 2-10, 3-7 в расчете на суммарную массу всех реакционных компонентов. Физические и механические свойства силиконовых гидрогелей настоящего изобретения могут быть оптимизированы для конкретного применения путем корректирования компонентов реакционной смеси.
Не имеющие ограничительного характера примеры силиконовых сшивающих агентов также включают описанные выше многофункциональные силиконсодержащие компоненты, такие как соединения формулы E (и ее подформул) и многофункциональные соединения, представленные в таблице 3.
Дополнительные составляющие
Реакционная смесь может содержать дополнительные компоненты, такие как, помимо прочего, разбавители, инициаторы, УФ-поглотители, поглотители видимого света, фотохромные соединения, лекарственные препараты, нутрицевтики, противомикробные вещества, красители, пигменты, сополимеризуемые красители и неполимеризуемые красители, разделительные агенты и их комбинации.
Классы подходящих разбавителей для реакционных смесей силиконовых гидрогелей включают спирты, имеющие от 2 до 20 атомов углерода, амиды, имеющие от 10 до 20 атомов углерода, полученные из первичных аминов, и карбоновые кислоты, имеющие от 8 до 20 атомов углерода. Разбавители могут представлять собой первичные, вторичные и третичные спирты.
По существу, реакционноспособные компоненты смешивают с разбавителем для образования реакционной смеси. Приемлемые разбавители известны специалистам в данной области. Приемлемые разбавители для силиконовых гидрогелей описаны в WO 03/022321 и US 6020445, описание которых включено в настоящий документ путем ссылки.
Классы приемлемых разбавителей для реакционных смесей силиконовых гидрогелей включают спирты, имеющие от 2 до 20 атомов углерода, амиды, имеющие от 10 до 20 атомов углерода, полученные из первичных аминов, и карбоновые кислоты, имеющие от 8 до 20 атомов углерода. Могут быть использованы первичные и третичные спирты. Предпочтительные классы включают в себя спирты, имеющие от 5 до 20 атомов углерода, и карбоновые кислоты, имеющие от 10 до 20 атомов углерода.
Конкретные разбавители, которые могут быть использованы, включают в себя 1-этокси-2-пропанол, диизопропиламиноэтанол, изопропанол, 3,7-диметил-3-октанол, 1-деканол, 1-додеканол, 1-октанол, 1-пентанол, 2-пентанол, 1-гексанол, 2-гексанол, 2-октанол, 3-метил-3-пентанол, трет-амиловый спирт, трет-бутанол, 2-бутанол, 1-бутанол, 2-метил-2-пентанол, 2-пропанол, 1-пропанол, этанол, 2-этил-1-бутанол, (3-ацетокси-2-гидроксипропилокси)пропилбис(триметилсилокси)метилсилан, 1-трет-бутокси-2-пропанол, 3,3-диметил-2-бутанол, трет-бутоксиэтанол, 2-октил-1-додеканол, декановую кислоту, октановую кислоту, додекановую кислоту, 2-(диизопропиламино)этанол, их смеси и т. п. Примеры амидных разбавителей включают N, N диметил пропионамид и диметилацетамид.
Предпочтительные разбавители включают в себя 3,7-диметил-3-октанол, 1-додеканол, 1-деканол, 1-октанол, 1-пентанол, 1-гексанол, 2-гексанол, 2-октанол, 3-метил-3-пентанол, 2-пентанол, трет-амиловый спирт, трет-бутанол, 2-бутанол, 1-бутанол, 2-метил-2-пентанол, 2-этил-1-бутанол, этанол, 3,3-диметил-2-бутанол, 2-октил-1-додеканол, декановую кислоту, октановую кислоту, додекановую кислоту, их смеси и т. п.
Более предпочтительные разбавители включают в себя 3,7-диметил-3-октанол, 1-додеканол, 1-деканол, 1-октанол, 1-пентанол, 1-гексанол, 2-гексанол, 2-октанол, 1-додеканол, 3-метил-3-пентанол, 1-пентанол, 2-пентанол, трет-амиловый спирт, трет-бутанол, 2-бутанол, 1-бутанол, 2-метил-2-пентанол, 2-этил-1-бутанол, 3,3-диметил-2-бутанол, 2-октил-1-додеканол, их смеси и т.п.
По существу, нет никаких специальных ограничений на количество присутствующего разбавителя, если разбавитель наличествует. Если использован разбавитель, он может присутствовать в количестве в диапазоне от приблизительно 2 до приблизительно 70 мас.%, включая в диапазоне от приблизительно 5 до приблизительно 50 мас.%, и в диапазоне от приблизительно 15 до приблизительно 40 мас.% от общей массы реакционных смесей (включая реакционноспособные и нереакционноспособные формулы). Могут быть использованы смеси разбавителей.
В реакционной смеси может быть использован инициатор полимеризации. Инициаторы полимеризации могут включать по меньшей мере один из лауроилпероксида, бензоилпероксида, изопропилперкарбоната, азобисизобутиронитрила и т.п., которые генерируют свободные радикалы при умеренно повышенных температурах, и фотосенсибилизирующие системы, такие как ароматические альфа-гидроксикетоны, алкоксиоксибензоины, ацетофеноны, акрилфосфиноксиды, бисацилфосфиноксиды и третичный амин плюс дикетон, их смеси и т.п. Иллюстративными примерами фотоинициаторов являются 1-гидроксициклогексилфенилкетон, 2-гидрокси-2-метил-1-фенилпропан-1-он, бис(2,6-диметоксибензоил)-2,4-4-триметилпентилфосфиноксид (DMBAPO), бис(2,4,6-триметилбензоил)-фенилфосфиноксид (Irgacure 819), 2,4,6-триметилбензилдифенилфосфиноксид и 2,4,6-триметилбензоилдифенилфосфиноксид, сложный бензоинметиловый эфир и комбинация камфорхинона и этил-4-(N, N-диметиламино)бензоата.
Реализуемые на рынке (компанией IGM Resins B.V., Нидерланды) чувствительные к воздействию видимого света системы инициаторов включают Irgacure 819, Irgacure 1700, Irgacure 1800, Irgacure 819, Irgacure 1850 и инициатор Lucrin TPO. Реализуемые на рынке (компанией IGM Resins B.V.) чувствительные к УФ-излучению фотоинициаторы включают Darocur 1173 и Darocur 2959. Эти и другие фотоинициаторы, которые могут применяться, описаны в томе III Photoinitiators for Free Radical Cationic & Anionic Photopolymerization, том III, 2-е издание J. V. Crivello и K. Dietliker; edited by G. Bradley; John Wiley and Sons; New York; 1998. Инициатор используют в реакционной смеси в эффективных количествах для инициирования фотополимеризации реакционной смеси, например, от приблизительно 0,1 до приблизительно 2 частей по массе на 100 частей реакционной мономерной смеси. Полимеризация реакционной смеси может быть инициирована с помощью грамотно подобранного нагрева, или воздействия видимого или ультрафиолетового света, или других способов в зависимости от используемого инициатора полимеризации. В другом варианте инициирование может быть проведено с помощью электронного луча без фотоинициатора. Однако если используют фотоинициатор, то предпочтительными инициаторами являются бисацилфосфиноксиды, такие как бис(2,4,6-триметилбензоил)-фенилфосфиноксид (Irgacure 819) или комбинация 1-гидроксициклогексилфенилкетона и бис(2,6-диметоксибензоил)-2,4-4-триметилфенилфосфиноксида (DMBAPO).
Хотя соединения формулы I являются предпочтительными соединениями, поглощающими высокоэнергетическое излучение, для применения в данном изобретении, в примерах описаны другие соединения, поглощающие высокоэнергетическое излучение, которые можно использовать отдельно или в комбинации с соединениями формулы I. Они включают, например, соединения формулы II, II-1, соединение III или их комбинации:
g
g
где Y представляет собой связующую группу, а P представляет собой полимеризуемую группу. Предпочтительно Y представляет собой связь. Предпочтительно P представляет собой винил. Предпочтительные соединения формулы II включают соединения формулы II-1:
.
Соединение III: 1-(2-амино-3-метоксифенил)-2-метилпроп-2-ен-1-он.
Реакционная смесь для изготовления офтальмологических устройств по данному изобретению, помимо одного или более поглощающих высокоэнергетическое излучение соединений, может содержать любые другие полимеризуемые соединения и необязательные компоненты, описанные выше.
Предпочтительные реакционные смеси могут содержать: поглощающее высокоэнергетическое излучение соединение формулы I и гидрофильный компонент.
Предпочтительные реакционные смеси могут содержать: поглощающее высокоэнергетическое излучение соединение формулы I и гидрофильный компонент, выбранный из DMA, NVP, HEMA, VMA, NVA, метакриловой кислоты и их смесей. Предпочтительными являются смеси HEMA и метакриловой кислоты.
Предпочтительные реакционные смеси могут содержать: поглощающее высокоэнергетическое излучение соединение формулы I, гидрофильный компонент и силиконсодержащий компонент.
Предпочтительные реакционные смеси могут содержать: поглощающее высокоэнергетическое излучение соединение формулы I, гидрофильный компонент и силиконсодержащий компонент, содержащий соединение формулы D (или ее подформул, таких как D-1, D-2 и т. д.).
Предпочтительные реакционные смеси могут содержать: поглощающее высокоэнергетическое излучение соединение формулы I, гидрофильный компонент, выбранный из DMA, NVP, HEMA, VMA, NVA, метакриловой кислоты и их смесей; силиконсодержащий компонент, содержащий соединение формулы D (или его подформул, таких как D-1, D-2 и т. п.); и внутренний смачивающий агент.
Предпочтительные реакционные смеси могут содержать: поглощающее высокоэнергетическое излучение соединение формулы I, гидрофильный компонент, выбранный из DMA, HEMA и их смесей; силиконсодержащий компонент, выбранный из 2-гидрокси-3-[3-метил-3,3-ди(триметилсилокси)силилпропокси]пропилметакрилата (SiMAA), полидиметилсилоксана с концевыми монометакрилоксипропильной и моно-н-бутильной группами (mPDMS), полидиметилсилоксана с концевыми моно-(2-гидрокси-3-метакрилоксипропилокси)-пропильной и моно-н-бутильной группами (OH-mPDMS) и их смесей; и смачивающий агент (предпочтительно PVP или PVMA). Для гидрофильного компонента предпочтительными являются смеси DMA и HEMA. Для силиконсодержащего компонента предпочтительными являются смеси SiMAA и mPDMS.
Предпочтительные реакционные смеси могут содержать: поглощающее высокоэнергетическое излучение соединение формулы I, гидрофильный компонент, содержащий смесь DMA и HEMA; силиконсодержащий компонент, содержащий смесь OH-mPDMS, имеющую от 2 до 20 повторяющихся единиц (предпочтительно смесь, имеющую от 4 до 15 повторяющихся единиц). Реакционная смесь предпочтительно дополнительно содержит силиконсодержащий сшивающий агент, такой как ac-PDMS. Также предпочтительно, чтобы реакционная смесь содержала смачивающий агент (предпочтительно DMA, PVP, PVMA или их смеси).
Вышеупомянутые реакционные смеси могут содержать необязательные ингредиенты, такие как, помимо прочего, один или более инициаторов, внутренние смачивающие агенты, сшивающие агенты, другие поглотители УФ-/HEV- излучения и разбавители.
Отверждение гидрогелей и изготовление линзы
Реакционные смеси могут быть образованы любым способом, известным в данной области техники, таким как взбалтывание или перемешивание, и применяться для образования полимерных изделий или устройств известными способами. Реакционноспособные компоненты смешивают вместе с разбавителем или без него с образованием реакционной смеси.
Например, офтальмологические устройства могут быть получены путем смешивания реакционноспособных компонентов и в некоторых случаях необязательно разбавителя(-ей) с инициатором полимеризации и отверждением в надлежащих условиях с образованием продукта, которому впоследствии можно придать соответствующую форму путем токарной обработки, фрезеровки и т.п. В другом варианте реакционная смесь может быть помещена в пресс-форму и впоследствии полимеризована в соответствующее изделие.
Способ изготовления отформованного офтальмологического устройства, такого как силикон-гидрогелевая контактная линза, может содержать: подготовку реакционной мономерной смеси; перемещение реакционной мономерной смеси в первую пресс-форму; помещение второй пресс-формы наверх первой пресс-формы, заполненной реакционной мономерной смесью; и отверждение реакционной мономерной смеси путем свободнорадикальной сополимеризации с образованием силиконового гидрогеля в форме контактной линзы.
Реакционная смесь может быть отверждена посредством любого известного способа формования реакционной смеси при изготовлении контактных линз, включая центробежное литье и статическое литье. Способы центробежного литья описаны в патентах США № 3408429 и 3660545, а способы статического литья описаны в патентах США № 4113224 и 4197266. Контактные линзы настоящего изобретения могут быть образованы путем прямого формования силиконовых гидрогелей, что является экономичным и позволяет точно контролировать окончательную форму гидратированной линзы. При использовании данного способа реакционную смесь помещают в пресс-форму, имеющую форму готового силиконового гидрогеля, и реакционную смесь подвергают воздействию условий, в которых полимеризуют мономеры, получая таким образом полимер, форма которого приблизительно соответствует желаемой форме готового продукта.
После полимеризации линзу могут подвергать экстрагированию для удаления непрореагировавших компонентов, после чего линзу извлекают из пресс-формы. Экстрагирование может быть проведено с использованием обычных экстрагентов, таких как органические растворители, например спирты, или может быть проведено с использованием водных растворов.
Водные растворы представляют собой растворы, содержащие воду. Водные растворы по настоящему изобретению могут содержать по меньшей мере приблизительно 20 мас.% воды или по меньшей мере приблизительно 50 мас.% воды, или по меньшей мере приблизительно 70 мас.% воды, или по меньшей мере около 95 мас.% воды. Водные растворы могут также включать дополнительные водорастворимые формулы, такие как неорганические соли или разделительные агенты, смачивающие агенты, антифрикционные добавки, лекарственные и нутрицевтические формулы, их комбинации и т.п. Разделительные агенты представляют собой соединения или смеси соединений, которые в сочетании с водой сокращают время, необходимое для извлечения контактной линзы из пресс-формы, по сравнению со временем, необходимым для извлечения такой линзы с использованием водного раствора, не содержащего разделительный агент. Водные растворы могут не требовать специального обращения, например очистки, переработки или специальных процедур утилизации.
Экстрагирование может выполняться, например, путем погружения линзы в водный раствор или путем воздействия на линзу потока водного раствора. Экстракция может также включать в себя, например, одно или более из: нагревания водного раствора; перемешивания водного раствора; повышения уровня вспомогательного разделительного агента в водном растворе до уровня, достаточного для извлечения линзы; механического или ультразвукового перемешивания линзы; и введения в водный раствор по меньшей мере одного выщелачивающего или экстракционного вспомогательного средства до уровня, достаточного для облегчения адекватного удаления непрореагировавших компонентов из линзы. Вышеупомянутые процессы можно проводить последовательно или непрерывно с дополнительным воздействием или без дополнительного воздействия нагреванием, перемешиванием или и тем и другим.
Для облегчения выщелачивания и извлечения может потребоваться физическое перемешивание. Например, та часть пресс-формы, к которой прикреплена готовая линза, может быть подвергнута вибрации или движению вперед-назад внутри водного раствора. Другие способы могут включать в себя пропускание ультразвуковых волн через водный раствор.
Линзы могут быть стерилизованы известными способами, такими как, помимо прочего, автоклавирование.
Как указано выше, предпочтительные офтальмологические устройства представляют собой контактные линзы, более предпочтительно мягкие гидрогелевые контактные линзы. Длины волн и процентные значения пропускания, описанные в настоящем документе, могут быть измерены на различной толщине линз с использованием, например, методик, описанных в примерах. В качестве примера предпочтительная толщина центральной части для измерения спектров пропускания в мягкой контактной линзе может составлять от 80 до 100 микрон, или от 90 до 100 микрон, или от 90 до 95 микрон. Как правило, измерение может быть выполнено в центре линзы при помощи, например, прибора с прорезью шириной 4 нм. Для получения описанных выше характеристик можно использовать различные концентрации одного или более полимеризуемых поглощающих высокоэнергетическое излучение соединений. Например, концентрация может находиться в диапазоне, составляющем по меньшей мере 1 процент или по меньшей мере 2 процента; и до 10 процентов или до 5 процентов от массовой доли всех компонентов в реакционной смеси, за исключением разбавителя. Типичная концентрация может находиться в диапазоне от 3 до 5 процентов.
Силикон-гидрогелевые офтальмологические устройства (например, контактные линзы) в соответствии с изобретением предпочтительно обладают следующими свойствами. Все приведенные значения предваряются модификатором «приблизительно», и устройства могут иметь любую комбинацию из перечисленных свойств. Свойства могут быть определены способами, известными специалистам в данной области, например, как описано в патентной заявке США US20180037690, содержание которой включено в настоящий документ путем ссылки.
2
[HO] %: по меньшей мере 20% или по меньшей мере 25%, или до 80% или до 70%
Мутность: 30% или менее или 10% или менее
Kruss DCA (°): 100° или менее или 50° или менее
Модуль упругости при растяжении (фунтов на кв. дюйм): 120 или менее, или от 80 до 120
Dk (барреры): по меньшей мере 80 или по меньшей мере 100, или по меньшей мере 150, или по меньшей мере 200
Удлинение при растяжении на разрыв: по меньшей мере 100
Для ионных силиконовых гидрогелей также могут быть предпочтительными следующие свойства (в дополнение к перечисленным выше):
Поглощение лизоцима (мкг/линза): по меньшей мере 100 или по меньшей мере 150, или по меньшей мере 500, или по меньшей мере 700.
Поглощение поликватерния 1 (PQ1) (%): 15 или менее, или 10 или менее, или 5 или менее.
Некоторые варианты осуществления изобретения будут подробно описаны в представленных ниже примерах.
ПРИМЕРЫ
Способы тестирования
Спектры органических соединений в растворе в УФ- и видимой области измеряли с помощью сканирующего спектрометра Perkin Elmer Lambda 45 или Agilent Cary 6000i UV/VIS. Перед использованием прибор термически уравновешивали в течение по меньшей мере тридцати минут. Для прибора Perkin Elmer диапазон сканирования составлял 200-800 нм; скорость сканирования составляла 960 нм в минуту; ширина прорези составляла 4 нм; режим был установлен на пропускание или поглощение; и выбрана коррекция базовой линии. Для прибора Cary диапазон сканирования составлял 200-800 нм; скорость сканирования составляла 600 нм/мин; ширина щели составляла 2 нм; режим был на пропускание или поглощение; и выбрана коррекция базовой линии. Перед анализом образцов с использованием функции автоматической установки на нуль проводили коррекцию базовой линии.
Спектры контактных линз, сформированных частично из заявленных композиций, в УФ- и видимой области измеряли с помощью сканирующего спектрометра Perkin Elmer Lambda 45 UV/ VIS или Agilent Cary 6000i UV/VIS. Перед использованием прибор термически уравновешивали в течение по меньшей мере тридцати минут. Для прибора Perkin Elmer диапазон сканирования составлял 200-800 нм; скорость сканирования составляла 960 нм в минуту; ширина прорези составляла 4 нм; режим был установлен на пропускание; и выбрана коррекция базовой линии. Коррекцию базовой линии проводили с помощью кювет, содержащих двухгнездные пластмассовые держатели для линз и одинаковые растворители. Эти два двухгнездных держателя для контактных линз были выполнены с возможностью удержания образца в кварцевой кювете в месте, через которое проходит падающий свет. Контрольная кювета также содержала двухгнездный держатель. Для обеспечения постоянной толщины образцов все линзы были изготовлены с использованием идентичных пресс-форм. Толщину центра контактной линзы измеряли с помощью электронного толщиномера. Приведенные значения толщины центральной части и спектры пропускания получены путем усреднения данных по трем отдельным линзам.
Важно обеспечить полную чистоту и сухость наружных поверхностей кюветы и отсутствие пузырьков воздуха в ней. Воспроизводимость результатов измерения улучшается, когда контрольную кювету и ее держатель для линзы не заменяют на другие, и когда во всех образцах используют одну и ту же анализируемую кювету и ее держатель для линзы, убеждаясь при этом, что обе кюветы надлежащим образом вставлены в прибор.
Примеры
В примерах и фигурах будут применяться следующие сокращения, значения которых приведены ниже:
3
AlCl: хлорид алюминия
NBS: N-бромсукцинимид
3
FeCl: хлорид железа (III)
DIAD: диизопропилазодикарбоксилат
3
PPh: трифенилфосфин
2
3
CsCO: карбонат цезия
XantPhos: 4,5-бис(дифенилфосфино)-9,9-диметилксантен
2
3
Pd(dba):
HCl: соляная кислота
DMAP: диметиламинопиридин
2
2
Pd(dppf)Cl:
KOAc: ацетат калия
AcOH: уксусная кислота
2
2
HO: перекись водорода
3
KNO: нитрат калия
ТГФ: тетрагидрофуран
Pd/C: палладий на угле
2
H: газообразный водород
л: литр(ы)
мл: миллилитр(ы)
Эквив. или экв.: эквивалент(ы)
ЖХМС: Жидкостная хроматография с масс-спектроскопией
кг: килограмм(ы)
г: грамм(ы)
моль: моль(и)
ммоль: миллимоль(и)
ТСХ: тонкослойная хроматография
1N ЯМР: спектроскопия методом протонного ядерного магнитного резонанса
УФ-ВИД: спектроскопия в видимой и ультрафиолетовой областях спектра
psi: фунты на квадратный дюйм
3
HNO: азотная кислота
TsOH: п-толуолсульфоновая кислота
HCl: соляная кислота
3
EtN: триэтиламин
2
2
CHCl или ДХМ: дихлорметан
2
SnCl: хлорид олова (II) или хлорид олова
EtOH: этанол
2
3
NaCO: карбонат натрия
EtOAc: этилацетат
BHT: 2,6-бис(1,1-диметилэтил)-4-метилфенол
3
CDCl: дейтрохлороформ
2
3
CsCO: цезий или карбонат цезия
3
NaHCO: бикарбонат натрия
2
4
NaSO: сульфат натрия
2
3
KCO: карбонат калия
ДМСО: диметилсульфоксид
3-хлорпропиофенон (Sigma-Aldrich)
1-(3-гидрокси-4-нитрофенил)-этан-1-он (Combi-Blocks)
1-(4-гидрокси-3-нитрофенил)-этан-1-он (Combi-Blocks)
Да: дальтон или г/моль
кДа: килодальтон или атомная единица массы, равная 1000 дальтон
DMA: N, N-диметилакриламид (Jarchem)
HEMA: 2-гидроксиэтилметакрилат (Bimax)
PVP: поли (N-винилпирролидон) (ISP Ashland)
PDMA: полидиметилакриламид
PVMA: поливинилметилацетамид
EGDMA: этиленгликольдиметакрилат (Esstech)
TEGDMA: тетраэтиленгликольдиметакрилат (Esstech)
TMPTMA: триметилольпропантриметакрилат (Esstech)
Tegomer V-Si 2250: диакрилоксиполидиметилсилоксан (Evonik)
Irgacure 1700: смесь 25% бис(2,6-диметоксибензоил)-2,4,4-триметилпентилфосфиноксида и 75% 2-гидрокси-2-метил-1-фенилпропан-1-она (BASF)
Irgacure 819: бис(2,4,6-триметилбензоил)-фенилфосфиноксид (BASF или Ciba Specialty Chemicals)
Irgacure 1870: смесь бис(2,6-диметоксибензоил)-2,4,4-триметилпентилфосфиноксида и 1-гидроксициклогексилфенилкетона (BASF или Ciba Specialty Chemicals)
n
mPDMS: полидиметилсилоксан с моно-н-бутильными и монометакрилоксипропильными концевыми группами (M=800-1000 дальтон) (Gelest)
n
HO-mPDMS: полидиметилсилоксан с моно-н-бутильными и моно-(2-гидрокси-3-метакрилоксипропил)пропилэфирными концевыми группами (M=400-1500 дальтон) (Ortec или DSM-Polymer Technology Group)
SiMAA: 2-пропеновая кислота, 2-метил-2-гидрокси-3-[3-[1,3,3,3-тетраметил-1-[(триметилсилил)окси]дисилоксанил]пропокси]пропиловый эфир (Toray) или 3-(3-(1,1,1,3,5,5,5-гептаметилтрисилоксан-3-ил)пропокси)-2-гидроксипропилметакрилат
Norbloc: 2-(2’-гидрокси-5-метакрилоксиэтилфенил)-2H-бензотриазол (Janssen)
Голубой HEMA: 1-амино-4-[3-(4-(2-метакрилоилоксиэтокси)-6-хлортриазин-2-иламино)-4-сульфофениламино]антрахинон-2-сульфоновая кислота, как описано в патенте США № 5,944,853
RB247: 1,4-Бис[2-метакрилоксиэтиламино]-9,10-антрахинон
Bisomer IMT Blue или C.I. Reactive Blue 69: 2-антраценсульфоновой кислоты, 1-амино-4-[[4-[(2-бром-1-оксо-2-пропен-1-ил)амино]-2-сульфофенил]амино]-9,10-дигидро-9,10-диоксо-, натриевая соль (1:2) или 2-антраценсульфоновой кислоты, 1-амино-4-[[4-[(2-бром-1-оксо-2-пропенил)амино]-2-сульфофенил]амино]-9,10-дигидро-9,10-диоксо-, динатриевая соль (9CI) (Geo Specialty Chemicals) или динатрия N-[4-[(4-амино-9,10-диоксо-3-сульфоантрацен-1-ил)амино]-3-сульфонатофенил]-2-бромпроп-2-енимидат (CAS № 70209-99-3)
D3O: 3,7-диметил-3-октанол (Vigon)
DIW: деионизированная вода
MeOH: метанол
IPA: изопропиловый спирт
BC: пресс-форма для пластика для базовой или задней кривизны, изготовленная из PP, TT, Z или их смесей
FC: пресс-форма для пластика для передней кривизны из PP, TT, Z или их смесей
PP: полипропилен, который представляет собой гомополимер пропилена
TT: Tuftec, который представляет собой гидрированный стирол-бутадиеновый блок-сополимер (Asahi Kasei Chemicals)
Z: Zeonor, который представляет собой полициклоолефиновый термопластичный полимер (Nippon Zeon Co Ltd)
TL03 источники света: Лампы Phillips TLK 40W/03
СИД: светодиод
РСМ: реакционная(ые) смесь(и) мономеров
NaH: гидрид натрия
BAGE: Эфир глицерина и борной кислоты (молярное отношение борной кислоты к глицерину составляло 1:2) 299,3 г (моль) глицерина и 99,8 г (моль) борной кислоты растворяли в 1247,4 г 5% (масс./масс.) водного раствора ЭДТА в подходящем реакторе, и после этого нагревали при перемешивании до 90-94°С в условиях умеренного вакуума (2-6 торр) в течение 4-5 часов и давали остыть до комнатной температуры.
Забуференный боратом раствор для хранения: 18,52 граммов (300 ммоль) борной кислоты, 3,7 граммов (9,7 ммоль) декагидрата бората натрия и 28 граммов (197 ммоль) сульфата натрия растворили в количестве деионизированной воды достаточном для заполнения 2 литровой мерного сосуда.
Пример 1 - Синтез соединения (F), показанный на схеме 2
Схема 2
7-гидрокси-3,4-дигидронафталин-1(2
)-он (A)
H
H
Суспензию 7-метокси-3,4-дигидронафталин-1(2)-она (334,0 г, 1,90 моль, 1,0 экв.) и безводного хлорида алюминия (782 г, 5,86 моль, 3,1 экв.) в безводном толуоле (8 л) нагревали при 85°C в течение 30 минут, после чего ЖХМС показала завершение реакции. Черную реакционную смесь охлаждали до 0°C, вливали в смесь лед/вода (8,7 л) и перемешивали 5 минут. Продукт экстрагировали этилацетатом (3×7 л). Объединенные органические слои промывали водой (2×1,7 л) и насыщенным солевым раствором (1,7 л). Органический слой концентрировали при пониженном давлении. Остаток растирали с толуолом (2,5 л) в течение ночи. Твердые вещества фильтровали, промывали толуолом (0,9 л) и гептанами (0,9 л) с получением соединения (A) (301 г, выход 97%, чистота > 95%) в виде бежевого твердого вещества. Перед превращением в соединение (B) соединение (A) очищали следующим образом: соединение (A) (195,4 г) очищали на силикагеле (200 г) с элюированием этилацетатом (16 л). Твердое вещество сушили под вакуумом при 40°C в течение ночи с получением соединения (A) (192 г, выход 94%, чистота > 95%).
8-бром-7-гидрокси-3,4-дигидронафталин-1(2
)-он (B)
H
N
Хлорид железа (1,9 г, 11,8 ммоль, 0,01 экв.) добавляли к перемешиваемой суспензии соединения (A) (191 г, 1,18 моль, 1,0 экв.) и -бромсукцинимида (209,5 г, 1,18 моль, 1,0 экв.) в безводном ацетонитриле (1,9 л), что приводило к умеренному экзотермическому эффекту (повышение температуры на 10°C). После перемешивания в течение 16 часов добавляли воду (7 л) и перемешивали реакционную смесь в течение одного часа. Полученное в результате твердое вещество фильтровали и промывали водой (2 × 2,3 л). Твердое вещество разводили этилацетатом (3,4 л) и промывали водой (1 л). Органический растворитель концентрировали при пониженном давлении, а остаток очищали на силикагеле (3 кг) с элюированием градиентом от 0 до 10% этилацетата в дихлорметане. Твердое вещество сушили под вакуумом при 40°C в течение ночи с получением соединения (B) (147 г, выход 52%, чистота > 97%) в виде светло-желтого твердого вещества.
8-бром-7-(2-(трет-бутокси)этокси)-3,4-дигидронафталин-1(2
)-он (C)
H
трет
1
Раствор диизопропилазодикарбоксилата (697 г, 3,45 моль, 3,5 экв., DIAD) в безводном ТГФ (3,4 л) добавляли в течение 30 минут к раствору трифенилфосфина (900 г, 3,44 моль, 3,5 экв.) в ТГФ (6,6 л) при 0°C. После перемешивания в течение 45 минут наблюдали белый осадок. В течение 30 минут добавляли раствор соединения (В)(238 г, 0,98 моль, 1,00 экв.), моно--бутилового эфира этиленгликоля (147 г, 1,24 моль, 1,25 экв.) в ТГФ (1,7 л). Убирали охлаждающую баню и перемешивали реакционную смесь при комнатной температуре в течение ночи, после чего ЖХМС показала, что оставалось 30% соединения (B). Тетрагидрофуран удаляли при пониженном давлении. Остаток растворяли в толуоле (18 л) и последовательно промывали 2 Н раствором гидроксида натрия (2×9 л) и насыщенным солевым раствором (2×4,4 л). Объединенные водные слои экстрагировали этилацетатом (9 л). Объединенные органические слои концентрировали при пониженном давлении. Остаток очищали пятью прогонами через картридж Biotage 150 с элюированием градиентом от 0 до 20% этилацетата в гептанах с получением соединения (C) (421 г, выход 55%, чистота 44% по данным H-ЯМР). Примечание. На данном этапе соединение содержит как восстановленный DIAD, так и DIAD, причем ни один из них не влияет на следующую реакцию, и его легко удаляют с помощью хроматографии на следующем этапе.
N-(2-(2-(
-бутокси)этокси)-8-оксо-5,6,7,8-тетрагидронафталин-1-ил)ацетамид (D)
трет
2
3
Суспензию соединения (C) (193 г, 567 ммоль, 1,0 экв.), ацетамида (67 г, 1,13 моль, 2,0 экв.) и карбоната цезия (555 г, 1,7 моль, 3 экв.) в 1,4-диоксане (15 л) барботировали азотом в течение 15 минут. Добавляли XantPhos (16,4 г, 28 ммоль, 0,05 экв.) и Pd(dba) (10,2 г, 11,2 ммоль, 0,02 экв.). Реакционную смесь барботировали азотом еще в течение 5 минут. После нагревания с обратным холодильником в течение 1,5 часа реакционную смесь охлаждали до 30°C и концентрировали при пониженном давлении до объема ~ 1,5 л. Добавляли этилацетат (48 л) и промывали полученную смесь насыщенным солевым раствором (7,4 л). Органический слой сушили над сульфатом натрия, фильтровали и концентрировали при пониженном давлении. Остаток очищали на силикагеле (1,5 кг) с элюированием градиентом от 0 до 80% этилацетата в гептанах с получением соединения (D) (75,5 г, выход 42%) в виде бледно-желтого твердого вещества.
8-амино-7-(2-гидроксиэтокси)-3,4-дигидронафталин-1(2
)-он (E)
H
Соединение (D) (25 г, 0,078 моль, 1,0 экв.) в водном растворе HCl (3 M, 750 мл) нагревали до 80°C в течение 3,5 часа, после чего ЖХМС показала полное снятие защитных групп. Реакционную смесь охлаждали до комнатной температуры и порциями добавляли твердый карбонат натрия до получения pH 10. Добавляли дихлорметан (250 мл) и перемешивали смесь в течение ~ 10 мин. Две реакции в одном масштабе объединяли в делительной воронке и добавляли дополнительное количество дихлорметана (250 мл). Слои разделяли и проводили обратную экстракцию водного слоя дихлорметаном (250 мл). Объединенные органические слои концентрировали при пониженном давлении с получением неочищенного соединения (E) (43,8 г, чистота > 85% по данным ЖХМС) в виде коричневого масла, которое использовали впоследствии.
2-((1-амино-8-оксо-5,6,7,8-тетрагидронафталин-2-ил)окси)этилметакрилат (F)
1
3
3
2
2
J
J
J
J
J
J
Неочищенное соединение (E) (43,8 г, чистота ~ 85%, ~ 0,133 моль, 1,0 экв.) и DMAP (5 г, 0,041 моль, 0,3 экв.) в дихлорметане (800 мл) перемешивали в атмосфере азота в течение 10 минут. В течение 30 минут добавляли раствор метакрилового ангидрида (21,5 г, 0,144 моль, 1,08 экв.) и дихлорметана (125 мл). При добавлении наблюдался экзотермический эффект с температурой ~ 4°C. После перемешивания при комнатной температуре в течение уикенда добавляли насыщенный бикарбонат натрия (400 мл) и разделяли слои. Проводили обратную экстракцию водного слоя дихлорметаном (200 мл). Объединенные органические слои промывали насыщенным солевым раствором (250 мл) и концентрировали при пониженном давлении. Остаток очищали на силикагеле (450 г) с элюированием градиентом от 0 до 15% этилацетата в гептанах. Продукт сушили в вакууме при 40°C в течение 24 часов с получением соединения (F) (25,0 г, выход 55% от соединения (D)) в виде желтого твердого вещества (MP=90,7°C). H ЯМР (500 МГц, CDCl) δ 1,96 (3H, с, CH), 2,02 (2H, м, циклический H), 2,61 (2H, т, =6,0 Гц, циклический H), 2,83 (2H, т, =6,0 Гц, циклический H), 4,22 (2H, т,=5,0 Гц, CH), 4,53 (2H, т, =5,0 Гц, CH), 5,60 (1H, м, виниловый), 6,14 (1H, м, виниловый), 6,37 (1H, д, =7,5 Гц, Ar-H), 6,79 (1H, д, =7,5 Гц, Ar-H). УФ-ВИД спектр соединения (F) в 0,2 мМ растворе метанола показан на Фиг. 1.
Пример 2 - Синтез соединения (M), показанный на схеме 3
Схема 3
6-(4,4,5,5-тетраметил-1,3,2-диоксаборолан-2-ил)хроман-4-он (G)
Смесь 6-бром-хроман-4-она (100,85 г, 444,156 ммоль, 1 экв.), ацетата калия (130,77 г, 1332,467 ммоль, 3 экв.) и бис(пинаколато)дибора (135,35 г, 532,985 ммоль, 1,2 экв.) в 1,4-диоксане барботировали азотом в течение 30 минут. Добавляли комплекс [1,1’-бис-(дифенилфосфино)ферроцен]дихлорпалладия (II) (18,14 г, 22,208 ммоль, 0,05 экв.) в дихлорметане и нагревали смесь при 95°C в течение ночи. После охлаждения до комнатной температуры смесь фильтровали через целит, а фильтрационный осадок промывали этилацетатом (2×500 мл). Фильтрат промывали водой (500 мл) и насыщенным солевым раствором (500 мл). Проводили обратную экстракцию объединенных водных слоев этилацетатом (2×300 мл). Объединенные органические слои сушили над сульфатом натрия, фильтровали и концентрировали при пониженном давлении. Остаток очищали на колонке Biotage-75 с элюированием градиентом от 0 до 50% этилацетата в гептанах с получением соединения (G) (151,82 г, теоретический выход 121,75 г) в виде светло-коричневого масла, которое содержало некоторое количество бис(пинаколато)дибора. Этот материал использовали при получении соединения (H).
6-гидроксихроман-4-он (H)
Уксусную кислоту (150 мл) при комнатной температуре добавляли к раствору соединения (G) (151,8 г, ~ 444,15 ммоль, 1 экв.) в ТГФ (750 мл) и воде (225 мл). После перемешивания при комнатной температуре в течение 1 часа к смеси порциями добавляли 30% перекись водорода в воде (150 мл), а полученную смесь перемешивали при комнатной температуре в течение ночи. После охлаждения на ледяной бане по каплям добавляли 20% водный сульфит натрия (800 мл) (тест-бумага для пероксида показала отрицательный результат). Смесь экстрагировали этилацетатом (3×800 мл), а объединенные органические слои промывали насыщенным солевым раствором (800 мл), сушили над сульфатом натрия, фильтровали и концентрировали при пониженном давлении. Остаток дважды очищали на флэш-колонке Biotage-75, каждый раз с элюированием градиентом от 0 до 50% этилацетата в гептанах, с получением соединения (H) (59,7 г, выход за 2 этапа 82%) в виде светло-желтого твердого вещества.
6-гидрокси-5-нитрохроман-4-он (I)
Раствор соединения (H) (10 г, 60,916 ммоль, 1 экв.) в диэтиловом эфире (1000 мл) порциями добавляли к смеси нитрата натрия (5,177 г, 60,916 ммоль, 1 экв.) и гексагидрата нитрата лантана (III) (2,637 г, 6,092 ммоль, 0,1 экв.) в 6 М HCl (200 мл). Смесь перемешивали при комнатной температуре в течение 41 часа, после чего смесь превратилась в красноватый раствор, а ТСХ показала, что исходный материал был израсходован. Смесь переносили в делительную воронку и разделяли слои. Водный слой экстрагировали этилацетатом (3×200 мл). Объединенные органические слои промывали водой (500 мл), насыщенным солевым раствором (500 мл), сушили над безводным сульфатом натрия, фильтровали и концентрировали при пониженном давлении. Остаток очищали на автоматизированной колоночной системе AnaLogix (220 г силикагелевая колонка) с элюированием градиентом от 0 до 60% этилацетата в гептанах с получением соединения (I) (2,4 г, выход 19%, чистота 85% с 15% побочного продукта бис-нитро) в виде желтого твердого вещества. Реакцию необходимо отслеживать и останавливать, когда ТСХ показывает завершение реакции, и после этого немедленно обрабатывать для выделения необходимого продукта; в противном случае основным продуктом может стать побочный продукт бис-нитро.
6-(2-(
-бутокси)этокси)-5-нитрохроман-4-он (J)
трет
трет
Трифенилфосфин (18,81 г, 71,715 ммоль, 1,5 экв.) и диизопропилазодикарбоксилат (DIAD, 14,12 мл, 71,715 ммоль, 1,5 экв.) при комнатной температуре последовательно добавляли к раствору соединения (I) (10 г, 47,81 ммоль, 1 экв.) и моно--бутилового эфира этиленгликоля (6,28 мл, 47,81 ммоль, 1 экв.) в безводном ТГФ (500 мл). После перемешивания при комнатной температуре в течение ночи смесь концентрировали при пониженном давлении. Остаток дважды очищали на автоматизированной колоночной системе AnaLogix (330 г силикагелевая колонка), каждый раз с элюированием градиентом от 0 до 100% этилацетата в гептанах с получением соединения (J) (16,3 г, теоретический выход 14,79 г) в виде желтого твердого вещества, которое содержало некоторое количество восстановленного DIAD. Этот материал использовали при получении соединения (K).
5-амино-6-(2-(
-бутокси)этокси)хроман-4-он (K)
трет
Смесь соединения (J) (15,5 г), которая содержала некоторое количество восстановленного DIAD, и 10% палладия на угле (1,55 г) в этаноле (1100 мл), гидрогенизировали при 20 фунтах/кв. дюйм при комнатной температуре в течение 6 часов. ЖХМС показала, что образовывалась смесь соединения (K) (80%) и сверхвосстановленного побочного продукта (20%).
Другую партию соединения (J) (4 г) гидрогенизировали при 15 фунтах на кв. дюйм. ЖХМС показала, что образовывалась смесь соединения (K) (95%) и сверхвосстановленного побочного продукта (5%). Для выделения продукта две партии объединяли. Смесь фильтровали через целит, а фильтрационный остаток промывали этанолом (200 мл). Фильтрат концентрировали при пониженном давлении. Остаток очищали на автоматизированной колоночной системе AnaLogix (330 г силикагелевая колонка) с элюированием градиентом от 0 до 40% этилацетата в гептанах с получением соединения (K) (7,8 г, выход за 3 этапа 13%) в виде желтого масла.
5-амино-6-(2-гидроксиэтокси)хроман-4-он (L)
Смесь соединения (K) (7,8 г, 27,923 ммоль, 1 экв.) в 6 M HCl (100 мл) перемешивали при комнатной температуре в течение 3 часов, после чего ЖХМС показала завершение реакции. Смесь охлаждали в ледяной бане и порциями аккуратно добавляли твердый карбонат натрия до pH 10. Смесь разводили этилацетатом (400 мл) и водой (200 мл). Слои разделяли и экстрагировали водный слой этилацетатом (2×100 мл). Объединенные органические слои промывали насыщенным солевым раствором (200 мл), сушили над сульфатом натрия, фильтровали и концентрировали при пониженном давлении с получением соединения (L) (5,77 г, выход 90%) в виде твердого вещества желтого цвета, которое использовали при получении (M).
2-((5-амино-4-оксохроман-6-ил)окси)этилметакрилат (M)
1
3
3
2
2
2
2
J
J
J
J
J
J
Метакриловый ангидрид (4,15 мл, 27,841 ммоль, 1,1 экв.) добавляли по каплям к раствору соединения (L) (5,65 г, 25,31 ммоль, 1 экв.) и DMAP (0,93 г, 7,593 ммоль, 0,3 экв.) в безводном дихлорметане (300 мл) при комнатной температуре. После перемешивания при комнатной температуре в течение ночи смесь промывали насыщенным раствором бикарбоната натрия (100 мл) и насыщенным солевым раствором (100 мл). Проводили обратную экстракцию объединенных водных слоев дихлорметаном (2×100 мл). Объединенные органические слои сушили над сульфатом натрия, фильтровали и концентрировали при пониженном давлении. Остаток очищали на автоматизированной колоночной системе AnaLogix (120 г силикагелевая колонка) с элюированием градиентом от 0 до 30% этилацетата в гептанах с получением соединения (M) (6,0 г, выход 80%) в виде липкого желтого твердого вещества. H ЯМР (500 МГц, CDCl) δ 1,93 (3H, с, CH), 2,70 (2H, т, =5,5 Гц, CH), 4,22 (2H, т, =5,5 Гц, CH), 4,41 (2H, т, =6,1 Гц, CH), 4,53 (2H, т, =6,1 Гц, CH), 5,60 (1H, м, виниловый), 6,11 (1H, д, =8,2 Гц, Ar-H), 6,15 (1H, м, виниловый), 6,85 (1H, д, =8,2 Гц, Ar-H). УФ-ВИД спектр соединения (M) в 0,2 мМ растворе метанола показан на Фиг. 1.
Пример 3
Синтез (Z)-3-гидрокси-1-(нафталин-2-ил)-3-(4-винилфенил)проп-2-ен-1-она (N), показанный на схеме 4
Схема 4
4
3
1
J
J
J
J
H
В круглодонную колбу объемом 250 мл, содержащую магнитную мешалку, добавляли метил-4-винилбензоат (2 г, 12,3 ммоль) и NaH (4,9 г, 10 экв. 60% гидрида натрия в масляной суспензии). Присоединяли капельную воронку с выравниванием давления, содержащую 50 мл высушенного ТГФ (молекулярные сита), а реакционную систему продували сухим газообразным азотом в течение 20 минут. После этого медленно добавляли ТГФ при интенсивном перемешивании. 2-ацетонафтон (3,5 г, 12,3 ммоль) и небольшое количество гидрохинона растворяли в 10 мл сухого ТГФ и добавляли по каплям к реакционной смеси. Содержимое реакционного сосуда перемешивали в течение 12 часов. Затем реакционную колбу помещали на ледяную баню и медленно добавляли водный раствор хлористоводородной кислоты для реакции с избытком NaH. Летучие компоненты удаляли посредством ротационного выпаривания, а остаточное количество растворяли/суспендировали в ДХМ. После фильтрации органический слой экстрагировали дихлорметаном в делительной воронке, промывали разведенной хлористоводородной кислотой и солевым раствором, а затем сушили над MgSO. После фильтрации растворитель удаляли посредством ротационного выпаривания. Остаток растворяли в этилацетате. Непрореагировавший ацетонафтон удаляли осаждением в избытке гексанов. Неочищенный продукт выделяли посредством фильтрации и ротационного выпаривания, а после этого дополнительно очищали на силикагелевой колонке смесью этилацетат/гексан (1:5) в качестве элюента с получением (Z)-3-гидрокси-1-(нафталин-2-ил)-3-(4-винилфенил)проп-2-ен-1-она (N). H ЯМР (500 МГц, CDCl) δ 5,40 (1H, д, =11,0 Гц, виниловый), 5,91 (1H, д, =17,5 Гц, виниловый), 6,79 (1H, дд, =11,0 Гц, =17,5 Гц, виниловый), 6,99 (1H, с, енол -C=C-O-), 7,52-8,03 (10H, м, Ar-H), 8,54 (1H, с, Ar-H); примечание: обменоспособный енольный протон не наблюдался.
Пример 4
Получали реакционные смеси мономеров (РСМ 1-4), состоящие из 77 массовых процентов составов, перечисленных в таблице 4, и 23 массовых процентов разбавителя D3O. Все компоненты, за исключением PVP, смешивали в сосуде в атмосфере азота при температуре окружающей среды в течение около 90 минут, после чего добавляли PVP и перемешивали в течение около 240 минут при температуре окружающей среды. После этого сосуд закрывали крышкой и помещали на роллер приблизительно на 1000-6000 минут при комнатной температуре до получения однородного раствора, как правило, приблизительно на 1500-1600 минут. Температура окружающей среды и комнатная температура, как правило, составляют 25-30°C. Реакционные смеси мономеров фильтровали через фильтр с размером пор 3 мкм с помощью шприца из нержавеющей стали под давлением. Все реакционные смеси мономеров дегазировали при температуре окружающей среды путем применения условий вакуума (40 торр) в течение 45 минут перед изготовлением контактных линз.
ТАБЛИЦА 4
<b>Компонент</b>
<b>РСМ 1</b><b>(% масс.)</b>
<b>РСМ 2</b><b>(% масс.)</b>
<b>РСМ 3</b><b>(% масс.)</b>
<b>РСМ 4</b><b>(% масс.)</b>
<b>РСМ 5</b><b>(% масс.)</b>
<b>РСМ 6</b><b>(% масс.)</b>
<b>РСМ 7</b><b>(% масс.)</b>
<b>РСМ 8</b><b>(% масс.)</b>
mPDMS 1000
31,4
31,75
31,13
30,53
30,66
31,08
30,80
30,87
SiMAA
28,35
28,66
28,1
27,57
27,49
28,07
27,82
27,78
DMA
24,31
24,58
24,1
23,63
23,69
24,06
23,84
23,88
HEMA
6,08
6,15
6
5,91
6,00
5,93
5,92
5,97
TEGDMA
1,5
1,5
1,47
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
PVP K90
7
7
6,9
7
6,8
7
7,01
6,9
Irgacure 1870
0,34
0,34
0,3
0,34
0,34
0,34
0,34
0,34
Norbloc
1
0
0
1,5
1,5
0
0,75
0,75
Bisomer IMT Blue
0
0
0
0,02
0,02
0,02
0,02
0,02
Соединение (F)
0
0
2
2
0
0
1
0
Соединение (M)
0
0
0
0
2
0
0
1
Соединение (N)
0
0
0
0
0
2
1
1
Σ компо- нентов
100
100
100
100
100
100
100
100
2
В перчаточном боксе с атмосферой газообразного азота и менее чем около 0,2 процента газообразного кислорода по отдельности дозировали около 75-100 мкл РСМ 1 и РСМ 2, используя пипетку Эппендорфа, при комнатной температуре в FC, изготовленной из смеси Z:TT 90:10. После этого BC, изготовленную из смеси Z:TT 90:10 помещали в FC. Пресс-формы выдерживали в перчаточном боксе не менее двенадцати часов перед нанесением. Поддоны, содержащие по восемь сборок пресс-форм каждый, переносили в соседний перчаточный бокс, поддерживаемый при 63°C, и использовали кварцевую пластину для того, чтобы накрыть и закрепить сборки пресс-форм в поддонах. Линзы отверждали сверху и снизу в течение 10 минут, используя светодиодные лампы с излучением на 435 нм, имеющие интенсивность около 2,1 мВт/см, в месте расположения поддона.
Линзы вручную извлекали из форм, при этом большинство линз прилипало к FC, и их извлекали путем суспендирования линз приблизительно в одном литре 70% IPA в течение приблизительно одного или двух часов с последующей промывкой 70% IPA два раза, а после этого - три раза DI. Каждый этап промывки длился около 30 минут. Линзы уравновешивали в боратном буферном растворе для хранения в течение ночи и после этого хранили в свежем боратном буферном растворе для хранения. Линзы (4A), изготовленные из РСМ 1, имели среднюю толщину в центральной части 87 микрон. Линзы (4B), изготовленные из РСМ 2, имели среднюю толщину в центральной части 87 микрон.
Линзы (4C) были изготовлены из РСМ 3 с применением тех же условий отверждения и этапов гидратации, которые использовали для изготовления предыдущих линз (4A и 4B), за исключением того, что время отверждения составляло 15 минут. Средняя толщина в центральной части этих линз (4C) составляла 86 микрон.
2
2
Линзы (4D) были изготовлены на экспериментальной линии с использованием РСМ 4 и условий отверждения и гидратации, сходных с теми, которые использовали для изготовления предыдущих линз (4A и 4B), за исключением того, что концентрация газообразного кислорода составляла менее 3%, а условия облучения составляли 1,5 мВт/см в течение около 5 минут, а после этого - 2,5 мВт/см в течение около 10 минут. Средняя толщина в центральной части этих линз (4C) составляла 80 микрон.
2
2
Линзы (4E) были изготовлены из РСМ 5 с применением тех же условий отверждения и этапов гидратации, которые использовали для изготовления предыдущих линз (4A и 4B), за исключением того, что условия отверждения составляли 1,5 мВт/см в течение около 5 минут, а после этого - 2,5 мВт/см в течение около 10 минут при 65°CV. Средняя толщина в центральной части этих линз (4E) составляла 85 микрон.
УФ-ВИД спектры пропускания линз (4A), (4B), (4C), (4D) и (4E) приведены на Фиг. 2, демонстрируя, что силикон-гидрогелевые контактные линзы с около 2 массовыми процентами соединения (F) или соединения (M) и около 1,5 массового процента Norbloc демонстрируют полное поглощение в диапазоне от около 250 нм до около 400 нм с поглощением при этом некоторого количества синего излучения от около 400 нм до около 450 нм. Соединение (M) поглощало в более дальней видимой области, чем соединение (F).
Пример 5
Получали реакционные смеси мономеров (РСМ 6, РСМ 7 и РСМ 8), состоящие из 77 массовых процентов составов, перечисленных в таблице 4, и 23 массовых процентов разбавителя D3O. Все компоненты, за исключением PVP, смешивали в сосуде в атмосфере азота при температуре окружающей среды в течение около 90 минут, после чего добавляли PVP и перемешивали в течение около 240 минут при температуре окружающей среды. После этого сосуд закрывали крышкой и помещали на роллер приблизительно на 1000-6000 минут при комнатной температуре до получения однородного раствора, как правило, приблизительно на 1500-1600 минут. Температура окружающей среды и комнатная температура, как правило, составляют 25-30°C. Реакционные смеси мономеров фильтровали через фильтр с размером пор 3 мкм с помощью шприца из нержавеющей стали под давлением. Все реакционные смеси мономеров дегазировали при температуре окружающей среды путем применения условий вакуума (40 торр) в течение 45 минут перед изготовлением контактных линз.
2
2
В перчаточном боксе с атмосферой газообразного азота и менее чем около 0,2 процента газообразного кислорода по отдельности дозировали около 75-100 мкл РСМ 6, РСМ 7 и РСМ 8, используя пипетку Эппендорфа, при комнатной температуре в FC, изготовленной из смеси Z:TT 90:10. После этого BC, изготовленную из смеси Z:TT 90:10 помещали в FC. Пресс-формы выдерживали в перчаточном боксе не менее двенадцати часов перед нанесением. Поддоны, содержащие по восемь сборок пресс-форм каждый, переносили в соседний перчаточный бокс, поддерживаемый при 65°C, и использовали кварцевую пластину для того, чтобы накрыть и закрепить сборки пресс-форм в поддонах. Линзы отверждали сверху и снизу, используя 1,0 мВт/см в течение около 5 минут, а после этого - 2,5 мВт/см в течение около 10 минут, используя светодиодные лампы с излучением на 435 нм.
Линзы вручную извлекали из форм, при этом большинство линз прилипало к FC, и их извлекали путем суспендирования линз приблизительно в одном литре 70% IPA в течение приблизительно одного или двух часов с последующей промывкой 70% IPA два раза, а после этого - три раза DI. Каждый этап промывки длился около 30 минут. Линзы уравновешивали в боратном буферном растворе для хранения в течение ночи и после этого хранили в свежем боратном буферном растворе для хранения. Линзы (5A) были изготовлены из РСМ 6. Линзы (5B) были изготовлены из РСМ 7. Линзы (5C) были изготовлены из РСМ 8. Средняя толщина в центральной части этих линз (5A-5C) составляла около 85 микрон.
УФ-ВИД спектры пропускания линз (4A), (5A), (5B) и (5C) приведены на Фиг. 3, демонстрируя, что силикон-гидрогелевые контактные линзы с 2 массовыми процентами соединения (N) и отсутствием Norbloc или с приблизительно 1 массовым процентом соединения (N), приблизительно 1 массовым процентом соединения (F) или соединения (M) и 0,75 массового процента Norbloc демонстрируют полное поглощение в диапазоне от около 250 нм до около 400 нм с поглощением при этом некоторого количества HEV-излучения от около 400 нм до около 450 нм.
Пример 6
Получали реакционные смеси мономеров (РСМ 9 и РСМ 10), состоящие из 52 массовых процентов составов, перечисленных в таблице 5, и 48 массовых процентов разбавителя BAGE. Компоненты смешивали в сосуде в атмосфере азота при температуре окружающей среды. После этого сосуд закрывали крышкой и помещали на роллер на приблизительно 1400 минут при температуре окружающей среды до получения однородной реакционной смеси мономеров. После этого реакционные смеси мономеров фильтровали через фильтр с размером пор 3 мкм с помощью шприца из нержавеющей стали под давлением.
ТАБЛИЦА 5
<b>Компонент</b>
<b>РСМ 9</b><b>мас.%</b>
<b>РСМ 10</b><b>мас.%</b>
HEMA
94,91
95,81
MAA
1,94
1,95
EGDMA
0,77
0,79
TMPTMA
0,09
0,09
Голубой HEMA
0,01
0,01
Irgacure 1700
1,33
1,34
Norbloc
0,95
0
Σ компонентов
100
100
2
Реакционные смеси мономеров РСМ 9 и РСМ 10 дегазировали при температуре окружающей среды путем применения условий вакуума (40 торр) в течение 45 минут. В перчаточном боксе с атмосферой газообразного азота и менее чем около 0,2 процента газообразного кислорода по отдельности дозировали около 75 мкл реакционных смесей РСМ 9 и РСМ 10, используя пипетку Эппендорфа, при комнатной температуре в FC, изготовленной из смеси Z:TT 90:10. После этого BC, изготовленную из смеси Z:TT 90:10 помещали в FC. Пресс-формы выдерживали в перчаточном боксе не менее двенадцати часов перед нанесением. Поддоны, содержащие по восемь сборок пресс-форм каждый, переносили в соседний перчаточный бокс, поддерживаемый при 65°C, и использовали кварцевую пластину для того, чтобы накрыть и закрепить сборки пресс-форм в поддонах. Линзы отверждали сверху и снизу в течение 8 минут, используя светодиодные лампы с излучением на 435 нм, имеющие интенсивность около 2,1 мВт/см, в месте расположения поддона. Линзы вручную извлекали из форм, при этом большинство линз прилипало к FC, и их извлекали путем суспендирования линз в 30-процентном IPA в течение около 30-60 минут с последующим замачиванием в DIW в течение 30 минут, а после этого - в PS в течение 30 минут. Линзы оставались в некоторой степени липкими, поэтому линзы снова замачивали в DIW и по отдельности помещали во флаконы, содержащие PS. Линзы (6A) были изготовлены из РСМ 9 и имели среднюю толщину в центральной части 86 микрон. Линзы (6B) были изготовлены из РСМ 10 и имели среднюю толщину в центральной части 83 микрон. Специалист обычной квалификации определит, что данный процесс извлечения линзы может быть изменен в зависимости от состава линзы и материалов пресс-формы, с учетом концентрации водных растворов изопропанола, количества промывок каждым растворителем и продолжительности каждого этапа. Целью процесса извлечения линз является извлечение всех линз без нанесения повреждений и переход от пропитанных разбавителем сеток к пропитанным раствором для хранения гидрогелям.
45,9 миллиграмма соединения (F) растворяли в 4,4423 грамма РСМ 9 с получением реакционной смеси мономеров, содержащей около 2 массовых процентов соединения (F). После этого линзы (6C) изготавливали с применением тех же условий отверждения и этапов гидратации, которые использовали для изготовления предыдущих линз (6A и 6B), за исключением того, что время отверждения составляло 15 минут. Средняя толщина в центральной части этих линз (6C) составляла 87 микрон.
45,6 миллиграмма соединения (F) растворяли в 4,4146 грамма РСМ 10 с получением реакционной смеси мономеров, содержащей около 2 массовых процентов соединения (F). После этого линзы (6D) изготавливали с применением тех же условий отверждения и этапов гидратации, которые использовали для изготовления предыдущих линз (6A и 6B), за исключением того, что время отверждения составляло 15 минут. Средняя толщина в центральной части этих линз (6D) составляла 84 микрон.
56,5 миллиграмма соединения (M) растворяли в 5,1395 грамма РСМ 9 с получением реакционной смеси мономеров, содержащей около 2 массовых процентов соединения (M). Присутствовало некоторое количество видимых нерастворенных частиц соединения (M), которые отфильтровывали перед изготовлением линз. В результате концентрация соединения (M) в этом составе может составлять менее 2 мас.%. После этого линзы (6E) изготавливали с применением тех же условий отверждения и этапов гидратации, которые использовали для изготовления предыдущих линз (6A и 6B), за исключением того, что время отверждения составляло 15 минут. Средняя толщина в центральной части этих линз (6C) составляла 91 микрон.
УФ-ВИД спектры пропускания линз (6A), (6B), (6C), (6D) и (6E) приведены на Фиг. 4, демонстрируя, что традиционные гидрогелевые контактные линзы (6C) и (6E) с около 2 массовыми процентами соединения (F) или соединения (M) и приблизительно 1 массовым процентом Norbloc демонстрируют практически полное поглощение в диапазоне от около 250 нм до около 400 нм с поглощением при этом некоторого количества синего излучения от около 400 нм до около 450 нм. Соединение (M) поглощало в более дальней видимой области, чем соединение (F). Повышение концентрации соединения (F) или соединения (M) в составе может обеспечить полное поглощение в диапазоне от около 250 нм до около 400 нм при поглощении некоторого количества синего излучения от около 400 нм до около 450 нм.