CN104053662A - 生物相容材料 - Google Patents

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Abstract

描述了包括乙烯基的式(I)的单体、聚合物和由其制造的制品，例如隐形眼镜，这些全部是生物相容的。

Description

生物相容材料
相关申请的交叉引用
本申请要求以下权益：2011年9月1日提交的美国临时申请号61/530,120，和2011年11月10日提交的美国临时申请号61/558,066，按照35 U.S.C.§119(e)，和2011年9月1日提交的英国申请号1115107.3，和2011年11月10日提交的英国申请号1119365.3，按照35 U.S.C.§119(a)，每个的公开内容通过引用以全文并入本文。
引言
本发明涉及生物相容材料，特别是单体和聚合物和由其形成的制品。本发明的材料可用于涂布装置的表面或由本体材料形成装置，其中提高的生物相容性为需求，例如其中关注蛋白质吸附。所述材料特别可用于眼部装置的制造，例如隐形眼镜。
背景技术
在用于与含蛋白质或生物学流体接触的装置制造中使用的材料，其基于可接受的化学、物理和机械性质以及与所述含蛋白质或生物学流体的相容性来选择。然而，通常难以同时优化所有这些性质，因此必须达成折衷，这通常导致低于最佳性能。实例在隐形眼镜和眼内镜片制造中，所述隐形眼镜和眼内镜片在使用时与生物学流体接触。特别地，隐形眼镜将与眼泪组分接触。眼泪组分在隐形眼镜上的吸附导致有问题的沉积物形成。
为了避免这些问题发生，焦点在于提供生物相容材料，其可用来涂布或形成这样的装置的本体以阻止蛋白质吸附。生物相容材料应该能重复制造，能够涂布在表面上或处理成适合的形式，而无劣化或不利的改变；具有它们要用到的特定应用所需的必要的机械和渗透性质；可消毒而在例如渗透性和机械或表面性质上没有不利的变化；不会被生物学环境损害或劣化且不会致癌。重要的是这样的材料不会引起不期望的生物学响应。
其中生物相容材料特别重要的领域为眼部装置的制造，特别是眼镜片，特别是隐形眼镜。这是需要不同性质的平衡的情况的关键实例，
历史上，早期的隐形眼镜由聚甲基丙烯酸甲酯形成，其为硬的并且允许极少的氧通到角膜。后来，制造了结合硅酮的镜片，其具有提高的透气性。硅酮材料的疏水性意味着镜片易于被泪膜组分污染，并且在某些情况下倾向于粘住眼睛。此外，虽然由这样的硅酮形成的镜片具有高氧渗透性，但这样的材料的低水含量意味着它们对于佩戴者可能不舒适。因此，焦点然后转移到用于开发更舒适的镜片的水凝胶体系。水凝胶体系的实例为包含甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、乙烯基吡咯烷酮和甲基丙烯酸或它们的组合的那些。这样的水凝胶体系具有比初始的硬的透气硅酮镜片高得多的水含量，且更舒适并通常较不倾向于污染和使眼睛脱水，因此对于佩戴者更舒适。然而，这些材料的透氧性不如硅酮的透氧性那样高，其可提高角膜损害的风险。在这方面，这些镜片的透氧性可视为足够日常使用但是较不适合于长期佩戴。
因此，更新的研究集中在使与硅酮材料相关的透氧性和与水凝胶体系相关的水含量以及亲水性(因此舒适)取得平衡。这导致被称为硅酮水凝胶的一类材料的开发，其中在不导致相分离下，将疏水的硅酮单体与亲水材料组合，这可导致衍生的聚合物变成透明的或不透明的。然而，由于隐形眼镜将与眼睛的表面接触，因此，用于形成隐形眼镜的硅酮水凝胶不会引起任何不去往的生物学响应也是极为重要的。由于硅酮材料为固有疏水的，这是一个特别的挑战，因为疏水性可导致眼睛上泪膜的分解并导致表面污染，两者都可导致不适。因此，需要生物相容材料，其使生物相容性与高透气（特别为氧)性两者取得平衡，并提供适合可润湿的表面。
如上所述，可聚合的乙烯基组分，例如2-甲基丙烯酸羟乙酯和N-乙烯基吡咯烷酮，已经用于制造眼镜片，且许多工作致力于使这样的乙烯基体系与共聚单体共聚以产生具有改进的性质的镜片材料。特别地，2-(甲基丙烯酰氧乙基)-2’(三甲基铵乙基)磷酸盐,内盐(MPC，甲基丙烯酸羟乙酯-磷酰胆碱，HEMA-PC)，已用于形成生物相容聚合物。这些材料包含两性离子型磷酰胆碱(PC)基团，且这些材料的生物相容性源自该PC基团模仿磷脂的两性离子结构的事实，所述磷脂例如胆碱磷脂和鞘磷脂，它们为所有活细胞外膜的主要组分。结合MPC的隐形眼镜材料已经显示拥有有益的性质，包括减少对眼睛脱水和减少的泪膜组分沉积。更通常，包含两性离子基团的聚合物已经显示通过减少蛋白质沉积、血液活化、炎症反应、细菌粘附和抑制生物膜形成来提高生物相容性。
MPC的一个缺点为其为具有非常有限溶解度的固体。这对于作为镜片制剂中的组分的MPC效用设置了限制。
此外，虽然已经显示MPC与其它的甲基丙烯酸酯化合物反应形成共聚合物体系和三聚合物体系，但与另外的乙烯基体系的反应不是简单的。这是甲基丙烯酸酯基团和乙烯基的相对反应速率不匹配加上MPC在其它共聚单体中的不溶性的结果。在这方面，已发现在乙烯基和甲基丙烯酸酯单体的混合物聚合时，主要产生包含甲基丙烯酸酯组分或乙烯基组分的聚合物衍生物的混合物。
需要新的生物相容材料。特别地，需要给予生物相容性的材料，适用于生物相容聚合物合成，特别是进一步包含衍生自乙烯基共聚单体的残基的生物相容聚合物。此外，需要具有在乙烯基单体中提高的溶解度和/或与乙烯基单体反应速率相当的生物相容单体，适用于生物相容共聚物的合成，特别是在制造与含蛋白质溶液和生物学流体接触的装置（例如眼部装置，例如隐形眼镜）中有用的生物相容共聚物。
在眼部装置和隐形眼镜领域，特别也需要生物相容材料，当其形成这些装置时，呈现高透气性和可润湿表面两者。
单体
本发明提供乙烯属不饱和单体，其包括末端乙烯基和两性离子基团两者。
在此描述本发明的不同实施方案。应认识到在每个实施方案中的具体特征可与其它具体特征组合以提供其它实施方案。
关于这方面，在第一方面，本发明提供式(I)的单体：
　(I)
其中：
W为(CR1 2)n；
X为O、S或NR2；
Y为连接基团；
Z为两性离子基团；
每个R1独立选自H、卤素、C1-4烷基或C1-4卤代烷基；
R2为H或C1-4烷基；
n 为0-6的整数；和
m为0-6的整数。
有利地，本发明的单体包括两性离子官能团和乙烯基两者，两性离子官能团提供改进的生物相容性。乙烯基的存在和特性意味着，在所述单体用于共聚时，一系列的共聚单体变为适合的共反应物，具有更好匹配的反应性，特别是乙烯基共聚单体，例如N-乙烯基吡咯烷酮和N-乙烯基氨基甲酸酯，其已知用于眼部装置的制造，例如隐形眼镜。本发明的单体，在共聚单体体系中具有提高的溶解度，可与包括硅氧烷共聚单体的这些共聚单体体系共聚，以形成特别可用于形成眼部装置（特别是眼镜片，特别是隐形眼镜）的聚合物。这与通常使用的材料（MPC，已知有非常有限的溶解度）相比较为特别的优点。
n的值可为0、1、2、3、4、5或6。在一个优选实施方案中，n为0。在备选实施方案中，n为1。在另一个实施方案中，n为2。当n为0时，乙烯基与杂原子邻接，其意味着在杂原子上的孤对电子可与乙烯基上的电子相互作用，这具有增加单体反应性的作用。
在一个实施方案中，R1为氢。在备选实施方案中，R1为C1-4烷基，特别是乙基或甲基，特别是甲基。在备选实施方案中，R1可为卤素，特别是氟。在备选实施方案中，R1可为C1-4卤代烷基，其中在烷基中的所述氢原子的一个或多个被卤素取代，特别是氟。C1-4卤代烷基的实例为CF3。每个R1基团可为相同或不同的。在一个实施方案中，R1基团为不同的。在一个实施方案中，R1基团为相同的。例如，当n为1时，与碳原子结合的两个R1基团中的每一个可为相同或不同的。类似地，当n为2时，四个R1基团中的每一个可为相同或不同的。类似地，当n为1且m为1时，四个R1基团中的每一个可为相同或不同的。
在一个实施方案中，X为O。在备选实施方案中，X为S。在另一个实施方案中，X为NR2。在一个实施方案中，R2为氢。在一个实施方案中，R2为C1-4烷基，特别是乙基或甲基，特别是甲基。
Y为连接基团，其在式(I)的单体中的杂原子X和(CR1 2)mZ基团之间形成连接。基团Y的特性不会特别受限，在一个优选实施方案中，Y选自：C1-10亚烷基、C2-10亚烯基、C2-10亚炔基、C3-10环亚烷基、C3-10环亚烯基、C1-10杂亚烷基、C2-10杂亚烯基、C2-10杂亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-C(O)-、-C(S)-、-C(O)O-、-C(O)S-、-C(O)N(RM)-、-C(S)-、-C(S)O-、-C(S)S-和-C(S)N(RM)-，其中RM为氢或C1-4烷基。亚烷基、亚烯基、亚炔基、环亚烷基、环亚烯基、杂亚烷基、杂亚烯基、杂亚炔基、亚芳基和杂亚芳基可任选被一个或多个RN取代，其中每个RN独立选自：-H、-OH、-CN、-NO2、-CF3、-OCF3、-CO2H、-NH2、C1-C10烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、-O(C1-C10烷基)、-O(C2-C10烯基)、-O(C2-C10炔基)、卤素、-C(O)H、-C(O)-(C1-C10烷基)、-C(O)-O(C1-C10烷基)、-NH(C1-C10烷基)、-N(C1-C10烷基)2、-C(O)-NH(C1-C10烷基)、-C(O)-N(C1-C10烷基)2、-NH-C(O)-(C1-C10烷基)、-NH(C1-C10烷基)-C(O)-(C1-C10烷基)、-NH-S(O)2-(C1-C10烷基)、-NH-(C1-C10烷基)-S(O)2-(C1-C10烷基)、-(C0-C10)-SH、-S(O)-(C1-C10烷基)、-S(O)2-(C1-C10烷基)、-S(O)2-NH2、-S(O)2-NH-(C1-C10烷基)、-S(O)2-N(C1-C10烷基)2和=O。
在一个实施方案中，Y为C1-10亚烷基，C2-10亚烯基或C2-10亚炔基，任选被一个或多个RN取代。在另一个实施方案中，Y为C1-6亚烷基、C2-6亚烯基或C2-6亚炔基，任选被一个或多个RN取代。在另一个实施方案中，Y为C1-10亚烷基，在一种情况下为C1-6亚烷基，任选被一个或多个RN取代。
在备选实施方案中，Y为-C(=V)A-，其中V为S或O，且A选自NRM、O或S，其中RM为H或C1-4烷基。特别地，在一个实施方案中，本发明提供式(IB)的单体：
　(IB)
其中W、X和Z、R1、R2、n和m如以上关于式(I)所限定，V为S或O；且A选自NRM、O和S。当本发明的单体具有式(IB)时，优选V为O且A为O，使得式如(I)限定的Y为-C(O)O-。
在式(I)的化合物中，其中X选自NR2，那么R2、Y以及与它们键合的N原子一起可形成5-7元杂环，任选被一个或多个RN取代，特别地其中RN为O。特别地，R2、Y以及与它们键合的N原子一起形成5元杂环，任选被一个或多个RN取代，特别地其中RN为O。
在一个实施方案中，单体具有式(IA)：
　(IA)
其中W、R1和Z为如上限定的。在一个实施方案中，单体具有式(IA)，其中n为0，因此基团W不存在。在一个实施方案中，单体具有式(IA)，其中所有的R1为H而m为2。
在备选实施方案中，单体具有式(IAA)：
　(IAA)
其中W、R1、m和Z为如上限定的，而K选自：C1-10亚烷基、C2-10亚烯基、C2-10亚炔基、C3-10环亚烷基、C3-10环亚烯基、C1-10杂亚烷基、C2-10杂亚烯基、C2-10杂亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-C(O)-、-C(S)-、-C(O)O-、-C(O)S-、-C(O)N(RM)-、-C(S)-、-C(S)O-、-C(S)S-和-C(S)N(RM)-，其中RM为氢或C1-4烷基。亚烷基、亚烯基、亚炔基、环亚烷基、环亚烯基、杂亚烷基、杂亚烯基、杂亚炔基、亚芳基和杂亚芳基可任选被一个或多个RN取代，其中每个RN独立选自：-H、-OH、-CN、-NO2、-CF3、-OCF3、-CO2H、-NH2、C1-C10烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、-O(C1-C10烷基)、-O(C2-C10烯基)、-O(C2-C10炔基)、卤素、-C(O)H、-C(O)-(C1-C10烷基)、-C(O)-O(C1-C10烷基)、-NH(C1-C10烷基)、-N(C1-C10烷基)2、-C(O)-NH(C1-C10烷基)、-C(O)-N(C1-C10烷基)2、-NH-C(O)-(C1-C10烷基)、-NH(C1-C10烷基)-C(O)-(C1-C10烷基)、-NH-S(O)2-(C1-C10烷基)、-NH-(C1-C10烷基)-S(O)2-(C1-C10烷基)、-(C0-C10)-SH、-S(O)-(C1-C10烷基)、-S(O)2-(C1-C10烷基)、-S(O)2-NH2、-S(O)2-NH-(C1-C10烷基)、-S(O)2-N(C1-C10烷基)2和=O。
在式(I)的化合物中，m值可为0、1、2、3、4、5或6。在一个实施方案中，m为0。特别地，优选m为0，当Y为除了-C(O)-、-C(S)-、-C(O)O-、-C(O)S-、-C(O)N(RM)-、-C(S)-或-C(S)N(RM)-以外的如上限定的基团时。在备选实施方案中，特别是当Y为-C(O)-、-C(S)-、-C(O)O-、-C(O)S-、-C(O)N(RM)-、-C(S)-或-C(S)N(RM)-时，m为1或2。
Z为两性离子基团。两性离子基团为这样一种基团：其携带位于基团内不同原子上的正电荷和负电荷两者，使得基团的净电荷为零。因此，两性离子基团具有高极性和对水的天然亲合力。磷脂，例如胆碱磷脂和鞘磷脂，其为所有活细胞外膜的主要组分，具有两性离子结构。因此，因为本发明的单体包括两性离子基团，所以它们可用于生产模仿磷脂的两性离子结构的聚合物。这提高可使用本发明的单体生产的聚合物的生物相容性。
在一个实施方案中，Z为选自式(IIA)、(IIB)、(IIC)、(IID)和(IIE)的两性离子基团。
在一个实施方案中，Z为式(IIB)的两性离子基团。
基团(IIA)具有式：
　(IIA)
其中每个R3和R3A独立选自氢和C1-4烷基且a为2-4的整数。
在一个实施方案中，两个R3基团为相同的。特别地，两个R3基团可为C1-4烷基，在一个实施方案中，为甲基。
在一个实施方案中，两个R3A基团为相同的。特别地，两个R3A基团可为氢。
在一个实施方案中，a为2或3。在另一个实施方案中，a为3。
在式(I)的单体的一个实施方案中，其中Z为式(IIA)的基团，m为1或2。
基团(IIB)具有式：
　(IIB)
其中每个R4和R4A独立选自氢和C1-4烷基且b为1-4的整数；
在一个实施方案中，所有R4基团为相同的。特别地，所有R4基团可为C1-4烷基，在一个实施方案中，为甲基。在一个实施方案中，至少一个R4基团为C1-4烷基。
在一个实施方案中，R4A基团为相同的。特别地，R4A基团可为氢。
在一个实施方案中，b为2或3。在另一个实施方案中，b为3。优选b为2。
在式(I)的单体的一个实施方案中，其中Z为式(IIB)的基团，m为1或2。
在一个实施方案中，Z为式(IIB)的基团，其中所有R4基团为甲基且b为2。在这个实施方案中，Z为磷酰胆碱(PC)基团。PC基团天然地存在于形成所有活细胞的膜的磷脂中。因此，考虑到模仿磷脂的两性离子性质，Z为PC基团是特别有利的。
基团(IIC)具有式：
　(IIC)
其中每个R5和R5C独立选自氢和C1-4烷基；R5A为氢或基团-C(O)B1R5B，其中R5B为氢或甲基，B1选自：键；C1-10亚烷基、C2-10亚烯基、C2-10亚炔基、C3-10环亚烷基、C3-10环亚烯基、C1-10杂亚烷基、C2-10杂亚烯基、C2-10杂亚炔基、亚芳基、杂亚芳基，其中所述亚烷基、亚烯基、亚炔基、环亚烷基、环亚烯基、杂亚烷基、杂亚烯基、杂亚炔基、亚芳基和杂亚芳基可任选被一个或多个如之前限定的RN取代，且c为1-4的整数，其中如果Z直接键合于O或N原子则z为0，否则z为1。
在一个实施方案中，R5基团为相同的。特别地，所述R5基团可为C1-4烷基，在一个实施方案中，为甲基。在一个实施方案中，至少一个R5基团为C1-4烷基。
在一个实施方案中，两个R5C基团为相同的。特别地，所述R5C基团可为氢。
在一个实施方案中，c为2或3。在另一个实施方案中，c为3。
基团(IID)具有式：
　(IID)
其中每个R6和R6C独立选自氢和C1-4烷基；R6A为氢或基团-C(O)B2R6B，其中R6B为氢或甲基，B2选自：键；C1-10亚烷基、C2-10亚烯基、C2-10亚炔基、C3-10环亚烷基、C3-10环亚烯基、C1-10杂亚烷基、C2-10杂亚烯基、C2-10杂亚炔基、亚芳基、杂亚芳基，其中所述亚烷基、亚烯基、亚炔基、环亚烷基、环亚烯基、杂亚烷基、杂亚烯基、杂亚炔基、亚芳基和杂亚芳基可任选被一个或多个如之前限定的RN取代，且d为1-4的整数，其中如果Z直接键合于O或N原子则z为0，否则z为1；
在一个实施方案中，R6基团为相同的。特别地，所述R6基团可为C1-4烷基，在一个实施方案中，为甲基。在一个实施方案中，至少一个R6基团为C1-4烷基。
在一个实施方案中，两个R6C基团为相同的。特别地，所述R6C基团可为氢。
在一个实施方案中，d为1或2。在另一个实施方案中，d为2。
基团(IIE)具有式：
　(IIE)
其中每个R7和R7C独立选自氢和C1-4烷基；R7A为氢或基团-C(O)B2R7B，其中R7B为氢或甲基，B2选自：键；C1-10亚烷基、C2-10亚烯基、C2-10亚炔基、C3-10环亚烷基、C3-10环亚烯基、C1-10杂亚烷基、C2-10杂亚烯基、C2-10杂亚炔基、亚芳基、杂亚芳基，其中所述亚烷基、亚烯基、亚炔基、环亚烷基、环亚烯基、杂亚烷基、杂亚烯基、杂亚炔基、亚芳基和杂亚芳基可任选被一个或多个如之前限定的RN取代，且e为1-4的整数，其中如果Z直接键合于O或N原子则z为0，否则z为1；
在一个实施方案中，R7基团为相同的。特别地，所述R7基团可为C1-4烷基，在一个实施方案中，为甲基。在一个实施方案中，至少一个R7基团为C1-4烷基。
在一个实施方案中，两个R7C基团为相同的。特别地，所述R7C基团可为氢。
在一个实施方案中，e为1或2。在另一个实施方案中，e为2。
其它两性离子基团为式(IIF)、(IIG)和(IIH)的那些。这些基团包含能通过物理吸附结合至表面的烷基或氟代烷基。
基团(IIF)具有式：
　(IIF)
其中每个R8和R8C独立选自氢和C1-4烷基；R8A为基团-C(O)B3R8B，其中R8B为氢或甲基，B3选自：键；C1-10亚烷基、C2-10亚烯基、C2-10亚炔基、C3-10环亚烷基、C3-10环亚烯基、C1-10杂亚烷基、C2-10杂亚烯基、C2-10杂亚炔基、亚芳基、杂亚芳基，其中所述亚烷基、亚烯基、亚炔基、环亚烷基、环亚烯基、杂亚烷基、杂亚烯基、杂亚炔基、亚芳基和杂亚芳基可任选被一个或多个如之前限定的RN取代；
f为1-4的整数，其中如果Z直接键合于O或N原子则z为0，否则z为1；
在一个实施方案中，R8A基团为相同的。特别地，所述R8A基团可为C1-4烷基，在一个实施方案中，为甲基。在一个实施方案中，至少一个R8A基团为C1-4烷基。
在一个实施方案中，两个R8基团为相同的。特别地，所述R8基团可为氢。
在一个实施方案中，每个R8B基团为氢。
在一个实施方案中，R8A为基团-C(O)B3R8B，其中B3为式-[(CR8D 2)aaO]bb-，其中基团-(CR8D 2)-为相同或不同的，且在每个基团-(CR8D 2)-中，基团R8D为相同或不同的，且每个基团R8D为氢，氟或C1-4烷基或氟代烷基，且aa为2-6，优选3或4，而bb为1-12，优选1-6。在一个实施方案中，其中所有基团R8D为氢，且在所有基团-[(CR8D 2)aaO]-中，aa为2，式(IIF)单体的残基不能与疏水表面形成强的次价相互作用。虽然这样的单体的残基可包括在本发明的聚合物中，通常还需要包括能够形成强的次价相互作用的单体的残基，如果这样的相互作用将使聚合物结合到表面。具有其中dd高于2的基团的单体，可用于提供强的次价相互作用。在这方面，当B3为式-[(CR8D 2)aaO]bb-的基团时，有利的是，在约50或更少，约70或更少，约90摩尔%或更少的残基-[(CR8D 2)aaO]bb-中，aa为2。
基团(IIG)具有式：
　(IIG)
其中每个R9和R9C独立选自氢和C1-4烷基；R9A为基团-C(O)B4R9B，其中R9B为氢或甲基，B4选自：键；C1-10亚烷基、C2-10亚烯基、C2-10亚炔基、C3-10环亚烷基、C3-10环亚烯基、C1-10杂亚烷基、C2-10杂亚烯基、C2-10杂亚炔基、亚芳基、杂亚芳基，其中所述亚烷基、亚烯基、亚炔基、环亚烷基、环亚烯基、杂亚烷基、杂亚烯基、杂亚炔基、亚芳基和杂亚芳基可任选被一个或多个如之前限定的RN取代；
g为1-4的整数，其中如果Z直接键合于O或N原子则z为0，否则z为1；
在一个实施方案中，R9A基团为相同的。特别地，所述R9A基团可为C1-4烷基，在一个实施方案中，为甲基。在一个实施方案中，至少一个R9A基团为C1-4烷基。
在一个实施方案中，两个R9基团为相同的。特别地，所述R9基团可为氢。
在一个实施方案中，每个R9B基团为氢。
在一个实施方案中，R9A为基团-C(O)B4R9B，其中B4为式-[(CR9D 2)ccO]dd-，其中基团-(CR9D 2)-为相同或不同的，且在每个基团-(CR9D 2)-中，基团R9D为相同或不同的，且每个基团R9D为氢，氟或C1-4烷基或氟代烷基，且cc为2-6，优选3或4，而dd为1-12，优选1-6。在一个实施方案中，其中所有基团R9D为氢，且在所有基团-[(CR9D 2)ccO]-中，cc为2，式(IIG)单体的残基不能与疏水表面形成强的次价相互作用。虽然这样的单体的残基可包括在本发明的聚合物中，通常还需要包括能够形成强的次价相互作用的单体的残基，如果这样的相互作用将使聚合物结合到表面。具有其中dd高于2的基团的单体，可用于提供强的次价相互作用。在这方面，当B4为式-[(CR9D 2)ccO]dd-的基团时，有利的是，在约50或更少，约70或更少，约90摩尔%或更少的残基-[(CR9D 2)ccO]dd-中，cc为2。
基团(IIH)具有式：
　(IIH)
其中每个R10和R10C独立选自氢和C1-4烷基；R10A为基团-C(O)B5R10B，其中R10B为氢或甲基，B5选自：键；C1-10亚烷基、C2-10亚烯基、C2-10亚炔基、C3-10环亚烷基、C3-10环亚烯基、C1-10杂亚烷基、C2-10杂亚烯基、C2-10杂亚炔基、亚芳基、杂亚芳基，其中所述亚烷基、亚烯基、亚炔基、环亚烷基、环亚烯基、杂亚烷基、杂亚烯基、杂亚炔基、亚芳基和杂亚芳基可任选被一个或多个如之前限定的RN取代；
h为1-4的整数，其中如果Z直接键合于O或N原子则z为0，否则z为1；
在一个实施方案中，R10A基团为相同的。特别地，所述R10A基团可为C1-4烷基，在一个实施方案中，为甲基。在一个实施方案中，至少一个R10A基团为C1-4烷基。
在一个实施方案中，两个R10基团为相同的。特别地，所述R10基团可为氢。
在一个实施方案中，每个R10B基团为氢。
在一个实施方案中，R10A为基团-C(O)B5R10B，其中B5为式-[(CR10D 2)eeO]ff-，其中基团-(CR10D 2)-为相同或不同的，且在每个基团-(CR10D 2)-中，基团R10D为相同或不同的，且每个基团R10D为氢，氟或C1-4烷基或氟代烷基，且ee为2-6，优选3或4，而ff为1-12，优选1-6。在一个实施方案中，其中所有基团R10D为氢，且在所有基团-[(CR10D 2)eeO]-中，ee为2，式(IIH)单体的残基不能与疏水表面形成强的次价相互作用。虽然这样的单体的残基可包括在本发明的聚合物中，通常还需要包括能够形成强的次价相互作用的单体的残基，如果这样的相互作用将使聚合物结合到表面。具有其中ff高于2的基团的单体，可用于提供强的次价相互作用。在这方面，当B5为式-[(CR10D 2)eeO]ff-的基团时，有利的是，在约50或更少，约70或更少，约90摩尔%或更少的残基-[(CR10D 2)eeO]ff-中，ee为2。
式(I)的示例性单体
在一个实施方案中，本发明提供式(I)的单体，其具有式(IB)：
　(IB)
其中W、X、Z、A、R1、R2、n和m如先前关于式(I)所限定。
在一个实施方案中，本发明提供式(IB)的单体，其中X为O，特别地其中A为O，特别地其中A为O且Z为式IIB的基团，特别地其中A为O，n为0且Z为式IIB的基团，特别地其中A为O，n为0且Z为式IIB的基团，其中每个R4为甲基且b为2。
在一个实施方案中，本发明提供式(IB)的单体，其中X为NR2，特别地其中A为O，特别地其中A为O且Z为式IIB的基团，特别地其中A为O，n为0且Z为式IIB的基团，特别地其中A为O，n为0且Z为式IIB的基团，其中每个R4为甲基且b为2。
在一个实施方案中，本发明提供了式(IB)的单体，其中X为O且A为NRM，特别地，其中Z为式IIB的基团，特别地其中Z为式IIB的基团且n为0，特别地其中n为0且Z为式IIB的基团，其中每个R4为甲基且b为2。
在一个实施方案中，本发明提供式(IB)的单体，其中X为NR2，特别地其中A为O，特别地其中A为O且Z为式IIB的基团，特别地其中A为O，n为0且Z为式IIB的基团，特别地其中A为O，n为0且Z为式IIB的基团，其中每个R4为甲基且b为2。
在一个实施方案中，本发明提供了式(IB)的单体，其中X为NR2且A为NRM，特别地，其中Z为式IIB的基团，特别地其中n为0且Z为式IIB的基团，特别地其中n为0且Z为式IIB的基团，其中每个R4为甲基且b为2。
在一个实施方案中，本发明提供了式(IC)的单体：
 (IC)
其中W、X、Z、A、R1、R2、R4、R4A、m、n和b如先前限定。
在一个实施方案中，本发明提供式(IC)的单体，其中X为O。
在一个实施方案中，本发明提供式(IC)的单体，其中X为NR2。
在一个实施方案中，本发明提供式(IC)的单体，其中X为NR2且n为0，特别地其中m为2，特别地其中m为2且Y、R2以及与它们键合的N原子一起形成5-7元杂环，优选5元杂环。
在一个实施方案中，本发明提供式(IC)的单体，其中X为NR2，n为0，m为2且Y、R2和与它们键合的N原子一起形成5元杂环，每个R4为甲基且b为2。
在一个实施方案中，本发明提供式(ID)的单体：
 (ID)
其中W、R4、R4A和b如先前限定。
在一个实施方案中，本发明提供式(IE)的单体：
 (IE)
其中W、R4、R4A和b如先前限定。
制造方法
本发明的单体可使用已知反应通过常规方法制备。
通常，有三种可合成所述单体路径，具体地：
(i) 亲核两性离子衍生物与反应性乙烯基衍生物的反应；
(ii) 亲核乙烯基化合物与反应性两性离子衍生物的反应；或
(iii) 亲核乙烯基化合物与磷杂环烷(phospholane)反应，然后用三烷基胺开环。
化学基团
卤
术语“卤素”(或“卤”)在此用于指代氟，氯，溴和碘。
羰基和羧基
术语“羰基”在此用于指代用双键连接至氧原子的碳，和它们的互变异构形式。羰基还可表示为-C(O)-。包含羰基的部分的实例包括但不限于：醛-C(O)H、酮-C(O)-(C1-C10烷基)-、羧酸-CO2H和酰胺-C(O)NH2、-C(O)-NH(C1-C10烷基)、-C(O)-N(C1-C10烷基)2、-NH-C(O)-(C1-C10烷基)、-NH(C1-C10烷基)-C(O)-(C1-C10烷基)和酯-C(O)-O(C1-C10烷基)。
硫代羰基和硫代羧基
术语“硫代羰基”和“硫代羧基”在此用于指代经由双键连接至硫原子的碳，和它们的互变异构形式。
烷基、烯基、环烷基等
术语“烷基”在此用于指代单价直链或支化的饱和非环烃基。在一个实施方案中，烷基为C1-10烷基，在另一个实施方案中为C1-6烷基，在另一个实施方案中为C1-4烷基，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基或异丁基、正丁基、仲丁基或叔丁基。
术语“环烷基”在此用于指代单价、饱和的环状烃基。在一个实施方案中，环烷基为C3-10环烷基，在另一个实施方案中，为C3-6环烷基，例如环戊基和环己基。
术语“烯基”在此用于指代具有至少一个碳-碳双键的单价直链或支化的不饱和非环烃基，且在一个实施方案中，无碳-碳三键。在一个实施方案中，烯基为C2-10烯基，在另一个实施方案中，为C2-6烯基，在另一个实施方案中，为C2-4烯基。
术语“环烯基”在此用于指代单价不饱和的环状烃基。在一个实施方案中，环烯基为C3-10环烃基，在另一个实施方案中，为C3-6环烃基，例如环戊烯基和环已烯基。
术语“炔基”在此用于指代具有至少一个碳-碳三键的单价直链或支化的不饱和非环烃基。在一个实施方案中炔基为C2-10炔基，在另一个实施方案中，为C2-6炔基，在另一个实施方案中为C2-4炔基。
杂烷基、杂环基等
术语“杂烷基”在此用于指代以下单价烷基：其中最多三个碳原子，在一个实施方案中最多两个碳原子，在另一个实施方案中一个碳原子，各自独立地被O、S(O)q或N替代，只要保留至少一个烷基碳原子。杂烷基可为C连接或杂连接的，即，其可通过碳原子或通过O、S(O)q或N连接至分子的剩余部分，其中q独立为0、1或2。
术语“杂环基”或“杂环”在此用于指代以下单价环烷基或二价环亚烷基：其中最多三个碳原子，在一个实施方案中最多两个碳原子，在另一个实施方案中一个碳原子，各自独立地被O，S(O)q或N替代，只要保留至少一个环烷基碳原子。
杂环基的实例包括氧杂环丙基、硫杂环丙基、氮杂环丙基、氧杂环丁基、硫杂环丁基、氮杂环丁基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、吡咯烷基、吡唑烷基、咪唑烷基、四氢吡喃基、四氢噻喃基、哌啶基、1,4-二氧杂环己基、1,4-氧硫杂环己基、吗啉基、1,4-二硫杂环己基、哌嗪基、1,4-氮硫杂环己基、氧杂环庚基、硫杂环庚基、氮杂环庚基、1,4-二氧杂环庚基、1,4-氧硫杂环庚基、1,4-氧氮杂环庚基、1,4-二硫杂环庚基、1,4-硫氮杂环庚基和1,4-二氮杂环庚基。其它实例包括环酰亚胺，环酸酐和噻唑烷二酮。杂环基可为C连接或N连接的，即其可通过碳原子或通过氮原子连接到分子的剩余部分。
芳基等
术语“芳基”在此用于指代单价芳族环状烃基，例如苯基或萘基(例如1-萘基或2-萘基)。通常，芳基可为单环或多环的稠环芳基。优选芳基为C6-C14芳基。
芳基的其它实例为衍生自以下的单价基团：醋蒽烯、苊烯、醋菲烯、蒽、薁、、蒄、萤蒽、芴、不对称引达省、对称引达省、茚、萘、卵苯、苝、非那烯、菲、苉、七曜烯、芘、皮蒽和玉红省。
杂芳基等
术语“杂芳基”在此用于指代单价杂原子环状烃基，另外包含一个或多个独立选自O、S、N和NRN的杂原子，其中RN优选为H、烷基(例如C1-6烷基)或环烷基(例如C3-6环烷基)。
通常，杂芳基可为单环或多环(例如二环)的稠环杂原子基团。在一个实施方案中，杂芳基包含5-13个环成员（优选5-10元)和1、2、3或4个独立选自O、S、和NRN的环杂原子。在一个实施方案中，杂芳基可为5、6、9或10元的，例如5元单环，6元单环，9元稠环二环或10元稠环二环。
单环杂原子基团包括包含5-6个环成员和1、2、3或4个选自O、S、N或NRN的杂原子的杂原子基团。
在一个实施方案中，5元单环杂芳基包含1个环成员，其为-NRN-基团、-O-原子或-S-原子，和任选1-3个环成员(例如1或2个环成员)为=N-原子(其中5个环成员的剩余部分为碳原子)。
5元单环杂芳基的实例为：吡咯基、呋喃基、噻吩基、吡唑基、咪唑基、异噁唑基、噁唑基、异噻唑基、噻唑基、1,2,3三唑基、1,2,4三唑基、1,2,3噁二唑基、1,2,4噁二唑基、1,2,5噁二唑基、1,3,4噁二唑基、1,3,4噻二唑基和四唑基。
6元单环杂芳基的实例为吡啶基、哒嗪基、嘧啶基、吡嗪基、1,3,5三嗪基、1,2,4三嗪基和1,2,3三嗪基.
在一个实施方案中，6元单环杂芳基包含为=N-原子的1或2个环成员(其中6个环成员的剩余部分为碳原子)。
二环杂原子基团包括包含9-13个环成员和选自O、S、N或NRN的1、2、3、4或更多个杂原子的稠环杂原子基团。
在一个实施方案中，9元二环杂芳基包含为-NRN-基团、-O-原子或-S-原子的1个环成员，和任选1-3个环成员(例如1或2个环成员)为=N-原子(其中9个环成员的剩余部分为碳原子)。
9元稠环二环杂芳基的实例为苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、苯并咪唑基、吲唑基、苯并三唑基、吡咯并[2,3-b]吡啶基、吡咯并[2,3-c]吡啶基、吡咯并[3,2-c]吡啶基、吡咯并[3,2-b]吡啶基、咪唑并[4,5-b]吡啶基、咪唑并[4,5-c]吡啶基、吡唑并[4,3-d]吡啶基、吡唑并[4,3-c]吡啶基、吡唑并[3,4-c]吡啶基、吡唑并[3,4-b]吡啶基、异氮茚基、吲唑基、嘌呤基、吲哚啉基(indolininyl)、咪唑并[1,2-a]吡啶基、咪唑并[1,5-a]吡啶基、吡唑并[1,2-a]吡啶基、吡咯基[1,2-b]哒嗪基和咪唑并[1,2-c]嘧啶基。
在一个实施方案中，10元二环杂芳基包含为=N-原子的1-3个环成员(其中10个环成员的剩余部分为碳原子)。
10元稠环二环杂芳基的实例为喹啉基、异喹啉基、噌啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、酞嗪基、1,6-萘啶基、1,7-萘啶基、1,8-萘啶基、1,5-萘啶基、2,6-萘啶基、2,7-萘啶基、吡啶并[3,2-d]嘧啶基、吡啶并[4,3-d]嘧啶基、吡啶并[3,4-d]嘧啶基、吡啶并[2,3-d]嘧啶基、吡啶并[2,3-b]吡嗪基、吡啶并[3,4-b]吡嗪基、嘧啶并[5,4-d]嘧啶基、吡嗪并[2,3-b]吡嗪基和嘧啶并[4,5-d]嘧啶基。
在一些实施方案中，杂环基可与芳基或杂芳基稠合以形成包含5-13个成员的双环体系。这样的基团的实例包括二氢异吲哚基、二氢吲哚基、四氢异喹啉基、四氢喹啉基或2,3-二氢-吡咯基-[2,3-b]吡啶。
烷氧基
术语“烷氧基”和“烷基氧基”在此用于指代-O-烷基，其中烷基如上所述。示例性的烷氧基包括甲氧基(-OCH3)和乙氧基(-OC2H5)。
亚烷基
术语“亚烷基”在此用于指代二价-烷基-基团，其中烷基如先前定义。示例性的亚烷基包括-CH2-、-(CH2)2-和-C(CH3)HCH2-。
亚烯基
术语“亚烯基”在此用于指代二价-烯基-基团，其中烯基如先前定义。示例性的亚烯基包括-CH=CH-、-CH=CHCH2-和-CH2CH=CH-。
亚炔基
术语“亚炔基”在此用于指代二价-炔基-基团，其中-炔基-是指在链中具有2-12个，便利地为2-6个碳原子和一个碳-碳三键的直链或支链烃基。示例性的亚炔基包括乙炔基和炔丙基。
亚芳基
术语“亚芳基”在此用于指代二价的-芳基-基团，其中芳基为如上所述的，连接至两个或更多个其它基团。亚芳基的实例包括亚苯基。
“亚苯基”指-苯基-基团。示例性的基团为1,3-亚苯基和1,4-亚苯基。
杂亚芳基
术语“杂亚芳基”在此用于指代-杂芳基-基团，其中杂芳基如上所述，其连接至两个或更多个其它基团。示例性的基团包括2,5-呋喃基、2,5-噻吩基、2,4-噻唑基、2,5-噻唑基和2,6-吡啶基。
如本文所用，术语“亲核”具有其常规意义，并且是指包括与另一物类(亲电体)通过供电子对而成键的基团的衍生物。
术语“乙烯基化合物”是指包括末端-CH=CH2基团的化合物。
亲核基团的实例包括醇、过氧化物、醇盐阴离子、羧酸盐阴离子、氨、胺、叠氮化物、亚硝酸盐、硫醇(RSH)、硫醇盐阴离子(RS-)、硫羟酸阴离子(RC(O)-S-)，和二硫代碳酸盐阴离子(RO-C(S)-S-)和二硫代氨基甲酸盐阴离子(R2N-C(S)-S-)。
在如上所述的概要反应(i)中，反应性乙烯基衍生物包括亲电基团，其与亲核的两性离子或两性离子前体衍生物反应。因此，反应性乙烯基衍生物可通过通式C=C-W-X-E来描述，其中W和X如对式(I)限定，而E为亲电基团。技术人员应熟悉可用作反应性乙烯基衍生物的适合试剂。适合的反应性乙烯基衍生物的实例包括乙烯基氯甲酸酯和乙烯基异氰酸酯。
在一个实施方案中，反应性乙烯基衍生物为N-乙烯基内酰胺衍生物。N-乙烯基内酰胺具有在隐形眼镜的制备中有用的性质。例如，N-乙烯基吡咯烷酮为通常用于隐形眼镜制造的化合物。因此，提供可与该化合物反应的生物相容共聚单体是有利的。
反应性乙烯基衍生物与两性离子或两性离子前体的亲核衍生物反应，所述亲核衍生物通常可描绘为具有结构A1-(CR1)m-Z，其中A1为包含选自N、O和S的杂原子的亲核基团。例如，A1可选自醇、过氧化物、醇盐阴离子、羧酸盐阴离子、氨、胺、叠氮化物、亚硝酸盐、硫醇(RSH)、硫醇盐阴离子(RS-)、硫羟酸阴离子(RC(O)-S-)和二硫代碳酸盐阴离子(RO-C(S)-S-)和二硫代氨基甲酸盐阴离子(R2N-(S)-S-)。
适合的两性离子的亲核衍生物的实例包括但不限于羟乙基磷酰胆碱和氨基乙基磷酰胆碱。
适合的两性离子前体的亲核衍生物的实例包括但不限于乙二醇或它们的单保护衍生物和氨基乙醇。
如上所述，在一个实施方案中，两性离子基团Z为式(IIB)的基团，特别是磷酰胆碱基团。用于将PC基团添加到单体的合成路线为本领域已知的。例如，Chabrier等人在FR-A-2270887中和Bul. Soc. Chim de France (1974) 667-671中描述了包括使羟基取代的原材料与卤代磷杂环烷反应然后用三烷基胺开环的两步反应。用于产生HEMA-PC的相似的两步反应在JP-A-58-154591和Makromol. Chem，Rapid Commun., 1982, 3, 457中由Nakaya等人描述。更新的合成路线在EP-A-0730599中描述。
式(IB)的单体可使用以上反应(i)合成，其中使用的反应性乙烯基衍生物具有式(IIIA)：
　(IIIA)
其中W、X和R1如上限定且L为离去基团，其连同羰基一起形成亲电基团，与两性离子或两性离子前体的亲核衍生物反应。技术人员熟悉适合的离去基团。适合的离去基团的实例包括卤素、胺部分、烷氧基、烯丙基硫、三氟甲磺酸酯、甲磺酸酯、甲苯磺酸酯和氟代磺酸酯。
或者，当式(IB)中的X为N时，可使用乙烯基异氰酸酯，即式(IIIB)的化合物，或乙烯基异硫氰酸酯，即式(IIIC)的化合物，作为反应性乙烯基衍生物：
 (IIIB)　　　 (IIIC)
参考如上所述的概要反应(ii)，亲核乙烯基化合物为包括亲核基团和乙烯基两者的那种。其具有通用结构C=C-W-X-Y-(CR1)m-Nuc，其中“Nuc”为亲核基团。适合的亲核基团的实例包括但不限于-OH、-NH2、NHR、SH和适合的阴离子包括羧酸盐阴离子。在一个实施方案中，亲核乙烯基化合物为N-乙烯基内酰胺衍生物，特别是N-乙烯基吡咯烷酮的衍生物。N-乙烯基内酰胺衍生物可由以下形成：N-乙烯基内酰胺与碱反应以在环上的3位(与羰基邻接)形成阴离子，然后随后使阴离子与例如碘乙醇反应以形成3-羟乙基取代的内酰胺。
在一个实施方案中，亲核乙烯基衍生物可具有式：
 
亲核乙烯基化合物与具有通式Z-L的反应性两性离子衍生物反应，其中L为如上关于反应方案(i)所定义的离去基团。适合的反应性两性离子衍生物的实例包括但不限于具有选自以下的离去基团的那些：甲苯磺酰基-、甲磺酰基-、氟代硫酸酯-、三氟甲烷磺酸酯-、咪唑羰基氧基-、卤代、铵烷基-、环氧烷基-、烷基氧基羰基、烷基硫基羰基和烷基羰基氧基羰基烷基。
在本发明的一个实施方案中，本发明的单体中的两性离子基团为式(IIB)的基团，特别是磷酰胆碱型基团。
式(IA)的单体，其中Z为式(IIB)的基团，可备选地由反应(iii)形成，其中亲核乙烯基化合物，例如以上关于反应方案(ii)所描述的那些，与磷杂环烷反应，然后用三烷基胺开环。
式(IC)的单体，其中b为2，可通过使式(V)的亲核乙烯基衍生物与磷杂环烷试剂(VIA)或(VIB)反应合成：
　(V)
 (VIA)　 (VIB)
其中每个R4A独立选自H和C1-4烷基且L’为离去基团。技术人员熟悉适合的离去基团。适合的离去基团的实例包括卤素、胺部分、烷氧基、烯丙基硫、三氟甲烷磺酸酯、甲磺酸酯、甲苯磺酸酯和氟代磺酸酯。
与磷杂环烷试剂(VIA)反应形成式(VII)的中间化合物：
　(VII)
其可然后与三烷基胺试剂N(R4)3反应以产生式(IC)的化合物，其中每个R4独立为氢或C1-4烷基。
式(VIA)和(VIB)的磷杂环烷试剂为市售可得的，且用于合成磷杂环烷试剂的方法为本领域已知(N. Thung, M, Chassignol, U., Asseline和P. Chalvier，Bull. Soc. Chim. Fr. 1981 (第2部分) 51)。技术人员也熟悉还可用适合的被取代的磷化合物替代磷杂环烷试剂的事实。在一个实施方案中，在磷杂环烷试剂(VI)中，每个R4A为氢。在一个实施方案中，磷杂环烷试剂为亚乙基氯代磷酸酯(ECP)(CAS 6609-64-9，2-氯-1,3,2-二氧磷杂环戊烷-2-氧化物)。使磷杂环烷试剂中杂质的存在最小化以避免副反应是有利的，并且这可通过31P NMR监控。
三烷基胺试剂为市售可得的。适合的三烷基胺试剂的实例包括三甲胺和三乙胺。在一个实施方案中，三烷基胺试剂为三甲胺，即每个R4为甲基。
在一个实施方案中，第一步可在第一适合溶剂中进行，其中式(V)的化合物和磷杂环烷试剂(VIA)和(VIB)为可溶的，且其中除酸剂为不溶的。对于第二步，可有利地使用腈，特别是C1-6羧酸的腈衍生物，优选乙腈，或可将腈溶剂用于第一步和第二步两者。
聚合物
本发明的单体可用于产生生物相容聚合物，所述聚合物可用于生物相容涂层和形成本体材料和装置。因此，在另一个方面，本发明提供衍生自如本文定义的式(I)的单体与一种或多种共聚单体共聚合的聚合物。
本发明的聚合物为生物相容的，而且可有利地用于生产具有高透气性（特别是高透氧性）和高水含量两者的制品。
本发明的聚合物可通过常规聚合反应生产，例如通过热聚合或光化学聚合。对于热聚合，可使用40-100℃，通常50-80℃的温度。对于光化学聚合，可使用光化辐射例如γ、UV、可见光或微波辐射。通常使用波长200-400nm的UV辐射。
聚合通常在反应介质中进行，反应介质例如溶液或分散液，其使用的溶剂与存在于所述单体的基团不会在所使用的聚合条件下反应，所述溶剂例如水；醇，例如乙醇、甲醇和乙二醇；还有羧酸酰胺，例如二甲基甲酰胺；偶极非质子溶剂，例如二甲基亚砜或甲基乙基酮；酮，例如丙酮或环己酮；烃，例如甲苯；醚，例如THF、二甲氧基乙烷或二氧杂环己烷；和卤代烃，例如三氯乙烷；以及适合的溶剂的混合物，例如水和醇的混合物，例如水/乙醇或水/甲醇混合物。可使用这些溶剂的任何混合物。备选地，聚合可在不存在溶剂或其中共聚单体用作溶剂的情况下进行。
聚合可在一种或多种聚合引发剂存在下进行，例如过氧苯甲酰，2,2’-偶氮-二(2-甲基丙睛)或苯偶姻甲醚。其它的可使用的聚合引发剂公开于“Polymer Handbook (聚合物手册)”，第三版，J.Brandrup和E.H.Immergut主编，Wiley-Interscience出版，纽约，1989。
通常，共聚进行0.1-72小时，在一个实施方案中，0.1-1小时，在备选实施方案中，8-48小时，例如16-24小时和在例如氮或氩的惰性气氛下。
聚合物通常通过透析、在非溶剂(例如二乙醚或丙酮)中沉淀或超滤而纯化。得到的聚合物通常在真空下干燥例如5-72小时，并具有1万-1千万的分子量，在一种情况下，为2万-1百万，在备选情况下，为50,000-750,000，在备选情况下，为50,000-500,000。
当目的是提供生物相容涂层，而且能产生交联的共聚单体存在于单体混合物中时，聚合条件经设置使得交联不会在聚合期间发生。例如，光化辐射不会用于制备包含可通过暴露于光化辐射形成交联的共聚单体的聚合物。
本发明的单体与其共聚合的共聚单体体系的精确特性取决于产生的聚合物的预期用途。
有利地，当聚合物预期用于形成眼部装置，例如隐形眼镜时，本发明的单体与包括含硅氧烷基团的单体或大分子单体的共聚单体体系反应。
包含硅氧烷基团的组分为包括具有通用结构-[Si(R)2O]-的残基的那种，其中R为氢或C1-10亚烷基、C2-10亚烯基、C2-10亚炔基、C3-10环亚烷基、C3-10环亚烯基、C1-10杂亚烷基、C2-10杂亚烯基、C2-10杂亚炔基、亚芳基、杂亚芳基。优选R为C1-10亚烷基，优选C1亚烷基基团。优选，Si和连接的O存在于包含硅氧烷基团的单体或大分子单体中的量大于包含硅氧烷基团的单体或大分子单体总分子量的20重量%，和更优选大于30重量%。
有用的包含硅氧烷基团的单体或大分子单体可包含可聚合官能团，例如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-乙烯基内酰胺、N-乙烯基酰胺和苯乙烯基官能团。可包括在共溶剂体系中的包含硅氧烷基团的组分的实例描述于US 3,808,178、US 4,120,570、US 4,136,250、US 4,153,641、US 4,740,533、US 5,034,461、US 5,070,215和EP 080539。本文引用的所有专利通过引用以全文并入本文。
在本发明的一个实施方案中，包含硅氧烷基团的单体可为通过以下式X表示的聚硅氧烷基烷基(甲基)丙烯酸单体：
　(式X)
其中：T表示H或较低级烷基，在某些实施方案中为H或甲基；Q表示O或NR14；每个R14独立表示氢或甲基，每个R11，R12和R13独立表示较低级烷基或苯基，且j为1或3-10。这些聚硅氧烷基烷基(甲基)丙烯酸单体的实例包括甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基硅氧基)硅烷、五甲基二硅氧烷基甲基甲基丙烯酸酯和甲基二(三甲基硅氧基)甲基丙烯酰氧基甲基硅烷。
包含硅氧烷基团的组分的备选类型，其可形成共溶剂体系的一部分，为通过式XI表示的聚(有机硅氧烷)预聚物：
　(式XI)
其中：每个A’独立表示活化的不饱和基团，例如丙烯酸或甲基丙烯酸的酯或酰胺或烷基或芳基(只要至少一个A’包含能经受自由基聚合的活化的不饱和基团)；每个R16、R17、R18和R19独立选自具有1-18个碳原子的单价烃基或卤素取代的单价烃基，其可在碳原子之间具有醚键；R15表示具有1-22个碳原子的二价烃基，且n’为0或大于或等于1的整数，在一个实施方案中，n’为5-400，在另一个实施方案中n’为10-300。一个具体实例为α,ω-双甲基丙烯酰氧基丙基聚-二甲基硅氧烷。另一个实例为mPDMS(单甲基丙烯酰氧基丙基封端、单正丁基封端的聚二甲基硅氧烷)。
包含硅氧烷基团的的组分的另一有用类型包括以下式XII的包含硅酮的碳酸乙烯酯或氨基甲酸乙烯酯单体：
　(式XII)
其中：X’表示O、S或NH；RSi表示包含硅酮的有机基团；T表示氢或较低级烷基，在某些实施方案中为H或甲基；t为1、2、3或4；且q’为0或1。适合的包含硅酮的有机基团RSi包括以下：
其中R20表示
其中p’为1-6；或具有1-6个碳原子的烷基或氟代烷基；r’为1-200，t’为1、2、3或4；且s为0、1、2、3、4或5。
包含硅氧烷基团的碳酸乙烯酯或氨基甲酸乙烯酯单体具体包括：1,3-二[4-(乙烯基氧基羰基氧基)丁-1-基]四甲基-硅烷（isiloxane）3-(乙烯基氧基羰基硫基)丙基-[三(三甲基硅氧基硅烷)]；3-[三(三甲基硅氧基)甲硅烷基]丙基烯丙基氨基甲酸酯；3-[三(三甲基硅氧基)wilyl]丙基乙烯基氨基甲酸酯；三甲基甲硅烷基乙基乙烯基碳酸酯；三甲基甲硅烷基甲基乙烯基碳酸酯，和
包含硅酮的组分的另一个类型包括下式的化合物：
(*D*L*D*G)aa*D*D*E1 ;
E(*D*G*D*L)aa*D*G*D*E1或;
E(*D*L*D*G)aa*D*L*D*E1　　　　　　(式 XIII-XV) 
其中：
D表示具有6-30个碳原子的烷基二价基团、烷基环烷基二价基团、环烷基二价基团、芳基二价基团或烷基芳基二价基团，
G表示具有1-40个碳原子的烷基二价基团、环烷基二价基团、烷基环烷基二价基团、芳基二价基团或烷基芳基二价基团，其在主链中可包含醚，硫或胺键；
*表示尿烷或脲基键；
aa为至少1的整数；
L表示式XVI的二价聚合基团：
　(式XVI)
其中R21独立表示具有1-10个碳原子的烷基或氟代烷基，其可在碳原子之间包含醚键；r为至少1；且p提供400-10,000的部分重量；每个E和E1独立表示通过式XVII表示的可聚合的不饱和有机基团：
　(式XVII)
其中R22为氢或甲基；R23为氢、具有1-6个碳原子的烷基或-CO-V’-R25基团，其中V’为-O-，-S-或-NH-，而R24为氢或具有1-6个碳原子的烷基；R24为具有1-12个碳原子的二价基团；Y’表示-CO-或-OCO-；W’表示-O-或-NH-；Ar表示具有6-10个碳原子的芳基；a’为0-6；b’为0或1；c’为0或1；且d’为0或1。
优选的包含硅酮的组分通过下式XVIII表示：
 (式XVIII)
其中R26为去除异氰酸酯基之后的二异氰酸酯的二价基团，例如异氟尔酮二异氰酸酯的二价基团。另一种优选的包含硅酮的大分子单体为式XIX的化合物（其中x+y为10-30范围内的数），其由氟醚、羟基封端的聚二甲基硅氧烷、异氟尔酮二异氰酸酯和异氰酸根合乙基甲基丙烯酸酯。
(式XIX)
在本发明的备选实施方案中，包含硅氧烷基团的单体可为式(A)或(B)的材料：
(T1-Y1)k-G1(Y2-Z)l　(A)　　　　　[(T1)k-Y3(Z)u]v-G1-R24　(B)
其中
T1为可聚合的基团；
每个Y1和Y2独立为选自以下的连接基团：键、C1-12亚烷基、C2-12亚烯基、C2-12亚炔基、C3-12环亚烷基、C3-12环亚烯基、C2-12杂亚烯基、C2-12杂亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-C(O)-C1-12亚烷基、-C(S)-C1-12亚烷基、-C(O)O-C1-12亚烷基、-C(O)S-C1-12亚烷基、-C(O)N(RM)-C1-12亚烷基、-C(S)-C1-12亚烷基、-C(S)O-C1-12亚烷基、-C(S)S-C1-12亚烷基、-C(S)N(RM)-C1-12亚烷基、-(CH2)qq(OCH2CH2)rr-和-(CH2CH2O)rr(CH2)qq-，其中RM为氢或C1-4烷基，qq为1-10的整数，rr为1-10的整数，其中在所述C1-12亚烷基基团中的一个或多个碳原子可任选被选自S和O的杂原子替代，且所述亚烷基、亚烯基、亚炔基、环亚烷基、环亚烯基、杂亚烯基、杂亚炔基、亚芳基和杂亚芳基可任选被一个或多个RN取代，其中每个RN独立地选自：-H、-OH、-CN、-NO2、-CF3、-OCF3、-CO2H、-NH2、C1-C10烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、-O(C1-C10烷基)、-O(C2-C10烯基)、-O(C2-C10炔基)、卤素、-C(O)H、-C(O)-(C1-C10烷基)、-C(O)-O(C1-C10烷基)、-NH(C1-C10烷基)、-N(C1-C10烷基)2、-C(O)-NH(C1-C10烷基)、-C(O)-N(C1-C10烷基)2、-NH-C(O)-(C1-C10烷基)、-NH(C1-C10烷基)-C(O)-(C1-C10烷基)、-NH-S(O)2-(C1-C10烷基)、-NH-(C1-C10烷基)-S(O)2-(C1-C10烷基)、-(C0-C10)-SH、-S(O)-(C1-C10烷基)、-S(O)2-(C1-C10烷基)、-S(O)2-NH2、-S(O)2-NH-(C1-C10烷基)、-S(O)2-N(C1-C10烷基)2和=O；
Y3为连接基团；
R24为可任选被一个或多个RN取代的C1-12烷基；
G1为含有硅氧烷基团的组分；
Z为两性离子基团；
k为1-10的整数；
l为1-3的整数；
u为1-3的整数；和
v为1-3的整数。
在本发明的这些实施方案中，包含硅氧烷基团的单体在相同的分子内包括可聚合的基团、硅氧烷官能团和两性离子官能团。这是有利的，因为任何相分离可在分子水平，因此不会对肉眼可见。此外，在分子水平上组合官能团使之可能对于给定的水含量提供具有比可预期更高的透氧性的材料。
虽然不指明任何具体的立体化学地表示式(A)和式(B)(和此后的化学式)，但技术人员应理解许多异构体为可能的。在这方面，本发明将描绘的化学结构的所有可能的立体异构体包括在其范围内。
可聚合的基团T1不受限，而且其可为能够在聚合条件下反应以形成聚合物的任何基团。在本发明的材料中可聚合基团的存在意味着有可能形成聚合物，并最终由本发明的材料形成隐形眼镜。在某些实施方案中，可聚合基团包括至少一个碳-碳不饱和键。在这些实施方案中，所述基团能够加成聚合反应。备选或补充地，能够反应形成聚合物的基团为能够缩聚的多官能衍生物。这包括例如以下材料：诸如二醇、二胺、二酸和它们的衍生物。
在一个实施方案中，包含硅氧烷基团的单体为式(A)的材料。在备选实施方案中，包含硅氧烷基团的单体为式(B)的材料。
在一个实施方案中，可聚合的基团T1包括选自丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、苯乙烯基和乙烯基的基团。适合的乙烯基的实例包括烯丙基衍生物、N-乙烯基内酰胺衍生物，例如适合地被取代的N-乙烯基吡咯烷酮衍生物，以及N-乙烯基衍生物和O-乙烯基衍生物。
在一个实施方案中，可聚合基团T1为甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯基团。优选，可聚合基团T1为甲基丙烯酸酯基团。
参考以上式(A)和式(B)，k为限定可聚合基团（T1，存在于可聚合材料中）的数量的整数。k可为1、2、3、4、5、6、7、8、9或10。优选，k为1或2。
Y1为连接基团，其在式(A)的可聚合材料中形成可聚合基团T1和包含硅氧烷基团的组分G1之间的连接。Y2为连接基团，其在式(A)的可聚合材料中形成包含硅氧烷基团的组分G1和两性离子基团Z之间的连接。每个Y1和Y2独立选自：键、C1-12亚烷基、C2-12亚烯基、C2-12亚炔基、C3-12环亚烷基、C3-12环亚烯基、C2-12杂亚烯基、C2-12杂亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-C(O)-C1-12亚烷基、-C(S)-C1-12亚烷基、-C(O)O-C1-12亚烷基、-C(O)S-C1-12亚烷基、-C(O)N(RM)-C1-12亚烷基、-C(S)-C1-12亚烷基、-C(S)O-C1-12亚烷基、-C(S)S-C1-12亚烷基、-C(S)N(RM)-C1-12亚烷基、-(CH2)qq(OCH2CH2)rr-和-(CH2CH2O)rr(CH2)qq-，其中RM为氢或C1-4烷基，qq为1-10的整数，rr为1-10的整数，其中在所述C1-12亚烷基基团中的一个或多个碳原子可任选被选自S和O的杂原子替代，且所述亚烷基、亚烯基、亚炔基、环亚烷基、环亚烯基、杂亚烯基、杂亚炔基、亚芳基和杂亚芳基可任选被一个或多个RN取代，其中每个RN独立地选自：-H、-OH、-CN、-NO2、-CF3、-OCF3、-CO2H、-NH2、C1-C10烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、-O(C1-C10烷基)、-O(C2-C10烯基)、-O(C2-C10炔基)、卤素、-C(O)H、-C(O)-(C1-C10烷基)、-C(O)-O(C1-C10烷基)、-NH(C1-C10烷基)、-N(C1-C10烷基)2、-C(O)-NH(C1-C10烷基)、-C(O)-N(C1-C10烷基)2、-NH-C(O)-(C1-C10烷基)、-NH(C1-C10烷基)-C(O)-(C1-C10烷基)、-NH-S(O)2-(C1-C10烷基)、-NH-(C1-C10烷基)-S(O)2-(C1-C10烷基)、-(C0-C10)-SH、-S(O)-(C1-C10烷基)、-S(O)2-(C1-C10烷基)、-S(O)2-NH2、-S(O)2-NH-(C1-C10烷基)、-S(O)2-N(C1-C10烷基)2和=O。Y1和Y2可为相同或不同的。在一个实施方案中，Y1和Y2为相同的。在备选实施方案中，Y1和Y2为不同的。
在一个实施方案中，Y1和Y2各自独立为C1-12亚烷基。在备选实施方案中，Y1为式-(CH2)q(OCH2CH2)r-的基团而Y2为式-(CH2CH2O)rr(CH2)qq-的基团，其中rr为1-10的整数，优选4-6，而qq为1-10的整数，在一个实施方案中，为2-4，优选3。
Y3为连接基团，其在式(B)的可聚合材料中，形成可聚合基团T1和硅氧烷基团G1之间的连接。在本发明的这个实施方案中，两性离子基团Z为在连接基团Y3上的取代基。Y3的特性不特别受限，在一个优选实施方案中，Y3选自：键、C1-12亚烷基、C2-12亚烯基、C2-12亚炔基、C3-12环亚烷基、C3-12环亚烯基、C1-12杂亚烷基、C2-12杂亚烯基、C2-12杂亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-C(O)-、-C(S)-、-C(O)O-、-C(O)S-、-C(O)N(RM)-、-C(S)-、-C(S)O-、-C(S)S-和-C(S)N(RM)-，其中RM为氢或C1-4烷基。所述亚烷基、亚烯基、亚炔基、环亚烷基、环亚烯基、杂亚烷基、杂亚烯基、杂亚炔基、亚芳基和杂亚芳基可任选被一个或多个RN取代，其中每个RN独立地选自：-H、-OH、-CN、-NO2、-CF3、-OCF3、-CO2H、-NH2、C1-C10烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、-O(C1-C10烷基)、-O(C2-C10烯基)、-O(C2-C10炔基)、卤素、-C(O)H、-C(O)-(C1-C10烷基)、-C(O)-O(C1-C10烷基)、-NH(C1-C10烷基)、-N(C1-C10烷基)2、-C(O)-NH(C1-C10烷基)、-C(O)-N(C1-C10烷基)2、-NH-C(O)-(C1-C10烷基)、-NH(C1-C10烷基)-C(O)-(C1-C10烷基)、-NH-S(O)2-(C1-C10烷基)、-NH-(C1-C10烷基)-S(O)2-(C1-C10烷基)、-(C0-C10)-SH、-S(O)-(C1-C10烷基)、-S(O)2-(C1-C10烷基)、-S(O)2-NH2、-S(O)2-NH-(C1-C10烷基)、-S(O)2-N(C1-C10烷基)2和=O。作为连接基团Y3的取代基，基团Z的位置不受限制。在这方面，基团Z可为在形成连接基团Y3骨架的一部分的任一碳原子上的取代基。
在一个实施方案中，Y3为C1-12亚烷基或杂亚烷基，特别是式-(CH2)qq(OCH2CH2)rr-或-(CH2CH2O)rr(CH2)qq-的杂亚烷基，其中qq为1-10的整数且rr为1-10的整数。在一个优选实施方案中，Y3为-(CH2)3-O-(CH2)3-。在本发明一个优选实施方案中，Z基团在Y3基团上的取代位置使得基团-Y3(Z)-为-(CH2CH(Z)CH2)-O-(CH2)3-。
G1为该实施方案包含硅氧烷基团的单体的包含硅氧烷基团的组分。如前所述，在包含硅氧烷基团的单体中包括硅氧烷官能团提供具有良好透气性的材料。包含硅氧烷基团的组分的特性不特别受限且技术人员应熟悉适合的组分。硅氧烷基团为包括具有通用结构-[Si(R)2O]-的残基的那种，其中每个R独立选自氢或C1-12亚烷基、C2-12亚烯基、C2-12亚炔基、C3-12环亚烷基、C3-12环亚烯基、C1-12杂亚烷基、C2-12杂亚烯基、C2-12杂亚炔基、亚芳基、杂亚芳基，任选被一个或多个RN取代，其中每个RN独立选自：-H、-OH、-CN、-NO2、-CF3、-OCF3、-CO2H、-NH2、C1-C10烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、-O(C1-C10烷基)、-O(C2-C10烯基)、-O(C2-C10炔基)、卤素、-C(O)H、-C(O)-(C1-C10烷基)、-C(O)-O(C1-C10烷基)、-NH(C1-C10烷基)、-N(C1-C10烷基)2、-C(O)-NH(C1-C10烷基)、-C(O)-N(C1-C10烷基)2、-NH-C(O)-(C1-C10烷基)、-NH(C1-C10烷基)-C(O)-(C1-C10烷基)、-NH-S(O)2-(C1-C10烷基)、-NH-(C1-C10烷基)-S(O)2-(C1-C10烷基)、-(C0-C10)-SH、-S(O)-(C1-C10烷基)、-S(O)2-(C1-C10烷基)、-S(O)2-NH2、-S(O)2-NH-(C1-C10烷基)、-S(O)2-N(C1-C10烷基)2和=O。R基团可为相同或不同的。在一个实施方案中，所有R基团为相同的。在备选实施方案中，R基团为不同的。优选R为C1-12亚烷基，优选C1-6亚烷基。优选，Si和连接的O存在于硅氧烷中的量大于包含硅氧烷基团的组分的总分子量的20重量%，和更优选大于30重量%。
在一个实施方案中，包含硅氧烷基团的组分具有式(a)：
　(a)
其中R如前限定且w为1-500的整数。
在一个实施方案中，包含硅氧烷基团的组分具有式(b)：
　(b)
其中R如前限定且w1和w2独立为1-500的整数。
在一个实施方案中，包含硅氧烷基团的组分具有式(c)：
　(c)
其中R如前限定且w3、w4和w5各自独立为1-500的整数。
在一个实施方案中，包含硅氧烷基团的组分具有式(d)：
　(d)
其中R如前限定且w6、w7、w8和w9各自独立为1-500的整数。
Z为如前限定的两性离子基团。当包含硅氧烷基团的单体具有式(A)时，Z键合于Y2。当包含硅氧烷基团的单体具有式(B)时，Z为连接基团Y3上的取代基。
优选，Z为式(IIB)的基团，特别地，式(IIB)的基团，其中所有R4基团为甲基且b为2。在这个实施方案中，两性离子基团为磷酰胆碱(PC)基团。
l为限定存在于式(A)的包含硅氧烷基团的单体中的两性离子基团数量的整数。l可为1、2或3。优选，l为1或2。
u为限定存在于式(B)的包含硅氧烷基团的单体中的两性离子基团数量的整数。u可为1、2或3。优选，u为1或2。
v为限定存在于式(B)的包含硅氧烷基团的单体中[(T1)k-Y3(Z)u]基团数量的整数。u可为1、2或3。优选，u为1或2。
式(A)的示例性的包含硅氧烷基团的单体
在一个实施方案中，本发明的包含硅氧烷基团的单体具有式(AA)：
 (AA)
其中“OPC”为式(IIB)的两性离子基团，其中所有R4基团为甲基且b为2，w为1-500的整数，r’和r’’可为相同或不同的，且各自独立为0-10的整数，优选4-6。
 因此，在一个实施方案中，包含硅氧烷基团的单体为式(A)的材料，其中T1为甲基丙烯酸酯基团，Y1为(CH2CH2O)r’(CH2)3，G1为式(c)的基团，w为1-500的整数，Y2为(CH2)3(CH2CH2O)r’’，Z为式(IIB)的基团，其中所有R4基团为甲基，且b为2，k为1，l为1而r’和r’’可为相同或不同的，且各自独立为0-10的整数，优选4-6。
在本发明的一个实施方案中，可聚合材料为式(AB)的材料：
 (AB)
其中“OPC”为式(IIB)的两性离子基团，其中所有R4基团为甲基和b为2和w为0-15。
因此，在一个实施方案中，包含硅氧烷基团的单体为式(A)的材料，其中T1为甲基丙烯酸酯基团，Y1为(CH2)3，w为0-15，优选2-4，Y2为(CH2)3，Z为式(IIB)的基团，其中所有R4基团为甲基，且b为2，k为1而l为2。
式(B)的示例性的包含硅氧烷基团的单体
在本发明的一个实施方案中，本发明的可聚合单体具有式(BB)：
　(BB)
其中“OPC”为式(IIB)的两性离子基团，其中所有R4基团为甲基且b为2。
因此，在一个实施方案中，包含硅氧烷基团的单体为式(B)的材料，其中T1为甲基丙烯酸酯基团，Y3为-(CH2)3-O-(CH2)3-，Z为式(IIB)的基团，其中所有R4基团为甲基且b为2，W为式(c)的基团，R24为甲基，u为1且v为1。
在本发明的备选实施方案中，包含硅氧烷基团的单体具有式(BC)。
　(BC)
其中“OPC”为式(IIB)的两性离子基团，其中所有R4基团为甲基且b为2。
因此，在一个实施方案中，包含硅氧烷基团的单体为式(B)的材料，其中T1为甲基丙烯酸酯基团，Y3为-(CH2)3-O-(CH2)3-，Z为式(IIB)的基团，其中所有R4基团为甲基且b为2，G1为式(a)的基团，R24为(CH2)4CH3，u为1且v为1。
在一个实施方案中，包含硅氧烷基团的单体具有式(BD)：
 (BD)
其中“OPC”为式(IIB)的两性离子基团，其中所有R4基团为甲基且b为2且w为1-500的整数。
因此，在一个实施方案中，包含硅氧烷基团的单体为式(B)的材料，其中T1为丙烯酸酯基团，Y3为-(CH2)-(CH(OZ))-CH2-O-(CH2)3-，Z为式(IIB)的基团，其中所有R4基团为甲基且b为2，G1为式(a)的基团，R24为甲基，u为1且v为2。
适用于本发明的其它包含硅酮的组分包括WO 96/31792中描述的那些，例如包含聚硅氧烷、聚亚烷基醚、二异氰酸酯、聚氟化烃、聚氟化醚和聚糖基团的大分子单体。US 5,321,108、US 5,387,662和US 5,539,016，全部描述了具有极性氟化接枝或侧基的聚硅氧烷，其具有与末端二氟取代的碳原子连接的氢原子。这样的聚硅氧烷还可用作共溶剂体系内包含硅氧烷基团的单体。
或者，包含硅氧烷基团的单体可为羟基官能化的包含硅氧烷基团的单体。实例包括2-甲基-2-羟基-3-[3-[1,3,3,3-四甲基-1-[三甲基甲硅烷基)氧基]二硅氧烷基]丙氧基]丙酯(其还可命名为(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)丙基双(三甲基硅氧基)甲基硅烷)、3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)丙基三(三甲基硅氧基)硅烷、双-3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基丙基聚二甲基硅氧烷、3-甲基丙烯酰氧基-2-(2-羟乙氧基)丙氧基)丙基双(三甲基硅氧基)甲基硅烷、N-2-甲基丙烯酰氧基乙基-O-(甲基-双-三甲基硅氧基-3-丙基)甲硅烷基氨基甲酸酯和N,N,N',N'-四(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟丙基)-[α]，[ω]-双-3-氨基丙基-聚二甲基硅氧烷和它们的混合物。
在一个实施方案中，包含硅氧烷基团的单体选自3-[三(三甲基硅氧基)甲硅烷基]丙基甲基丙烯酸酯，甲基丙烯酰氧基丙基封端的聚二甲基硅氧烷；单甲基丙烯酰氧基丙基官能的聚二甲基硅氧烷；单甲基丙烯酰氧基丙基封端的聚三氟丙基甲基-硅氧烷-对称、2-羟基-3-[3-[1,3,3,3-四甲基-1-[(三甲基甲硅烷基)氧基]二硅氧烷基]丙氧基]丙基甲基丙烯酸酯和三三甲基硅氧基甲硅烷基丙基乙烯基氨基甲酸酯。
在一个实施方案中，本发明的聚合物通过使约1-100摩尔%的式(I)的单体与约1-约95摩尔%的硅氧烷单体和其它稀释剂单体（总共100%）反应而获得。稀释剂单体可为包含乙烯基的单体，包括但不限于丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯，例如甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯；丙烯酰胺，例如二甲基丙烯酰胺；N-乙烯基内酰胺，例如N-乙烯基吡硌烷酮；和N-乙烯基衍生物和O-乙烯基衍生物，例如羟乙基乙烯基氨基甲酸酯，羟乙基乙烯基碳酸酯。
在本发明的聚合物中，式(I)的单体优选占约1-100%，或者约1-约80%，或者约2-约70%，或者约3-约60%，或者约4-约50%，或者约5-约40重量%，基于总聚合物。
在一个实施方案中，本发明的单体与其反应的共聚单体体系包含含有乙烯基的共聚单体。在一个实施方案中，含有乙烯基的共聚单体为其中乙烯基直接与杂原子连接的那种。
有利地，为了共聚反应有效，两种共聚单体的反应速率需要紧密匹配。因此，由于本发明的单体包括末端乙烯基，有可能产生全新种类的包括两性离子官能团的聚合物，因为其使得乙烯基体系能具有差异化的反应性（在眼部应用中有用），以用作替代丙烯酸单体或与丙烯酸单体一起的共聚单体。使用目前使用的甲基丙烯酸酯单体，例如MPC，不能产生这些聚合物产物，因为溶解度问题和甲基丙烯酸酯和乙烯基体系之间反应速率的差异。
当本发明的聚合物已经通过与包括硅氧烷单体的共聚单体体系反应获得时，由于末端乙烯基、两性离子基团和硅氧烷官能团的存在，本发明的聚合物特别可用于眼镜片的制造，特别是隐形眼镜。
因此，在另一个方面，本发明提供包含如本文限定的聚合物的制品，特别是眼部装置。优选，所述眼部装置为眼镜片，优选为隐形眼镜。
眼镜片为镜片，其在使用时，将放置为与眼睛或泪液紧密接触。术语“眼镜片”旨在包括用于视力矫正的隐形眼镜、用于改变眼睛颜色的隐形眼镜、眼科给药装置和眼睛组织保护装置。
本发明的眼镜片可如下制造：将适当量的本发明的单体和将与其反应的共聚单体体系的混合物施用到镜片模腔并引发聚合。包括市售可得的光引发剂的引发剂可加入到混合物以帮助引发聚合。如前所述，聚合可通过许多熟知的技术引发，取决于混合物的确切特性。适合的技术的实例包括施加辐射，例如微波，电子束或紫外线。备选地，可通过加热引发聚合。
与其它的从血流中接收氧的组织相反，角膜主要从暴露于环境的角膜表面接收氧。因此，预期在长期时间段内戴在眼睛上的眼镜片必须允许足够的氧渗透过镜片，以维持角膜健康。当角膜接收到不足够的氧供应时有可能检测到，因为其会膨胀。优选，本发明的眼镜片的透氧性足以阻止任何临床上显著的角膜膨胀发生。在一个实施方案中，经过至少8小时观察到的角膜膨胀的程度为约10%或更少，经过至少8小时约8%或更少，经过至少8小时约6%或更少，经过至少8小时约4%或更少，经过至少8小时约2%或更少，经过至少8小时约1%或更少。
在这方面，优选本发明的眼镜片适于长期佩戴。有利地，本发明的眼镜片可被用户佩戴最多4天或更多，在一个实施方案中，7天或更多，在一个实施方案中14天或更多，在一个实施方案中30天或更多，而不导致实质性的角膜损害或用户不适。
因此，在一个实施方案中，本发明的制品具有约20阻隔度（barrier）或更高的透氧性，或者约30阻隔度或更高，或者约40阻隔度或更高，或者约50阻隔度或更高，优选约60阻隔度或更高。
在一个实施方案中，本发明的聚合物具有以下平衡水含量：10%或更高，15%或更高，20%或更高，25%或更高，30%或更高，35%或更高，40%或更高，45%或更高，50或更高，55%或更高，60%或更高，65%或更高，70%或更高，75%或更高，80%或更高，85%或更高，90或更高，95%或更高。在一个实施方案中，聚合物的水含量为约20-约60%，优选约30-约50%。
备选或补充地，本发明的聚合物可具有低于约3MPa的拉伸模量(弹性模量E)。在一个实施方案中，拉伸模量为0.2-约2.5MPa，在一种情况下约0.3-1.5MPa，优选约0.4-约1MPa。
备选或补充地，本发明的制品可具有约80%或更高的光学透射率，约85%或更高，约90%或更高，约95%或更高，约99%或更高。在一个优选实施方案中，本发明的制品为透明和/或澄清的，在所述制品为眼部装置时这是特别有利的。
备选或补充地，本发明的制品的散射可见光(雾度)%可为＜100%，在一个实施方案中，＜80%，在一个实施方案中，<60%，在一个实施方案中，<50%，根据标准ASTM D 1003测量。
在一个实施方案中，本发明的聚合物可用于使表面生物相容。因此，在另一个方面，本发明提供用于使表面生物相容的方法，所述方法包含用本发明的聚合物涂布表面。本发明还提供一种制品，该制品包含在其上涂布有如本文限定的聚合物的表面。本发明的聚合物可用于涂布许多不同的表面，取决于存在于聚合物中而且能将其结合至表面的基团的特性。
用聚合物涂布表面可通常如下进行：用聚合物（通常在含醇、含水的有机或卤化溶剂或它们的混合物中）的溶液或分散液涂布表面。适合的溶剂的实例包括甲醇、乙醇、二氯甲烷和氟利昂。涂布可在室温下或在升高的温度下进行。通常，涂布在5-60℃的温度范围内进行。
通过已知的技术，例如浸涂、喷涂、网涂或旋涂，可用本发明的聚合物涂布表面。
在一个实施方案中，聚合物以微分散形式，例如微乳液，涂布在表面上。
涂布之后，当本发明的聚合物包括可交联的基团时，其可经受交联反应。交联可通过已知的方法进行，例如热、使用光化辐射、使用反应性气体例如氨、通过改变pH、使用双官能添加剂或通过使用活化化学，例如通过已知方法，如描述于“methods in Enzymology (酶学中的方法）”，135卷，Immobilised Enzymes and Cells，part B”，K. Mosbach主编，Academic Press Inc.，纽约，1987。在交联通过热或气体处理实现的情况下，所述处理可在干燥的涂层上进行。或者，在需要改变pH或需要包括添加剂时，可在不会去除涂层的溶液中在涂布材料上进行处理。在一些实施方案中，交联可用水合涂层进行，其便于交联反应。
本发明的聚合物可用于涂布可用作结构材料的材料的表面，所述结构材料用于人体或动物体所用的植入物或修补物，特别是在这些植入物或修补物与血液有直接的物理接触时和在需要生物相容性和血液相容性时。它们还可用于构造要在基于体外的接触到血液或其它体液的膜和其它装置，例如用于心肺机或人工肾。
本发明的聚合物还可用于涂布加工应用中所用的材料，例如分离膜和过程设备和管。特别地，本发明的聚合物可用于修饰生物反应器和发酵系统中的生物过滤膜的表面性质，其中所述膜与包含例如蛋白质、多糖、脂肪和完整细胞的复杂生物学溶液有直接接触。本发明的聚合物可用于减少过程溶液组分的膜污染。
当本发明的聚合物用于涂布材料的表面时（所述材料然后用于成品装置的结构涂层），可能需要采取预防步骤以保证涂布的表面不受损害和在生产成品装置之前处理的有效性降低。
本发明的聚合物可用于涂布成品植入物、修补物、膜、导管、隐形眼镜、眼内镜片和其它装置，以给予所述制品生物相容性。
因此，在另一方面，本发明提供一种制品，该制品包含其上有本发明的聚合物的涂层的表面。
在一个实施方案中，所述制品为眼部装置，特别是眼镜片，特别是隐形眼镜。
通过以下列举的条款描述本发明的数个说明性实施方案：
1. 式(I)的单体：
 　(I)
其中：
W为(CR1 2)n；
X为O、S或NR2；
Y为连接基团；
Z为两性离子基团；
每个R1独立选自H、卤素或C1-4烷基；
R2为H或C1-4烷基；
n为0-6的整数；和
m为0-6的整数。
2. 根据条款1的单体，其中Y选自：C1-10亚烷基、C2-10亚烯基、C2-10亚炔基、C3-10环亚烷基、C3-10环亚烯基、C1-10杂亚烷基、C2-10杂亚烯基、C2-10杂亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-C(O)-、-C(S)-、-C(O)O-、-C(O)S-、-C(O)N(RM)-、-C(S)-、-C(S)O-、-C(S)S-和-C(S)N(RM)-，其中RM为氢或C1-4烷基，其中亚烷基、亚烯基、亚炔基、环亚烷基、环亚烯基、杂亚烷基、杂亚烯基、杂亚炔基、亚芳基和杂亚芳基可任选被一个或多个RN取代，其中每个RN独立选自：-H、-OH、-CN、-NO2、-CF3、-OCF3、-CO2H、-NH2、C1-C10烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、-O(C1-C10烷基)、-O(C2-C10烯基)、O(C2-C10炔基)、卤素、-C(O)H、-C(O)-(C1-C10烷基)、-C(O)-O(C1-C10烷基)、-NH(C1-C10烷基)、-N(C1-C10烷基)2、-C(O)-NH(C1-C10烷基)、-C(O)-N(C1-C10烷基)2、-NH-C(O)-(C1-C10烷基)、-NH(C1-C10烷基)-C(O)-(C1-C10烷基)、-NH-S(O)2-(C1-C10烷基)、-NH-(C1-C10烷基)-S(O)2-(C1-C10烷基)、-(C0-C10)-SH、-S(O)-(C1-C10烷基)、-S(O)2-(C1-C10烷基)、-S(O)2-NH2、-S(O)2-NH-(C1-C10烷基)、-S(O)2-N(C1-C10烷基)2和=O。
3. 根据条款1的单体，其中X为O。
4. 根据条款1的单体，其中X为NR2。
5. 根据条款4的单体，其中R2、Y以及与它们键合的所述N原子一起形成5-7元杂环，其中所述杂环可任选被一个或多个RN取代，其中每个RN独立选自：-H、-OH、-CN、-NO2、-CF3、-OCF3、-CO2H、-NH2、C1-C10 烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、-O(C1-C10烷基)、-O(C2-C10烯基)、-O(C2-C10炔基)、卤素、-C(O)H、-C(O)-(C1-C10烷基)、-C(O)-O(C1-C10烷基)、-NH(C1-C10烷基)、-N(C1-C10烷基)2、-C(O)-NH(C1-C10烷基)、-C(O)-N(C1-C10烷基)2、-NH-C(O)-(C1-C10烷基)、-NH(C1-C10烷基)-C(O)-(C1-C10烷基)、-NH-S(O)2-(C1-C10烷基)、-NH-(C1-C10烷基)-S(O)2-(C1-C10烷基)、-(C0-C10)-SH、-S(O)-(C1-C10烷基)、-S(O)2-(C1-C10烷基)、S(O)2-NH2、-S(O)2-NH-(C1-C10烷基)、-S(O)2-N(C1-C10烷基)2和=O。
6. 根据条款5的单体，其中R2、Y以及与它们键合的所述N原子一起形成5元杂环。
7. 根据条款6的单体，其中所述5元杂环被=O取代。
8. 根据条款7的单体，其具有式(IA)：
　(IA)
其中W、R1、R2和Z如式(I)限定。
9. 根据条款8的单体，其中n为0。
10. 根据条款1-4中任一项的单体，其中Y为-C(O)O-且m为1-4。
11. 根据条款10的单体，其中m为2。
12. 根据条款1-8中任一项的单体，其中m为0。
13. 根据前述条款中任一项的单体，其中Z为选自(IIA)、(IIB)、(IIC)、(IID)和(IIE)的两性离子基团，其中基团(IIA)具有式：
　(IIA)
其中每个R3和R3A独立选自氢和C1-4烷基并且a为2-4的整数；
基团(IIB)具有式：
　(IIB)
其中每个R4和R4A独立选自氢和C1-4烷基并且b为1-4的整数；
基团(IIC)具有式：
　(IIC)
其中每个R5和R5C独立选自氢和C1-4烷基；R5A为氢或基团-C(O)B1R5B，其中R5B为氢或甲基，B1选自：键；C1-10亚烷基、C2-10亚烯基、C2-10亚炔基、C3-10环亚烷基、C3-10环亚烯基、C1-10杂亚烷基、C2-10杂亚烯基、C2-10杂亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-C(O)RM-、-C(O)ORM-，其中RM选自C1-10亚烷基，C2-10亚烯基和C2-10亚炔基，其中所述亚烷基、亚烯基、亚炔基、环亚烷基、环亚烯基、杂亚烷基、杂亚烯基、杂亚炔基、亚芳基和杂亚芳基可任选被一个或多个RN取代，其中每个RN独立选自：-H、-OH、-CN、-NO2、-CF3、-OCF3、-CO2H、-NH2、C1-C10烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、-O(C1-C10烷基)、-O(C2-C10烯基)、-O(C2-C10炔基)、卤素、-C(O)H、-C(O)-(C1-C10烷基)、-C(O)-O(C1-C10烷基)、-NH(C1-C10烷基)、-N(C1-C10烷基)2、-C(O)-NH(C1-C10烷基)、-C(O)-N(C1 C10烷基)2、-NH-C(O)-(C1-C10烷基)、-NH(C1-C10烷基)-C(O)-(C1-C10烷基)、-NH-S(O)2-(C1-C10烷基)、-NH-(C1-C10烷基)-S(O)2-(C1-C10烷基)、-(C0-C10)-SH、-S(O)-(C1-C10烷基)、-S(O)2-(C1-C10烷基)、-S(O)2-NH2、-S(O)2-NH-(C1-C10烷基)、-S(O)2-N(C1-C10烷基)2和=O，且c为1-4的整数，其中如果Z直接键合于O或N原子则z为0，否则z为1；
基团(IID)具有式：
　(IID)
其中每个R6和R6C独立选自氢和C1-4烷基；R6A为氢或基团-C(O)B2R6B，其中R6B为氢或甲基，B2选自：键；C1-10亚烷基、C2-10亚烯基、C2-10亚炔基、C3-10环亚烷基、C3-10环亚烯基、C1-10杂亚烷基、C2-10杂亚烯基、C2-10杂亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-C(O)RM-、-C(O)ORM-，其中RM选自C1-10亚烷基，C2-10亚烯基和C2-10亚炔基，其中所述亚烷基、亚烯基、亚炔基、环亚烷基、环亚烯基、杂亚烷基、杂亚烯基、杂亚炔基、亚芳基和杂亚芳基可任选被一个或多个RN取代，其中每个RN独立选自：-H、-OH、-CN、-NO2、-CF3、-OCF3、-CO2H、-NH2、C1-C10 烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、-O(C1-C10烷基)、-O(C2-C10烯基)、-O(C2-C10炔基)、卤素、-C(O)H、-C(O)-(C1-C10烷基)、-C(O)-O(C1-C10烷基)、-NH(C1-C10烷基)、-N(C1-C10烷基)2、-C(O)-NH(C1-C10烷基)、-C(O)-N(C1-C10烷基)2、-NH-C(O)-(C1-C10烷基)、-NH(C1-C10烷基)-C(O)-(C1-C10烷基)、-NH-S(O)2-(C1-C10烷基)、-NH-(C1-C10烷基)-S(O)2-(C1-C10烷基)、-(C0-C10)-SH、-S(O)-(C1-C10烷基)、-S(O)2-(C1-C10烷基)、S(O)2-NH2、-S(O)2-NH-(C1-C10烷基)、-S(O)2-N(C1-C10烷基)2和=O，且d为1-4的整数，其中如果Z直接键合于O或N原子则z为0，否则z为1；
基团(IIE)具有式：
　(IIE)
其中每个R7和R7C独立选自氢和C1-4烷基；R7A为氢或基团-C(O)B2R7B，其中R7B为氢或甲基，B2选自：键；C1-10亚烷基、C2-10亚烯基、C2-10亚炔基、C3-10环亚烷基、C3-10环亚烯基、C1-10杂亚烷基、C2-10杂亚烯基、C2-10杂亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-C(O)RM-、-C(O)ORM-，其中RM选自C1-10亚烷基，C2-10亚烯基和C2-10亚炔基，其中所述亚烷基、亚烯基、亚炔基、环亚烷基、环亚烯基、杂亚烷基、杂亚烯基、杂亚炔基、亚芳基和杂亚芳基可任选被一个或多个RN取代，其中每个RN独立选自：-H、-OH、-CN、-NO2、-CF3、-OCF3、-CO2H、-NH2、C1-C10烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、-O(C1-C10烷基)、-O(C2-C10烯基)、-O(C2-C10炔基)、卤素、-C(O)H、-C(O)-(C1-C10烷基)、-C(O)-O(C1-C10烷基)、-NH(C1-C10烷基)、-N(C1-C10烷基)2、-C(O)-NH(C1-C10烷基)、-C(O)-N(C1 C10烷基)2、-NH-C(O)-(C1-C10烷基)、-NH(C1-C10烷基)-C(O)-(C1-C10烷基)、-NH-S(O)2-(C1-C10烷基)、-NH-(C1-C10烷基)-S(O)2-(C1-C10烷基)、-(C0-C10)-SH、-S(O)-(C1-C10烷基)、-S(O)2-(C1-C10烷基)、-S(O)2-NH2、-S(O)2-NH-(C1-C10烷基)、-S(O)2-N(C1-C10烷基)2和=O，且e为1-4的整数，其中如果Z直接键合于O或N原子则z为0，否则z为1。
14. 根据前述条款中任一项的单体，其中Z为基团(IIB)。
15. 根据条款14的单体，其中R4为甲基且b为2。
16. 根据前述条款中任一项的单体，其中n为0或1。
17. 根据条款16的单体，其中n为0。
18. 根据条款1的单体，其中n为0；X为NR2；Y、R2以及与它们键合的所述N原子一起形成被=O取代的5元杂环；x为2；而Z为式(IIB)的基团，其中每个R4为甲基且b为2。
19. 根据条款1的式(IB)的单体：
其中W、X和Z、R1、R2、n和m如关于条款1中式(I)所限定，V为S或O；而A选自NRM、O和S，其中RM为氢或C1-4烷基。
20. 根据条款1的式(IC)的单体：
　(IC)
其中W、X、Y、R1、R2、m和n如条款1中限定，每个R4和R4A独立选自氢和C1-4烷基，而b为1-4的整数。
21. 根据条款的式(ID)的单体：
　(ID)
其中W如关于式(I)所限定，每个R4和R4A独立选自氢和C1-4烷基，而b为1-4的整数。
22. 根据条款1的单体，其具有式(IE)：
　(IE)
其中W如关于式(I)所限定，每个R4和R4A独立选自氢和C1-4烷基，而b为1-4的整数。
23. 通过使前述条款中任一项限定的单体与共聚单体体系反应可获得的聚合物。
24. 根据条款23的聚合物，其中所述共聚单体体系包含含有硅氧烷基团的单体或大分子单体。
25. 根据条款24的聚合物，其中所述含有硅氧烷基团的单体为式(A)或(B)的材料：
(T1-Y1)k-G1(Y2-Z)l　(A)　　　　[(T1)k-Y3(Z)u]v-G1-R24　(B)
其中
T1为可聚合的基团；
每个Y1和Y2独立为选自以下的连接基团：键、C1-12亚烷基、C2-12亚烯基、C2-12亚炔基、C3-12环亚烷基、C3-12环亚烯基、C2-12杂亚烯基、C2-12杂亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-C(O)-C1-12亚烷基、-C(S)-C1-12亚烷基、-C(O)O-C1-12亚烷基、-C(O)S-C1-12亚烷基、-C(O)N(RM)-C1-12亚烷基、-C(S)-C1-12亚烷基、-C(S)O-C1-12亚烷基、-C(S)S-C1-12亚烷基、-C(S)N(RM)-C1-12亚烷基、-(CH2)qq(OCH2CH2)rr-和-(CH2CH2O)rr(CH2)qq-，其中RM为氢或C1-4烷基，qq为1-10的整数，rr为1-10的整数，其中在所述C1-12亚烷基基团中的一个或多个碳原子可任选被选自S和O的杂原子替代，且所述亚烷基、亚烯基、亚炔基、环亚烷基、环亚烯基、杂亚烯基、杂亚炔基、亚芳基和杂亚芳基可任选被一个或多个RN取代，其中每个RN独立地选自：-H、-OH、-CN、-NO2、-CF3、-OCF3、-CO2H、-NH2、C1-C10烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、-O(C1-C10烷基)、-O(C2-C10烯基)、-O(C2-C10炔基)、卤素、-C(O)H、-C(O)-(C1-C10烷基)、-C(O)-O(C1-C10烷基)、-NH(C1-C10烷基)、-N(C1-C10烷基)2、-C(O)-NH(C1-C10烷基)、-C(O)-N(C1-C10烷基)2、-NH-C(O)-(C1-C10烷基)、-NH(C1-C10烷基)-C(O)-(C1-C10烷基)、-NH-S(O)2-(C1-C10烷基)、-NH-(C1-C10烷基)-S(O)2-(C1-C10烷基)、-(C0-C10)-SH、-S(O)-(C1-C10烷基)、-S(O)2-(C1-C10烷基)、-S(O)2-NH2、-S(O)2-NH-(C1-C10烷基)、-S(O)2-N(C1-C10烷基)2和=O；
Y3为连接基团；
R24为可任选被一个或多个RN取代的C1-12烷基；
G1为含有硅氧烷基团的组分；
Z为两性离子基团；
k为1-10的整数；
l为1-3的整数；
u为1-3的整数；和
v为1-3的整数。
26. 根据条款24或条款25的聚合物，其中所述共聚单体体系包含含有乙烯基的单体。
27. 根据条款24-26中任一项的聚合物，其具有约30阻隔度或更高的透氧性。
28. 根据条款24-27中任一项的聚合物，其具有30-50%的平衡水含量。
29. 根据条款24-28中任一项的聚合物，其具有小于3MPa的模量。
30. 包含如条款24-29中任一项限定的聚合物的制品。
31. 根据条款30的制品，其为眼镜片。
32. 根据条款31的制品，其为隐形眼镜。
33. 一种制品，该制品包含其上涂布有如条款24-29中任一项限定的聚合物的表面。
34. 根据条款33的制品，其为隐形眼镜。
35. 一种涂布具有表面的制品的方法，其包含将如条款24-29中任一项限定的聚合物涂敷到所述制品的表面。
测量方法
拉伸模量
镜片材料的杨氏模量使用TA-XT2材质分析仪测定，和通过画出应力-应变曲线初始的直线部分的切线和将拉伸应力除以相应的应变而获得该值。测量对500μm厚度的膜进行，所述膜由所述制剂制备并切成10mm×50mm的样品。
平衡水含量
根据本发明生产的原型水凝胶镜片的平衡水含量(EWC)通过重量分析方法测定。在室温下在水中平衡整夜之后首先测量镜片的湿重。然后将镜片在70℃的烘箱中干燥至恒重，其为干重。然后镜片的EWC如下计算。
EWC (重量%) = [(湿重–干重)/湿重]*100
透氧性
根据本发明的方法生产的原型镜片的透氧性(阻隔度)通过在ISO 9913-1:1996(E)中概要描述的极谱法测定。
实施本发明的方式
以下实施例描述了式(I)的单体的合成。这些实施例旨在说明本发明，而不应理解为对其限制。
实施例1
2-(3-氧乙基-1-乙烯基吡咯烷-2-酮)-2’-(三甲基铵)-乙基磷酸盐,内盐(HEVP-PC)的制备
在实施例1中进行的反应概括在以下方案1中：
方案1
(i) (2-碘乙氧基)-叔丁基二甲基硅烷
向2-碘乙醇(17.2g；100mmol)和咪唑(8.17g；120mmol)在二氯甲烷(100ml)中的经搅拌溶液中，在反应温度不会升高到30℃以上的这样的速率下，添加叔丁基二甲基甲硅烷基氯化物(15.83g；105mmol)。在完全添加后，将所述溶液留置搅拌17h，然后用水(2×50ml)和盐水(50mL)洗涤并在MgSO4上干燥。将溶剂蒸发，提供目标化合物(28.0g；97.8mmol；98%)，为无色液体。
C8H19IOSi (M = 286.23 g/mol)
1H-NMR (400 MHz) (CDCl3): δ = 3.83 (t, 2H, J = 7.0 Hz), 3.83 (t, 2H, J = 7.0 Hz), 3.20 (t, 2H, J = 7 Hz), 0.90 (s, 9H), 0.08 (s, 6H) ppm。
 (ii) 3-[2-叔丁基二甲基硅烷基氧基)-乙基]-1-乙烯基吡咯烷-2-酮(TBSE-VP)
向二异丙胺(0.46mL；3.3mmol；1.1当量)在干燥四氢呋喃(20mL)中的经搅拌、冰冷冻的溶液中，在氩气氛下逐滴添加2.5M正丁基锂溶液(1.32mL；3.3mmol；1.1当量)。在完全添加后，将所述溶液留置搅拌10分钟，然后冷却至约-80至-70℃。逐滴添加1-乙烯基吡咯烷-2-酮(0.32mL；3.0mmol)，并将所述溶液留置搅拌20分钟。添加六甲基磷酰胺(0.57mL；3.3mmol；1.1当量)并将所述溶液留置搅拌又20分钟。向所述溶液中逐滴添加(2-碘乙氧基)-叔丁基二甲基硅烷(859mg；3.0mmol)并将所述溶液在约-80至-70℃下留置搅拌17h。将反应混合物温热至环境温度并用NH4Cl的饱和水溶液(15mL)骤冷。所述含水相用二乙醚(2×15mL)萃取，组合的有机萃取物在MgSO4上干燥和在降低的压力下浓缩。柱色谱法(乙酸乙酯/石油醚(沸点40-60℃)=1:9)提供副产物3，3-双-[2-(叔丁基二甲基硅烷基氧基)-乙基]-1-乙烯基吡咯烷-2-酮([TBSE]2-VP)(49mg；0.115mmol；4%)，为无色液体。进一步使用乙酸乙酯/石油醚(沸点40-60℃)(1:4)洗提，提供目标化合物3-[2-(叔丁基二甲基硅烷基氧基)-乙基]-1-乙烯基吡咯烷-2-酮(TBSE-VP)(621mg；2.30mmol；77%)，为无色液体。
C14H27NO2Si (M = 269.46 g/mol)
1H-NMR (400 MHz) (CD3OD: δ = 7.01 (dd, 1H, -CH=CH2, J cis = 9.1 Hz, J trans = 16.0 Hz), 4.53 (d, 1H, =CH2, J trans = 16.0 Hz), 4.49 (d, 1H, =CH2, J cis = 9.1 Hz), 3.83 – 3.70 (m, 2H, -CH2O-), 3.57 (td, 1H, -CH2N-, J = 9.9 Hz, 3.0 Hz), 3.48 – 3.40 (m, 1H, -CH2N-), 2.76 – 2.65 (m, 1H, -CH-(C=O)-), 2.39 - 2.28和1.90 – 1.79 (2x m, 2H, -CH 2-CH2N-), 2.10 – 2.00和1.63 – 1.52 (2x m, 2H, -CH 2-CH2O-), 0.90 (s, 9H, -C(CH3)3), 0.07 (s, 6H, -Si(CH3)2-) ppm。
 (iii) 3-(2-羟乙基)-1-乙烯基吡咯烷-2-酮(HE-VP)的制备
向3-[2-(叔丁基二甲基硅烷基氧基)-乙基]-1-乙烯基吡咯烷-2-酮(TBSE-VP)(269mg；1.0mmol)在干燥四氢呋喃(10mL)中的经搅拌和冰冷冻的溶液中，在氩气氛下逐滴添加1.0M四丁基氟化铵溶液(2.0mL；2.0mmol；2.0当量)。在添加完成后，将反应混合物在0℃下留置搅拌5分钟，使其经过5分钟温热至环境温度并留置搅拌(iv)2-(3-另外40分钟。反应混合物在水(5mL)和乙酸乙酯(10mL)之间分配，并用乙酸乙酯(3×5mL)萃取含水相。组合的有机萃取物在MgSO4上干燥和在降低的压力下浓缩。柱色谱法(乙酸乙酯)提供目标化合物(135mg；0.87mmol；87%)，为浅黄色液体。
C8H13NO2 (M = 155.19 g/mol)
1H-NMR (400 MHz) (CD3OD): δ = 7.02 (dd, 1H, -CH=CH2, J cis = 9.1 Hz, J trans = 16.0 Hz), 4.54 (d, 1H, =CH2, J trans = 16.0 Hz), 4.50 (d, 1H, =CH2, J cis = 9.1 Hz), 3.75 – 3.62 (m, 2H, -CH2O-), 3.59 (td, 1H, -CH2N-, J = 9.8 Hz, 3.0 Hz), 3.44 (dt, 1H, -CH2N-, J = 10.2 Hz, 8.2 Hz), 2.70 (qd, 1H, -CH-(C=O)-, J = 9.1 Hz, 5.0 Hz), 2.36 (dddd, 1H, -CH 2-CH2N-, J = 15.7 Hz, 8.8 Hz, 7.9 Hz, 2.9 Hz), 2.06 (dddd, 1H, -CH 2-CH2O-, J = 19.1 Hz, 7.8 Hz, 6.6 Hz, 5.0 Hz), 1.80 (ddd, 1H, -CH 2-CH2N-, J = 17.8 Hz, 12.8 Hz, 9.2 Hz), 1.56 (ddt, 1H, -CH2-CH2O-, J = 13.8 Hz, 9.2 Hz, 5.7 Hz) ppm。
 (iv)2-(3-氧乙基-1-乙烯基吡咯烷-2-酮)-2’-(三甲基铵)-乙基磷酸盐,内盐(HEVP-PC)的制备
向2-氯-2-氧-1,3,2-二氧磷杂环戊烷(4.58g；32.1mmol；1.04当量)在乙腈(3g)中的经搅拌和冷冻的(-10℃)溶液中逐滴添加3-2-(羟乙基)-1-乙烯基吡咯烷-2-酮(4.80g；30.9mmol)和N,N,N’,N’-四甲基乙二胺(1.98g；17.1mmol；0.55当量)在乙腈(7g)中的溶液。在添加完成后，将反应混合物留置搅拌15分钟，在氩气氛下过滤并将N,N,N',N'-四甲基乙二胺二盐酸化物沉淀物用干燥乙腈(7g)洗涤，以得到包含2-(3-氧乙基-1-乙烯基吡咯烷-2-酮)-2-氧-1,3,2-二氧磷杂环戊烷在乙腈中的溶液的滤液。
向经搅拌和经冷冻的磷杂环戊烷溶液中添加4-甲氧基苯酚(4mg；0.029mmol)、乙腈(30g)和三甲胺(3.7g；62.6mmol；2.02当量)，并将所述反应混合物在封闭系统中(装有球囊的水冷凝器)在70℃下加热19h.。所述反应混合物在真空下浓缩(去除约10-20ml的乙腈和过量的三甲胺)和使产物在5℃下从溶液中结晶出来，并使其温热至环境温度。
结晶产物在氩气氛下过滤，随后用乙腈(6mL)和乙酸乙酯(3×6mL)洗涤，并在真空中在环境温度下干燥以提供2.95g包含目标化合物(2.83g；8.83mmol；29%)和残余乙腈(0.12g；2.94mmol)的白色粉末。
C13H25N2O5P (M = 320.32 g/mol)
1H-NMR (400 MHz) (CD3OD): δ = 7.01 (dd, 1H, -CH=CH2, J cis = 9.1 Hz, J trans = 16.0 Hz), 4.54 (d, 1H, =CH2, J trans = 16.0 Hz), 4.49 (d, 1H, =CH2, J cis = 9.1 Hz), 4.31 – 4.23 (m, 2H, -OCH 2-CH2N+-), 4.10 – 3.93 (m, 2H, -CH-CH2-CH 2O-), 3.67 – 3.62 (m, 2H, -CH2N+-), 3.62 – 3.55和3.49 – 3.40 (2x m, 2H, -CH2N-), 3.23 (s, 9H, -N+(CH3)3), 2.81 – 2.72 (m, 1H, -CH-(C=O)-), 2.39 - 2.28和1.90 – 1.79 (2x m, 2H, -CH 2-CH2N-), 2.10 – 2.00和1.63 – 1.52 (2x m, 2H, -CH-CH 2-CH2O-) ppm. 13C-NMR (100 MHz) (CD3OD): δ = 176.39 (-(C=O)-), 129.38 (-CH=CH2), 95.00 (=CH2), 66.69 (-CH2N+-), 63.86和63.80 (-CH-CH2-CH2O-), 59.56和59.51 (-OCH2-CH2N+-), 53.91, 53.87和53.81 (-N+(CH3)3), 43.47 (-CH2N-), 39.90 (-CH-(C=O)-), 32.51和32.42 (-CH-CH2-CH2O-), 24.82 (-CH 2-CH2N-) ppm. 31P-NMR (162 MHz) (CD3OD): δ = -0.14 ppm. C13H26N2O5P的HRMS (ESI) [M+H]+:计算: 321.1574。
实施例2
2-(三甲基铵)乙基-2-(乙烯基氧基羰基氨基)乙基磷酸盐,内盐(HEVC-PC)的制备
在实施例2中进行的反应概括在以下方案2中：
方案2
向2-氯-2-氧-1,3,2-二氧磷杂环戊烷(5.00g；35.1mmol)在乙腈(3g)中的经搅拌和冷冻的(-10℃)溶液中逐滴添加N-羟乙基-O-乙烯基氨基甲酸酯(HEVC)(4.60g；35.1mmol)和N,N,N',N'-四甲基乙二胺(2.24g；19.3mmol；0.55当量)在乙腈(7.5g)中的溶液。在添加完成后，将反应混合物留置搅拌1h，在氩气氛下过滤并将N,N,N',N'-四甲基乙二胺二盐酸化物沉淀物用干燥乙腈(8g)洗涤，以得到包含2-(N-氧基乙基-O-乙烯基氨基甲酸酯)-2-氧-1,3,2-二氧磷杂环戊烷在乙腈中的溶液的滤液。
向经搅拌和冷冻的的磷杂环戊烷溶液中添加4-甲氧基苯酚(20mg；0.161mmol)、乙腈(35g)和三甲胺(3.67g；61.4mmol；1.75当量)和将所述反应混合物在封闭系统中(装有球囊的水冷凝器)在70℃下加热17h.。将反应混合物在真空下浓缩(去除约10ml乙腈和过量三甲胺)，并使所述产物在约-25℃下从溶液中结晶出来。
将结晶产物在真空中在环境温度下快速过滤和干燥，以提供目标化合物(1.08g；3.65mmol；10%)，为灰白色固体。
C10H21N2O6P (M = 296.26 g/mol)
1H-NMR (400 MHz) (CD3OD): δ = 7.16 (dd, 1H, -CH=CH2, J cis = 6.3 Hz, J trans = 14.0 Hz), 4.71 (dd, 1H, =CH2, J gem = 1.4 Hz, J trans = 14.0 Hz), 4.41 (dd, 1H, =CH2, J gem = 1.4 Hz, J cis = 6.3 Hz), 4.32 – 4.23 (m, 2H, -OCH 2-CH2N+-), 3.93和3.91 (2x t, 2H, -NH-CH2-CH 2O-, J = 5.5 Hz), 3.68 – 3.60 (m, 2H, -CH2N+-), 3.37 (t, 2H, -NH-CH 2-, J = 5.5 Hz), 3.22 (s, 9H, -N+(CH3)3) ppm. 31P-NMR (162 MHz) (CD3OD): δ = -0.12 ppm。
实施例3
2-(三甲基铵)乙基-2-(乙烯基氨基羰基氧基)乙基磷酸盐,内盐(VAC-PC)的制备
在实施例3中进行的反应概括在以下方案3中：
方案3
羟乙基磷酰胆碱(0.11g，0.4mmol)作为二甲基亚砜中(1.2g)中的悬浮液与三(2-(2-甲氧基乙氧基)乙基)胺(0.04g，0.1mmol)在氮气氛下搅拌，同时将乙烯基异氰酸酯(0.04g，0.6mmol)经过15分钟分批添加。所述混合物在室温下搅拌3天，然后将所述溶液在氮下添加到MEK(30g)中并搅拌30分钟。通过过滤收集分离的白色固体，用MEK洗涤并在真空下干燥（0.09g，0.3mmol，63%）。
1H-NMR (400 MHz) (d6DMSO): δ = 6.55 (1H, m), 4.52 (1H, d), 4.15 (1H, d), 4.10 (2H, m), 4.02 (2H, m), 3.78 (2H, m), 3.52 (2H, m)和3.15 (9H, s) ppm, 13C-NMR (100 MHz) (d6DMSO): δ = 157.2, 130.9, 92.9, 65.5, 62.3, 62.3, 58.2和53.1 ppm, 31P-NMR (162 MHz) (d6DMSO): δ = -0.12 ppm。
实施例4
使用以下通用程序制造聚合物体系：
将在表1中说明的单体组分混合，使用氩排气并加热至70℃经1小时，以得到衍生自所述单体原料的交联聚合物体系。
表1
实施例5
该实施例描述了用于制备可聚合材料和相应的隐形眼镜的通用程序(表2)。除非另有说明，否则全部材料按收到那样使用。
将每一种包括单体、交联剂(EGDMA)和引发剂(PD16)的可聚合体系的组分称重和加入到玻璃小瓶。所述小瓶用盖密封，然后在室温下放置在滚轴混合器上直到所有组分完全溶解。溶解之后，所述混合物通过0.45微米的过滤器过滤，并将所述溶液通过温和地将干氩气鼓泡通过所述制剂来脱氧。
聚丙烯隐形眼镜模具通过在水中用20%Decon 90漂洗来清洁，然后在烘箱中在70℃下干燥30分钟。将制剂填入阴模(female mold)和将阳模加入到阴模。然后将模具放置在预热至70℃的烘箱内1小时。
冷却之后，将所述模具浸入纯化水整夜以使所述镜片脱模。
表2
实施例6
将所述单体与以下表3中列出的其它组分混合，并根据表2中陈述的方法用于形成隐形眼镜。所述组分的缩写和相应的全称在表4中列出。
表3
表4
实施例7
某些原型镜片的平衡水含量(EWC)通过重量分析方法测定。在室温下在水中平衡整夜之后首先测量镜片的湿重。然后将镜片在70℃的烘箱中干燥至恒重，其为干重。镜片的水含量如下计算。
EWC (重量%) = [(湿重–干重)/湿重]*100
实施例6的某些聚合物的EWC显示在表3中。

Claims (35)

1.式(I)的单体：
　(I)
其中：
W为(CR1 2)n；
X为O、S或NR2；
Y为连接基团；
Z为两性离子基团；
每个R1独立选自H、卤素或C1-4烷基；
R2为H或C1-4烷基；
n为0-6的整数；和
m为0-6的整数。
2.权利要求1的单体，其中Y选自：C1-10亚烷基、C2-10亚烯基、C2-10亚炔基、C3-10环亚烷基、C3-10环亚烯基、C1-10杂亚烷基、C2-10杂亚烯基、C2-10杂亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-C(O)-、-C(S)-、-C(O)O-、-C(O)S-、-C(O)N(RM)-、-C(S)-、-C(S)O-、-C(S)S-和-C(S)N(RM)-，其中RM为氢或C1-4烷基，其中亚烷基、亚烯基、亚炔基、环亚烷基、环亚烯基、杂亚烷基、杂亚烯基、杂亚炔基、亚芳基和杂亚芳基可任选被一个或多个RN取代，其中每个RN独立选自：-H、-OH、-CN、-NO2、-CF3、-OCF3、-CO2H、-NH2、C1-C10烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、-O(C1-C10烷基)、-O(C2-C10烯基)、O(C2-C10炔基)、卤素、-C(O)H、-C(O)-(C1-C10烷基)、-C(O)-O(C1-C10烷基)、-NH(C1-C10烷基)、-N(C1-C10烷基)2、-C(O)-NH(C1-C10烷基)、-C(O)-N(C1-C10烷基)2、-NH-C(O)-(C1-C10烷基)、-NH(C1-C10烷基)-C(O)-(C1-C10烷基)、-NH-S(O)2-(C1-C10烷基)、-NH-(C1-C10烷基)-S(O)2-(C1-C10烷基)、-(C0-C10)-SH、-S(O)-(C1-C10烷基)、-S(O)2-(C1-C10烷基)、-S(O)2-NH2、-S(O)2-NH-(C1-C10烷基)、-S(O)2-N(C1-C10烷基)2和=O。
3.权利要求1的单体，其中X为O。
4.权利要求1的单体，其中X为NR2。
5.权利要求4的单体，其中R2、Y以及与它们键合的所述N原子一起形成5-7元杂环，其中所述杂环可任选被一个或多个RN取代，其中每个RN独立选自：-H、-OH、-CN、-NO2、-CF3、-OCF3、-CO2H、-NH2、C1-C10 烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、-O(C1-C10烷基)、-O(C2-C10烯基)、-O(C2-C10炔基)、卤素、-C(O)H、-C(O)-(C1-C10烷基)、-C(O)-O(C1-C10烷基)、-NH(C1-C10烷基)、-N(C1-C10烷基)2、-C(O)-NH(C1-C10烷基)、-C(O)-N(C1-C10烷基)2、-NH-C(O)-(C1-C10烷基)、-NH(C1-C10烷基)-C(O)-(C1-C10烷基)、-NH-S(O)2-(C1-C10烷基)、-NH-(C1-C10烷基)-S(O)2-(C1-C10烷基)、-(C0-C10)-SH、-S(O)-(C1-C10烷基)、-S(O)2-(C1-C10烷基)、S(O)2-NH2、-S(O)2-NH-(C1-C10烷基)、-S(O)2-N(C1-C10烷基)2和=O。
6.权利要求5的单体，其中R2、Y以及与它们键合的所述N原子一起形成5元杂环。
7.权利要求6的单体，其中所述5元杂环被=O取代。
8.权利要求7的单体，其具有式(IA)：
　(IA)
其中W、R1、R2和Z如式(I)限定。
9.权利要求8的单体，其中n为0。
10.权利要求1-4中任一项的单体，其中Y为-C(O)O-且m为1-4。
11.权利要求10的单体，其中m为2。
12.权利要求1-8中任一项的单体，其中m为0。
13.前述权利要求中任一项的单体，其中Z为选自(IIA)、(IIB)、(IIC)、(IID)和(IIE)的两性离子基团，其中基团(IIA)具有式：
　(IIA)
其中每个R3和R3A独立选自氢和C1-4烷基并且a为2-4的整数；
基团(IIB)具有式：
　(IIB)
其中每个R4和R4A独立选自氢和C1-4烷基并且b为1-4的整数；
基团(IIC)具有式：
　(IIC)
其中每个R5和R5C独立选自氢和C1-4烷基；R5A为氢或基团-C(O)B1R5B，其中R5B为氢或甲基，B1选自：键；C1-10亚烷基、C2-10亚烯基、C2-10亚炔基、C3-10环亚烷基、C3-10环亚烯基、C1-10杂亚烷基、C2-10杂亚烯基、C2-10杂亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-C(O)RM-、-C(O)ORM-，其中RM选自C1-10亚烷基，C2-10亚烯基和C2-10亚炔基，其中所述亚烷基、亚烯基、亚炔基、环亚烷基、环亚烯基、杂亚烷基、杂亚烯基、杂亚炔基、亚芳基和杂亚芳基可任选被一个或多个RN取代，其中每个RN独立选自：-H、-OH、-CN、-NO2、-CF3、-OCF3、-CO2H、-NH2、C1-C10烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、-O(C1-C10烷基)、-O(C2-C10烯基)、-O(C2-C10炔基)、卤素、-C(O)H、-C(O)-(C1-C10烷基)、-C(O)-O(C1-C10烷基)、-NH(C1-C10烷基)、-N(C1-C10烷基)2、-C(O)-NH(C1-C10烷基)、-C(O)-N(C1 C10烷基)2、-NH-C(O)-(C1-C10烷基)、-NH(C1-C10烷基)-C(O)-(C1-C10烷基)、-NH-S(O)2-(C1-C10烷基)、-NH-(C1-C10烷基)-S(O)2-(C1-C10烷基)、-(C0-C10)-SH、-S(O)-(C1-C10烷基)、-S(O)2-(C1-C10烷基)、-S(O)2-NH2、-S(O)2-NH-(C1-C10烷基)、-S(O)2-N(C1-C10烷基)2和=O，且c为1-4的整数，其中如果Z直接键合于O或N原子则z为0，否则z为1；
基团(IID)具有式：
　(IID)
其中每个R6和R6C独立选自氢和C1-4烷基；R6A为氢或基团-C(O)B2R6B，其中R6B为氢或甲基，B2选自：键；C1-10亚烷基、C2-10亚烯基、C2-10亚炔基、C3-10环亚烷基、C3-10环亚烯基、C1-10杂亚烷基、C2-10杂亚烯基、C2-10杂亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-C(O)RM-、-C(O)ORM-，其中RM选自C1-10亚烷基，C2-10亚烯基和C2-10亚炔基，其中所述亚烷基、亚烯基、亚炔基、环亚烷基、环亚烯基、杂亚烷基、杂亚烯基、杂亚炔基、亚芳基和杂亚芳基可任选被一个或多个RN取代，其中每个RN独立选自：-H、-OH、-CN、-NO2、-CF3、-OCF3、-CO2H、-NH2、C1-C10 烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、-O(C1-C10烷基)、-O(C2-C10烯基)、-O(C2-C10炔基)、卤素、-C(O)H、-C(O)-(C1-C10烷基)、-C(O)-O(C1-C10烷基)、-NH(C1-C10烷基)、-N(C1-C10烷基)2、-C(O)-NH(C1-C10烷基)、-C(O)-N(C1-C10烷基)2、-NH-C(O)-(C1-C10烷基)、-NH(C1-C10烷基)-C(O)-(C1-C10烷基)、-NH-S(O)2-(C1-C10烷基)、-NH-(C1-C10烷基)-S(O)2-(C1-C10烷基)、-(C0-C10)-SH、-S(O)-(C1-C10烷基)、-S(O)2-(C1-C10烷基)、S(O)2-NH2、-S(O)2-NH-(C1-C10烷基)、-S(O)2-N(C1-C10烷基)2和=O，且d为1-4的整数，其中如果Z直接键合于O或N原子则z为0，否则z为1；
基团(IIE)具有式：
　(IIE)
其中每个R7和R7C独立选自氢和C1-4烷基；R7A为氢或基团-C(O)B2R7B，其中R7B为氢或甲基，B2选自：键；C1-10亚烷基、C2-10亚烯基、C2-10亚炔基、C3-10环亚烷基、C3-10环亚烯基、C1-10杂亚烷基、C2-10杂亚烯基、C2-10杂亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-C(O)RM-、-C(O)ORM-，其中RM选自C1-10亚烷基，C2-10亚烯基和C2-10亚炔基，其中所述亚烷基、亚烯基、亚炔基、环亚烷基、环亚烯基、杂亚烷基、杂亚烯基、杂亚炔基、亚芳基和杂亚芳基可任选被一个或多个RN取代，其中每个RN独立选自：-H、-OH、-CN、-NO2、-CF3、-OCF3、-CO2H、-NH2、C1-C10烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、-O(C1-C10烷基)、-O(C2-C10烯基)、-O(C2-C10炔基)、卤素、-C(O)H、-C(O)-(C1-C10烷基)、-C(O)-O(C1-C10烷基)、-NH(C1-C10烷基)、-N(C1-C10烷基)2、-C(O)-NH(C1-C10烷基)、-C(O)-N(C1 C10烷基)2、-NH-C(O)-(C1-C10烷基)、-NH(C1-C10烷基)-C(O)-(C1-C10烷基)、-NH-S(O)2-(C1-C10烷基)、-NH-(C1-C10烷基)-S(O)2-(C1-C10烷基)、-(C0-C10)-SH、-S(O)-(C1-C10烷基)、-S(O)2-(C1-C10烷基)、-S(O)2-NH2、-S(O)2-NH-(C1-C10烷基)、-S(O)2-N(C1-C10烷基)2和=O，且e为1-4的整数，其中如果Z直接键合于O或N原子则z为0，否则z为1。
14.前述权利要求中任一项的单体，其中Z为基团(IIB)。
15.权利要求14的单体，其中R4为甲基且b为2。
16.前述权利要求中任一项的单体，其中n为0或1。
17.权利要求16的单体，其中n为0。
18.权利要求1的单体，其中n为0；X为NR2；Y、R2以及与它们键合的所述N原子一起形成被=O取代的5元杂环；x为2；而Z为式(IIB)的基团，其中每个R4为甲基且b为2。
19.权利要求1的式(IB)的单体：
其中W、X和Z、R1、R2、n和m如关于权利要求1中式(I)所限定，V为S或O；而A选自NRM、O和S，其中RM为氢或C1-4烷基。
20.权利要求1的式(IC)的单体：
　(IC)
其中W、X、Y、R1、R2、m和n如权利要求1中限定，每个R4和R4A独立选自氢和C1-4烷基，而b为1-4的整数。
21.权利要求的式(ID)的单体：
　(ID)
其中W如关于式(I)所限定，每个R4和R4A独立选自氢和C1-4烷基，而b为1-4的整数。
22.权利要求1的单体，其具有式(IE)：
　(IE)
其中W如关于式(I)所限定，每个R4和R4A独立选自氢和C1-4烷基，而b为1-4的整数。
23.通过使前述权利要求中任一项限定的单体与共聚单体体系反应可获得的聚合物。
24.权利要求23的聚合物，其中所述共聚单体体系包含含有硅氧烷基团的单体或大分子单体。
25.权利要求24的聚合物，其中所述含有硅氧烷基团的单体为式(A)或(B)的材料：
(T1-Y1)k-G1(Y2-Z)l　(A)　　　[(T1)k-Y3(Z)u]v-G1-R24　(B)
其中
T1为可聚合的基团；
每个Y1和Y2独立为选自以下的连接基团：键、C1-12亚烷基、C2-12亚烯基、C2-12亚炔基、C3-12环亚烷基、C3-12环亚烯基、C2-12杂亚烯基、C2-12杂亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-C(O)-C1-12亚烷基、-C(S)-C1-12亚烷基、-C(O)O-C1-12亚烷基、-C(O)S-C1-12亚烷基、-C(O)N(RM)-C1-12亚烷基、-C(S)-C1-12亚烷基、-C(S)O-C1-12亚烷基、-C(S)S-C1-12亚烷基、-C(S)N(RM)-C1-12亚烷基、-(CH2)qq(OCH2CH2)rr-和-(CH2CH2O)rr(CH2)qq-，其中RM为氢或C1-4烷基，qq为1-10的整数，rr为1-10的整数，其中在所述C1-12亚烷基基团中的一个或多个碳原子可任选被选自S和O的杂原子替代，且所述亚烷基、亚烯基、亚炔基、环亚烷基、环亚烯基、杂亚烯基、杂亚炔基、亚芳基和杂亚芳基可任选被一个或多个RN取代，其中每个RN独立地选自：-H、-OH、-CN、-NO2、-CF3、-OCF3、-CO2H、-NH2、C1-C10烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、-O(C1-C10烷基)、-O(C2-C10烯基)、-O(C2-C10炔基)、卤素、-C(O)H、-C(O)-(C1-C10烷基)、-C(O)-O(C1-C10烷基)、-NH(C1-C10烷基)、-N(C1-C10烷基)2、-C(O)-NH(C1-C10烷基)、-C(O)-N(C1-C10烷基)2、-NH-C(O)-(C1-C10烷基)、-NH(C1-C10烷基)-C(O)-(C1-C10烷基)、-NH-S(O)2-(C1-C10烷基)、-NH-(C1-C10烷基)-S(O)2-(C1-C10烷基)、-(C0-C10)-SH、-S(O)-(C1-C10烷基)、-S(O)2-(C1-C10烷基)、-S(O)2-NH2、-S(O)2-NH-(C1-C10烷基)、-S(O)2-N(C1-C10烷基)2和=O；
Y3为连接基团；
R24为可任选被一个或多个RN取代的C1-12烷基；
G1为含有硅氧烷基团的组分；
Z为两性离子基团；
k为1-10的整数；
l为1-3的整数；
u为1-3的整数；和
v为1-3的整数。
26.权利要求24或权利要求25的聚合物，其中所述共聚单体体系包含含有乙烯基的单体。
27.权利要求24-26中任一项的聚合物，其具有约30阻隔度或更高的透氧性。
28.权利要求24-27中任一项的聚合物，其具有30-50%的平衡水含量。
29.权利要求24-28中任一项的聚合物，其具有小于3MPa的模量。
30.包含权利要求24-29中任一项的聚合物的制品。
31.权利要求30的制品，其为眼镜片。
32.权利要求31的制品，其为隐形眼镜。
33.一种制品，该制品包含其上涂布有权利要求24-29中任一项的聚合物的表面。
34.权利要求33的制品，其为隐形眼镜。
35.一种涂布具有表面的制品的方法，其包含将权利要求24-29中任一项的聚合物涂敷到所述制品的表面。
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