CN114409561A

CN114409561A - 一种泛醇改性化合物及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN114409561A
Application number: CN202210094525.0A
Authority: CN
Inventors: 肖光利; 丁月
Original assignee: Suzhou Ruierkang Technology Co ltd
Current assignee: Suzhou Ruierkang Technology Co ltd
Priority date: 2022-01-26
Filing date: 2022-01-26
Publication date: 2022-04-29
Anticipated expiration: 2042-01-26
Also published as: CN114409561B

Abstract

本发明涉及一种泛醇改性化合物及其制备方法和应用，属于有机合成领域。本发明以泛醇为出发物质对其进行修饰，以泛醇为原料，通过丙叉保护保护泛醇的羟基，将得到的中间体与衣康酰氯进行酯化反应，最后脱保护基，引入了反应性双键。本发明的制备方法原料易得、工艺简单，产率高、产品纯度高，得到的化合物可用作保湿剂，尤其在用于制备角膜接触镜时能使镜片表面亲水性得以明显改善，同时又增强了镜片的锁水性。

Description

一种泛醇改性化合物及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，尤其涉及一种泛醇改性化合物及其制备方法和应用。

背景技术

目前，虽然隐形眼镜的主流材质已慢慢的以硅水凝胶材质为主，但水凝胶材质的隐形眼镜在国内市场上依然占据了较大的份额，特别是国产隐形眼镜基本都是水凝胶材质。影响水凝胶佩戴舒适感的很大因素是佩戴一段时间后眼睛的干涩感，干涩是隐形眼镜中最常见的问题，80％以上的佩戴者都能感觉到不同程度的干涩。干涩感主要与镜片材质的亲水性及水分的易挥发性有关。所以如何保持镜片的表面湿润性及增加镜片的锁水能力成为关键。

为解决这个问题，美国视康公司通过在镜片中加入poly(oxyethy lene)-poly(oxybutylene)保湿剂来提高镜片表面的保湿性；同样的，库博也在配方中加入PVP、PVP-co-VMA聚合物来提高镜片的保湿性。博士伦则是在在镜片中加入甘油及聚乙二醇来实现保湿性的效果。除此之外，还有许多相关研究也对上述问题作了探讨，如邓旭东等(隐形眼镜水凝胶的表面氧化与多功能化修饰[C].//2017中国生物材料大会论文集.2017:1-1.)对pHEMA水凝胶进行表面氧化，通过表面羟基氧化后产生的活性位点，以点击化学的方法构建透明质酸涂层，以层层自组装的方法构建透明质酸/聚精氨酸涂层，实现了水凝胶表面保湿亲水的功能。但是，以上所述的方法中，存在制备工艺复杂或保湿锁水能力差的问题。因此，仍需寻找一种新的保持水凝胶镜片保湿和锁水能力的方法。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种新的化合物，该化合物由泛醇经过修饰得到，含有亲水基团，同时引入了反应性双键，有助于其充分发挥作用，作为一种新的保湿剂，能改善隐形眼镜镜片的表面亲水性和锁水性，从而缓解佩戴时眼睛的干涩。

本发明的第一个目的是提供一种泛醇改性化合物，其结构如下式所示：

本发明的第二个目的是提供一种上述泛醇改性化合物的制备方法，包括以下步骤：以泛醇为原料，通过丙叉保护保护泛醇的羟基，将得到的中间体与衣康酰氯进行酯化反应，最后脱保护基，得到上述泛醇改性化合物。

进一步地，泛醇改性化合物的制备方法具体包括以下步骤：

(1)以泛醇为原料，在有机溶剂中，加入催化剂和丙酮缩二甲醇(DMP)，反应得到中间体I；

(2)将步骤(1)得到的中间体I加入有机溶剂中，加入有机碱和衣康酰氯，反应得到中间体II；

(3)将步骤(2)得到的中间体II溶解，在酸性条件下脱保护反应得到泛醇改性化合物。

进一步地，有机溶剂可为四氢呋喃、二氯甲烷、三氯甲烷和乙腈中的至少一种，优选为二氯甲烷。当然，以上选择为列举并非穷举，本领域技术人员可以根据需要选择其他有机溶剂作为羟基保护反应和酯化反应的溶剂。

进一步地，在步骤(1)中，羟基保护反应在25-30℃下反应8-16小时。

进一步地，在步骤(1)中，催化剂为对甲苯磺酸(TsOH)、CuCl、ZnCl₂中的至少一种，优选为TsOH和ZnCl₂混合催化剂，其中，TsOH和ZnCl₂的摩尔比为1-3:1-3。

进一步地，在步骤(1)中，有机溶剂与泛醇的质量比为4-6:1，优选为5:1。

进一步地，在步骤(1)中，泛醇、催化剂和DMP的摩尔比为1:0.1-0.3:2-4，优选地，泛醇、TsOH、ZnCl₂和DMP的摩尔比为1:0.1:0.1:3。

进一步地，在步骤(2)中，酯化反应在0-25℃下反应3-5小时。

进一步地，在步骤(2)中，有机碱为三乙胺(TEA)、N,N-二异丙基乙胺(DIPEA)、1，8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)等。

进一步地，在步骤(2)中，有机溶剂与中间体I的质量比为4-6:1，优选为5:1。

进一步地，在步骤(2)中，中间体I、衣康酰氯和有机碱的摩尔比为1:0.4-0.7:1-1.5，优选为1:0.55:1.15。

进一步地，在步骤(3)中，脱保护反应在30-40℃下反应4-8小时。

进一步地，在步骤(3)中，采用75％乙醇+25％水混合溶剂溶解中间体II。

进一步地，在步骤(3)中，在酸催化下进行脱保护反应，如HCl。

进一步地，在步骤(3)中，醇水混合溶液和中间体II的质量比为4-6:1，中间体II和酸的摩尔比为1:0.01-0.05。

本发明的泛醇改性化合物的其中一种合成路线如下所示：

泛醇又称维生素原B5，是维生素B5的前体，是一种广泛用于化妆品中作为保湿性的有效成分。而在隐形眼镜行业也早有将其添加入镜片的保存液中来达到增加镜片表面亲水性的效果。如专利WO2002/055118中公开了一种隐形眼镜护理组合物，其中包括右泛醇，并具体指出该组合物用于清洗和消毒隐形眼镜；专利CN202010903316.7公开了一种消除眼疲劳可降解缓释型的隐形眼膜的制备方法，原料组份中包括右泛醇，可缓解眼睛干涩不适症状。但是泛醇自身没有聚合性，如果直接加入隐形眼镜的配方中，其作为小分子不能被聚合物包裹保留在镜片中，不能实现增强保湿性的效果。而本发明通过对泛醇分子进行修饰，引入反应性双键，采用该泛醇改性化合物制备隐形眼镜时，通过反应性双键将保湿分子聚合入镜片树脂中，以实现增强保湿性的效果。

由于引入了反应性双键，且该分子含有亲水基团，因此本发明制备的化合物在多个领域作为保湿剂均有巨大的应用潜力。尤其在角膜接触镜(如水凝胶镜片)的保湿应用中实现了显著的效果，用于制备角膜接触镜时，可以减少干燥现象的出现，从而缓解佩戴者因干涩引起的各种不适反应或眼病。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：

本发明对泛醇进行修饰，在不影响其亲水基团发挥作用的基础上引入反应性双键，便于作为保湿剂聚合入各种产品中，制备时原料易得、工艺简单、操作简便，且具有成本低，产率高，产品纯度高等优点，采用本保湿剂所得镜片表面亲水性得以明显改善，同时又增强了镜片的锁水性。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合详细附图说明如后。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

图1为镜片a-c和镜片Omafilcon A的失重率曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

实施例1

将2500g:二氯甲烷中加入的反应釜中，再加入500g:泛醇，42g:TsOH，33g:ZnCl₂，开启搅拌，混合均匀后加入DMP:761g。设置反应温度至25℃，并保持反应温度反应14小时。GC检测泛醇剩余量小于10％后，向反应液中加入饱和氯化钠洗涤(500mL*2)除去未反应的原料泛醇，有机相干燥，过滤，滤液浓缩除去二氯甲烷溶剂。所得粗品进行减压蒸馏，真空度5～10Pa，收集气温70～75℃馏分，得到中间体I：436g，收率73％。

将1000g二氯甲烷加入的反应釜中，依次加入中间体I：400g，三乙胺：190g。氮气保护下将反应液液温降至0℃。搅拌下将衣康酰氯：150g，慢慢的滴加入反应液中，维持反应温度小于10℃，滴加耗时约3小时。加完后，反应液可自然升温至室温，继续搅拌1小时。反应结束后，向反应液中加入1N稀盐酸调节pH至3～4。有机相依次再用饱和碳酸氢钠500ml，饱和氯化钠500ml洗涤。有机相干燥，过滤，滤液浓缩除去二氯甲烷溶剂。向剩余油状物中加入300ml乙酸乙酯，继续浓缩至无溶剂蒸出。再次加入300ml乙酸乙酯，继续浓缩至无溶剂蒸出。向剩余油状物中加入100ml乙酸乙酯，氮气保护下降温至10℃，慢慢的向反应液中加入石油醚500ml，加完后搅拌30分钟。然后将混合液降温至0℃，继续搅拌，待有固体析出后，再次慢慢的向反应液中加入石油醚500ml。最终所得混合液0℃搅拌5小时，氮气保护下抽滤，固体冻干除去残余溶剂得到309g黄色固体，收率65％。

将1500g：75％乙醇水溶液的反应釜中，然后加入中间体II：300g，搅拌溶解后，加入浓盐酸(37％)：0.5g。设置反应温度30℃，保温反应8小时。反应结束后，30度减压蒸出乙醇，剩余水相冻干得到淡黄色油状物：248g，收率96％。

实施例2

2500g:二氯甲烷中加入的反应釜中，再加入500g:泛醇，42g:TsOH，69g:ZnCl₂，开启搅拌，混合均匀后加入DMP:550g。设置反应温度至30℃，并保持反应温度反应16小时。GC检测泛醇剩余量小于10％后，向反应液中加入饱和氯化钠洗涤(500mL*2)除去未反应的原料泛醇，有机相干燥，过滤，滤液浓缩除去二氯甲烷溶剂。所得粗品进行减压蒸馏，真空度5～10Pa，收集气温70～75℃馏分，得到中间体I：412g，收率69％。

将1000g二氯甲烷加入的反应釜中，依次加入中间体I：400g，三乙胺：207g。氮气保护下将反应液液温降至0℃。搅拌下将衣康酰氯：163g，慢慢的滴加入反应液中，维持反应温度小于10℃，滴加耗时约3小时。加完后，反应液可自然升温至室温，继续搅拌1小时。反应结束后，向反应液中加入1N稀盐酸调节pH至3～4。有机相依次再用饱和碳酸氢钠500ml，饱和氯化钠500ml洗涤。有机相干燥，过滤，滤液浓缩除去二氯甲烷溶剂。向剩余油状物中加入300ml乙酸乙酯，继续浓缩至无溶剂蒸出。再次加入300ml乙酸乙酯，继续浓缩至无溶剂蒸出。向剩余油状物中加入100ml乙酸乙酯，氮气保护下降温至10℃，慢慢的向反应液中加入石油醚500ml，加完后搅拌30分钟。然后将混合液降温至0℃，继续搅拌，待有固体析出后，再次慢慢的向反应液中加入石油醚500ml。最终所得混合液0℃搅拌5小时，氮气保护下抽滤，固体冻干除去残余溶剂得到312g黄色固体，收率65.5％。

将1500g：75％乙醇水溶液的反应釜中，然后加入中间体II：300g，搅拌溶解后，加入浓盐酸(37％)：1.0g。设置反应温度30℃，保温反应5小时。反应结束后，30度减压蒸出乙醇，剩余水相冻干得到淡黄色油状物：244g，收率94％。

实施例3镜片的制备

选取250ml圆底烧瓶，依次加入HEMA(甲基丙烯酸羟乙酯):100g、NVP(甲基丙烯酸羟乙酯):26g、DMA(N，N-二甲基丙烯酰胺):10g、MMA(甲基丙烯酸甲酯):2g、MA(甲基丙烯酸):1g、PEG-200(聚乙二醇200):5g、GMA(甲基丙烯酸缩水甘油酯):1g、EGDMA(二甲基丙烯酸乙二醇酯):0.5g、AIBN(偶氮二异丁腈)：0.5g。实施例1制备的保湿剂:5g。加毕后搅拌60分钟，然后进行过滤，注液，热聚合成型，脱模取片，80℃热水萃取，最后灭菌得隐形眼镜a。

实施例4镜片的制备

选取250ml圆底烧瓶，依次加入HEMA(甲基丙烯酸羟乙酯):100g、NVP(甲基丙烯酸羟乙酯):26g、DMA(N，N-二甲基丙烯酰胺):10g、MMA(甲基丙烯酸甲酯):2g、MA(甲基丙烯酸):1g、PEG-200(聚乙二醇200):5g、GMA(甲基丙烯酸缩水甘油酯):1g、EGDMA(二甲基丙烯酸乙二醇酯):0.5g、AIBN(偶氮二异丁腈)：0.5g。实施例2制备的保湿剂:5g。加毕后搅拌60分钟，然后进行过滤，注液，热聚合成型，脱模取片，80℃热水萃取，最后灭菌得隐形眼镜b。

对比例1未加保湿剂

选取250ml圆底烧瓶，依次加入HEMA(甲基丙烯酸羟乙酯):100g、NVP(甲基丙烯酸羟乙酯):26g、DMA(N，N-二甲基丙烯酰胺):10g、MMA(甲基丙烯酸甲酯):2g、MA(甲基丙烯酸):1g、PEG-200(聚乙二醇200):5g、GMA(甲基丙烯酸缩水甘油酯):1g、EGDMA(二甲基丙烯酸乙二醇酯):0.5g、AIBN(偶氮二异丁腈)：0.5g。加毕后搅拌60分钟，然后进行过滤，注液，热聚合成型，脱模取片，80度热水萃取，最后灭菌得隐形眼镜c。

对比例2

库博Omafilcon A材质隐形眼镜(60％含水)。

测试例

将实施例3和4以及对比例1-2的镜片进行表面润滑性测试、表面亲水性/湿润性测试、镜片失重率测试和含水量、折射率测试，具体测试方法如下：

表面润滑性评价：隐形眼镜的表面润滑性通过指尖的感官评价。以omafilcon A作为评价用的标准隐形眼镜。与omafilcon A的润滑性接近，手指感觉不出明显差异，则通过；明显差于omafilcon A的润滑性，则不通过。

表面亲水性/湿润性评价：隐形眼镜的表面亲水性通过WBUT(water film breakup time)评价隐形眼镜的表面亲水性。操作：将隐形眼镜浸渍在标准生理盐水中过夜，用镊子夹住镜片一侧边缘从水面捞出，测定从水面捞出至镜片表面的水膜消失为止的时间(水膜保持时间)。通过肉眼判定水膜消失的状态。进行3次该测定，求出其平均值。

镜片失重率测试：用无尘吸水布经镜片表面的水轻轻擦干，然后将镜片分别放置于已知重量的表面皿中。将表面皿至于25度环境下，自然挥发。然后在0(原始重量)，60，180，300，400，500，600(s)对镜片进行称量得到每个时间的重量。每个时间段的重量与原始重量之差除以原始重量的重量，得到每个时间的失重率。

含水量，折射率测试：参照国标：GBT11417.7-2012及GBT11417.5-2012进行测试。

测试结果如下：

表1镜片测试结果

	含水量(％)	折射率	表面润滑性	表面湿润性	表面亲水性
						镜片a	51.3	1.4229	通过	通过	24s
镜片b	52.4	1.424	通过	通过	20s
						镜片c	49.7	1.4236	不通过	不通过	13s

表2镜片失重率测试结果

时间(s)

60

180

360

600

720

900

1200

镜片a

1.96％

6.87％

12.03％

22.09％

23.57％

29.21％

36.82％

镜片b

2.10％

6.40％

12.06％

20.06％

26.56％

31.26％

37.82％

镜片c

2.09％

9.08％

16.76％

30.38％

36.31％

45.74％

Omafilcon A

2.40％

8.87％

16.03％

24.06％

32.53％

36.11％

39.00％

从测试结果可以看出镜片a、镜片b的表面润滑度及表面湿润性都通过了测试，但还是略差于Omafilcon A镜片。从失水率数据上对比，镜片a、镜片b明显好于镜片c，也略好于Omafilcon A镜片。总体来说，加入本案保湿剂的镜片明显好于无保湿剂的对照组镜片，综合性能接近Omafilcon A镜片。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims

1.一种泛醇改性化合物，其特征在于，所述泛醇改性化合物的结构如下式所示：

2.权利要求1所述的泛醇改性化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：以泛醇为原料，通过丙叉保护保护泛醇的羟基，将得到的中间体与衣康酰氯进行酯化反应，最后脱保护基，得到所述泛醇改性化合物。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的制备方法具体包括以下步骤：

(1)以泛醇为原料，在有机溶剂中，加入催化剂和丙酮缩二甲醇，反应得到中间体I；

(2)将所述中间体I加入有机溶剂中，加入有机碱和衣康酰氯，反应得到中间体II；

(3)将所述中间体II溶解，在酸性条件下脱保护反应得到所述泛醇改性化合物。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述催化剂选自对甲苯磺酸、CuCl和ZnCl₂中的至少一种。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：在步骤(2)中，所述有机碱选自三乙胺、N,N-二异丙基乙胺和1，8-二氮杂二环十一碳-7-烯中的至少一种。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：在步骤(3)中，用醇水混合溶液溶解所述中间体II。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂选自四氢呋喃、二氯甲烷、三氯甲烷和乙腈中的至少一种。

8.权利要求1所述的泛醇改性化合物作为保湿剂的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述的泛醇改性化合物作为水凝胶隐形眼镜保湿剂的应用。

10.一种用于制备角膜接触镜的组合物，其特征在于：含有权利要求1所述的泛醇改性化合物。