CN115466349A - 一种二苯甲酮衍生物防紫外线硅水凝胶隐形眼镜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种二苯甲酮衍生物防紫外线硅水凝胶隐形眼镜的制备方法，首先用酯化法合成二苯甲酮衍生物，由2,4‑二羟基二苯甲酮、丙烯酰氯、有机溶剂、三乙胺制备而成，接着通过热引发自由基聚合制得该隐形眼镜镜片。组成成分主要有甲基丙烯酸酯类单体、乙烯基类亲水性单体、硅氧烷单体、热引发剂和交联剂。本发明制备的隐形眼镜具有优异的光学性能、透氧性和亲水性，并且对290 nm~380 nm波长的紫外线有较强的吸收，可以避免紫外线对眼睛的损害。
Description
技术领域
本发明属于隐形眼镜材料领域，特别涉及一种二苯甲酮衍生物防紫外线硅水凝胶隐形眼镜及其制备方法。
背景技术
二苯甲酮类紫外线吸收剂能同时吸收UVA、UVB，并且含一个邻位羟基可吸收290nm~380nm的紫外光，不吸收可见光，不着色，与聚合物相容性好，适用于制备透明及浅色制品。而且原料廉价易得，使用广泛。
紫外线辐射严重地威胁着人类眼部的健康，对人眼的角膜、眼膜、晶状体和视网膜都有不同程度的损伤。如日光性角膜炎、气候性角膜病变、翼状胬肉、白内障和结膜癌等都是紫外线引起的疾病。虽然人们会通过戴太阳镜和帽子来防护紫外线对眼睛的伤害，但它们对眼睛的保护并不完全，而隐形眼镜可以完全覆盖眼角膜和部分结膜，从而更好的保护眼部组织，也满足了人们对美观的要求。
目前人们做了很多的相关研究，大部分是将紫外吸收剂，紫外阻断剂或光致变色材料加入隐形眼镜中，使其具有防紫外线辐射的功能。如，发明专利CN112041350A，介绍了一种制备含紫外阻断剂的隐形眼镜的制备方法，将苯并三唑用包埋的方式加入到隐形眼镜中，然而这种方法可能导致苯并三唑在隐形眼镜中分布不均匀并易析出，使隐形眼镜缺乏使用安全性。又如，发明专利CN109422891A，介绍了一种包含三层材料的隐形眼镜的制备方法，其中包括隐形眼镜基体层，光致变色材料层和保护层。这样的方法会导致镜片厚度的增加，而且镜片阻挡紫外线的同时也影响了视线。所以迫切需要找到一种制备透明度高，透氧性好并且安全的防紫外线隐形眼镜的方法。
发明内容
本发明的目的是提供了一种二苯甲酮衍生物防紫外线硅水凝胶隐形眼镜的制备方法，得到了具有良好亲水性，透氧性和紫外吸收作用的硅水凝胶隐形眼镜。
为了实现上述目的，本发明的一种二苯甲酮衍生物防紫外线硅水凝胶隐形眼镜的制备方法，采用如下技术方案：
1)二苯甲酮衍生物的合成：在冰浴的条件下，将2,4-二羟基二苯甲酮和有机溶剂加入到三口瓶中，加入三乙胺做缚酸剂，用滴定管滴定丙烯酰氯与部分有机溶剂混合物，在0~10 ºC反应5~8 h，沉淀析晶，过滤得到粗品；
2)二苯甲酮衍生物的纯化：将粗品用饱和碳酸氢钠溶液洗涤，过滤后，再倒入醇溶剂加热到50 ºC完全溶解，放入冰水中析出晶体后，可得到2-羟基-4-丙烯酸酯基二苯甲酮；
3)隐形眼镜的制备：将制得的2-羟基-4-丙烯酸酯基二苯甲酮与丙烯酸酯类亲水单体，乙烯基亲水单体、硅氧烷单体、引发剂和交联剂混合均匀，放入模具，70~100 ºC聚合3~6 h，
4)镜片后处理：聚合完成后冷却脱模，水化24 h，在纯水中60 ºC萃取4 h，121 ºC灭菌30 min，最后保存到标准盐溶液中。
进一步地，在步骤（2）中，丙烯酸酯类亲水单体优选为甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸丁酯。
进一步地，在步骤（2）中，乙烯基亲水单体优选为N-乙烯基吡咯烷酮。
进一步地，在步骤（2）中，引发剂优选为偶氮二异丁腈。
进一步地，在步骤（2）中，交联剂优选为二甲基丙烯酸乙二醇酯。
进一步地，在步骤（2）中，硅氧烷单体优选为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧烷基)硅烷。
本发明的优点为:
1.通过酯化反应，以2.4-二羟基二苯甲酮和丙烯酰氯制得的2-羟基-4-丙烯酸酯基二苯甲酮安全无毒，制备工艺简单。将制得的紫外吸收剂用于隐形眼镜材料，具备良好的透明性，并且能吸收大部分长波和中波紫外线。
2.本发明制得的隐形眼镜含水量达到40%左右，适用于干眼症人群，并且可以达到日抛型隐形眼镜透氧量要求，符合人们的需求特点。
具体实施方式
下面对实施例中的技术方案进行详细、清楚的描述：
以下实施例对本发明的技术进行了详细描述，但并不限于本发明只有以下的实施方案的具体步骤，本领域的研究人员需在本发明的基础上有创造性的进步，否则都在本发明的保护范围。
实施例1
一种二苯甲酮衍生物防紫外线硅水凝胶隐形眼镜及其制备方法，包括以下步骤：
1)二苯甲酮衍生物的合成：在冰浴的条件下，向三口瓶中加入45 ml四氢呋喃、7ml三乙胺和10.7 g 2,4-二羟基二苯甲酮，在滴定管中加入5 ml四氢呋喃和6.5 ml丙烯酰氯，滴定1 h，反应6 h，在冰水中沉淀12 h，得到粗品；
2)二苯甲酮衍生物的纯化：用饱和碳酸氢钠溶液洗涤，过滤，再用无水乙醇溶液加热到50 ºC溶解，放入冰水中析出晶体后，过滤，干燥，得到淡黄色晶体；
3)隐形眼镜的制备：在玻璃烧杯中依次加入甲基丙烯酸羟乙酯50份，N-乙烯基吡咯烷酮20份，甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧烷基)硅烷20份，紫外吸收剂0.5份，偶氮二异丁腈0.7份，二甲基丙烯酸乙二醇酯0.5份，搅拌1h使各单体混合均匀，过滤，装入模具，80ºC聚合6h；
4)镜片后处理：聚合完成后冷却脱模，水化24 h，在纯水中60 ºC萃取4 h，121 ºC灭菌30 min，最后保存到标准盐溶液中。
实施例1制备的防紫外线隐形眼镜在290 nm~380 nm处的透光率T%﹤1%，透氧量DK/t=35 barrers,平均含水量EWC%=45%。
实施例2
一种二苯甲酮衍生物防紫外线硅水凝胶隐形眼镜及其制备方法，包括以下步骤：
1)二苯甲酮衍生物的合成：在冰浴的条件下，向三口瓶中加入55 ml四氢呋喃、7ml三乙胺和10.7 g 2,4-二羟基二苯甲酮，在滴定管中加入5 ml四氢呋喃和7.1 ml丙烯酰氯，滴定1 h，反应7 h，在冰水中沉淀12 h，得到粗品；
2)二苯甲酮衍生物的纯化：用饱和碳酸氢钠溶液洗涤，过滤，再用无水乙醇溶液加热到50 ºC溶解，放入冰水中析出晶体后，过滤，干燥，得到淡黄色晶体；
3)隐形眼镜的制备：在玻璃烧杯中依次加入甲基丙烯酸羟乙酯40份，N-乙烯基吡咯烷酮30份，甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧烷基)硅烷10份，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷10份，紫外吸收剂0.25份，偶氮二异丁腈0.7份，二甲基丙烯酸乙二醇酯1份，搅拌1 h使各单体混合均匀，过滤，装入模具，80 ºC聚合3 h；
4)镜片后处理：聚合完成后冷却脱模，水化24 h，在纯水中60 ºC萃取4 h，121 ºC灭菌30 min，最后保存到标准盐溶液中。
实施例2制备的防紫外线隐形眼镜在290 nm~380 nm处的透光率T%﹤5%，透氧量DK/t=38 barrers,平均含水量EWC%=40%。
实施例3
一种二苯甲酮衍生物防紫外线硅水凝胶隐形眼镜及其制备方法，包括以下步骤：
1)二苯甲酮衍生物的合成：在冰浴的条件下，向三口瓶中加入55 ml四氢呋喃、7ml三乙胺和10.7 g 2,4-二羟基二苯甲酮，在滴定管中加入5 ml四氢呋喃和7.5 ml丙烯酰氯，滴定1 h，反应6 h，在冰水中沉淀12 h；
2)二苯甲酮衍生物的纯化：用饱和碳酸氢钠溶液洗涤，过滤，再用无水乙醇溶液加热到50 ºC溶解，放入冰水中析出晶体后，过滤，干燥，得到淡黄色晶体；
3)隐形眼镜的制备：在玻璃烧杯中依次加入甲基丙烯酸羟乙酯40份，N-乙烯基吡咯烷酮20份，甲基丙烯酸丁酯10份，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷20份，紫外吸收剂0.1份，偶氮二异丁腈0.7份，丙二醇二甲基丙烯酸酯1份，搅拌1 h使各单体混合均匀，过滤，装入模具，90 ºC聚合3 h；
4)镜片后处理：聚合完成后冷却脱模，水化24 h，在纯水中60 ºC萃取4 h，121 ºC灭菌30 min，最后保存到标准盐溶液中。
实施例3制备的防紫外线隐形眼镜在290 nm~380 nm处的透光率T%﹤20%，透氧量DK/t=38 barrers,平均含水量EWC%=38%。
实施例4
一种二苯甲酮衍生物防紫外线硅水凝胶隐形眼镜及其制备方法，包括以下步骤：
1)二苯甲酮衍生物的合成：在冰浴的条件下，向三口瓶中加入55 ml四氢呋喃、7ml三乙胺和10.7 g 2,4-二羟基二苯甲酮，在滴定管中加入5 ml四氢呋喃和7.5 ml丙烯酰氯，滴定1 h，反应6 h，在冰水中沉淀12 h；
2)二苯甲酮衍生物的纯化：用饱和碳酸氢钠溶液洗涤，过滤，再用无水乙醇溶液加热到50 ºC溶解，放入冰水中析出晶体后，过滤，干燥，得到淡黄色晶体；
3)隐形眼镜的制备：在玻璃烧杯中依次加入甲基丙烯酸羟乙酯30份，N-乙烯基吡咯烷酮30份，甲基丙烯酸丁酯10份，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷20份，偶氮二异丁腈0.7份，丙二醇二甲基丙烯酸酯1份，搅拌1 h使各单体混合均匀，过滤，装入模具，90 ºC聚合3 h；
4)镜片后处理：聚合完成后冷却脱模，水化24 h，在纯水中60 ºC萃取4 h，121 ºC灭菌30 min，最后保存到标准盐溶液中。
实施例4制备的防紫外线隐形眼镜在290 nm~380 nm处的透光率T%﹥92%，透氧量DK/t=45 barrers,平均含水量EWC%=40%。
Claims (9)
1.一种二苯甲酮衍生物防紫外线硅水凝胶隐形眼镜及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）二苯甲酮衍生物的合成：在冰浴的条件下，将2,4-二羟基二苯甲酮和有机溶剂加入到三口瓶中，加入三乙胺做缚酸剂，再用滴定管滴定丙烯酰氯与部分有机溶剂混合物，在0~10 ºC反应5~8 h，沉淀析晶，过滤得到粗品；
2）二苯甲酮衍生物的纯化：将粗品用饱和碳酸氢钠溶液洗涤，过滤后，再倒入醇溶剂加热到50 ºC完全溶解，放入冰水中析出晶体后，可得到所需的紫外吸收剂；
3）隐形眼镜的制备：将制得的紫外吸收剂与丙烯酸酯类亲水单体，乙烯基亲水单体、硅氧烷单体、引发剂和交联剂混合均匀，放入模具，70~100 ºC聚合3~6 h；
4）镜片后处理：聚合完成后冷却脱模，水化24 h，在纯水中60 ºC萃取4 h，121 ºC灭菌30 min，最后保存到标准盐溶液中。
2.根据权利要求1所述的制备方法，在步骤（1）中，2,4-二羟基二苯甲酮、三乙胺和丙烯酰氯的摩尔比为1:1:1.5-2.0。
3.根据权利要求1所述的制备方法，在步骤（3）中，按重量份数计，所述份数为：甲基丙烯酸脂类亲水单体40~60份、乙烯基单体10~20份、硅氧烷单体10~20份、紫外吸收剂0.1~1份、引发剂0.1~1份、交联剂0.1~1份。
4.根据权利要求1所述的制备方法，在步骤（3）中，所制得的紫外吸收剂为2-羟基-4-丙烯酸酯基二苯甲酮，其特征结构式为。
5.根据权利要求5所述的制备方法，在步骤（3）中，所述丙烯酸酯类亲水单体为甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或两种。
6.根据权利要求5所述的制备方法，在步骤（3）中，所述乙烯基亲水单体为N,N-二甲基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、N-异丙基丙烯酰胺中的一种。
7.根据权利要求5所述的制备方法，在步骤（3）中，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的任意一种。
8.根据权利要求5所述的制备方法，在步骤（3）中，所述交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯，甲基丙烯酸乙烯酯，丙二醇二甲基丙烯酸酯中的任意一种。
9.根据权利要求5所述的制备方法，在步骤（3）中，所述硅氧烷单体为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基三（三甲基硅氧烷基）硅烷、（3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基）丙双基（三甲基甲硅烷氧基）甲基硅烷，聚甲基硅氧烷甲基丙烯酸酯中的一种或两种。
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