DE69527081T2

DE69527081T2 - Mehrfach ungesättigte kohlenhydratderivate, polymere davon und deren verwendung

Info

Publication number: DE69527081T2
Application number: DE69527081T
Authority: DE
Inventors: Frank Bachmann; Peter Chabrecek; Dieter Lohmann
Original assignee: Novartis Erfindungen Verwaltungs GmbH; Novartis AG
Current assignee: Novartis Pharma GmbH; Novartis AG
Priority date: 1994-10-27
Filing date: 1995-10-16
Publication date: 2003-01-23
Anticipated expiration: 2015-10-17
Also published as: BR9509495A; NZ295150A; EP0788505A1; NO971928L; NO971928D0; MX9702736A; AU699377B2; FI971643A0; ATE219094T1; CA2199847A1; IL115669A0; FI971643A; DE69527081D1; US5939466A; WO1996013511A1; JPH10507768A; EP0788505B1; KR987000321A; AU3842595A; ZA959065B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von polymerisierbaren Derivaten von Kohlenhydraten, die einen Kohlenhydratrest und mehr als eine radikalisch polymerisierbare Kohlenwasserstoffgruppe, die gegebenenfalls über einen Abstandshalter an den Kohlenhydratrest gebunden ist, umfassen, oder von Copolymeren, verzweigten Polymeren, Blockcopolymeren, Pfropfcopolymeren und Polymernetzwerken davon zur Beschichtung der Oberfläche eines ophthalmischen Produkts.
Beschichtungen für biomedizinische Gegenstände, z. B. Kontaktlinsen mit wasserbindenden und biologisch verträglichen Eigenschaften stellen hohe Anforderungen an das verwendete Material. Die Suche nach geeigneten Ausgangsmaterialien zur Herstellung derartiger Produkte, die als Beispiele genannt wurden, ist daher von großer Bedeutung.
JP-4-316 594 beschreibt beispielsweise ein Methacrylat, das mit einem Kohlenhydrat verknüpft ist, bei dem 50 bis 100% der Wasserstoffatome der Amino- oder Hydroxylgruppen vorzugsweise mit aromatischen Kohlenwasserstoffen verestert sind. Diese Verbindungen lassen sich polymerisieren, sie werden dann aber als stationäre Phase bei der Chromatographie und insbesondere zur Trennung von chiralen Verbindungen verwendet.
Ein Kohlenhydratderivat, z. B. Isomannitdimethacrylat, wird in Angew. Makromol. Chemie, Bd. 241 (1984), S. 123-124, als Vernetzungsmittel für Polymernetzwerke beschrieben, insbesondere zur Steuerung des Wassergehalts in Polyhydroxyethylmethacrylat-(poly-HEMA)- Hydrogelen. Diese Hydrogele werden bei der Herstellung von Kontaktlinsen verwendet.
NL-92-01695 beschreibt Zuckerurethanacrylate zur Verwendung als biologisch abbaubare Klebstoffe. JP-A-59-19346 beschreibt methacryloylsubstituierte Saccharide als Vernetzungsmittel für die Herstellung von hydrophilen Materialien.
EP-331 633 beschreibt hydrophile Monomere, die eine oder mehrere polymerisierbare oder reaktive Gruppen tragen, die jeweils über eine zweiwertige Gruppe an eine ein- oder mehrwertige hydrophile Gruppe gebunden sind. Die Anzahl und die Natur der polymerisierbaren oder reaktiven Gruppen sowie die Natur der hydrophilen Gruppe bestimmen die Eigenschaften eines daraus hergestellten Produkts. Als bevorzugte Verbindung wird darin beispielsweise ein mit Polyvinylalkohol (PVA) modifiziertes 2-Isocyanatoethylmethacrylat (IEM) beschrieben. Obgleich Kohlenhydrate als hydrophile Gruppen erwähnt werden, sind sie nicht speziell beschrieben. Die erwähnten Monomeren eignen sich beispielsweise zur Herstellung von Kontaktlinsen.
Ungeschützte Kohlenhydratderivate lassen sich mit ungesättigten Verbindungen, insbesondere mit Isocyanaten, unter Bildung von polysubstituierten Derivaten umsetzen. Als Ergebnis einer derartigen Umsetzung werden ungesättigte Kohlenhydratderivate, die durch mindestens zwei polymerisierbare Liganden modifiziert sind, isoliert. Die erhaltenen, mehrfach ungesättigten Kohlenhydratderivate eignen sich insbesondere zur Verwendung als Vernetzungsmittel bei der Synthese von Polymeren. Sie können auch in Polymere mit einem hohen Kohlenhydratanteil umgewandelt werden. Bei derartigen Polymeren handelt es sich insbesondere um Copolymere und Blockcopolymere und auch um Pfropfcopolymere, insbesondere um verzweigte und vernetzte Polymerisate, die beispielsweise durch radikalische Polymerisation oder Photopolymerisation erhalten werden können.
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung einer Verbindung der Formel (I)
[R¹-(COO-Alk)m-(OCONH-R)n-NHCO-Y]q-Z (I)
worin
R¹ eine radikalisch polymerisierbare Kohlenwasserstoffgruppe bedeutet;
m und n jeweils unabhängig voneinander den Wert 0 oder 1 haben;
q eine ganze Zahl mit einem Wert von 2 bis zur vollständigen Wertigkeit von Z bedeutet;
Alk einen Alkylenrest mit bis zu 10 Kohlenstoffatomen bedeutet;
R einen zweiwertigen Rest mit bis zu 20 Kohlenstoffatomen eines organischen Diisocyanats bedeutet;
die Reste Y jeweils unabhängig voneinander die Bedeutung -O- oder - NH- haben;
Z den Rest eines Saccharids, abzüglich von q Hydroxyl- und gegebenenfalls Aminogruppen, das unter Mono-, Di- oder Trisacchariden, Oligosacchariden, Cyclodextrinen (CD) und Anhydrosacchariden ausgewählt ist, oder eines herkömmlichen Derivats der erwähnten Saccharide bedeutet;
mit der Maßgabe, dass pro Saccharideinheit Z der Rest Y höchstens 2- mal die Bedeutung -NH- hat und die restlichen Reste Y die Bedeutung -O- haben;
zur Beschichtung der Oberfläche eines ophthalmischen Produkts.
R¹ bedeutet beispielsweise Alkenyl, Vinylphenyl oder Vinylbenzyl in Form einer radikalisch polymerisierbaren Gruppe mit vorzugsweise 2 bis 12 Kohlenstoffatomen. Beispiele für Alkenyl sind Vinyl, Allyl, 1-Propen-2- yl, 1-Buten-2- oder 3- oder 4-yl, 2-Buten-3-yl und die Isomeren von Pentenyl, Hexenyl, Octenyl, Decenyl, Undecenyl und Dodecenyl. R¹ enthält vorzugsweise 2 bis 12 und insbesondere 2 bis 8 Kohlenstoffatome. Gemäß einer bevorzugten Bedeutung handelt es sich bei R¹ innerhalb des Umfangs der Erfindung um Alkenyl mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen.
Beim zweiwertigen Rest (Diradikal) R handelt es sich beispielsweise um Niederalkylen, Arylen, eine gesättigte, zweiwertige, cycloaliphatische Gruppe mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen, Alkylenarylen, Arylenalkylen oder Arylenalkylenarylen.
Bei Arylen handelt es sich vorzugsweise um Phenylen oder Naphthylen, das unsubstituiert oder durch Niederalkyl oder Niederalkoxy substituiert ist, insbesondere um 1,3-Phenylen, 1,4-Phenylen oder Methyl-1,4-phenylen; oder um 1,5-Naphthylen oder 1,8-Naphthylen.
Bei einer gesättigten, zweiwertigen, cycloaliphatischen Gruppe handelt es sich vorzugsweise um Cyclohexylen oder Cyclohexylen-niederalkylen, beispielsweise um Cyclohexylenmethylen, das unsubstituiert oder durch eine oder mehrere Niederalkylgruppen, z. B. Methylgruppen, substituiert ist, beispielsweise um Trimethylcyclohexylenmethylen, wie den zweiwertigen Isophoronrest.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck "nieder", sofern nichts anderes definiert ist, im Zusammenhang mit Resten und Verbindungen, insbesondere Reste oder Verbindungen mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen.
Niederalkyl weist vorzugsweise bis zu 8 Kohlenstoffatome und vorzugsweise bis zu 6 Kohlenstoffatome auf. Beispiele hierfür sind Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, tert.-Butyl, Penyl, Hexyl oder Isohexyl.
Alkylen weist bis zu 10 Kohlenstoffatome auf und kann geradkettig oder verzweigt sein. Zu geeigneten Beispielen hierfür gehören Decylen, Octylen, Hexylen, Pentylen, Butylen, Propylen, Ethylen, Methylen, 2- Propylen, 2-Butylen und 3-Pentylen. Bei Alkylen handelt es sich vorzugsweise um Niederalkylen.
Niederalkylen bedeutet einen Alkylenrest mit bis zu 8 und insbesondere mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen. Eine besonders bevorzugte Bedeutung von Niederalkylen ist Methylen oder Ethylen.
Bei der Arylenkomponente von Alkylenarylen oder Arylenalkylen handelt es sich vorzugsweise um Phenylen, das unsubstituiert oder durch Niederalkyl oder Niederalkoxy substituiert ist, wobei es sich bei der Alkylenkomponente vorzugsweise um Niederalkylen, wie Methylen oder Ethylen und insbesondere Methylen, handelt. Demgemäß handelt es sich bei derartigen Resten vorzugsweise um Phenylenmethylen oder Methylenphenylen.
Niederalkoxy weist vorzugsweise bis zu 8 Kohlenstoffatome und insbesondere bis zu 6 Kohlenstoffatome auf. Beispiele hierfür sind Methoxy, Ethoxy, Propoxy, Butoxy, tert.-Butoxy oder Hexyloxy.
Arylenalkylenarylen bedeutet vorzugsweise Phenylen-niederalkylenphenylen mit bis zu 8 und insbesondere mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen in der Alkylenkomponente, beispielsweise Phenylenethylenphenylen.
Definitionsgemäß geht der Substitutionsgrad q eines erfindungsgemäßen Kohlenhydratderivats von 2 bis zur vollen Wertigkeit. Unter voller Wertigkeit eines Kohlenhydratderivats ist die Gesamtzahl der freien Hydroxylgruppen und gegebenenfalls der freien Aminogruppen zu verstehen. q hat vorzugsweise einen Wert von 2 bis 5, insbesondere von 2 bis 4 und ganz besonders von 2 oder 3.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist unter einem Monosaccharid eine Aldopentose, Aldohexose, Aldotetrose, Ketopentose oder Ketohexose zu verstehen. Die erwähnten Verbindungen können auch in Form von Lactonen vorliegen.
Zu Beispielen für eine Aldopentose gehören D-Ribose, D-Arabinose, D- Xylose oder D-Lyose. Zu Beispielen für eine Aldohexose gehören D-Allose, D-Altrose, D-Glucose, D-Mannose, D-Gulose, D-Idose, D-Galactose, D- Talose, L-Fucose oder L-Rhamnose. Zu Beispielen für eine Ketopentose gehören d-Ribulose oder D-Xylulose. Zu Beispielen für eine Tetrose gehören D-Erythrose oder Threose. Zu Beispielen für eine Ketohexose gehören D-Psicose, D-Fructose, D-Sorbose oder D-Tagatose.
Zu Beispielen für ein Disaccharid gehören Trehalose, Maltose, Isomaltose, Cellobiose, Gentiobiose, Saccharose, Lactose, Chitobiose, N,N-Diacetylchitobiose, Palatinose oder Sucrose.
Als Beispiele für Trisaccharide lassen sich Raffinose, Panose oder Maltotriose erwähnen.
Als Beispiele für Oligosaccharide lassen sich Maltotetraose, Maltohexaose oder Chitoheptaose erwähnen.
Cyclodextrine enthalten 6 bis 8 identische Einheiten an α-1,4- Glucose. Einige Beispiele für Cyclodextrine sind α-, β- und γ- Cyclodextrin, Hydroxypropylcyclodextrin und verzweigte Cyclodextrine.
Unter einem Anhydrosaccharid ist ein Saccharid zu verstehen, das durch Entfernen von einem oder mehreren Wassermolekülen aus den entsprechenden Mono-, Di-, Tri- oder Oligosacchariden gebildet worden ist. Zu Beispielen für Anhydrosaccharide gehören 1,6-Anhydrosaccharide, z. B. Levoglucosan (1,6-Anhydro-β-D-glucopyranosid). Weitere mögliche Varianten sind die Isomeren 1,2-, 1,3-, 1,4- und 1,5-Anhydrosaccharide. Zu Beispielen für 1,4-Anhydrosaccharide gehören Anhydroerythrit und Threit.
Ein bevorzugtes Anhydrosaccharid ist beispielsweise Levoglucosan (1,6-Anhydro-β-D-glucopyranosid).
Zu Beispielen für Dianhydrosaccharide gehören 1,4 : 3,6-Dianhydro-D- sorbit, 1,4 : 3,6-Dianhydro-D-Mannit oder 1,4 : 3,6-Dianhydro-L-idit.
Ein bevorzugtes Dianhydromonosaccharid ist beispielsweise 1,4 : 3,6- Dianhydro-D-Sorbit.
Unter einem herkömmlichen Derivat eines Saccharids ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung beispielsweise ein Lacton, ein Aminozucker (Aminodesoxysaccharid) oder ein niederes Alkylglycosid zu verstehen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet Z vorzugsweise ein Monosaccharid, Disaccharid, Anhydrosaccharid oder ein Cyclodextrin. Z bedeutet insbesondere ein Monosaccharid, ein Disaccharid oder ein Anhydrosaccharid, ganz besonders ein Disaccharid oder ein Anhydrosaccharid.
Die vorliegende Erfindung betrifft vorzugsweise die Verwendung einer Verbindung der Formel (I), in der pro Saccharideinheit Z der Rest Y in der Bedeutung -NH- maximal 1-mal vorliegt.
Die vorliegende Erfindung betrifft vorzugsweise die Verwendung einer Verbindung der Formel (I), in der Y die Bedeutung -O- hat.
Die vorliegende Erfindung betrifft vorzugsweise die Verwendung einer Verbindung der Formel (I), in der m = 1 und n = 0.
Die vorliegende Erfindung betrifft vorzugsweise die Verwendung einer Verbindung der Formel (I), in der m und n jeweils den Wert 0 haben.
Die vorliegende Erfindung betrifft vorzugsweise die Verwendung einer Verbindung der Formel (I), in der die radikalisch polymerisierbare Gruppe R¹ eine von Vinyl abweichende Bedeutung hat, wenn m = 0 und n = 1.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Formel (I), bedeutet R¹ Alkenyl mit 2 bis 12, insbesondere mit 2 bis 8 und ganz besonders mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen.
In einer Verbindung der Formel (I) bedeutet Alk vorzugsweise Niederalkylen mit bis zu 8, insbesondere mit bis zu 6 und ganz besonders mit bis zu 2 Kohlenstoffatomen.
Die vorliegende Erfindung betrifft vorzugsweise die Verwendung einer Verbindung der Formel (I), in der es sich beim Diradikal R um Niederalkylen, Arylen, eine gesättigte, zweiwertige, cycloaliphatische Gruppe mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen, Alkylenarylen, Arylenalkylen oder Arylenalkylenarylen handelt.
Die vorliegende Erfindung betrifft vorzugsweise ferner die Verwendung einer Verbindung der Formel (I), in der es sich beim Diradikal R um Niederalkylen handelt.
Die vorliegende Erfindung betrifft vorzugsweise die Verwendung einer Verbindung der Formel (I), in der der Rest Z von einem Monosaccharid, das insbesondere unter einer Aldohexose und einer Ketohexose ausgewählt ist, und insbesondere von einem 1-Niederalkylglucosid abgeleitet ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner auch die Verwendung einer Verbindung der Formel (I), in der der Rest Z von einem Disaccharid abgeleitet ist, das unter Trehalose, Maltose, Isomaltose, Cellobiose, Gentiobiose, Saccharose und Lactose ausgewählt ist.
Bevorzugt wird ferner die Verwendung einer Verbindung der Formel (I), in der der Rest Z von einem Disaccharid abgeleitet ist, das unter einer α,α-, α,β- und β,β-Trehalose und insbesondere einer α,α-Trehalose ausgewählt ist.
Bevorzugt wird ferner eine Verbindung der Formel (I), in der der Rest Z von einem Cyclodextrin abgeleitet ist, das unter α,- β- und γ- Cyclodextrin, insbesondere α- und β-Cyclodextrin und ganz besonders α- Cyclodextrin ausgewählt ist.
Bevorzugt wird ferner eine Verbindung der Formel (I), in der der Rest Z von einem Anhydrosaccharid abgeleitet ist.
Ganz besonders bevorzugt wird eine Verbindung der Formel (I), in der R¹ einen Alkenylrest mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen bedeutet; m den Wert 1 und n den Wert 0 hat; q einen Wert von 2 bis 4 hat; Alk Niederalkylen mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen bedeutet; Y die Bedeutung -O- hat; und der Rest Z sich von einem Saccharid ableitet, bei dem es sich um ein 1- Alkylglucosid einer Aldohexose, eine Trehalose, ein Cyclodextrin oder ein Anhydrosaccharid handelt.
Besonders bevorzugt wird auch eine Verbindung der Formel (I), in der R¹ Alkenyl mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen bedeutet, m und n den Wert 0 haben; Y die Bedeutung -O- und -NH- hat; und der Rest Z sich von einem Saccharid ableitet, bei dem es sich um ein 1-Alkylglycosid einer Aldohexose, eine Trehalose, ein Cyclodextrin oder ein Anhydrosaccharid handelt.
Ganz besonders bevorzugt wird eine Verbindung der Formel (I), in der R¹ Alkenyl mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet; m = 0 und n = 0; und Alk Niederalkylen mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen bedeutet.
Sehr stark bevorzugt wird eine Erfindung der Formel (I), in der R¹ Alkenyl mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet; m = 1 und n = 0; Y die Bedeutung -O- hat; und Alk Niederalkylen mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen bedeutet.
Stark bevorzugt wird ferner eine Verbindung der Formel (I), in der q den Wert 2 hat und Z den nach Abzug von zwei Hydroxylgruppen erhaltenen Rest eines Anhydrosaccharids bedeutet.
Die Herstellung einer Verbindung der Formel (I) führt im allgemeinen zur Bildung eines Monomergemisches, in dem zusätzlich zum monosubstituierten Saccharid, das typischerweise in sehr kleinen Mengen entsteht, auch das Bis-, Tris-, Tetrakis-, Pentakis- und in einigen Fällen auch höher substituierte Saccharid gebildet wird. Ein derartiges Monomergemisch lässt sich auftrennen. Die einzelnen Monomeren der Formel (I), in der q mindestens den Wert 2 hat, lassen sich beispielsweise in reiner Form insbesondere als Vernetzungsmittel verwenden. Ein derartiges Gemisch kann jedoch auch in vorteilhafter Weise direkt bei einer Polymerisation eingesetzt werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung eines Polymeren, das das Polymerisationsprodukt eines bei der Herstellung eines Monomeren gemäß der Definition in der Formel (I) gebildeten Monomergemisches und gegebenenfalls mindestens ein weiteres Vinylcomonomeres (a), das sich davon unterscheidet, umfasst.
Das Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel (I) gemäß der Definition in Anspruch 1 umfasst die Umsetzung eines Saccharids der Formel (II)
[Z]-Xq (II)
in der Z die in Anspruch 1 definierte Bedeutung hat und X eine reaktive Gruppe bedeutet, mit vorzugsweise q Äquivalenten eines Derivats der Formel (III)
R¹-(COO-Alk)m-(OCONH-R)n-NCO (III)
worin die Variablen die im Hauptanspruch definierten Bedeutungen haben. Wenn die Herstellung einer Verbindung der Formel (I) zu Gemischen führt, können diese Gemische gegebenenfalls unter Anwendung herkömmlicher Verfahren aufgetrennt werden.
Bei der reaktiven Gruppe X handelt es sich typischerweise um eine Hydroxyl- oder Aminogruppe, die mit einem Isocyanat der Formel (III) ein Urethan oder einen Harnstoff ergibt.
Wenn es sich bei der reaktiven Gruppe X um eine Hydroxyl- oder Aminogruppe handelt, kann diese Gruppe in Form einer primären oder sekundären Gruppe vorliegen. Wenn ein Saccharid der Formel (II) mit einem Derivat der Formel (III) umgesetzt wird, gelten die folgenden Ausführungen für die Reaktionsfolge im Ausgangsmaterial: Amino reagiert wesentlich rascher als Hydroxyl und primäre Gruppen reagieren rascher als sekundäre Gruppen. Entsprechend dieser Reaktivität werden auch die verschiedenen Positionen in einem Ausgangsmaterial der Formel (II) in dieser Reihenfolge besetzt.
Die Verbindungen der Formel (I) lassen sich in Gegenwart oder Abwesenheit eines Lösungsmittels herstellen. Vorteilhafterweise wird ein Lösungsmittel verwendet, das im wesentlichen inert ist, d. h. das an der Reaktion nicht teilnimmt. Zu geeigneten Beispielen für derartige Lösungsmittel gehören Ether, wie Tetrahydrofuran (THF), Diethylether, Diethylenglykolmonomethylether oder Dioxan, halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Chloroform oder Methylenchlorid, dipolare, aprotische Lösungsmittel, wie Acetonitril, Aceton, Dimethylformamid (DMF), Hexamethylphosphoramid (HMPA), N-Methylpyrrolidon (NMP) oder Dimethylsulfoxid (DMSO) und auch Pyridin oder N-Methylmorpholin.
Bei der Herstellung der Verbindung der Formel (I) werden die Reaktanten vorteilhafterweise in stöchiometrischen Mengen verwendet. Die Reaktionstemperatur kann beispielsweise -30 bis 150ºC betragen. Der Bereich von 0 bis 60ºC und insbesondere von 0 bis 40ºC stellt einen bevorzugten Temperaturbereich dar. Die Reaktionszeiten liegen im Bereich von etwa 15 Minuten bis 7 Tage und vorzugsweise bei etwa 12 Stunden.
Gegebenenfalls kann die Umsetzung unter Argon oder Stickstoff als Schutzgas durchgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung eines Polymeren, das ein Polymerisationsprodukt aus mindestens einer Verbindung der Formel (I) gemäß der vorstehenden Definition und gegebenenfalls mindestens eines anderen Vinylcomonomeren (a), das sich davon unterscheidet, umfasst.
Die erfindungsgemäß vorzugsweise verwendete Polymerzusammensetzung ist folgendermaßen beschaffen: der Gewichtsanteil, bezogen auf das gesamte Polymere, einer Verbindung der Formel (I) liegt im Bereich von 90 bis 0,5%, insbesondere im Bereich von 60 bis 1% und ganz besonders im Bereich von 40 bis 2%.
Ein Comonomeres (a) das in einer erfindungsgemäß verwendeten Polymerzusammensetzung vorhanden ist, kann hydrophil oder hydrophob sein oder eine gemischt hydrophil-hydrophobe Beschaffenheit aufweisen. Zu geeigneten Comonomeren gehören insbesondere solche, die üblicherweise bei der Herstellung von Kontaktlinsen und biomedizinischen Materialien verwendet werden.
Unter einem hydrophoben Comonomeren (a) ist ein Monomeres zu verstehen, das als Homopolymeres typischerweise ein Polymeres ergibt, das in Wasser unlöslich ist und weniger als 10 Gew.-% Wasser absorbieren kann.
In analoger Weise ist unter einem hydrophilen Comonomeren (a) ein Monomeres zu verstehen, das als Homopolymeres typischerweise ein Polymeres ergibt, das in Wasser löslich ist und mindestens 10 Gew.-% Wasser absorbieren kann.
Zu geeigneten hydrophoben Comonomeren (a) gehören folgende Produkte (wobei es sich um keine erschöpfende Aufzählung handelt): C&sub1;-C&sub1;&sub8;-Alkyl- und C&sub3;-C&sub1;&sub8;-Cycloalkylacrylate und -methacrylate, C&sub3;-C&sub1;&sub8;-Alkylacrylamide und -methacrylamide, Acrylnitril, Methacrylnitril, Vinyl-C&sub1;-C&sub1;&sub8;alkanoate, C&sub2;-C&sub1;&sub8;-Alkene, C&sub2;-C&sub1;&sub8;-Halogenalkene, Styrol, Niederalkylstyrole, Niederalkylvinylether, C&sub2;-C&sub1;&sub0;-Perfluoralkylacrylate und -methacrylate oder entsprechend partiell fluorierte Acrylate und Methacrylate, C&sub3;-C&sub1;&sub2;-Perfluoralkyl-ethyl-thiocarbonylaminoethylacrylate und -methacrylate, Acryloxy- und Methacryloxyalkylsiloxane, N- Vinylcarbazol, C&sub1;-C&sub1;&sub2;-Alkylester von Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure, Mesaconsäure und dergl. Bevorzugt werden beispielsweise Acrylnitril, C&sub1;-C&sub4;-Alkylester von vinylisch ungesättigten Carbonsäuren mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen oder Vinylester von Carbonsäuren mit bis zu 5 Kohlenstoffatomen.
Zu Beispielen für geeignete hydrophobe Comonomere (a) gehören Methylacrylat, Ethylacrylat, Propylacrylat, Isopropylacrylat, Cyclohexylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, Butylacrylat, Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat, Vinylvalerat, Styrol, Chloropren, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Acrylnitril, 1-Buten, Butadien, Methacrylnitril, Vinyltoluol, Vinylethylether, Perfluorhexylethylthiocarbonylaminoethylmethacrylat, Isobornylmethacrylat, Trifluorethylmethacrylat, Hexafluorisopropylmethacrylat, Hexafluorbutylmethacrylat, Tristrimethylsilyloxysilylpropylmethacrylat, 3- Methacryloxypropylpentamethyldisiloxan und Bis-(methacryloxypropyl)tetramethyldisiloxan.
Zu bevorzugten Beispielen für hydrophobe Comonomere (a) gehören Isobutyl- und n-Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Cyclohexylacrylat, Tristrimethylsilyloxysilylpropylmethacrylat, Methylmethacrylat und Acrylnitril.
Zu geeigneten hydrophilen Comonomeren (a) gehören die folgenden Produkte (wobei es sich um eine nicht erschöpfende Aufzählung handelt): hydroxylsubstituierte Niederalkylacrylate und -methacrylate, Acrylamid, Methacrylamid, Niederalkylacrylamide und -methacrylamide, ethoxylierte Acrylate und Methacrylate, hydroxylsubstituierte Niederalkylacrylamide und -methacrylamide, hydroxylsubstituierte Niederalkylvinylether, Natriumvinylsulfonat, Natriumstyrolsulfonat, 2-Acrylamido-2- methylpropansulfonsäure, N-Vinylpyrrol, N-Vinyl-2-pyrrolidon, 2- und 4- Vinylpyridin, vinylisch ungesättigte Carbonsäuren mit insgesamt 3 bis 5 Kohlenstoffatomen, Aminoniederalkyl (wobei der Ausdruck "Amino" auch quaternäres Ammonium umfasst), Mono-niederalkylamino-niederalkyl- und Diniederalkylamino-niederalkyl-acrylate und -methacrylate, Allylalkohol und dergl. Bevorzugt werden beispielsweise N-Vinyl-2-pyrrolidon, Acrylamid, Methacrylamid, hydroxylsubstituierte Niederalkylacrylate und -methacrylate, hydroxylsubstituierte Niederalkylacrylamide und -methacrylamide und vinylisch ungesättigte Carbonsäuren mit insgesamt 3 bis 5 Kohlenstoffatomen.
Zu Beispielen für geeignete hydrophile Comonomere (a) gehören Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxyethylacrylat, Hydroxypropylacrylat, Ammoniumethylmethacrylat-hydrochlorid, N,N-Dimethylaminoethylacrylat und -methacrylat, Acrylamid, Methacrylamid, N,N-Dimethylacrylamid, Allylalkohol, Vinylpyridin, Glycerinmethacrylat, N-(1,1-Dimethyl-3- oxobutyl)-acrylamid, N-Vinyl-2-pyrrolidon, Acrylsäure, Methacrylsäure und dergl.
Zu bevorzugten hydrophilen Comonomeren (a) gehören 2- Hydroxyethylmethacrylat, Acrylamid, N,N-Dimethylacrylamid, N,N- Dimethylaminoethylacrylat und -methacrylat und N-Vinyl-2-pyrrolidon.
Die erfindungsgemäß verwendeten Polymeren werden in an sich bekannter Weise aus den entsprechenden Monomeren durch eine dem Fachmann geläufige Polymerisationsreaktion gebildet. Üblicherweise wird ein Gemisch der vorerwähnten Monomeren unter Zugabe eines Radikalbildners gegebenenfalls erwärmt. Bei einem derartigen Radikalbildner handelt es sich beispielsweise um Azobisisobutyronitril (AIBN), Kaliumperoxodisulfat, Dibenzoylperoxid, Wasserstoffperoxid, Natriumpercarbonat und dergl. Wenn diese Verbindungen beispielsweise erwärmt werden, entstehen unter Homolyse Radikale, die dann beispielsweise die Polymerisation einleiten.
Besonders bevorzugt sind Redox-Polymerisationsinitiatoren, beispielsweise Gemische aus Ammoniumperoxodisulfat/Natriumdisulfit oder Fe²&spplus; (z. B. FeSO&sub4;)/Wasserstoffperoxid.
Die Polymerisation kann in Gegenwart oder Abwesenheit eines Lösungsmittels durchgeführt werden. Im Prinzip sind sämtliche Lösungsmittel geeignet, die die verwendeten Monomeren lösen und die nicht in erheblichem Umfang zu Transferreaktionen oder Kettenbeendigungsreaktionen während der Radikalkettenreaktion führen. Beispiele für geeignete Lösungsmittel sind Wasser, Alkohole, wie niedere Alkanole, z. B. Ethanol oder Methanol; ferner Carbonsäureamide, wie Dimethylformamid; dipolare aprotische Lösungsmittel, wie Dimethylsulfoxid; hydrophobe Lösungsmittel, wie Alkane, z. B. n-Hexan, Cyclohexan oder Paraffine; aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Toluol, Xylol oder Pyridin; sowie Gemische geeigneter Lösungsmittel, z. B. Gemische von Wasser mit einem Alkohol, z. B. ein Wasser/Ethanol- oder Wasser/Methanol-Gemisch.
Die Polymerisation kann auch heterogen durchgeführt werden. Für heterogene Polymerisationen ist die Verwendung eines Lösungsmittels bevorzugt, in dem die Monomeren eine geringe Löslichkeit aufweisen. Die Polymerisation wird in Emulsion oder Suspension durchgeführt, wobei Polymere in Form von Mikrokügelchen entstehen. Die letztgenannten Produkte können beispielsweise als Träger für Arzneistoff-Abgabesysteme eingesetzt werden.
Im Fall einer Photopolymerisation ist es zweckmäßig, einen Photoinitiator zuzusetzen, der die radikalische Polymerisation einleiten kann. Beispiele hierfür sind dem Fachmann geläufig. Speziell lassen sich als geeignete Photoinitiatoren erwähnen: Benzoinmethylether, 1- Hydroxycyclohexylphenylketon und Darocur- und Irgacur-Typen, vorzugsweise Darocur 1173R und Irgacur 2959R sowie Derivate von Irgacur 2959R, die mit Methacrylsäure verestert sind. Die Polymerisation kann sodann durch aktinische Strahlung, z. B. UV-Licht einer geeigneten Wellenlänge, eingeleitet werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Verbindung der Formel (I) bei der Beschichtung eines Grundmaterials, z. B. Glas, Keramik oder Metall, mit einem hydrophilen Film und vorzugsweise bei der Beschichtung von Polymersubstraten, z. B. Produkten für ophthalmische Zwecke, wie Kontaktlinsen, Intraokularlinsen oder Augenverbände, sowie von Produkten für medizinische Zwecke.
Unter Polymersubstraten sind daher insbesondere Substrate zu verstehen, die aus Materialien gefertigt sind, die typischerweise für ophthalmologische Linsen, insbesondere Kontaktlinsen, verwendet werden. Zu Beispielen für geeignete Substrate gehören RGP-Linsen (starre, gasdurchlässige Linsen), z. B. Nefocon A (Ocusil), Pasifocon A (Paraperm- 02), Telefocon B (SGP-II), Silafocon A (Polycon-2), Fluorsilfocon (Fluorex-400), Paflufocon A (Fluoroperm-30) oder Silafocon B (Polycon- HDK); geeignet sind ferner amorphe Teflon-Substrate oder daraus hergestellte Kontaktlinsen, z. B. solche aus Teflon AF 1600 oder Teflon AF 2400, wobei es sich beim erstgenannten Produkt um ein Copolymeres aus 63-73 Mol-% Perfluor-2,2-dimethyl-1,3-dioxol und 37-27 Mol-% Tetrafluorethylen handelt und beim letztgenannten Produkt um ein Copolymeres aus 80-90 Mol-% Perfluor-2,2-dimethyl-1,3-dioxol und 20-10 Mol-% Tetrafluorethylen. Polymersubstrate, die Polysiloxane umfassen, sind besonders geeignet.
Die Beschichtung eines derartigen Grundmaterials wird im allgemeinen nach dem Fachmann geläufigen Verfahren durchgeführt. Eine erfindungsgemäße Verbindung der Formel (I) wird beispielsweise kovalent mittels reaktiver Gruppen an die Oberfläche eines Gegenstands gebunden. Wenn das zu beschichtende Material keine geeigneten reaktiven Gruppen auf seiner Oberfläche aufweist, so wird es zunächst beispielsweise mit einem Plasma behandelt. Auf diese Weise werden geeignete reaktive Gruppen in die Oberfläche des Grundmaterials eingearbeitet. Derartige Gruppen können derivatisiert werden, beispielsweise mit einem difunktionellen Rest, der selbst dazu befähigt ist, eine kovalente Bindung mit einer Verbindung der Formel (I) einzugehen.
Zu Beispielen für geeignete reaktive Gruppen gehören Hydroxyl, Amino, Carboxyl, Carbonyl, Sulfonyl, Sulfonylchlorid und Halogene, wie Brom oder Iod. Bevorzugte reaktive Gruppen sind Hydroxyl und Amino. Das Verfahren zum Aufbringen von reaktiven Gruppen, wie Hydroxyl oder Amino, auf die Oberfläche eines Gegenstands durch eine Plasma- Oberflächenbehandlung ist umfassend beispielsweise in der PCT-Anmeldung WO-89/00220 (Griesser et al.) beschrieben.
Ein difunktioneller Rest zeichnet sich beispielsweise durch die Tatsache aus, dass eine funktionelle Gruppe kovalente Bindungen beispielsweise mit Hydroxyl- oder Aminogruppen der Oberfläche des Gegenstands bilden kann und die andere Gruppe kovalente Bindungen beispielsweise mit Hydroxylgruppen der Verbindungen der Formel (I) bilden kann. Bei den funktionellen Gruppen des difunktionellen Restes handelt es sich vorzugsweise um Isocyanate und der Rest wird vorzugsweise unter Niederalkylen, Arylen, gesättigten, zweiwertigen cycloaliphatischen Gruppen mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen, Alkylenarylen, Arylenalkylen und Arylenalkylenarylen ausgewählt.
Ein weiteres Verfahren zum Pfropfen von Monomeren der Formel (I) auf die Oberfläche eines Gegenstands umfasst im wesentlichen die Bindung einer photoreaktiven Gruppe an ein erfindungsgemäßes Monomeres der Formel (I) oder auf ein daraus hergestelltes Polymeres, wobei die photoreaktive Gruppe bei Bestrahlung mit UV-Licht einer geeigneten Wellenlänge an eine Oberfläche, die beispielsweise mit Plasmasauerstoff vorbehandelt worden ist, kuppelt. Dieses Verfahren ist umfassend in US-5 002 582 oder in R. L. W. Smithson et al., Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, Bd. 1 (1993), S. 349-355, beschrieben.
Ein drittes Verfahren zum Aufbringen von Monomeren der Formel (I) auf die Oberfläche eines Gegenstands umfasst zunächst die Bindung eines reaktiven Photoinitiators an die Oberfläche des Gegenstands und anschließend das Aufpfropfen von Monomeren der Formel (I) durch eine Photopfropfpolymerisation. Spezielle Pfropfpolymerschichten mit einer sogenannten Bürstenstruktur werden gebildet, die auch vernetzt oder verzweigt sein können.
Ein Überzug (oder Film), der nach einem der vorstehend beschriebenen Verfahren aufgebracht worden ist, weist typischerweise eine Schichtdicke von etwa 500 bis 1500 nm auf. Die Schichtdicke kann beispielsweise durch Kraftfeldmikroskopie bestimmt werden.
Die nachstehenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung, wobei sie aber den Schutzumfang der Erfindung in keiner Weise beschränken sollen. Sofern nichts anderes angegeben ist, beziehen sich sämtliche Temperaturangaben auf Grad Celsius.

Beispiel 1

Bis- und Tris-O-[2-(methacryloyloxy)-ethylcarbamoyl]-methyl-α-D- glucopyranosid

2,0 g (10,3 mmol) Methyl-α-D-glucopyranosid werden bei 0ºC in 20 ml Pyridin gelöst. 1 Moläquivalent 2-Isocyanatoethylmethacrylat (IEM) wird sodann zu der Lösung gegeben. Nach 6 Stunden wird ein weiteres Äquivalent 2-Isocyanatoethylmethacrylat zugegeben. Das Gemisch wird über Nacht gerührt. Nach 24 Stunden wird ein drittes Äquivalent 2- Isocyanatoethylmethacrylat zugegeben. Nach 36 Stunden wird die Reaktionslösung mit 20 ml Toluol verdünnt und sodann eingeengt. Der Rückstand wird der chromatographischen Trennung an 500 g Kieselgel unterworfen. Folgende Elutionsmittel werden verwendet: Ethylacetat (2000 ml), Ethylacetat/Acetonitril 9 : 1 (2000 ml), Ethylacetat/Acetonitril 1 : 1 (1000 ml) und Methanol (1000 ml). Die Titelverbindungen werden in Form von farblosen Pulvern erhalten.
Bisacrylat:
MS(FAB): 505 (M + H)&spplus;
Rf-Wert: 0,69 (CH&sub3;CN/H&sub2;O 8 : 2)
Trisacrylat:
MS(FAB): 660 (M + H)&spplus; 505 (Diacrylat)
Rf-Wert: 0,81 (Ethylacetat/Methanol 8 : 2).

Beispiel 2

Bis-O-[2-(methacryloyloxy)-ethylcarbamoyl]-gluconsäure-γ-lacton

8,8 g (56,2 mmol) IEM werden langsam tropfenweise zu 5,0 g (28,1 mmol) D(+)-Gluconsäure-δ-lacton in 50 ml Pyridin gegeben. Das Gemisch wird sodann 2 Tage bei Raumtemperatur gerührt und gemäß Beispiel 1 aufgearbeitet. Eine chromatographische Reinigung (Ethylacetat/Methanol 8 : 2) ergibt die Titelverbindung.
MS(FAB): 489 (M + H)&spplus;

Beispiel 3

Bis- und Tris-O-[2-(methacryloyloxy)-ethylcarbamoyl]-α,α-trehalose

40 g (0,106 mol) α,α-Trehalose werden in 400 ml Pyridin gelöst. Unter Rühren werden bei Raumtemperatur langsam 36,3 g (0,234 mol) 2,2 Äquivalente) 2-Isocyanatoethylmethacrylat zugetropft. Das Gemisch wird zur Beendigung der Umsetzung über Nacht gerührt. Sodann wird die Reaktionslösung mit 300 ml Toluol versetzt. Es fällt ein weißer Feststoff aus. Nach Filtration wird der Rückstand mit einer geringen Menge an Toluol gewaschen. Die Mutterlauge wird eingeengt und sodann chromatographisch an 1 kg Kieselgel gereinigt. Die Elution wird zunächst mit 2 Liter Acetonitril, sodann mit 1,3 Liter Acetonitril/Wasser 9 : 1 und schließlich mit 2 Liter Acetonitril/Wasser 1 : 1 durchgeführt.
Bisacrylat:
MS(FAB): 653 (M + H)&spplus;
Rf-Wert: 0,75 (CH&sub3;CN/H&sub2;O 8 : 2)
Trisacrylat:
MS(FAB): 808 (M + H)&spplus;

Beispiel 4

Bis-O-[2-(methacryloyloxy)-ethylcarbamoyl]-β,β-trehalose

In einem Kolben werden unter Argon 1,9 g (0,292 mmol) β,β-Trehalose in 19 ml trockenem Pyridin gelöst. 861 ul (5,55 mmol) IEM werden langsam bei Raumtemperatur zu der Lösung getropft. Bereits nach 1 Stunde lässt sich eine ausgeprägte Umsetzung feststellen. Das Reaktionsgemisch wird weitere 6 Stunden gerührt und sodann aufgearbeitet. Der Rückstand wird chromatographisch gereinigt (300 g Kieselgel, Acetonitril/Wasser 9 : 1)
Rf-Wert: 0,72 (CH&sub3;CN/H&sub2;O 8 : 2)
MS(FAB): 653 (M + H)&spplus;

Beispiel 5

Bis- und Tris-O-[2-(methacryloyloxy)-ethylcarbamoyl]-α,β-maltose

Analog zu Beispiel 3 werden 10 g (0,027 mol) Maltose in Pyridin mit 2 Äquivalenten IEM umgesetzt. Nach Aufarbeiten und Reinigen erhält man die Titelverbindungen.
Bisacrylat:
Rf-Wert: 0,4 (Acetonitril/Wasser 9 : 1)
MS(FAB): 675 (M + Na)&spplus;
Trisacrylat:
Rf-Wert: 0,5 (Acetonitril/Wasser 9 : 1)
MS(FAB): 830 (M + Na)&spplus;, 842 (M + Cl)&supmin;

Beispiel 6

Bis- und Tris-O-[2-(methacryloyloxy)-ethylcarbamoyl]-α,β-lactose

Analog zu Beispiel 3 werden die Titelverbindungen in ähnlicher Weise ausgehend von Lactose und IEM in Pyridin erhalten.
Bisacrylat:
Rf-Wert: 0,51 (CH&sub3;CN/H&sub2;O 9 : 1)
MS(FAB): 653 (M + H)&spplus;, 675 (M + Na)&spplus;
Trisacrylat:
Rf-Wert: 0,66 (CH&sub3;CN/H&sub2;O 9 : 1)
MS(FAB): 830 (M + H)&spplus;

Beispiel 7

Bis-O-[2-(methacryloyloxy)-ethylcarbamoyl]-1,6-anhydro-β- glucopyranose

50 g (0,308 mol) 1,6-Anhydro-β-D-glucopyranosid werden in 500 ml Pyridin gelöst und bei 0ºC mit 2 Äquivalenten 2- Isocyanatoethylmethacrylat versetzt. Man lässt das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur kommen und rührt es dann über Nacht. Sodann wird das Reaktionsgemisch eingeengt und chromatographisch gereinigt (Kieselgel, Chloroform/Methanol 10 : 1). Man erhält die Titelverbindung in Form einer farblosen amorphen Masse.
MS(FAB): 473 (M + H)&spplus;
Rf-Wert: 0,74 (Ethylacetat/Acetonitril 7 : 3) Beispiel 8

2,5-Bis-O-[2-(methacryloyloxy)-ethylcarbamoyl]-1,4 : 3,6-dianhydro-D- sorbit

5 g (34 mmol) 1,4 : 3,6-Dianhydro-Dsorbit werden in 50 ml Pyridin gelöst und bei 0ºC mit 2 Äquivalenten 2-Isocyanatoethylmethacrylat versetzt. Man lässt das Gemisch auf Raumtemperatur kommen und rührt es sodann über Nacht. Anschließend wird das Reaktionsgemisch eingeengt und chromatographisch gereinigt (Kieselgel, Chloroform/Methanol 10 : 1). Man erhält die Titelverbindung in Form einer farblosen, amorphen Masse.
MS(FAB): 456 (M)&spplus;
Rf-Wert: 0,74 (Chloroform/Methanol 10 : 1)

Beispiel 9

2,5-Bis-O-[2-(methacryloyloxy)-ethylcarbamoyl]-1,4 : 3,6-dianhydro-D- mannit

5 g (34 mmol) 1,4 : 3,6-Dianhydro-D-mannit werden in 50 ml Pyridin gelöst und bei 0ºC mit 2 Äquivalenten 2-Isocyanatoethylmethacrylat versetzt. Man lässt das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur erwärmen und rührt es sodann über Nacht. Anschließend wird das Reaktionsgemisch eingeengt und chromatographisch gereinigt (Kieselgel, Chloroform/Methanol 10 : 1). Die Titelverbindung wird in einer Menge von 6,2 g (40%) in Form einer farblosen, amorphen Masse erhalten.
MS(FAB): 457 (M + H)&spplus;
Rf-Wert: 0,70 (Ethylacetat)

Beispiel 10

Bis-O-[2-(methacryloyloxy)-ethylcarbamoyl]-α,β-maltotriose

2 Äquivalente 2-Isocyanatoethylmethacrylat werden bei Raumtemperatur zu 5 g (9,9 mmol) Maltotriose in 100 ml Pyridin gegeben. Nach 48 Stunden werden 100 ml Toluol zugegeben. Das Gemisch wird unter Hochvakuum sorgfältig zur Trockne eingeengt. Es verbleibt ein hellgelbes Öl, das chromatographisch gereinigt wird (400 g Kieselgel, zunächst Acetonitril/Wasser 9 : 1, anschließend Acetonitril/Wasser 8 : 2 und schließlich Acetonitril/Wasser 7 : 3). Die Titelverbindung wird in Form eines farblosen Öls erhalten.
Rf-Wert: 0,21 (CH&sub3;CN/H&sub2;O 9 : 1)
MS(FAB): 813 (M - H)&supmin;, 849 (M + Cl)&supmin;

Beispiel 11

Bis-, Tris-, Tetrakis-, Pentakis- und Hexakis-O-[2- (methacryloyloxy)-ethylcarbamoyl]-α-cyclodextrin

5 g (5,14 mmol) α-Cyclodextrin (α-CD) werden in 50 ml Pyridin gelöst und bei Raumtemperatur mit 2 Äquivalenten 2-Isocyanatoethylmethacrylat versetzt. Nach 24 Stunden wird die Reaktionslösung eingeengt und chromatographisch an 200 g Kieselgel mit Acetonitril/Wasser 9 : 1, anschließend mit Acetonitril/Wasser 8 : 2 und schließlich mit Acetonitril/Wasser 7 : 3 gereinigt.
Bisacrylat:
Rf-Wert: 0,46 (CH&sub3;CN/H&sub2;O 8 : 2)
MS(FAB): 1281 (M - H)&supmin;, 1317 (M + Cl)&supmin;
Trisacrylat:
Rf-Wert: 0,60 (CH&sub3;CN/H&sub2;O 8 : 2)
MS(FAB): 1463 (M + Na)&spplus;, 1475 (M + Cl)&supmin;
Zusätzlich zu den vorerwähnten Bis- und Trisacrylaten ist es ferner möglich, in der Reaktionslösung höhersubstituierte Derivate analytisch nachzuweisen, z. B.:
Tetrakisacrylat: 1616 (M + Na)&spplus;
Pentakisacrylat: 1771 (M + Na)&spplus;
Hexakisacrylat: 1926 (M + Na)&spplus;

Beispiel 12

Bis- und Tris-O-[2-(methacryloyloxy)-ethylcarbamoyl]-β-cyclodextrin

1,0 g (0,88 mmol) β-CD werden in 15 ml Pyridin gelöst und bei 0ºC tropfenweise mit 2,74 g (1,8 mmol) 2-Isocyanatoethylmethacrylat (IEM) verdünnt. Nach 2 Tagen wird das Reaktionsgemisch mit 100 ml Toluol versetzt und sodann vollständig unter Vakuum eingeengt. Der Rückstand wird an Kieselgel mit Acetonitril/Wasser 8 : 2 chromatographiert. Nach Entfernen des Lösungsmittels erhält man die Titelverbindungen in amorpher Form.
Bisacrylat:
Rf-Wert: 0,32 (CH&sub3;CN/H&sub2;O 8 : 2)
MS(FAB): 1445 (M + H)&spplus;, 1467 (M + Na)&spplus;
Trisacrylat:
Rf-Wert: 0,47 (CH&sub3;CN/H&sub2;O 8 : 2)
MS(FAB): 1600 (M + H)&spplus;, 1622 (M + Na)&spplus;

Beispiel 13

Bis- und Tris-O-[2-(methacryloyloxy)-ethylcarbamoyl]-γ-cyclodextrin

Analog zu Beispiel 11 wird die Titelverbindung aus 20 g (15,4 mmol) γ-CD und 7,2 g (46,3 mmol) IEM in 250 ml Pyridin hergestellt. Man erhält ein farbloses Pulver.
Bisacrylat:
Rf-Wert: 0,52 (CH&sub3;CN/H&sub2;O 7 : 3)
MS(FAB): 1629 (M + Na)&spplus;
Trisacrylat:
Rf-Wert: 0,66 (CH&sub3;CN/H&sub2;O 7 : 3)
MS(FAB): 1762 (M + H)&spplus;, 1784 (M + Na)&spplus;

Beispiel 14

Bis- und Tris-O-allylcarbamoyl-α-cyclodextrin

Analog zu Beispiel 11 werden 20 g α-Cyclodextrin mit 6,3 g (3,75 Äquivalente) Allylisocyanat in Pyridin umgesetzt. Nach der Reinigung verbleiben farblose Pulver.
Bisallylderivat:
Rf-Wert: 0,30 (CH&sub3;CN/H&sub2;O 8 : 2)
MS(FAB): 1139 (M + H)&spplus;, 1161 (M + Na)&spplus;
Trisallylderivat:
Rf-Wert: 0,53 (CH&sub3;CN/H&sub2;O 8 : 2)
MS(FAB): 1222 (M + H)&spplus;

Beispiel 15

Bis- und Tris-O-[2-(methacryloyloxy)-ethylcarbamoyl]-β-cyclodextrin

1,0 g (0,88 mmol) β-CD werden in 15 ml Pyridin gelöst und bei 0ºC tropfenweise mit 2,74 g (1,8 mmol) 2-Isocyanatoethylmethacrylat (IEM) verdünnt. Nach 2 Tagen werden 100 ml Toluol zum Reaktionsgemisch gegeben, das sodann vollständig unter Vakuum eingeengt wird. Der Rückstand wird an Kieselgel mit Acetonitril/Wasser 8 : 2 chromatographiert. Nach Entfernen der Lösungsmittel erhält man die Titelverbindungen in amorpher Form.
Bisacrylat:
Rf-Wert: 0,32 (CH&sub3;CN/H&sub2;O 8 : 2)
MS(FAB): 1445 (M + H)&spplus;, 1467 (M + Na)&spplus;
Trisacrylat:
Rf-Wert: 0,47 (CH&sub3;CN/H&sub2;O 8 : 2)
MS(FAB): 1600 (M + H)&spplus;, 1622 (M + Na)&spplus;

Beispiel 16

1-N-Ureido-1-desoxy-6-O-carbamoyl-bis-(2-methylpropenoylethyl)-D- sorbit

3,4 g IEM werden langsam tropfenweise bei Raumtemperatur zu einer Lösung von 2 g (11 mmol) Glucamin in 20 ml trockenem Pyridin gegeben. Nach 1,5-stündigem Rühren wird die Reaktionslösung eingeengt. Der Rückstand wird sodann an 15 g Kieselgel mit Ethylacetat/Methanol 8 : 2 gereinigt. Das Diacrylat wird in Form eines farblosen Feststoffes erhalten.
C&sub2;&sub0;H&sub3;&sub3;N&sub3;O&sub1;&sub1; (491,49)
ber.: C (48,88%), H (6,77%), N (8,55%)
gef.: C (48,32%), H (6,78%), N (8,51%).

Beispiel 17

Herstellung einer plasmamodifizierten Polymeroberfläche

Ein Siliconfilm, der durch UV-Härtung von Silicon PS 2067 (Hüls America Inc., Bristol, USA) hergestellt worden ist, wird in einen RF-GDP- Reaktor (Hochfrequenz-Glühentladungsplasma-Reaktor) gegeben. Der Reaktor wird auf 0,1 mbar evakuiert. Der Siliconfilm wird sodann 30 Sekunden einem Sauerstoffplasma bei 40 Watt und einer Sauerstoff- Gasströmungsgeschwndigkeit von 10 cm³/min ausgesetzt (STP). Sodann wird der Reaktor entlüftet. Beispiel 18 Herstellung von:
In einem 500 ml fassenden Kolben, der mit einem Rückflusskühler, einem Thermometer, einem Rührer und einem Stickstoff-Einleitungsrohr ausgerüstet ist, wird eine Lösung von 11,125 g (0,05 mol) frisch destilliertem Isophorondiisocyanat (IPDI) in 50 ml trockenem Methylenchlorid unter Stickstoff mit einer Lösung von 11,2 g (0,05 mol) 4'-(β-Hydroxyethoxy)-2-hydroxyprop-2-ylphenon (Darocure 2959R) in 300 ml trockenem Methylenchlorid vermischt. Nach Zugabe von 20 mg Dibutylzinndilaurat als Katalysator wird das Gemisch 48 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Der Reaktionsfortschritt wird dünnschichtchromatographisch an Kieselgelplatten (60 F&sub2;&sub5;&sub4;, Art. 5719 Merck) (Elutionsmittel: Toluol/Acetonitril 7 : 3) verfolgt. Das erhaltene Produkt wird von geringen Mengen an nicht-umgesetztem Darocure 2959 und Bisaddukt von IPDI durch Säulenchromatographie an Kieselgel 60 (Elutionsmittel: Toluol/Acetonitril 7 : 3) befreit. Nach Einengen der reinen Fraktion durch Eindampfen an einem Rotationsverdampfer erhält man ein farbloses Öl, das beim Abkühlen auf -16ºC langsam kristallisiert und sodann aus trockenem Diethylether umkristallisiert wird. Man erhält 15,6 g eines weißen kristallinen Produkts (70% der theoretischen Ausbeute) mit einem Schmelzpunkt von 76ºC.
Der Isocyanatgehalt des Produkts wird durch Titration mit Dibutylamin in Toluol bestimmt: ber.: 2,242 mVal/g, gef.: 2,25 mWal/g.
Das Verfahren ist in "Analytical Chemistry of Polyurethanes" (High Polymer Series XVI/Part III, D. S. David + H. B. Staley, Hrsg. Interscience Publishers, New York, 1969, S. 86) beschrieben.

Beispiel 19

Ein gemäß Beispiel 17 hergestellter Siliconfilm wird in eine Acetonitrillösung mit einem Gehalt an 1% des Photoinitiators von Beispiel 18 getaucht. Sobald der Siliconfilm vollständig benetzt ist, wird er aus der Lösung entnommen und sodann 12 Stunden unter trockenem Stickstoff auf 40ºC erwärmt. Anschließend wird der Siliconfilm mit Acetonitril gewaschen (zur Entfernung von überschüssigem Photoinitiator) und sodann unter Hochvakuum von 0,001 mbar (0,1 Pa) getrocknet.

Beispiel 20

Zu Vergleichszwecken werden Siliconfilme, die gemäß Beispiel 19 behandelt worden sind, auf einer Seite mit HEMA (2 g in 6 ml Wasser) und auf der anderen Seite mit dem Bisaddukt von Beispiel 3 (1,02 g in 6 ml Wasser) so besprüht, dass ein Flüssigkeitsfilm von etwa 10 um Dicke entsteht. Die Filme, die auf beide Seiten gesprüht worden sind, werden ebenfalls auf beiden Seiten mit einer Hochdruck-Quecksilberlampe (Photoresistbelichter 82420, Oriel, 2000 W) 3 Minuten unter Stickstoff bestrahlt. Die auf diese Weise behandelten Filme werden sodann 24 Stunden bei Raumtemperatur mit Wasser gewaschen. Sodann werden die Kontaktwinkel in Wasser gemessen.

Beispiel 21

Analog zu Beispiel 20 wird eine lyophilisierte Ciba Vision STD- Weichlinse (Poly-HEMA) mit dem Bisacrylat von Beispiel 3 beschichtet. Die Messung der Kontaktwinkel ergibt folgende Werte:

Beispiel 22

Analog zu Beispiel 19 wird ein Siliconfilm (Silasticfilm, Dow Corning Corp.) zunächst mit Sauerstoffplasma (analog zu Beispiel 17) und sodann mit dem Photoinitiator von Beispiel 18 modifiziert. Die Beschichtung wird sodann analog zu Beispiel 20 mit dem Bis- und Trisacrylat-Gemisch (1 : 1) von Beispiel 3 durchgeführt. Die Messung der Kontaktwinkel ergibt die folgenden Werte:

Beispiel 23

In einem braunen Rundkolben werden 0,5 g des Bisacrylats von Beispiel 3 und 4 mg DarocureR 2959-Photoinitiator (Ciba-Geigy) in 1 ml Wasser gelöst. Eine geeignete Menge dieser Lösung wird in kleine Formen mit Linsengeometrie gefüllt und 15 Minuten mit einer Hochdruck- Quecksilberlampe bestrahlt. Die auf diese Weise erhaltenen Rohlinge werden in Wasser extrahiert. Anschließend werden die Kontaktwinkel gemessen.

Beispiel 24

Analog zu Beispiel 23 wird das Bis- und Trisacrylat-Gemisch (1 : 1) von Beispiel 3 photopolymerisiert. Die Rohlinge werden in Wasser extrahiert. Anschließend werden die Kontaktwinkel gemessen.

Claims

1. Verwendung einer Verbindung der Formel (I)

[R¹-(OO-Alk)m-(OCONH-R)n-NHCO-Y]q-Z (I)

worin

R¹ eine radikalisch polymerisierbare Kohlenwasserstoffgruppe bedeutet;

m und n jeweils unabhängig voneinander den Wert 0 oder 1 haben;

q eine ganze Zahl mit einem Wert von 2 bis zur vollständigen Wertigkeit von Z bedeutet;

Alk einen Alkylenrest mit bis zu 10 Kohlenstoffatomen bedeutet;

R einen zweiwertigen Rest mit bis zu 20 Kohlenstoffatomen eines organischen Diisocyanats bedeutet;

die Reste Y jeweils unabhängig voneinander die Bedeutung -O- oder -NH haben;

Z den Rest eines Saccharids, abzüglich von q Hydroxyl- und gegebenenfalls Aminogruppen, das unter Mono-, Di- oder Trisacchariden, Oligosacchariden, Cyclodextrinen (CD) und Anhydrosacchariden ausgewählt ist, oder eines herkömmlichen Derivats der erwähnten Saccharide bedeutet;

mit der Maßgabe, dass pro Saccharideinheit Z der Rest Y höchstens 2- mal die Bedeutung -NH- hat und die restlichen Reste Y die Bedeutung -O- haben;

zur Beschichtung der Oberfläche eines ophthalmischen Produkts.

2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei q einen Wert von 2 bis 5, vorzugsweise von 2 bis 4 und insbesondere von 2 oder 3 hat.

3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, wobei pro Saccharideinheit Z maximal ein Y-Rest die Bedeutung -NH- hat.

4. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, wobei Y die Bedeutung -O- hat.

5. Verwendung nach Anspruch 1, wobei m den Wert 1 hat und n den Wert 0 hat.

6. Verwendung nach Anspruch 1, wobei m und n den Wert 0 haben.

7. Verwendung nach Anspruch 1, wobei R¹ Alkenyl, Vinylphenyl oder Vinylbenzyl mit bis zu 12 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise Alkenyl mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen und insbesondere Alkenyl mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet.

8. Verwendung nach Anspruch 1, wobei Alk Niederalkylen mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen und insbesondere mit bis zu 2 Kohlenstoffatomen bedeutet.

9. Verwendung nach Anspruch 1, wobei der zweiwertige Rest R Niederalkylen, Arylen, eine gesättigte zweiwertige cycloaliphatische Gruppe mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen, Alkylenarylen, Arylenalkylen oder Arylenalkylenarylen bedeutet.

10. Verwendung nach Anspruch 1, wobei der Rest Z von einem Monosaccharid, das unter einer Aldopentose, Aldohexose, Ketopentose und Ketohexose ausgewählt ist, abgeleitet ist.

11. Verwendung nach Anspruch 1, wobei der Rest Z von einem Disaccharid, das unter einer Trehalose, Maltose, Isomaltose, Cellobiose, Gentiobiose, Saccharose, Lactose, Chitobiose, N,N-Diacetylchitobiose, Palatinose und Sucrose ausgewählt ist, abgeleitet ist.

12. Verwendung nach Anspruch 1, wobei der Rest Z von einem Cyclodextrin abgeleitet ist.

13. Verwendung nach Anspruch 1, wobei der Rest Z von einem Anhydrosaccharid abgeleitet ist.

14. Verwendung nach Anspruch 1, wobei R¹ Alkenyl mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen bedeutet; m den Wert 1 hat und n den Wert 0 hat; q einen Wert von 2 bis 4 hat; Alk Niederalkylen mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen bedeutet; Y die Bedeutung -O- hat; und der Rest Z von einem Saccharid abgeleitet ist, bei dem es sich um ein 1-Alkylglycosid einer Aldohexose, eine Trehalose, ein Cyclodextrin oder ein Anhydrosaccharid handelt.

15. Verwendung nach Anspruch 1, wobei R¹ Alkenyl mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen bedeutet; m und n den Wert 0 haben; Y die Bedeutung -O- und -NH- hat; und der Rest Z von einem Saccharid abgeleitet ist, bei dem es sich um ein 1-Alkylglycosid einer Aldohexose, eine Trehalose, ein Cyclodextrin oder ein Anhydrosaccharid handelt.

16. Verwendung nach Anspruch 1, wobei R¹ Alkenyl mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet; m und n den Wert 0 haben; Y die Bedeutung -O- hat; und Alk Niederalkylen mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen bedeutet.

17. Verwendung nach Anspruch 1, wobei q den Wert 2 hat und Z einen Rest eines Anhydrosaccharids abzüglich zwei Hydroxylgruppen bedeutet.

18. Verwendung nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Monomeren der Formel (I) um ein während der Herstellung gebildetes Monomergemisch handelt.

19. Verwendung nach Anspruch 1, wobei das Produkt aus der Gruppe Kontaktlinsen, Intraokularlinsen und Augenverbände ausgewählt ist.