ES2936645T3 - Materiales dentales a base de derivados de tiourea polimerizables - Google Patents
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Abstract
Material dental polimerizable por radicales libres que contiene una combinación de un hidroperóxido y un derivado de tiourea de acuerdo con la siguiente fórmula (I) como sistema iniciador para la polimerización por radicales libres: en el que R está ausente o es (n+1)-valente hidrocarbilo C1-C50 aromático, alifático, lineal o ramificado que puede estar interrumpido por uno o más grupos éter, tioéter, éster, amida o uretano; PG es un grupo (met)acrilato, (met)acrilamida o vinilo polimerizable por radicales; yn es 1, 2 o 3. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Materiales dentales a base de derivados de tiourea polimerizables
La presente invención se refiere a composiciones polimerizables en los radicales con un sistema iniciador redox hidroperóxido-tiourea que contiene derivados de tiourea polimerizables en los radicales. Las composiciones son particularmente adecuadas como materiales dentales, por ejemplo como materiales protésicos, cementos, adhesivos y materiales compuestos para empastes directos.
Las principales áreas de aplicación de los polímeros en el campo dental son las prótesis desmontables (p. ej., materiales de base para dientes y dentaduras postizas) y fijas (p. ej., materiales de revestimiento, coronas o cementos), materiales de empaste (p. ej., materiales compuestos de empaste directos o indirectos, cementos de fijación o adhesivos) o materiales auxiliares (p. ej., materiales de impresión). Los polímeros se obtienen habitualmente por polimerización en los radicales de composiciones que contienen una matriz orgánica polimerizable, por norma general una mezcla de monómeros, componentes iniciadores y estabilizadores.
Los monómeros utilizados son mayoritariamente metacrilato de metilo (MMA) (materiales de prótesis), mezclas de monómeros funcionalizados, tales como, p. ej., metacrilato de 2-hidroxietilo (HEMA), o monómeros adhesivos que contienen grupos ácidos, tales como, p. ej., 10-metacriloiloxidecil dihidrógeno fosfato (MDP), con dimetacrilatos (adhesivos) o mezclas que contengan exclusivamente dimetacrilatos (cementos compuestos y materiales compuestos de empaste). Los dimetacrilatos de uso común son 2,2-bis[4-(2-hidroxi-3-metacriloxipropil)fenil]propano (bis-GMA) y 1,6-bis[2-metacriloiloxi-etoxicarbonilamino]-2,2,4-trimetilhexano (UDMA), que tienen una alta viscosidad y que dan lugar a productos de polimerización con muy buenas propiedades mecánicas. Como diluyentes reactivos encuentran aplicación, ante todo, dimetacrilato de trietilenglicol (TEGDMA), dimetacrilato de 1,10-decanodiol (D3MA) o bis(3-metacriloiloximetil)triciclo[5.2.1.02.6]decano (DCP).
El endurecimiento de los materiales dentales a base de metacrilato se produce mediante polimerización en los radicales, en la que se utilizan fotoiniciadores (fotopolimerización, materiales compuestos de empaste directos y adhesivos), iniciadores térmicos (materiales compuestos indirectos o materiales protésicos) o sistemas iniciadores redox (cementos de materiales compuestos), según la zona de aplicación. La combinación de fotoiniciadores con iniciadores redox también es habitual, p. ej., en el caso de materiales de empaste para cavidades profundas.
Los sistemas redox se utilizan principalmente cuando existe el riesgo de un curado incompleto, p. ej., en el caso de materiales protésicos debido a la baja reactividad de los monómeros o en el caso de cementos de obturación debido a una radiación insuficiente.
Para garantizar una estabilidad al almacenamiento suficiente de los materiales se utilizan normalmente materiales basados en iniciadores redox como los llamados sistemas de dos componentes (sistemas 2K), en los que el agente oxidante (peróxido o hidroperóxido) y el agente reductor (aminas, ácidos sulfínicos, barbituratos, tiourea, etc.) se incorporan en dos componentes separados. Estos componentes se mezclan poco antes de su uso. En este caso, los dos componentes deben estar coordinados de tal manera que puedan mezclarse homogéneamente y usarse fácilmente y que se alcance un tiempo de procesamiento suficiente para fines dentales. Por tiempo de procesamiento se entiende el período de tiempo entre la mezcladura de los dos componentes y el comienzo del curado del material mezclado. Por otro lado, el tiempo de curado, es decir, el tiempo que tardan los materiales en endurecerse por completo, no debe ser demasiado largo.
Sistemas iniciadores redox basados en mezclas de peróxido de dibenzoilo (DBPO) con aminas aromáticas terciarias, tales como, p. ej., N,N-dietanol-p-toluidina (DEPT), N,N-dimetil-sim.-xilidina (DMSX) o N,N-dietil-3,5-di-terc.-butilanilina (DABA). Con los sistemas iniciadores redox basados en DBPO/amina el tiempo de procesamiento y curado se puede ajustar relativamente bien en combinación con inhibidores fenólicos. Una desventaja de sistemas DBPO/amina de este tipo es la decoloración provocada por una oxidación lenta de las aminas. Además, la formación de radicales en los sistemas iniciadores redox a base de DBPO/amina se ve obstaculizada por los ácidos y, por lo tanto, también por los monómeros ácidos que se utilizan regularmente en la producción de adhesivos de esmalte y dentina. El componente de amina se protona mediante una reacción ácido-base y, por lo tanto, se desactiva.
Las desventajas anteriores pueden superarse, en parte, con sistemas iniciadores redox de hidroperóxido porque no se requieren agentes reductores de amina terciaria. Además, los hidroperóxidos son térmicamente más estables que los peróxidos. Por ejemplo, el hidroperóxido de cumeno presenta una temperatura de semivida T1/2 de 10 horas de 158 °C, la temperatura de semivida T1/2 de 10 horas de DBPO es solo de 73 °C.
El documento DE 2635595 C2 da a conocer composiciones de empaste dental polimerizables que contienen como sistema iniciador un agente reductor de tiourea sustituido en combinación con un agente oxidante de hidroperóxido. Los materiales deben presentar una estabilidad del color y una estabilidad al almacenamiento mejoradas y una buena velocidad de curado.
El documento EP 1693046 B1 da a conocer cementos dentales y materiales para la reconstrucción de muñones que contienen un derivado de (2-piridil)-2-tiourea en combinación con un hidroperóxido, en el que el grupo hidroperóxido está unido a un átomo de carbono terciario.
El documento WO 2007/016508 A1 describe composiciones dentales polimerizables que contienen un derivado de tiourea en combinación con un hidroperóxido como sistema iniciador. Las composiciones no contienen monómeros con grupos ácidos.
De acuerdo con el documento EP 1754465 B1 la reactividad del sistema hidroperóxido de cumeno/acetiltiourea se puede aumentar agregando compuestos de cobre solubles.
El documento US 7.275.932 B2 propone el uso de hidroperóxidos y derivados de tiourea en combinación con compuestos ácidos como aceleradores. Los compuestos ácidos preferidos son acrilatos y metacrilatos con grupos ácidos tales como, p. ej., el ácido metacrílico.
El documento EP 2233544 A1 y el documento EP 2258336 A1 dan a conocer materiales dentales que contienen un hidroperóxido y un derivado de tiourea en combinación con un compuesto de vanadio como acelerador.
El documento WO 03/057792 A2 da a conocer materiales dentales que contienen derivados de tiourea polimerizables tales como alil tiourea, 1 -alil-3-(2-hidroxietil)-2-tiourea o éster 4-oxo-9-tioxo-5-oxa-3,8,10-triazatridec-12-en-1-ílico del ácido metacrílico contenido como agente reductor. Estos deberían tener un menor riesgo de posibles efectos secundarios tóxicos o narcóticos.
Los sistemas iniciadores basados en hidroperóxidos y derivados de tiourea han adquirido una importancia considerable para evitar las desventajas asociadas con los sistemas de peróxido/amina. Lo desventajoso es que muchos derivados de tiourea tienen un sabor amargo intenso (D. Mela, Chem. Senses 14 (1989) 131-135; Lange et al., Chem. Amer. Chem. Soc. 51 (1929) 1911-1914; Qin et al., Talanta 199 (2019) 131-139), que sigue siendo perceptible después del curado, lo cual muchos pacientes encuentran desagradable.
La invención tiene por misión proporcionar materiales dentales que no presenten las desventajas del estado de la técnica. Los materiales no deben tener un sabor amargo, deben disponer de una buena biocompatibilidad y de buenas características de curado y deben tener buenas propiedades mecánicas.
Este problema se resuelve mediante materiales dentales polimerizables en los radicales que contienen una combinación de un hidroperóxido y un derivado de tiourea de acuerdo con la siguiente fórmula (I) como sistema iniciador para la polimerización en los radicales:
en donde las variables tienen los siguientes significados:
R se omite o un radical hidrocarbonado C1-C50 (n+1 )-valente, aromático, alifático, lineal o ramificado que puede estar interrumpido por uno o más, preferentemente 1 a 8, de forma especialmente preferente 1 a 6 grupos éter, tioéter, éster, amida o uretano,
PG un grupo (met)acrilato, (met)acrilamida o vinilo polimerizable en los radicales,
n es 1, 2 o 3.
Preferiblemente, las variables tienen los siguientes significados:
R un radical hidrocarbonado C1-C30 (n+1)-valente, aromático, alifático, lineal o ramificado que puede estar interrumpido por uno o más, preferentemente 1 a 6, de forma especialmente preferente 1 a 3 grupos éter, éster o uretano,
PG un grupo metacrilato o vinilo polimerizable en los radicales y
n es 1 o 2.
Las variables tienen de manera particularmente preferida los siguientes significados:
R un radical hidrocarbonado C1-C20 (n+1)-valente, aromático, alifático, lineal o ramificado que puede estar interrumpido por 1 a 6 grupos éter o un (1) grupo éster o uretano,
PG un grupo metacrilato o vinilo polimerizable en los radicales y
n es 1
o
R un radical fenileno, preferiblemente un radical p-fenileno, o un radical de fórmula -Ph-CH2-, PG un grupo vinilo y
n es 1,
en donde, cuando R es -Ph-CH2-, es decir, el grupo vinilo está unido al radical fenilo (Ph): H2C=CH-Ph-CH2-. Todas las fórmulas que se muestran aquí se extienden solo a aquellos compuestos consistentes con la teoría de la valencia química. La indicación de que un radical está interrumpido, p. ej., por uno o más grupos éter, debe entenderse de tal manera que estos grupos estén insertados cada uno en la cadena carbonada del radical. Estos grupos están así delimitados a ambos lados por átomos de C y no pueden ser terminales. Los radicales C1 no pueden estar interrumpidos. Según la nomenclatura habitual, se entiende por radicales hidrocarbonados aromáticos también aquellos radicales que contienen grupos aromáticos y no aromáticos. Un radical aromático preferido es, por ejemplo, -Ph-CH2-.
Las definiciones preferidas, particularmente preferidas y muy particularmente preferidas dadas para las distintas variables pueden seleccionarse cada una independientemente una de otra. Los compuestos en los que todas las variables tienen las definiciones preferidas, particularmente preferidas y muy particularmente preferidas son, de por sí, especialmente adecuados según la invención.
Derivados de tiourea de fórmula I no se conocen, pero se pueden preparar usando métodos de síntesis conocidos. Por ejemplo, los derivados polimerizables de bencilo y acetiltiourea se pueden preparar haciendo reaccionar los correspondientes cloruros de ácido polimerizables con tiourea a temperaturas más altas:
1a Etapa:
Ejemplos concretos:
2a Etapa:
Ejemplos concretos:
De acuerdo con la invención, derivados de tiourea polimerizables preferidos de fórmula (I) son:
Los derivados de tiourea polimerizables de fórmula (I) según la invención se utilizan en combinación con un hidroperóxido.
Hidroperóxidos preferidos según la invención son compuestos de fórmula R1-(OOH)m , en la que R1 es un radical hidrocarbonado alifático o aromático y m es 1 o 2. Radicales R1 preferidos son grupos alquilo y arilo. Los grupos alquilo pueden ser de cadena lineal, ramificados o cíclicos. Los radicales alquilo cíclicos pueden estar sustituidos con grupos alquilo alifáticos. Se prefieren los grupos alquilo con 4 a 10 átomos de carbono. Los grupos arilo pueden estar sustituidos o no sustituidos con grupos alquilo. Radicales hidrocarbonados aromáticos preferidos son radicales benceno sustituidos con 1 o 2 grupos alquilo. Los radicales hidrocarbonados aromáticos contienen preferentemente
de 6 a 12 átomos de carbono. Hidroperóxidos particularmente preferidos son hidroperóxido de t-amilo, hidroperóxido de 1,1,3,3-tetrametilbutilo, hidroperóxido de t-butilo, hidroperóxido de t-hexilo, 2,5-dimetil-2,5-di(hidroperoxi)hexano, monohidroperóxido de diisopropilbenceno, hidroperóxido de paramentano, hidroperóxido de p-isopropilcumeno y mezclas de los mismos. Se prefiere muy particularmente el hidroperóxido de cumeno (CHP).
Más preferidos son los derivados de CHP de bajo olor dados a conocer en la solicitud de patente europea EP 3692 976 A 1 de fórmula II
en donde las variables tienen los siguientes significados:
Q1 un radical hidrocarbonado C1-C14 p-valente, aromático, alifático, lineal o ramificado que puede estar interrumpido por uno o más átomos de S y/u O y que está sin sustituir o está sustituido con uno o más sustituyentes, preferentemente seleccionados entre -OH, -OR2 , -Cl y -Br, en donde R2 es un radical hidrocarbonado C1-C10 alifático, lineal o ramificado,
X, Y, independientemente uno de otro, -O-, -COO-; -CONR3- u -O-CO-NR4-, en donde R3 y R4 , independientemente uno de otro, representan H o un radical alquilo C1-C5 , preferiblemente representan H, metilo y/o etilo, de manera particularmente preferible H, y en donde X e Y preferiblemente no se omiten al mismo tiempo, Q2 se omite, un radical alquileno C1-C14 alifático, lineal o ramificado, que puede estar interrumpido por átomos de S y/u O y que no está sustituido o puede estar sustituido con -Oh , -OR5 , -Cl y/o -Br, en donde R5 es un radical hidrocarbonado C1-C10 alifático, lineal o ramificado,
Q3 un grupo alquileno C1-C3 o se omite, preferiblemente -CH2- o se omite,
en donde se omiten X y/o Y cuando se omite Q2 ,
p 1,2, 3 o 4, y en donde
la sustitución en el aromático tiene lugar en la posición 2, 3 o 4 con respecto al grupo hidroperóxido de cumeno. Preferiblemente, las variables tienen los siguientes significados:
Q1 un radical hidrocarbonado C1-C10 alifático, lineal o ramificado, monovalente o bivalente, que puede estar interrumpido por uno o más átomos de O, preferiblemente un átomo de O, y que puede estar sustituido con uno o más, preferiblemente un sustituyente seleccionado entre -OH y -OR2 , o preferiblemente no está sustituido, en donde R2 es un radical hidrocarbonado C1-C6 alifático, lineal o ramificado,
X, Y, independientemente uno de otro, -O-, -COO- o -O-CO-NR4-, en donde R4 representa H o un radical alquilo C1-C5 , preferiblemente representa H, metilo y/o etilo y de manera muy particularmente preferible representa H, y en donde X e Y preferiblemente no se omiten al mismo tiempo,
Q2 se omite, un radical alquileno C1-C10 lineal o ramificado, que puede estar interrumpido por uno o más átomos de O, preferiblemente un átomo de O, y que puede estar sustituido con uno o más, preferiblemente un sustituyente seleccionado entre -OH y -OR5 , o preferiblemente no están sustituido, en donde R5 es un radical hidrocarbonado C1-C6 alifático, lineal o ramificado,
p 1 o 2, y en donde
la sustitución en el aromático tiene lugar en la posición 3, preferiblemente en la posición 4.
Las variables tienen de manera particularmente preferida los siguientes significados:
Q1 un radical hidrocarbonado C1-C5 alifático, lineal o ramificado, monovalente o bivalente, que puede estar interrumpido por un átomo de O y que puede estar sustituido con un grupo OH,
X -COO-,
Y se omite,
Q2 se omite o un radical alquileno C1-C3 lineal,
p 1 o 2, y en donde la sustitución en el aromático está en la posición 4.
Las variables tienen de manera particularmente preferida los siguientes significados:
Q1 un radical hidrocarbonado C1-C4 alifático, ramificado, preferiblemente lineal, monovalente o bivalente, X -COO-,
Y se omite,
Q2 se omite o un 
radical metileno,
p 1 o 2, y en donde la sustitución del aromático tiene lugar en la posición 4.
De acuerdo con la invención, derivados de hidroperóxido preferidos de fórmula II son:
Los derivados de hidroperoxido de la formula II muestran una gran estabilidad al almacenamiento a temperatura ambiente y son particularmente adecuados como componentes de hidroperóxido de bajo olor en sistemas iniciadores redox para composiciones dentales. Los materiales según la invención pueden contener uno o más hidroperóxidos.
De acuerdo con otra forma de realización preferida, los materiales dentales según la invención contienen al menos un compuesto de metal de transición junto a al menos un hidroperóxido y al menos un derivado de tiourea de la fórmula I. Se ha encontrado que la adición de un compuesto de metal de transición proporciona materiales que, después del endurecimiento, tienen propiedades mecánicas significativamente mejoradas.
Compuestos de metales de transición preferidos según la invención son compuestos que se derivan de metales de transición que tienen al menos dos estados de oxidación estables. Se prefieren especialmente compuestos de los elementos cobre, hierro, cobalto, níquel y manganeso. Estos metales presentan los siguientes estados de oxidación estables: Cu(I)/Cu(II), Fe(II)/Fe(III), Co(II)/Co(III), Ni(II)/Ni(III), Mn(II)/Mn(III). Se prefieren particularmente los materiales que contienen al menos un compuesto de cobre.
Los metales de transición se emplean preferentemente en forma de sus sales. Sales preferidas son los nitratos, acetatos, 2-etil-hexanoatos y haluros, siendo particularmente preferidos los cloruros.
Los metales de transición también se pueden emplear ventajosamente en forma de complejo, siendo particularmente preferidos los complejos con ligandos formadores de quelados. Ligandos simples preferidos para complejar los metales de transición son 2-etilhexanoato y THF. Ligandos formadores de quelados preferidos son 2-(2-aminoetilamino)etanol, aminas alifáticas, de manera particularmente preferible 1,1,4,7,10,10
hexametiltrietilentetramina (HMTETA), N,N,N',N",N"-pentametildietilentriamina (PMDETA), tris[2-(dimetilamino)etil]amina (Me6TREN), N,N,N',N'-tetrametiletilendiamina (TMEDA), 1,4,8,11-tetraaza-1,4,8,11-tetrametilcidotetradecano (Me4CYCLAM), dietilentriamina (DETA), trietilentetramina (TETA) y 1,4,8,11-tetraazaciclotetradecano (CYCLAM)); ligandos que contienen piridina, de forma particularmente preferida N,N,N',N'-tetrakis-(2-piridilmetil)etilendiamina (TPEN), N,N-bis(2-piridilmetil)amina (BPMA), N,N-bis(2-piridilmetil)octilamina (BPMOA), 2,2'-bipiridina y 8-hidroxiquinolina. Ligandos muy particularmente preferidos son acetilacetona, dimetilglioxima y 1,10-fenantrolina.
En el caso de ligandos eléctricamente neutros, la carga de los iones de metales de transición debe equilibrarse con contraiones adecuados. Los iones mencionados anteriormente, que se utilizan para formar sales, son particularmente adecuados para este propósito, siendo particularmente preferidos los acetatos y cloruros. Los cloruros y complejos se caracterizan por una solubilidad relativamente buena en monómeros que se utilizan para producir materiales dentales.
En lugar de los complejos de metales de transición, se pueden emplear sales no complejas de los metales de transición en combinación con compuestos orgánicos formadores de complejos para producir los materiales dentales, preferiblemente en combinación con los compuestos formadores de quelatos mencionados anteriormente. Los ligandos orgánicos forman los complejos catalíticamente activos cuando se mezclan con las sales de metales de transición. Se prefiere el uso de combinaciones de este tipo de sales de metales de transición y ligandos orgánicos.
Se prefieren los compuestos de metales de transición de los metales cobre, preferiblemente Cu+, hierro, preferentemente Fe3+, cobalto, preferiblemente Co3+, y níquel, preferiblemente Ni2+.
Sales de cobre preferidas son carboxilatos de Cu(II) (p. ej., del ácido acético o ácido 2-etilhexanoico), CuCh, CuBr2 , CuI2 , de forma especialmente preferida CuBr y de forma muy especialmente preferida CuCl. Complejos de cobre preferidos son complejos con los ligandos acetilacetona, fenantrolina (p. ej., 1,10-fenantrolina (Phen)), aminas alifáticas, tales como, p. ej., 1,1,4,7,10,10-hexametiltrietilentetramina (HMTETA), N,N,N',N",N"-pentametildietilentriamina (PMDETA), tris[2-(dimetilamino)etil]amina (Me6TREN).
Sales de hierro preferidas son FeCh, FeBr2 y FeCl2. Complejos de hierro preferidos son complejos con los ligandos acetilacetona, trifenilfosfina, 4,4'-di(5-nonil)-2,2'-bipiridina (dNbpy) o 1,3-diisopropil-4,5-dimetilimidazol-2-ilideno (Prilm). Los complejos Fe(acac)2 y FeCl2(PPIi3)2 son muy particularmente preferidos.
Sales de níquel preferidas son NiBr2 y NiCl2 , complejos de níquel preferidos son acetilacetonato de níquel y NiBr2(PPh3)2.
De acuerdo con la invención, se prefieren especialmente compuestos de cobre, complejos de cobre y, en particular, mezclas de sales de cobre y ligandos orgánicos complejantes. Muy particularmente preferidos son sales y complejos de cobre monovalente (Cu+), el más preferido es el cloruro de cobre(I) (CuCl). Las composiciones que contienen una sal del cobre monovalente y, en particular, CuCl se caracterizan por una estabilidad al almacenamiento particularmente buena.
Los materiales según la invención contienen preferentemente de 0,001 a 5 % en peso, de forma especialmente preferente de 0,005 a 3,0 % en peso y de manera muy especialmente preferente de 0,1 a 3,0 % en peso de al menos un derivado de tiourea de fórmula (I).
El hidroperóxido o los hidroperóxidos se emplean preferentemente en una cantidad (total) del 0,01 al 5 % en peso, de forma especialmente preferente del 0,05 al 4,0 % en peso y muy especialmente preferente del 0,1 al 3,0 % en peso.
Eventualmente, el compuesto de metal de transición se usa preferiblemente en una cantidad de 0,0001 a 1 % en peso, preferiblemente de 0,0005 a 0,5 % en peso y de manera particularmente preferible de 0,0007 a 0,020 % en peso.
A menos que se indique lo contrario, todos los datos en porcentajes de este documento se refieren al peso total de la composición.
En combinación con al menos un hidroperóxido, los derivados de tiourea de fórmula (I) son particularmente adecuados para el endurecimiento de composiciones polimerizables en los radicales.
Los materiales según la invención contienen preferiblemente al menos un monómero polimerizable en los radicales. Se prefieren especialmente las composiciones que contienen al menos un (met)acrilato monofuncional o polifuncional como monómero polimerizable en los radicales. Por (met)acrilatos monofuncionales se entienden compuestos con un grupo, y por (met)acrilatos multifuncionales se entienden compuestos con dos o más, preferentemente 2 a 4 grupos polimerizables en los radicales. Según una forma de realización muy particularmente preferida, las composiciones según la invención contienen al menos un dimetacrilato o una mezcla de monometacrilatos y dimetacrilatos. Los materiales que deben endurecerse intraoralmente contienen metacrilatos monofuncionales y/o multifuncionales como monómero polimerizable en los radicales.
(Met)acrilatos monofuncionales o polifuncionales preferidos son (met)acrilato de metilo, etilo, 2-hidroxietilo, butilo, bencilo, tetrahidrofurfurilo o isobornilo, metacrilato de p-cumilfenoxietilenglicol (CMP-1E), metacrilato de 2-(2-bifeniloxi)etilo, dimetacrilato de bisfenol A, bis-GMA (un producto de adición a base de ácido metacrílico y diglicidil éter
de bisfenol A), dimetacrilato de bisfenol A etoxilado o propoxilado, tal como, p. ej., 2-[4-(2-metacriloiloxietoxietoxi)fenil]-2-[4-(2-metacriloxietoxi)fenil]propano) (SR-348c, razón social Sartomer; contiene 3 grupos etoxi) y 2,2-bis[4-(2-metacriloxipropoxi)fenil]propano, UDMA (un producto de adición a base de metacrilato de 2-hidroxietilo y 1,6-diisocianato de 2,2,4-trimetilhexametileno), V-380 (un producto de adición a base de una mezcla de 0,7 moles de metacrilato de 2-hidroxietilo y 0,3 moles de metacrilato de 2-hidroxipropilo con 1 mol de diisocianato de a,a,a',a'-tetrametil-m-xilileno), dimetacrilato de di-, tri- o tetraetilenglicol, trimetacrilato de trimetilolpropano, tetrametacrilato de pentaeritritol, así como dimetacrilato y trimetacrilato de glicerol, dimetacrilato de 1,4-butanodiol, dimetacrilato de 1,10-decanodiol (D3MA), bis(metacriloiloximetil)triciclo[5.2.1.02.6]decano (DCP), dimetacrilatos de polietilenglicol o polipropilenglicol, tales como, p. ej., dimetacrilato de polietilenglicol 200 o polietilenglicol 400 (PEG-200- o PEG-400-DMA) o dimetacrilato de 1,12-dodecanodiol, o una mezcla de los mismos.
Según una forma de realización, las composiciones según la invención contienen preferentemente, además de los monómeros mencionados anteriormente uno o varios monómeros polimerizables en los radicales que contienen grupos ácidos (monómeros de adhesión). Estos confieren a los materiales propiedades autoadhesivas y/o autograbantes. Por lo tanto, los monómeros que contienen grupos ácidos son particularmente adecuados para la producción de materiales dentales autoadhesivos tales como, p. ej., cementos de obturación.
Monómeros preferidos que contienen grupos ácidos son ácidos carboxílicos polimerizables, ácidos fosfónicos y ésteres fosfóricos, así como sus anhídridos. Ácidos carboxílicos y anhídridos de ácido carboxílico preferidos son anhídrido de ácido 4-(met)acriloiloxietiltrimelítico, ácido 10-metacriloiloxidecilmalónico, N-(2-hidroxi-3-metacriloil-oxipropil)-N-fenilglicina, ácido 4-vinilbenzoico. Ésteres de ácido fosfórico preferidos son hidrógeno-fosfato de 2-metacriloiloxietilofenilo, dihidrógeno-fosfato de 10-metacriloiloxidecilo (MDP) y pentametacriloxfosfato de dipentaeritritol. Ácidos fosfónicos preferidos son ácido 4-vinilbencilfosfónico, ácido 2-[4-(dihidroxifosforil)-2-oxa-butil]-acrílico y sus amidas, ésteres, tales como, p. ej., éster 2,4,6-trimetilfenílico del ácido 2-[4-(dihidroxifosforil)-2-oxabutil]-acrílico.
Monómeros que contienen grupos ácidos particularmente preferidos son ácido 4-vinilbencilfosfónico, ácido 2-[4-(dihidroxifosforil)-2-oxabutil]acrílico y sus amidas, ésteres, tales como, p. ej., éster 2,4,6-trimetilfenílico del ácido 2-[4-(dihidroxifosforil)-2-oxabutílico], dihidrogenofosfatos de (met)acrilamida, tales como, p. ej., dihidrogenofosfato de 6-metacrilamidohexil- o 1,3-bis(metacrilamido)propan-2-ilo, y mezclas de los mismos. Estos monómeros que contienen grupos ácidos particularmente preferidos se caracterizan por una alta estabilidad hidrolítica.
Además del sistema iniciador según la invención, las composiciones según la invención también pueden contener ventajosamente un iniciador para la fotopolimerización en los radicales. Composiciones de este tipo son de curado dual, es decir, pueden curarse tanto químicamente como mediante la luz. Fotoiniciadores preferidos son benzofenona, benzoína, así como sus derivados, a-dicetonas y sus derivados, tales como 9,10-fenantrenoquinona, 1-fenil-propan-1,2-diona, diacetilo y 4,4'-diclorobencilo. Canforquinona (CC) y 2,2-dimetoxi-2-fenilacetofenona se usan preferiblemente en combinación con aminas como agentes reductores, tales como, p. ej., 4-(dimetilamino)benzoato de etilo (EDMAB) o metacrilato de N,N-dimetilaminoetilo.
Según la invención, se prefieren aquellas composiciones que no contienen aminas. Por lo tanto, se prefieren particularmente los fotoiniciadores Norrish tipo I. Los fotoiniciadores Norrish Tipo I no requieren un componente de amina.
Fotoiniciadores Norrish Tipo I preferidos son los óxidos de acil- o bisacil-fosfina. Particularmente preferidos son los compuestos de monoaciltrialquilgermanio, diacildialquilgermanio y tetraacilgermanio, tales como, p. ej., benzoiltrimetilgermanio, dibenzoildietilgermanio, bis(4-metoxibenzoil)dietilgermanio (Ivocerin® ), tetrabenzoil germanio y tetrakis(o-metilbenzoil)germanio.
Además, se pueden utilizar mezclas de los distintos fotoiniciadores, tales como, p. ej., bis(4-metoxibenzoil)dietilgermanio o tetrakis(o-metilbenzoil)germanio en combinación con canforquinona y 4-dimetilaminobenzoato de etilo.
Ventajosamente, los materiales dentales según la invención también pueden contener una o varias cargas orgánicas o inorgánicas. Se prefieren las cargas en partículas. Composiciones que contienen cargas son particularmente adecuadas como cementos de obturación dental o materiales compuestos de empaste.
Cargas inorgánicas preferidas son óxidos, tales como SiO2 , ZrO2 y TiO2 u óxidos mixtos a base de SiO2 , ZrO2 , ZnO y/o TiO2 , cargas en nanopartículas o microfinas, tales como ácido silícico pirógeno o ácido silícico de precipitación, polvo de vidrio, tal como polvo de vidrio de cuarzo, de vitrocerámica, borosilicato u opaco a los rayos X, preferiblemente vidrios de silicato de aluminio y bario o estroncio, y cargas opacas a los rayos X, tales como trifluoruro de iterbio, óxido de tantalio(V), sulfato de bario u óxidos mixtos de SiO2 con óxido de iterbio(III) u óxido de tantalio(V). Además, los materiales dentales según la invención pueden contener cargas fibrosas, nanofibras, monocristales o mezclas de los mismos. Según una forma de realización preferida, los materiales según la invención no contienen vidrios de fluoroaluminosilicato, vidrios de silicato de aluminio y calcio u otras cargas que reaccionan con ácidos orgánicos en una reacción ácido-base.
Los óxidos presentan preferentemente un tamaño de partícula de 0,010 a 15 pm, las cargas en nanopartículas o microfinas un tamaño de partícula de 10 a 300 nm, el polvo de vidrio un tamaño de partícula de 0,01 a 15 pm, preferentemente de 0,2 a 1,5 pm, y las cargas opacas a los rayos X un tamaño de partícula de 0,2 a 5 pm.
Cargas particularmente preferidas son óxidos mixtos de SÍO2 y ZrÜ2 , con un tamaño de partícula de 10 a 300 nm, polvo de vidrio con un tamaño de partícula de 0,2 a 1,5 pm, en particular polvo de vidrio opaco a los rayos X, p. ej., vidrios de aluminosilicato de bario o estroncio, y cargas opacas a los rayos X con un tamaño de partícula de 0,2 a 5 pm, en particular trifluoruro de iterbio y/u óxidos mixtos de SiO2 con óxido de iterbio (III).
Los prepolímeros molidos o los polímeros en perlas (iso-cargas) también son adecuados como cargas. Estos pueden consistir exclusivamente en polímeros orgánicos o en polímeros orgánicos que a su vez se cargan con cargas inorgánicas tales como polvo(s) de vidrio opaco a los rayos X y trifluoruro de iterbio. Los monómeros y las cargas definidos anteriormente son adecuados para producir los prepolímeros molidos y los polímeros en perlas. Composiciones para la fabricación de prótesis dentales completas contienen de preferencia exclusivamente cargas orgánicas como cargas, de forma especialmente preferente polímeros molidos o polímeros en perlas a base de poli(metacrilato de metilo) (PMMA), de forma muy especialmente preferente polímeros en perlas a base de PMMA. Según una forma de realización preferida, los materiales según la invención no contienen polímeros con grupos ácidos, en particular polímeros con grupos ácido carboxílico.
A menos que se especifique lo contrario, en el caso de todos los tamaños de partículas se trata de tamaños de partículas promedio en peso, teniendo lugar la determinación del tamaño de partículas en el intervalo de 0,1 pm a 1000 pm mediante dispersión de luz estática, preferiblemente con un analizador del tamaño de partículas estático por dispersión láser LA-960 (Horiba, Japón). En este caso, como fuentes de luz se utilizan un diodo láser con una longitud de onda de 655 nm y un LED con una longitud de onda de 405 nm. El uso de dos fuentes de luz con diferentes longitudes de onda permite medir toda la distribución del tamaño de partícula de una muestra en una sola ejecución de medición, realizándose la medición como una medición húmeda. Para ello se prepara una dispersión acuosa de la carga del 0,1 al 0,5 % y se mide su luz dispersa en una celda de flujo. El análisis de luz dispersa para calcular el tamaño de partícula y la distribución del tamaño de partícula se lleva a cabo según la teoría de Mie según la Norma DIN/ISO 13320.
Tamaños de partículas inferiores a 0,1 pm se determinan preferiblemente usando dispersión de luz dinámica (DLS). La medición del tamaño de partícula en el intervalo de 5 nm a 0,1 pm tiene lugar preferiblemente mediante dispersión de luz dinámica (DLS) de dispersiones acuosas de partículas, preferiblemente con un aparato Malvern Zetasizer Nano ZS (Malvern Instruments, Malvern Reino Unido) con un láser He-Ne de una longitud de onda única de 633 nm, con un ángulo de dispersión de 90° a 25 °C.
La dispersión de la luz disminuye con la disminución del tamaño de las partículas. Tamaños de partículas inferiores a 0,1 pm también se pueden determinar mediante espectroscopia SEM o TEM. La microscopía electrónica de transmisión (TEM) se realiza preferiblemente con un aparato TEM Philips CM30 a una tensión de aceleración de 300 kV. Para la preparación de la muestra, gotas de la dispersión de partículas se colocan en una rejilla de cobre de 50 Á de espesor (malla 300) recubierta con carbono y luego se evapora el disolvente.
Las cargas se dividen según su tamaño de partícula en macrocargas y microcargas, denominándose las cargas con un tamaño medio de partícula de 0,2 a 10 pm como macrocargas y las cargas con un tamaño medio de partícula de aprox. 5 a 100 nm como microcargas. Las macrocargas se obtienen, p. ej., mediante la molienda, p. ej., de cuarzo, vidrios opacos a los rayos X, borosilicatos o de material cerámico y suelen consistir en piezas en forma de astillas. Se pueden producir microcargas tales como óxidos mixtos, p. ej., mediante co-condensación hidrolítica de alcóxidos metálicos. Cargas de un tamaño de partícula pequeño tienen un mayor efecto espesante.
Para mejorar la unión entre las partículas de carga y la matriz de polimerización reticulada, las cargas se modifican preferentemente en la superficie, de forma especialmente preferente mediante silanización, de forma muy especialmente preferente mediante silanos polimerizables en los radicales, en particular con 3-metacriloiloxipropiltrimetoxisilano. Para la modificación en superficie de cargas no silicáticas, tales como, p. ej., ZrO2 o TiO2 , también se pueden usar fosfatos ácidos funcionalizados tales como dihidrógeno fosfato de 10-metacriloiloxidecilo.
Además, los materiales dentales de acuerdo con la invención pueden contener uno o más de otros aditivos, ante todo estabilizadores, colorantes, agentes microbicidas, aditivos que liberan iones fluoruro, agentes de expansión, abrillantadores ópticos, plastificantes y/o absorbentes de UV. Los materiales según la invención también pueden contener uno o más disolventes orgánicos o inorgánicos como aditivos. Sin embargo, según una forma de realización preferida, los materiales según la invención no contienen agua.
De acuerdo con la invención, se prefieren los materiales dentales que contienen
(a) 0,001 a 5,0 % en peso, preferiblemente 0,005 a 3,0 % en peso, de manera particularmente preferible 0,1 a 3,0 % en peso de al menos un derivado de tiourea de la fórmula (I),
(b) 0,01 a 5,0 % en peso, preferiblemente 0,05 a 4,0 % en peso y de manera particularmente preferible 0,1 a 3,0 % en peso de al menos un hidroperóxido,
(c) 5 a 95 % en peso, preferiblemente 10 a 95 % en peso y de manera particularmente preferible 10 a 90 % en peso de al menos un monómero polimerizable en los radicales,
(d) 0 a 80% en peso de carga(s), y
(e) 0,01 a 5 % en peso, preferiblemente 0,1 a 3 % en peso y de manera particularmente preferible 0,1 a 2 % en peso de aditivo(s).
Todos los datos de cantidades en este documento se refieren al peso total de la composición a menos que se indique lo contrario.
El grado de carga depende de la finalidad de aplicación deseada del material. Materiales compuestos de carga tienen preferentemente un contenido de carga del 50 al 80 % en peso, de forma especialmente preferente del 70 al 80 % en peso, y los cementos dentales del 10 al 70 % en peso, de forma especialmente preferente del 60 al 70 % en peso. Los materiales protésicos tienen preferiblemente un contenido de carga de 0 a 10 % en peso, de manera particularmente preferible de 0 a 5 % en peso,
Son particularmente preferidos materiales dentales que contienen adicionalmente
(f) 0,0001 a 1 % en peso, preferiblemente 0,0005 a 0,5 % en peso, de manera particularmente preferible 0,0007 a 0,02 % en peso, de al menos un compuesto de metal de transición.
Se prefieren especialmente materiales dentales que constan de los componentes mencionados, seleccionándose los componentes individuales preferiblemente en cada caso de las sustancias preferidas y particularmente preferidas mencionadas anteriormente. En todos los casos, también se puede utilizar como componente respectivo una mezcla de varias sustancias, es decir, por ejemplo, una mezcla de monómeros.
Los materiales según la invención se presentan preferentemente en forma de dos componentes separados, de los cuales el primer componente contiene el hidroperóxido (pasta de catalizador) y el segundo componente contiene el derivado de tiourea (pasta base). Dado que los componentes tienen preferiblemente una consistencia similar a la de una pasta, en este documento también se denominan pastas. La composición de la pasta de catalizador y la pasta base difieren esencialmente en que la pasta de catalizador contiene uno o más hidroperóxidos y la pasta base contiene uno o más derivados de tiourea.
Las pastas se mezclan entre sí para su aplicación y con ello se inicia la reacción de curado. Las pastas se mezclan preferiblemente de tal manera que el catalizador y la pasta base se puedan usar en una relación de volumen de 1:1. Después de mezclar las pastas, los materiales presentan la composición definida anteriormente.
Los materiales dentales según la invención se distinguen, en particular, por el hecho de que no presentan un sabor amargo después del endurecimiento. Además, tienen buenas características de curado, es decir, tienen un tiempo de procesamiento ventajoso en combinación con un tiempo de curado ventajoso. Además, después del curado, los materiales tienen propiedades mecánicas equiparables sin limitaciones a los materiales basados en sistemas redox establecidos, tales como una mezcla de acetiltiourea e hidroperóxido de cumeno (CHP).
Las composiciones según la invención son particularmente adecuadas como materiales dentales, en particular como cementos dentales, materiales compuestos de empaste y materiales de revestimiento, y como materiales para la fabricación de prótesis, dientes artificiales, incrustaciones intracoronarias sin recubrimiento cuspídeo, incrustaciones intracoronarias con recubrimiento cuspídeo, coronas y puentes. Las composiciones son principalmente adecuadas para uso intraoral por dentistas para la restauración de dientes dañados, es decir, para uso terapéutico, p. ej., como cementos dentales, materiales compuestos de empaste y materiales de revestimiento. Sin embargo, también se pueden utilizar de forma no terapéutica (de forma extraoral), por ejemplo, en la fabricación o reparación de restauraciones dentales, como prótesis, dientes artificiales, incrustaciones intracoronarias sin recubrimiento cuspídeo, incrustaciones intracoronarias con recubrimiento cuspídeo, coronas y puentes.
La invención se explica con más detalle a continuación con ayuda de ejemplos de realización:
Ejemplos de realización
Ejemplo 1
Síntesis de N-(2-metacriloiloxihexanoil)-tiourea
1a Etapa: Éster terc.-butílico del ácido 6-hidroxihexanoico
c-Caprolactona (181,88 g, 1,59 mol) se disolvió en íerc..-butanol (1600 ml). Se añadió terc.-butóxido de potasio (196,68 g, 1,75 mol) y la suspensión se calentó a reflujo durante 5 h. Después de enfriar, se añadieron tolueno (1600 ml) y agua (800 ml) y las fases se separaron. La fase orgánica se lavó con agua (2 x 1000 ml) y solución acuosa saturada de cloruro de sodio (1000 ml), se secó sobre sulfato de sodio anhidro, se filtró y se concentró en un evaporador rotatorio. El producto bruto se purificó por destilación al vacío (punto de ebullición: 70 °C/0,03 mbar). Se obtuvieron 56,57 g (0,30 mol; 19 % de rendimiento) de un líquido incoloro.
1H-RMN (CDCl3 , 400 MHz): 5 = 3,63 (t, 2H; J = 6,6 Hz; O-CH2), 2,67 (d, 1H; J = 0,8 Hz; OH), 2,22 (t, 2H; J = 7,4 Hz; (C=O)CH2), 1,63 - 1,56 (m, 4H; CH2), 1,44 (s, 9H; CH3), 1,43 - 1,34 (m, 2H; CH2).
13C-RMN (CDCla , 100,6 MHz): 5 = 173,2 (C=O), 80,0 (C), 62,3 (CH2), 35,4 (CH2), 32,2 (CH2), 28,0 (CH3), 25,1 (CH2), 24,6 (CH2).
2a Etapa: Éster terc.-butílico del ácido 6-metacriloiloxihexanoico
Una solución de éster íerc.-butílico del ácido 6-hidroxihexanoico (11,15 g, 59,2 mmol), trietilamina (7,18 g, 71,0 mmol) y N,N-dimetilaminopiridina (0,36 g, 3,0 mmol) en tolueno (50 ml) se enfrió a 0 °C. Se añadió gota a gota una solución de anhídrido metacrílico (10,95 g, 71,0 mmol) en tolueno (10 ml) y la mezcla de reacción se agitó a 0°C durante 1 h y a temperatura ambiente durante 1 h. La solución de reacción se lavó con ácido clorhídrico (1 N, 3 x 100 ml), lejía de sosa (1 N, 3 x 100 ml), agua (2 x 100 ml) y solución acuosa saturada de cloruro de sodio (100 ml), se secó sobre sulfato de sodio anhidro, se filtró y se concentró en un evaporador rotatorio. Se obtuvieron 14,35 g (56,0 mmol; 95 % de rendimiento) de un líquido incoloro.
1H-RMN (CDCla , 400 MHz): 5 = 6,09 (m, 1H; =CH), 5,54 (m, 1H; =CH), 4,15 (t, 2H;J = 6,5 Hz; O-CH2), 2,23 (t, 2H; J = 7,4 Hz; (C=O)CHa), 1,94 (m, 3H; CH3), 1,74 - 1,60 (m, 4H; CH2), 1,44 (s, 9H; CH3), 1,43 - 1,37 (m, 2H; CH2).
13C-RMN (CDCl3 , 100,6 MHz): 5 = 172,8 (C=O), 167,3 (C=O), 136,4 (=C), 125,1 (=CHa), 79,9 (C), 64,4 (CH2), 35,3 (CH2), 28,2 (CH2), 28,0 (CH3), 25,4 (CH2), 24,6 (CH2), 18,2 (CH3).
3 a Etapa: Ácido 6-metacriloiloxihexanoico
Éster íerc.-butílico del ácido 6-metacriloiloxihexanoico (8,79 g, 34,3 mmol) se disolvió en diclorometano (100 ml) y se añadió ácido trifluoroacético (20 ml). La mezcla de reacción se agitó a temperatura ambiente. Después de 18 h, la solución se concentró en un evaporador rotatorio. Residuos de ácido trifluoroacético se eliminaron por destilación azeotrópica con tolueno y se obtuvieron 6,87 g (34,3 mmol; 100 % de rendimiento) de un líquido ligeramente amarillento.
1H-RMN (CDCl3 , 400 MHz): 5 = 11,40 (s ancho, 1H; OH), 6,10 (m, 1H; =CH), 5,56 (m, 1H; =CH), 4,16 (t, 2H;J = 6,5 Hz; O-CH2), 2,39 (t, 2H;J = 7,4 Hz; (C=O)CHa), 1,94 (m, 3H; CH3), 1,76 - 1,66 (m, 4H; CH2), 1,49 - 1,41 (m, 2H; CH2).
13C-RMN (CDCl3 , 100,6 MHz): 5 = 179,7 (C=O), 167,6 (C=O), 136,2 (=C), 125,4 (=CHa), 64,4 (CH2), 33,7 (CH2), 28,1 (CH2), 25,3 (CH2), 24,1 (CH2), 18,1 (CH3).
4 a Etapa: Cloruro de ácido 6-metacriloiloxihexanoico
Dicloruro de ácido oxálico (5,15 g, 40,6 mmol) se añadió gota a gota a una solución de ácido 6-metacriloiloxihexanoico (6,77 g, 33,8 mmol) y N,N-dimetilformamida (0,1 ml) en diclorometano (100 ml). La solución de reacción se agitó a temperatura ambiente durante 3 h y, a continuación, se concentró en un evaporador rotatorio. Se obtuvieron 7,18 g
(32,8 mmol; 97 % de rendimiento) de un líquido amarillento.
1H-RMN (CDCl3 , 400 MHz): 5 = 6,08 (m, 1H; =CH), 5,56 (m, 1H; =CH), 4,15 (t, 2H; J = 6,5 Hz; O-CH2), 2,93 (t, 2H; J = 7,4 Hz; (C=O)CH2), 1,94 (m, 3H; CH3), 1,80 - 1,68 (m, 4H; CH2), 1,50 - 1,43 (m, 2H; CH2).
13C-RMN (CDCl3 , 100,6 MHz): 5 = 173,4 (C=O), 167,2 (C=O), 136,2 (=C), 125,2 (=CH2), 64,0 (CH2), 46,7 (CH2), 28,0 (CH2), 24,7 (CH2), 24,5 (CH2), 18,1 (CH3).
5S Etapa: N-(2-metacriloiloxihexanoil)-tiourea
Cloruro de ácido 6-metacriloiloxihexanoico (7,05 g, 32,2 mmol) se disolvió en tolueno (80 ml). Se añadió tiourea (2,70 g, 35,5 mmol) y la suspensión se calentó a reflujo durante 3 h. Después de enfriar, la suspensión se filtró. El residuo de la filtración se lavó con tolueno (100 ml) y se secó, se suspendió en agua (100 ml), se filtró, se lavó con agua (2 x 50 ml) y se secó. El sólido amarillento se disolvió en tolueno (50 ml) a 60 °C. La solución se enfrió a 0 °C y se filtró en frío. El residuo de la filtración se lavó con tolueno frío (2 x 10 ml) y se secó. Se obtuvieron 1,18 g (4,6 mmol; 14 % de rendimiento) de un sólido blanco (p.f.: 97°C).
1H-RMN (CDCla , 400 MHz): 5 = 9,95 (s ancho, 1H; NH), 9,61 (s ancho, 1H; NH), 7,54 (s ancho, 1H; NH), 6,10 (s, 1H; =CH), 5,56 (s, 1H; =CH), 4,16 (t, 2H; J = 6,5 Hz; O-CH2), 2,41 (t, 2H; J = 7,4 Hz; (C=O)CH2), 1,94 (s, 3H; CH3), 1,77 -1,64 (m, 4H; CH2), 1,50 - 1,39 (m, 2H; CH2).
13C-RMN (CDCla , 100,6 MHz): 5 = 182,0 (C=S), 173,8 (C=O), 167,5 (C=O), 136,3 (=C), 125,4 (=CHa), 64,2 (CH2), 36,8 (CH2), 28,1 (CH2), 25,3 (CH2), 24,1 (CH2), 18,2 (CH3).
Ejemplo 2
Síntesis de N-(4-vinilbenzoil)-tiourea
1S Etapa: Cloruro de 4-vinilbenzoilo
Ácido 4.vinilbenzoico (16,00 g, 0,108 mol) se mezcló con diclorometano (100 ml) y W,W-dimetilformamida (0,1 ml) y se añadió gota a gota dicloruro de ácido oxálico (16,45 g, 0,130 mol). La mezcla de reacción se agitó a TA durante 4 h y, a continuación, se filtró a través de gel de sílice. El filtrado se concentró en un evaporador rotatorio y se obtuvieron 16,51 g (99,0 mmol; 92 %) de un líquido ligeramente parduzco.
1H-RMN (CDCl3 , 400 MHz): 5 = 8,05 (d, 2H; J = 8,5 Hz; Ar-H), 7,50 (d, 2H; J = 8,4 Hz; Ar-H), 6,75 (dd, 1H; J = 10,9 Hz, 17,6; =CH), 5,93 (d, 1H; J = 17,6; =CH), 5,48 (d, 1H; J = 10,9; =CH).
3C-RMN (CDCl3 , 100,6 MHz): 5 = 167,8 (C=O), 144,3 (Ar-C), 135,3 (=CH), 132,0 (Ar-C), 131,8 (Ar-CH), 126,5 (Ar-CH), 118,4 (=CHa).
2S Etapa: N-(4-vinilbenzoil)-tiourea
Cloruro de 4-vinilbenzoilo (16,41 g, 98,5 mmol) se disolvió en tolueno (150 ml) y se añadió tiourea (8,25 g, 0,108 mol). La suspensión se calentó a reflujo durante 5 h y se filtró después de enfriar. El residuo de la filtración se lavó con
tolueno (100 ml), se trató con agua (300 ml) y se calentó a 60 °C. Después de enfriar, la suspensión se filtró. El residuo de la filtración se lavó con agua (5 x 100 ml) y se secó. El sólido amarillento se trató con diclorometano (500 ml) y se calentó a reflujo. La suspensión se filtró. El filtrado se concentró en un evaporador rotatorio. El sólido amarillento se disolvió en acetato de etilo (100 ml) y se filtró a través de gel de sílice. El filtrado se concentró en un evaporador rotatorio y se obtuvieron 3,90 g (18,9 mmol; 19 %) de un sólido blanco.
1H-RMN (DMSO-afe, 400 MHz): 5 = 11,25 (s, 1H; NH), 9,91 (s, 1H; NH), 9,60 (s, 1H; NH), 7,95 (d, 2H; J = 8,4 Hz; Ar-H), 7,61 (d, 2H; J = 8,4 Hz; Ar-H), 6,82 (dd, 1H; J = 10,9 Hz, 17,7; =CH), 6,02 (d, 1H; J = 17,5; =CH), 5,44 (d, 1H; J = 11,2; =CH).
13C-RMN (DMSO-afe, 100,6 MHz): 5 = 182,5 (C=S), 167,8 (C=O), 141,9 (m, Ar-C), 136,9 (m, =CH), 135,4 (m, Ar-C), 131,7 - 125,3 (m, Ar-CH), 119,4 - 116,2 (m, =CH2).
Ejemplo 3
N-(2-metacriloiloxietoxisuccinoil)-tiourea
1S Etapa: Cloruro de acido 3-(2-metacriloiloxietiloxicarbonil)propionico
Éster mono(metacriloiloxietílico) del ácido succínico (11,51 g, 50,0 mmol) se disolvió en diclorometano (80 ml). Se añadió W,W-dimetilformamida (0,1 ml) y se añadió gota a gota dicloruro de oxalilo (6,35 g, 50,0 mmol). La solución de reacción se agitó a temperatura ambiente durante 3 h y, a continuación, se concentró en un evaporador rotatorio. Se obtuvieron 12,39 g (49,8 mmol; 100 %) de un líquido incoloro.
1H-RMN (CDCla , 400 MHz): 5 = 6,03 (s, 1H; =CH), 5,61 (s, 1H; =CH), 4,37 (s, 4H; OCH2), 3,23 (t, 2H; J = 6,5 Hz; CH2), 2,72 (t, 2H; J = 6,5 Hz; CH2), 1,95 (s, 3H; CH3).
13C-RMN (CDCla , 100,6 MHz): 5 = 172,8 (C=O), 170,5 (C=O), 166,9 (C=O), 135,7 (=C), 126,1 (=CHa), 62,7 (O-CH2), 62,0 (O-CH2), 41,5 (CH2), 29,1 (CH2), 18,1 (CH3).
2S Etapa: N-(2-metacriloiloxietoxisuccinoil)-tiourea
Cloruro de ácido 3-(2-metacriloiloxietiloxicarbonil)propiónico (12,43 g, 50,0 mmol) se disolvió en tolueno (100 ml). Se añadió tiourea (4,19 g, 55,0 mmol) y la suspensión se calentó a reflujo durante 2 h. Después de enfriar, la suspensión se filtró. El residuo de la filtración se lavó con tolueno (100 ml) y se secó, y se obtuvieron 2,44 g (8,4 mmol; 17 %) de un sólido blanco (punto de fusión: 151 °C).
1H-RMN (DMSO-afó, 400 MHz): 5 = 11,18 (s, 1H; NH), 9,53 (s, 1H; NH), 9,35 (s, 1H; NH), 6,03 (m, 1H; =CH), 5,69 (m, 1H; =CH), 4,28 (s, 4H; O-CH2), 2,71-2,54 (m, 4H; CH2), 1,88 (s, 3H; CH3).
13C-RMN (DMSO-afe, 100,6 MHz): 5 = 182,0 (C=S), 173,7 (C=O), 172,4 (C=O), 166,8 (m, C=O), 135,6 (m, =C), 128,0 (m, = CH2), 126,4 (m, = CH2), 62,6 (m, O-CH2), 30,0 (m, N-CH2), 17,7 (CH3).
Ejemplo 4 (Ejemplo Comparativo)
Síntesis de éster 4-oxo-9-tioxo-5-oxa-3,8,10-triazatridec-12-en-1-ílico del acido metacrílico
N-alil-W '-(2-hidroxietil)tiourea (8,01 g, 50,0 mmol) se disolvió en tetrahidrofurano anhidro (80 ml) y se añadió gota a gota metacrilato de isocianatoetilo (7,76 g, 50,0 mmol). Se añadió dilaurato de dibutilestaño (0,24 g, 2,0 mmol) y la mezcla de reacción se agitó a TA. Después de 20 h, la solución transparente e incolora se concentró en un evaporador rotatorio. El aceite incoloro se disolvió en acetato de etilo (50 ml) y se filtró a través de gel de sílice. El filtrado se concentró en un evaporador rotatorio y se obtuvieron 15,45 g (48,9 mmol; 98 %) de un sólido ceroso de color blanco.
1H-RMN (CDCl3 , 400 MHz): 5 = 7,04-6,65 (m, 2H; NH), 6,13 (s, 1H; =CH), 5,92-5,80 (m, 1H; =CH), 5,62 (s, 1H; =CH), 5,60-5,49 (m, 1H; NH), 4,34-4,19 (m, 4H; CH2), 4,19-3,64 (m, 4H; CH2), 3,54-3,32 (m, 2H; N-CH2), 1,95 (s, 3H; CH3).
13C-RMN (CDCl3 , 100,6 MHz): 5 = 182,0 (C=S), 167,3 (C=O), 156,7 (C=O), 135,6 (=C), 133,1 (=CH), 126,2 (=CH2), 117,0 (= CH2), 63,3 (m, O-CH2), 63,2 (m, O-CH2), 46,4 (N-CH2), 44,4 (N-CH2), 40,1 (N-CH2), 18,1 (CH3).
Ejemplo 5
Cementos compuestos a base de tioureas según la invención
A partir de una mezcla de los dimetacrilatos UDMA (producto de adición de metacrilato de 2-hidroxietilo y 1,6-diisocianato de 2,2,4-trimetilhexametileno), Bis-GMA (producto de adición de ácido metacrílico y diglicidil éter de bisfenol A) y metacrilato de 2-(2-bifeniloxi)-etilo (MA-836), así como los estabilizadores MEHQ (éter monometílico de hidroquinona) y TEMPO (2,2,6,6-tetrametilpiperidin-1-il)oxilo), la carga GM27884 0,7 gm sil. (carga de vidrio silanizado GM G0 18-056, tamaño medio de partícula 0,7 gm, Schott), así como los componentes del iniciador CHP (hidroperóxido de cumeno, 80 %), acetilacetonato de cobre (II) (Cu (acac)2) y en cada caso un compuesto de tiourea, se produjeron cementos compuestos de curado químico, cada uno de los cuales constaba de una pasta base y una pasta de catalizador.
Tabla 1: Composición de la pasta de catalizador Cat-1
Tabla 2: Composición de las pastas base
*) Ejemplo Comparativo
La pasta de catalizador Cat-1 se mezcló con las distintas pastas base en una relación volumétrica de 1:1 y se determinó el tiempo de procesamiento de los cementos obtenidos. El tiempo de procesamiento (VZ) de las mezclas de pasta se determinó utilizando un reómetro (Motion Compact Rheometer MCR 302, Anton Paar). Para ello, la pasta de catalizador y las pastas base se mezclaron a mano en una relación de 1:1 en un bloque mezclador. A continuación, el material se aplicó al reómetro sobre un troquel hecho de Delrin con una superficie rugosa. Un eje del cuerpo de medición, que está unido a un husillo y también tiene una superficie rugosa, comprime la muestra y, con una ligera rotación, determina el módulo de almacenamiento. Se definió un punto de inflexión al comienzo de la fase estable y después de alcanzar un punto de inflexión determinado. Los puntos de inflexión se conectaron entonces por una línea recta. El punto de medición más alejado de esta línea recta se definió como VZ. Toda la medición se llevó a cabo a 28,7 °C en una cámara de temperatura controlada. Los resultados se dan en la Tabla 3.
Tabla 3: Tiempos de procesamiento (VZ) de los cementos
*) Ejemplo Comparativo
La resistencia a la flexión y el módulo de elasticidad a la flexión de los cementos se determinaron de acuerdo con la Norma EN ISO-4049 (Odontología - Materiales de obturación, restauración y cementación a base de polímeros). Para este propósito, la pasta de catalizador Cat-1 se mezcló con las diferentes pastas base en una relación volumétrica de 1:1 y se produjeron probetas estandarizadas a partir de la mezcla. Éstas se curaron almacenándolos a 37 °C durante 45 minutos en un armario de calentamiento y, a continuación, se midieron las propiedades mecánicas. Los resultados se recopilan en la Tabla 4.
Los resultados confirman que los cementos compuestos de acuerdo con la invención presentan propiedades mecánicas significativamente mejores después del fraguado que los materiales de comparación con derivados de tiourea polimerizables conocidos, que son equiparables en todos los aspectos a las propiedades mecánicas de los cementos basados en el acreditado sistema iniciador de CHP con hexanoiltiourea.
Tabla 4: Resistencia a la flexión (BF, MPa) y módulo de elasticidad a la flexión (BM, MPa) de los cementos fraguados
*) Ejemplo Comparativo
a) TL: almacenamiento en seco durante 24 h a temperatura ambiente
b) WL: almacenamiento de agua durante 24 h a 37 °C
Claims (16)
1. Material dental polimerizable en los radicales, que contiene una combinación a base de un derivado de tiourea y un hidroperóxido como sistema iniciador de la polimerización en los radicales, caracterizado por que comprende un derivado de tiourea según la siguiente fórmula (I):
en la que las variables tienen los siguientes significados:
R se omite o un radical hidrocarbonado C1-C50 (n+1 )-valente, aromático, alifático, lineal o ramificado, que puede estar interrumpido por uno o más, preferiblemente 1 a 8, de manera particularmente preferida 1 a 6 grupos éter, tioéter, éster, amida o uretano,
PG un grupo (met)acrilato, (met)acrilamida o vinilo polimerizable en los radicales y
n es 1,2 o 3.
2. Material dental según la reivindicación 1, en el que las variables tienen los siguientes significados:
R un radical hidrocarbonado C1-C30 (n+1)-valente, aromático, alifático, lineal o ramificado, que puede estar interrumpido por uno o más, preferiblemente 1 a 6, de manera particularmente preferible 1 a 3 grupos éter, éster o uretano,
PG un grupo metacrilato, metacrilamida o vinilo polimerizable en los radicales y
n es 1 o 2.
3. Material dental según la reivindicación 2, en el que las variables tienen los siguientes significados:
R un radical hidrocarbonado C1-C20 (n+1)-valente, aromático, alifático, lineal o ramificado, que puede estar interrumpido por 1 a 6 grupos éter o un (1) grupo éster o uretano,
PG un grupo metacrilato o vinilo polimerizable en los radicales,
n es 1
o
R un radical fenileno, preferiblemente un radical p-fenileno, o un radical con la fórmula -Ph-CH2-,
PG un grupo vinilo y
n es 1.
4. Material dental según una de las reivindicaciones anteriores, que como hidroperóxido contiene un compuesto de fórmula R1-(OOH)m, en la que R1 es un radical hidrocarbonado alifático o aromático y m es 1 o 2.
5. Material dental según la reivindicación 4, que como hidroperóxido contiene hidroperóxido de t-amilo, hidroperóxido de 1,1,3,3-tetrametilbutilo, hidroperóxido de t-butilo, hidroxiperóxido de t-hexilo, 2,5-dimetil-2,5-di(hidroperoxi)hexano, monohidroperóxido de diisopropilbenceno, hidroperóxido de paramentano, hidroperóxido de p-isopropilcumeno o una mezcla de los mismos, preferiblemente hidroperóxido de cumeno (CHP).
6. Material dental según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende un hidroperóxido según la siguiente fórmula (II),
en la que las variables tienen los siguientes significados:
Q1 un radical hidrocarbonado C1-C14 p-valente, aromático, alifático, lineal o ramificado que puede estar interrumpido por uno o más átomos de S y/u O y que está sin sustituir o está sustituido con uno o más sustituyentes, preferentemente seleccionados entre -OH, -OR2, -Cl y -Br, en donde R2 es un radical hidrocarbonado C1-C10 alifático, lineal o ramificado,
X, Y, independientemente uno de otro, -O-, -COO-; -CONR3- u -O-CO-NR4-, en donde R3 y R4, independientemente uno de otro, representan H o un radical alquilo C1-C5 , preferiblemente representan H, metilo y/o etilo, de manera particularmente preferible H, y en donde X e Y preferiblemente no se omiten al mismo tiempo, Q2 se omite, un radical alquileno C1-C14 alifático, lineal o ramificado, que puede estar interrumpido por átomos de S y/u O y que no está sustituido o puede estar sustituido con -Oh , -OR5, -Cl y/o -Br, en donde R5 es un radical hidrocarbonado C1-C10 alifático, lineal o ramificado,
Q3 un grupo alquileno C1-C3 o se omite, preferiblemente -CH2- o se omite,
en donde se omiten X y/o Y cuando se omite Q2,
p 1,2, 3 o 4, y en donde
la sustitución en el aromático tiene lugar en la posición 2, 3 o 4.
7. Material dental según una de las reivindicaciones anteriores, que contiene adicionalmente un compuesto de metal de transición, preferentemente un compuesto de un metal de transición que presenta al menos dos estados de oxidación estables, preferentemente un compuesto de cobre, hierro, cobalto, níquel, manganeso o una mezcla de los mismos.
8. Material dental según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende
- 0,001 a 5 % en peso, de manera particularmente preferible 0,005 a 3,0 % en peso y de manera muy particularmente preferible 0,1 a 3,0 % en peso de al menos un derivado de tiourea de fórmula (I),
- 0,01 a 5 % en peso, preferiblemente 0,05 a 4,0 % en peso y de manera particularmente preferible 0,1 a 3,0 % en peso de hidroperóxido,
- eventualmente 0,0001 a 1 % en peso, preferiblemente 0,0005 a 0,5 % en peso y de manera particularmente preferible 0,0007 a 0,020 % en peso de compuesto de metal de transición,
en cada caso referido a la masa total del material.
9. Material dental según una de las reivindicaciones anteriores, que contiene adicionalmente al menos un monómero polimerizable en los radicales, preferentemente al menos un (met)acrilato monofuncional o polifuncional, de manera especialmente preferente al menos un dimetacrilato o una mezcla de mono-y di-metacrilatos.
10. Material dental según la reivindicación 9, que, como monómero polimerizable en los radicales, contiene (met)acrilato de metilo, etilo, 2-hidroxietilo, butilo, bencilo, tetrahidrofurfurilo o isobornilo, metacrilato de pcumilfenoxietilenglicol (CMP-1E), metacrilato de 2-(2-bifeniloxi)etilo, dimetacrilato de bisfenol A, bis-GMA (un producto de adición a base de ácido metacrílico y diglicidil éter de bisfenol A), dimetacrilato de bisfenol A etoxilado o propoxilado, 2-[4-(2-metacriloiloxietoxietoxi)fenil]-2-[4-(2-metacriloxietoxi)fenil]propano) (SR-348c), 2,2-bis[4-(2-metacriloxipropoxi)fenil]propano, UDMA (un producto de adición a base de metacrilato de 2-hidroxietilo y 1,6-diisocianato de 2,2,4-trimetilhexametileno), V-380 (un producto de adición a base de una mezcla de 0,7 moles de metacrilato de 2-hidroxietilo y 0,3 moles de metacrilato de 2-hidroxipropilo con 1 mol de diisocianato de a,a,a',a'-tetrametil-m-xilileno), dimetacrilato de di-, tri- o tetraetilenglicol, trimetacrilato de trimetilolpropano, tetrametacrilato de pentaeritritol, dimetacrilato y trimetacrilato de glicerol, dimetacrilato de 1,4-butanodiol, dimetacrilato de 1,10-decanodiol (D3MA), bis(metacriloiloximetil)triciclo[5.2.1.02.6]decano (DCP), un dimetacrilato de polietilenglicol o polipropilenglicol, dimetacrilato de polietilenglicol 200, dimetacrilato de polietilenglicol 400 (PEG-200- o PEG-400-DMA), dimetacrilato de 1,12-dodecanodiol, o una mezcla de los mismos.
11. Material dental según la reivindicación 9 o 10, que contiene adicionalmente al menos un monómero polimerizable en los radicales que contiene grupos ácidos, preferentemente un ácido carboxílico polimerizable, ácido fosfónico, un éster de ácido fosfórico polimerizable o un anhídrido de estas sustancias.
12. Material dental según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende adicionalmente al menos una carga orgánica o inorgánica, preferentemente un óxido, tal como SiO2 , ZrO2 y TiO2 o un óxido mixto a base de SiO2 , ZrO2 , ZnO y/o TiO2 , una carga en nanopartículas o microfina, tal como ácido silícico pirogénico o ácido silícico precipitado, polvo de vidrio, tal como polvo de vidrio de cuarzo, de vitrocerámica u opaco a los rayos X, preferiblemente polvo de vidrio de silicato de aluminio y bario o estroncio, una carga opaca a los rayos X, tal como trifluoruro de iterbio, óxido de tantalio(V), sulfato de bario, un óxido mixto de SiO2 con óxido de iterbio(III) u óxido de tantalio(V), un prepolímero molido o un polímero perlado.
13. Material dental según una de las reivindicaciones anteriores, que contiene
(a) 0,001 a 5,0 % en peso, preferiblemente 0,005 a 3,0 % en peso, de manera particularmente preferible 0,1 a 3,0 % en peso de al menos un derivado de tiourea de fórmula (I),
(b) 0,01 a 5,0 % en peso, preferiblemente 0,05 a 4,0 % en peso y de manera particularmente preferible 0,1 a 3,0 % en peso de al menos un hidroperóxido,
(c) 5 a 95 % en peso, preferiblemente 10 a 95 % en peso y de manera particularmente preferible 10 a 90 % en peso de al menos un monómero polimerizable en los radicales,
(d) 0 a 80 % en peso de carga(s), y
(e) 0,01 a 5 % en peso, preferiblemente 0,1 a 3 % en peso y de manera particularmente preferible 0,1 a 2 % en peso de aditivo(s),
en cada caso referido a la masa total del material.
14. Material dental según la reivindicación 13, que contiene 50 a 80 % en peso (material compuesto de carga) o 10 a 70 % en peso (cemento) o 0 a 10 % en peso de carga (material de prótesis).
15. Material dental según una de las reivindicaciones anteriores para uso terapéutico.
16. Uso no terapéutico de un material dental según una de las reivindicaciones 1 a 14 para la producción o reparación extraoral de restauraciones dentales, tales como prótesis, dientes artificiales, incrustaciones intracoronarias sin recubrimiento cuspídeo, incrustaciones intracoronarias con recubrimiento cuspídeo, coronas, puentes y prótesis dentales completas.
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