JP2016204535A - Monomer for manufacturing ophthalmic device, polymer thereof, and ophthalmic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は眼科デバイス、例えば、コンタクトレンズ、眼内レンズ、人工角膜を製造するための化合物(以下、「眼用モノマー」ともいう)及びその製造方法に関する。詳細には、(メタ)アクリル系モノマー等の他の重合性モノマーと共重合されて、透明度及び酸素透過率が高く、親水性、防汚性、機械的強度の耐久性に優れ、且つ、耐加水分解性に優れた、眼に適用するのに好適な重合体を与える化合物、及びその製法に関する。 The present invention relates to a compound for producing an ophthalmic device, for example, a contact lens, an intraocular lens, and an artificial cornea (hereinafter also referred to as “ophthalmic monomer”) and a method for producing the compound. Specifically, it is copolymerized with other polymerizable monomers such as (meth) acrylic monomers, has high transparency and oxygen permeability, excellent hydrophilicity, antifouling properties, mechanical strength durability, and resistance. The present invention relates to a compound giving a polymer excellent in hydrolyzability and suitable for application to the eye, and a method for producing the same.
眼用モノマーとして、下記のシリコーン化合物が知られている。
上記TRIS(3−[トリス(トリメチルシロキシ)シリル]プロピルメタクリレート)は、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)のような親水性モノマーとの相溶性に劣り、これらの親水性モノマーと共重合した場合、透明ポリマーが得られないという欠点がある。一方、上記SiGMAはHEMAのような親水性モノマーとの相溶性に優れ、その共重合ポリマーは、比較的高酸素透過性で高親水性であるという特徴を有する。しかしながら、近年眼用ポリマーには、長時間の連続装用を可能にすべく、より高い酸素透過性が要求されるようになり、SiGMAから得られるポリマーでは、酸素透過性が不十分だった。 The above TRIS (3- [tris (trimethylsiloxy) silyl] propyl methacrylate) has poor compatibility with hydrophilic monomers such as 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA), and when copolymerized with these hydrophilic monomers, There is a disadvantage that a transparent polymer cannot be obtained. On the other hand, the SiGMA is excellent in compatibility with a hydrophilic monomer such as HEMA, and the copolymer is characterized by relatively high oxygen permeability and high hydrophilicity. However, in recent years, ophthalmic polymers have been required to have higher oxygen permeability so that they can be worn continuously for a long time, and polymers obtained from SiGMA have insufficient oxygen permeability.
この問題を解決すべく、特許文献1には、下記式(a)で表される化合物が記載されている。
SiGMAにおいてビス(トリメチルシロキシ)メチルシリル部分をSi部分とし、全体に占めるSi部分の質量割合を求めると52%となる。一方、上記式(a)において、トリス(トリメチルシロキシ)シリル部分をSi部分とし、全体に占めるSi部分の質量割合を求めると60%となる。即ち、上記式(a)の化合物は、Si部分の質量割合が多い。その為、得られる眼科デバイスに高い酸素透過性をもたらすことができる。
In order to solve this problem, Patent Document 1 describes a compound represented by the following formula (a).
In SiGMA, the bis (trimethylsiloxy) methylsilyl moiety is defined as the Si moiety, and the mass ratio of the Si moiety in the whole is 52%. On the other hand, in the above formula (a), the tris (trimethylsiloxy) silyl moiety is the Si moiety, and the mass ratio of the Si moiety in the whole is 60%. That is, the compound of the formula (a) has a large mass ratio of the Si portion. Therefore, high oxygen permeability can be brought to the obtained ophthalmic device.
しかし、酸素透過率を上げるためにSi部分の質量割合を増やすと、重合性基あたりの分子量が大きくなるため共重合ポリマーの強度が低下するという問題があった。また、特許文献2には、上記式(a)で示される化合物はエポキシ前駆体にメタクリル酸を反応させて調製されると記載しているが、該反応は、副反応が多く、得られる共重合ポリマーの物性のブレが大きいという問題もあった。 However, when the mass ratio of the Si portion is increased in order to increase the oxygen permeability, there is a problem that the strength of the copolymer polymer is lowered because the molecular weight per polymerizable group is increased. In addition, Patent Document 2 describes that the compound represented by the above formula (a) is prepared by reacting an epoxy precursor with methacrylic acid, but this reaction has many side reactions and is obtained. There was also a problem that the fluctuation of the physical properties of the polymer was large.
特許文献3には、下記式(e)で表される、エチレンオキサイド構造の繰り返し単位2個を有する化合物、及び該化合物を重合成分として含むポリマーを用いてなる眼用レンズが記載されている。
酸素透過性の観点からは4量体シリコーン以上が好ましく、酸素透過性と共重合ポリマーの強度とを両立させるためには4量体シリコーン及び5量体シリコーンが好ましいと考えられている。そのため、4量体以上のシリコーンを有するシリコーンモノマーを高純度で得る方法の開発が要求されている。 From the viewpoint of oxygen permeability, tetramer silicone or more is preferable, and tetramer silicone and pentamer silicone are considered preferable in order to achieve both oxygen permeability and the strength of the copolymer. Therefore, development of a method for obtaining a silicone monomer having a tetramer or higher silicone with high purity is required.
特許文献4には、リチウムトリアルキルシラノレートを開始剤として環状シロキサンをアニオン重合させたものに、3−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)プロピルジメチルクロロシラン等の(メタ)アクリル基を有するクロロシランを反応させて、下記式(b)で表されるシリコーン化合物を調製する方法が記載されている。
該方法で得られた生成物は、2−ヒドロキシエチルメタクリレート等の親水性モノマーと混合した時に白濁する場合がある。さらに、クロロシランによる該シリコーン鎖の末端封鎖率が高くない。
In Patent Document 4, chlorosilane having a (meth) acryl group such as 3- (2-methacryloyloxyethoxy) propyldimethylchlorosilane is reacted with anion-polymerized cyclic siloxane using lithium trialkylsilanolate as an initiator. A method for preparing a silicone compound represented by the following formula (b) is described.
The product obtained by this method may become cloudy when mixed with a hydrophilic monomer such as 2-hydroxyethyl methacrylate. Furthermore, the terminal blocking rate of the silicone chain by chlorosilane is not high.
特許文献5には、片末端水酸基含有オルガノポリシロキサンと(メタ)アクリル酸(エステル)のエステル化またはエステル交換によって下記式(c)で表されるシリコーン化合物を調製する方法が記載されている。
(rは3以上の整数)
しかし、上記方法ではエステル化率が不十分となり末端封鎖率が低く、また、シリコーンの重合度に分布ができる。
Patent Document 5 describes a method of preparing a silicone compound represented by the following formula (c) by esterification or transesterification of one-terminal hydroxyl group-containing organopolysiloxane and (meth) acrylic acid (ester).
(R is an integer of 3 or more)
However, in the above method, the esterification rate becomes insufficient, the terminal blocking rate is low, and the degree of polymerization of silicone can be distributed.
特許文献6には、片末端水酸基含有オルガノポリシロキサンと(メタ)アクリル酸ハライドのエステル化によって、下記式(d)で表されるシリコーン化合物を調製する方法が記載されている。特許文献6は、該方法により、下記式(d)で表され、特定のm、n、R1及びR2を有する1種のシリコーン化合物を95重量%超で含む高純度シリコーンモノマーを製造できることを記載している。
上記特許文献3及び6に記載のモノマー化合物から得られる重合体は機械的強度の耐久性に劣り、リン酸緩衝液に浸漬することにより機械的強度が低下することがある。また、上記特許文献1〜6に記載される化合物はいずれも、シロキサニル基に隣接するアルキレンがプロピレン又はメチルプロピレンである。これは、出発原料となるアリルアルコール及びメタリルアルコールが安定であり、取り扱い及び入手がしやすく、これらの誘導体のアリルエーテル化合物及びメタリルエーテル化合物が原料として広く用いられている為である。しかし、上記特許文献1〜6に記載された、これらの化合物を重合成分として得られる重合体は、加水分解によって眼科デバイスの物性が変化することがある。 The polymers obtained from the monomer compounds described in Patent Documents 3 and 6 are inferior in durability of mechanical strength, and the mechanical strength may decrease when immersed in a phosphate buffer solution. In any of the compounds described in Patent Documents 1 to 6, the alkylene adjacent to the siloxanyl group is propylene or methylpropylene. This is because allyl alcohol and methallyl alcohol as starting materials are stable and easy to handle and obtain, and allyl ether compounds and methallyl ether compounds of these derivatives are widely used as raw materials. However, the polymer obtained by using these compounds as a polymerization component described in Patent Documents 1 to 6 may change the physical properties of the ophthalmic device due to hydrolysis.
そこで本発明は、所定個数のケイ素原子を有する重合性モノマーであって、高純度で、眼用モノマーとして好適であり、併用する(メタ)アクリル系モノマーに対して相溶性が良好であり、耐加水分解性に優れるモノマー化合物であり、防汚性及び機械的強度の耐久性に優れる重合体を与える化合物、及びその製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention is a polymerizable monomer having a predetermined number of silicon atoms, is highly pure and suitable as an ophthalmic monomer, has good compatibility with the (meth) acrylic monomer used in combination, and is resistant to resistance. It is an object of the present invention to provide a compound that is a monomer compound excellent in hydrolyzability, gives a polymer excellent in antifouling property and durability of mechanical strength, and a method for producing the same.
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、下記式(1)で表される化合物が、他の(メタ)アクリル系モノマーとの相溶性が良好であり、且つ、耐加水分解性に優れ、また、無色透明であり機械的強度の耐久性及び防汚性に優れる重合体を与えることを見出し、本発明を成すに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the compound represented by the following formula (1) has good compatibility with other (meth) acrylic monomers and is resistant to hydrolysis. The present invention has been found by providing a polymer which is excellent in properties, is colorless and transparent, and has excellent mechanical strength durability and antifouling properties.
即ち、本発明は、下記式(1)で表される化合物、及び該化合物の製造方法を提供する。
本発明のシリコーン化合物は耐加水分解性に優れ、機械的強度の耐久性に優れる重合体を与える。また、酸素透過性が高く、併用する他の(メタ)アクリル系モノマーとの相溶性が高いため、無色透明な重合体を与える。さらには、耐汚染性を付与するフッ素置換基含有(メタ)アクリル系モノマーに対する相溶性も良好であるため、耐汚染性(防汚性)をより向上した重合体を与えることができる。また、本発明の製造方法は、水酸基を有するシリコーン化合物と酸クロライドとの反応、あるいはヒドロシリル基を有するシリコーン化合物とエチレンオキサイド構造を有する不飽和(メタ)アクリル化合物との付加反応を使用する。該製造方法によれば高純度を有するシリコーン化合物を与えることができる。従って、本発明のシリコーン化合物及び該化合物の製造方法は眼科デバイス製造用として好適である。 The silicone compound of the present invention provides a polymer having excellent hydrolysis resistance and excellent mechanical strength durability. In addition, since it has high oxygen permeability and high compatibility with other (meth) acrylic monomers used in combination, it gives a colorless and transparent polymer. Furthermore, since the compatibility with the fluorine-substituted group-containing (meth) acrylic monomer that imparts stain resistance is also good, a polymer with improved stain resistance (antifouling property) can be provided. The production method of the present invention uses a reaction between a silicone compound having a hydroxyl group and an acid chloride, or an addition reaction between a silicone compound having a hydrosilyl group and an unsaturated (meth) acrylic compound having an ethylene oxide structure. According to the production method, a silicone compound having high purity can be provided. Therefore, the silicone compound and the method for producing the compound of the present invention are suitable for producing an ophthalmic device.
本発明のシリコーン化合物は上記式(1)で表され、所定個数のケイ素原子を含有するシロキサニル基及び(メタ)アクリル基を有し、該(メタ)アクリル基とシロキサニル基のスペーサーにエチレンオキサイド構造のみを有することを特徴とする。特には、シロキサニル基に隣接するアルキレンがエチレンであることを特徴とする。これにより耐加水分解性を向上することができる。シロキサニル基に隣接するアルキレンが炭素数3以上、例えばプロピレンやメチルプロピレンであると、該化合物は加水分解されやすく、得られる重合体の物性が変化する恐れがある。 The silicone compound of the present invention is represented by the above formula (1), has a siloxanyl group containing a predetermined number of silicon atoms and a (meth) acryl group, and has an ethylene oxide structure as a spacer between the (meth) acryl group and the siloxanyl group. It is characterized by having only. In particular, the alkylene adjacent to the siloxanyl group is ethylene. Thereby, hydrolysis resistance can be improved. When the alkylene adjacent to the siloxanyl group has 3 or more carbon atoms, for example, propylene or methylpropylene, the compound is easily hydrolyzed and the physical properties of the resulting polymer may be changed.
上記式(1)において、kは2または3である。kが0または1では酸素透過率が低くなる。 In the above formula (1), k is 2 or 3. When k is 0 or 1, the oxygen permeability is low.
上記式(1)において、nは1〜2の整数である。本発明の化合物は(ポリ)エチレンオキサイド構造を有することにより良好な親水性を有することができる。nが0であると親水性が低くなる。nが上記上限を超えては耐加水分解性が低くなる。 In said formula (1), n is an integer of 1-2. The compound of the present invention can have good hydrophilicity by having a (poly) ethylene oxide structure. When n is 0, the hydrophilicity is lowered. When n exceeds the upper limit, hydrolysis resistance is lowered.
上記式(1)において、R1およびR2は互いに独立に炭素数1〜4のアルキル基である。例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、及びブチル基が挙げられ、好ましくはメチル基である。 In the above formula (1), R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group, and a methyl group is preferable.
上記式(1)において、R3は水素原子又はメチル基である。 In the above formula (1), R 3 is a hydrogen atom or a methyl group.
本発明は、後述する方法により、上記式(1)で表され、特定の一のk、n、R1、R2及びR3を有する1種類の化合物を高純度で有する化合物を提供することができる。高純度とは、前記特定の一の構造を有する1種類が、化合物の質量全体のうち95質量%超、好ましくは97質量%以上、さらに好ましくは99質量%以上を成すことである。本発明において、純度はガスクロマトグラフィー(以下「GC」とする)分析により求められる。詳細な条件は後述する。化合物が上記高純度を有することにより、2−ヒドロキシエチルメタクリレート等の非シリコーン系モノマーと混合したときに、濁りを生じず透明な重合体を得ることができる。純度が95質量%未満、例えば、異なるmを有する化合物が5質量%超存在すると、本発明の化合物を非シリコーン系モノマーと混合したときに濁りを生じ、透明なポリマーが得られない場合がある。 The present invention provides a compound represented by the above formula (1) and having one kind of compound having specific one of k, n, R 1 , R 2 and R 3 with high purity by the method described later. Can do. High purity means that one type having the one specific structure constitutes more than 95% by mass, preferably 97% by mass or more, more preferably 99% by mass or more, based on the total mass of the compound. In the present invention, the purity is determined by gas chromatography (hereinafter referred to as “GC”) analysis. Detailed conditions will be described later. When the compound has the high purity, a transparent polymer can be obtained without causing turbidity when mixed with a non-silicone monomer such as 2-hydroxyethyl methacrylate. When a compound having a purity of less than 95% by mass, for example, more than 5% by mass, is present, turbidity may occur when the compound of the present invention is mixed with a non-silicone monomer, and a transparent polymer may not be obtained. .
式(1)において、kが2であり、nが2であり、R1およびR2がメチル基で、R3が水素原子あるとき、該化合物の分子量は408であり、化合物全体の質量に対するシロキサンの質量割合は約54%である。該化合物はSi含量が高いため、得られる共重合体は高い酸素透過性を有する。 In the formula (1), when k is 2, n is 2, R 1 and R 2 are methyl groups, and R 3 is a hydrogen atom, the molecular weight of the compound is 408, and relative to the total mass of the compound The mass proportion of siloxane is about 54%. Since the compound has a high Si content, the resulting copolymer has high oxygen permeability.
本発明はさらに、上記式(1)で示される化合物の製造方法を提供する。
本発明の第一の製造方法は、下記式(2)で表されるシリコーン化合物と
下記式(3)で表される(メタ)アクリル酸ハライドとを
反応させる工程を含む。
該反応は、上記式(2)で表されるポリオルガノシロキサンの、トルエンまたはヘキサン等の溶液中に、上記式(3)で表される酸ハライド、好ましくは酸クロライドを、徐々に添加して、水浴等で冷却しながら0〜50℃の温度で行なうことが好ましい。
The present invention further provides a method for producing the compound represented by the above formula (1).
The first production method of the present invention comprises a silicone compound represented by the following formula (2):
(Meth) acrylic acid halide represented by the following formula (3)
A step of reacting.
The reaction is carried out by gradually adding an acid halide represented by the above formula (3), preferably an acid chloride, into a solution of the polyorganosiloxane represented by the above formula (2) such as toluene or hexane. It is preferable to carry out at 0-50 degreeC, cooling with a water bath etc.
式(3)で表される酸ハライドの量比は、式(2)で表されるポリオルガノシロキサン1molに対して、1〜3mol、好ましくは、1.05〜2molである。上記下限値未満では式(2)のポリオルガノシロキサンが未反応物として残存し、高純度化ができない。また上記上限値を超えると経済的に不利である。 The amount ratio of the acid halide represented by the formula (3) is 1 to 3 mol, preferably 1.05 to 2 mol with respect to 1 mol of the polyorganosiloxane represented by the formula (2). If it is less than the said lower limit, the polyorganosiloxane of Formula (2) will remain as an unreacted substance, and high purity cannot be achieved. Moreover, it is economically disadvantageous if the upper limit is exceeded.
上記反応は好ましくは酸捕捉剤の存在下で行うのがよい。酸捕捉剤の存在下で反応させるとより収率が高くなる。該酸捕捉剤としては、各種アミン、例えばトリエチルアミン、ピリジンが挙げられ、好ましくはトリエチルアミンである。酸捕捉剤の量比は、上記式(3)で表される(メタ)アクリル酸ハライド1モルに対して1モル〜2モル程度であればよい。 The above reaction is preferably carried out in the presence of an acid scavenger. When the reaction is carried out in the presence of an acid scavenger, the yield becomes higher. Examples of the acid scavenger include various amines such as triethylamine and pyridine, and triethylamine is preferable. The amount ratio of the acid scavenger may be about 1 to 2 mol with respect to 1 mol of (meth) acrylic acid halide represented by the above formula (3).
(メタ)アクリル酸ハライドの純度は得られるシリコーン化合物(式(1))の純度に影響する。そのため、(メタ)アクリル酸ハライドは高純度品であることが好ましい。特に好ましくは、市販されている純度99%以上の(メタ)アクリル酸クロライドを使用することが好ましい。酸クロライドを使用した反応では、副反応はほぼ認められない。 The purity of (meth) acrylic acid halide affects the purity of the resulting silicone compound (formula (1)). Therefore, the (meth) acrylic acid halide is preferably a high purity product. It is particularly preferable to use commercially available (meth) acrylic acid chloride having a purity of 99% or more. In the reaction using acid chloride, side reactions are hardly observed.
本発明の方法の好ましい態様は、反応中、GC測定により残存シリコーン化合物(式(2))の有無をモニタリングし、そのピーク消失を確認した後に、反応物に水を投入して攪拌する。その後、静置させて有機層と水層に分離する。有機層を数回水洗した後、有機層中の溶剤をストリップする。該方法により、GC測定における純度95質量%超の目的物を得ることができる。純度は、GCのピーク面積の割合に基づく。水素炎イオン化型検出器(FID)を用いた場合、ピーク面積は炭素数に比例するので、その割合は生成物中の質量%にほぼ等しい。 In a preferred embodiment of the method of the present invention, during the reaction, the presence or absence of the residual silicone compound (formula (2)) is monitored by GC measurement, and after confirming the disappearance of the peak, water is added to the reaction and stirred. Then, it is allowed to stand to separate into an organic layer and an aqueous layer. After the organic layer is washed several times with water, the solvent in the organic layer is stripped. By this method, an object having a purity exceeding 95% by mass in GC measurement can be obtained. Purity is based on the percentage of GC peak area. When a flame ionization detector (FID) is used, the peak area is proportional to the number of carbon atoms, so the ratio is approximately equal to the mass% in the product.
上記式(2)で表されるシリコーン化合物は、下記式(4)で表されるオルガノハイドロジェンシロキサンと、
下記式(5)で表される化合物(以下、ビニルエーテル化合物という)とを、
付加反応させて製造することができる。
The silicone compound represented by the above formula (2) is an organohydrogensiloxane represented by the following formula (4):
A compound represented by the following formula (5) (hereinafter referred to as a vinyl ether compound),
It can be produced by addition reaction.
該付加反応は従来公知の方法に従えばよい。例えば、白金族化合物等の付加反応触媒の存在下で行う。その際、溶剤を使用してもよく、例えばヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、トルエン等の脂肪族、芳香族系溶剤、エタノール、IPA等のアルコール系溶剤が好適に使用出来る。配合比率は従来公知の方法に従えばよく、ポリオルガノハイドロジェンシロキサン1モルに対しビニルエーテル化合物を1.2モル以上、好ましくは1.5モル以上使用するのがよい。上限は特に制限されないが、通常5モル以下、特には3モル以下である。 The addition reaction may be performed according to a conventionally known method. For example, the reaction is performed in the presence of an addition reaction catalyst such as a platinum group compound. At that time, a solvent may be used. For example, aliphatic or aromatic solvents such as hexane, methylcyclohexane, ethylcyclohexane and toluene, and alcohol solvents such as ethanol and IPA can be preferably used. The blending ratio may be according to a conventionally known method, and the vinyl ether compound is used in an amount of 1.2 mol or more, preferably 1.5 mol or more, per 1 mol of polyorganohydrogensiloxane. The upper limit is not particularly limited, but is usually 5 mol or less, particularly 3 mol or less.
上記式(5)で表されるビニルエーテル化合物としては、好ましくは、下記式で表される化合物が挙げられる。
好ましい態様としては、例えば、ビニルエーテル化合物を必要に応じて溶剤で希釈し、そこへ白金系ヒドロシリル化触媒を添加する。白金系ヒドロシリル化触媒の種類は特に制限されず、従来公知のものが使用できる。さらに、室温もしくはそれ以上の温度でポリオルガノハイドロジェンシロキサンを滴下して反応させる。滴下終了後、加温下で熟成した後、原料ポリオルガノハイドロジェンシロキサンの有無を、例えばGC測定においてピークが消失したことで確認する。反応終点をGC測定により確認することにより、ポリオルガノハイドロジェンシロキサンが生成物中に残存しないため高純度のシリコーン化合物を得ることができる。尚、上記反応は一括で行っても良い。 In a preferred embodiment, for example, a vinyl ether compound is diluted with a solvent as necessary, and a platinum-based hydrosilylation catalyst is added thereto. The kind in particular of platinum-type hydrosilylation catalyst is not restrict | limited, A conventionally well-known thing can be used. Furthermore, polyorganohydrogensiloxane is dropped and reacted at room temperature or higher. After completion of the dropwise addition, after aging under heating, the presence or absence of the starting polyorganohydrogensiloxane is confirmed by the disappearance of the peak in, for example, GC measurement. By confirming the reaction end point by GC measurement, since the polyorganohydrogensiloxane does not remain in the product, a high-purity silicone compound can be obtained. The above reaction may be carried out in a lump.
付加反応終了後に、反応液から過剰のビニルエーテル化合物を除去する。該方法としては、減圧下ストリップ、または、イオン交換水もしくはぼう硝水で反応物を水洗してビニルエーテル化合物を水層へ抽出し除去する方法が挙げられる。この際、良好な2層分離を得る為に、トルエン、ヘキサン等の溶剤を適当量使用するのが好ましい。特には、有機層から溶剤を減圧ストリップすることで、上記式(2)のシリコーン化合物を、95質量%超、更には約97質量%以上、さらには99質量%以上の高純度で得ることができる。より純度を高めるために、蒸留を複数回行なってもよい。高純度とは、式(2)において特定の一のk、n、R1、R2及びR3を有する特定の一の構造を有する1種類が、化合物の質量全体のうち95質量%超、好ましくは97質量%以上、さらに好ましくは99質量%以上を成すことである。 After completion of the addition reaction, excess vinyl ether compound is removed from the reaction solution. Examples of the method include stripping under reduced pressure, or a method in which the reaction product is washed with ion-exchanged water or sodium nitrate water and the vinyl ether compound is extracted and removed into an aqueous layer. At this time, it is preferable to use an appropriate amount of a solvent such as toluene or hexane in order to obtain good two-layer separation. In particular, by removing the solvent from the organic layer under reduced pressure, the silicone compound of the above formula (2) can be obtained with a high purity of more than 95% by mass, more preferably about 97% by mass or more, and further 99% by mass or more. it can. In order to increase the purity, distillation may be performed a plurality of times. High purity means that one type having a specific structure having a specific one of k, n, R 1 , R 2 and R 3 in formula (2) is more than 95% by mass of the total mass of the compound, Preferably it is 97 mass% or more, More preferably, it is 99 mass% or more.
上記式(4)で示されるオルガノハイドロジェンシロキサンは、公知の方法で作ることができるし、市販品を使用することもできる。 The organohydrogensiloxane represented by the above formula (4) can be produced by a known method, or a commercially available product can be used.
また、ビニルエーテル化合物中の水酸基をヘキサメチルジシラザン等のシリル化剤によりシリルエステルにし、上記付加反応後にシリルエステルを加水分解して、式(2)のシリコーン化合物を得ても良い。 In addition, the hydroxyl group in the vinyl ether compound may be converted to a silyl ester with a silylating agent such as hexamethyldisilazane, and the silyl ester may be hydrolyzed after the addition reaction to obtain a silicone compound of the formula (2).
上記式(1)で表される化合物を製造する本発明の第二の方法は、下記式(4)で表されるオルガノハイドロジェンシロキサンと、
下記式(6)で表される化合物とを、
反応させる工程を含む。
The second method of the present invention for producing the compound represented by the above formula (1) includes an organohydrogensiloxane represented by the following formula (4),
A compound represented by the following formula (6):
A step of reacting.
該付加反応は従来公知の方法に従えばよい。例えば、白金族化合物等の付加反応触媒の存在下で行う。その際、溶剤を使用してもよく、例えばヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、トルエン等の脂肪族、芳香族系溶剤、エタノール、IPA等のアルコール系溶剤が好適に使用出来る。ポリオルガノハイドロジェンシロキサン1モルに対し式(6)で表される化合物を1.2モル以上、好ましくは1.5モル以上となる量比で使用するのがよい。上限は特に制限されないが、通常5モル以下、特には3モル以下である。上記式(6)で表される化合物は、ビニルアルコールと酸ハライド等との反応等、公知の方法で製造できる。 The addition reaction may be performed according to a conventionally known method. For example, the reaction is performed in the presence of an addition reaction catalyst such as a platinum group compound. At that time, a solvent may be used. For example, aliphatic or aromatic solvents such as hexane, methylcyclohexane, ethylcyclohexane and toluene, and alcohol solvents such as ethanol and IPA can be preferably used. The compound represented by the formula (6) is used in an amount of 1.2 mol or more, preferably 1.5 mol or more per 1 mol of the polyorganohydrogensiloxane. The upper limit is not particularly limited, but is usually 5 mol or less, particularly 3 mol or less. The compound represented by the above formula (6) can be produced by a known method such as a reaction between vinyl alcohol and acid halide.
上記式(6)で表される化合物としては、好ましくは、下記式で表される化合物が挙げられる。
好ましい態様としては、例えば、式(6)で表される化合物を必要に応じて溶剤で希釈し、そこへ白金系ヒドロシリル化触媒を添加する。白金系ヒドロシリル化触媒の種類は特に制限されず、従来公知のものが使用できる。さらに、室温もしくはそれ以上の温度でオルガノハイドロジェンシロキサンを滴下して反応させる。滴下終了後、加温下で熟成した後、原料オルガノハイドロジェンシロキサンの有無を、例えばGC測定においてピークが消失したことで確認する。反応終点をGC測定により確認することにより、オルガノハイドロジェンシロキサンが生成物中に残存しないため高純度のシリコーン化合物を得ることができる。尚、上記反応は一括で行っても良い。 In a preferred embodiment, for example, the compound represented by the formula (6) is diluted with a solvent as necessary, and a platinum-based hydrosilylation catalyst is added thereto. The kind in particular of platinum-type hydrosilylation catalyst is not restrict | limited, A conventionally well-known thing can be used. Furthermore, the organohydrogensiloxane is dropped and reacted at room temperature or higher. After completion of the dropwise addition, after aging under heating, the presence or absence of the raw material organohydrogensiloxane is confirmed by the disappearance of the peak in the GC measurement, for example. By confirming the reaction end point by GC measurement, since organohydrogensiloxane does not remain in the product, a high-purity silicone compound can be obtained. The above reaction may be carried out in a lump.
付加反応終了後に、反応液から過剰の式(6)で表される化合物を除去する。該方法としては、減圧下ストリップ、または、イオン交換水もしくはぼう硝水で反応物を水洗して式(6)で表される化合物を水層へ抽出し除去する方法が挙げられる。この際、良好な2層分離を得る為に、トルエン、ヘキサン等の溶剤を適当量使用するのが好ましい。特には、反応物から式(6)で表される化合物を減圧ストリップすることで、上記式(1)のシリコーン化合物を、95質量%超、更には約97質量%以上、さらには99質量%以上の高純度で得ることができる。 After completion of the addition reaction, an excess of the compound represented by the formula (6) is removed from the reaction solution. Examples of the method include stripping under reduced pressure, or washing the reaction product with ion-exchanged water or sodium nitrate water to extract and remove the compound represented by formula (6) into the aqueous layer. At this time, in order to obtain good two-layer separation, it is preferable to use an appropriate amount of a solvent such as toluene or hexane. In particular, by stripping the compound represented by formula (6) from the reaction product under reduced pressure, the silicone compound represented by formula (1) is more than 95% by mass, more preferably about 97% by mass or more, and further 99% by mass. It can be obtained with the above high purity.
本発明の化合物は、(メタ)アクリル基など、上記シリコーン化合物と重合する基を有する他の化合物(以下、重合性モノマー、または親水性モノマーという)との相溶性が良好である。そのため、重合性モノマーと共重合することにより無色透明の共重合体を与えることができる。また上述の通り、本発明の化合物は耐加水分解性に優れる重合体を与える。さらには、耐汚染性を付与するフッ素置換基含有(メタ)アクリル系モノマーに対する相溶性も良好であるため、耐汚染性(防汚性)をより向上した重合体を与えることができる。本発明のシリコーン化合物と他の重合性(親水性)モノマーとから導かれる繰返し単位を含む共重合体の製造において、本発明のシリコーン化合物の配合割合は、本発明のシリコーン化合物と重合性(親水性)モノマーとの合計100質量部に対して本発明のシリコーン化合物を好ましくは50〜90質量部、より好ましくは60〜80質量部となる量がよい。 The compound of the present invention has good compatibility with other compounds having a group that polymerizes with the silicone compound, such as a (meth) acryl group (hereinafter referred to as a polymerizable monomer or a hydrophilic monomer). Therefore, a colorless and transparent copolymer can be obtained by copolymerizing with a polymerizable monomer. Further, as described above, the compound of the present invention gives a polymer having excellent hydrolysis resistance. Furthermore, since the compatibility with the fluorine-substituted group-containing (meth) acrylic monomer that imparts stain resistance is also good, a polymer with improved stain resistance (antifouling property) can be provided. In the production of a copolymer containing a repeating unit derived from the silicone compound of the present invention and another polymerizable (hydrophilic) monomer, the blending ratio of the silicone compound of the present invention is polymerizable with the silicone compound of the present invention (hydrophilic). The silicone compound of the present invention is preferably 50 to 90 parts by mass, more preferably 60 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total with the monomers.
重合性モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールジメタクリレート、ポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリアルキレングリコールモノアルキルエーテル(メタ)アクリレート、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2,3―ジヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等のアクリル系モノマー;N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N−アクリロイルモルホリン、N−メチル(メタ)アクリルアミド等のアクリル酸誘導体;その他の不飽和脂肪族もしくは芳香族化合物、例えばクロトン酸、桂皮酸、ビニル安息香酸;及び(メタ)アクリル基などの重合性基を有するシリコーンモノマーが挙げられる。これらは1種単独でも、2種以上を併用してもよい。 Examples of the polymerizable monomer include (meth) acrylic acid, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, (poly) ethylene glycol dimethacrylate, polyalkylene glycol mono (meth) acrylate, polyalkylene glycol monoalkyl ether ( Acrylic monomers such as (meth) acrylate, trifluoroethyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2,3-dihydroxypropyl (meth) acrylate; N, N-dimethylacrylamide, N, N-diethylacrylamide , N-acryloylmorpholine, acrylic acid derivatives such as N-methyl (meth) acrylamide; other unsaturated aliphatic or aromatic compounds such as crotonic acid, cinnamic acid, vinyl benzoic acid; and (meth) a Silicone monomers having a polymerizable group such as Lil group. These may be used alone or in combination of two or more.
本発明の化合物と上記他の重合性モノマーとの共重合は従来公知の方法により行えばよい。例えば、熱重合開始剤や光重合開始剤など既知の重合開始剤を使用して行うことができる。該重合開始剤としては、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル、ベンゾイルパーオキサイド、tert−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイドなどがあげられる。これら重合開始剤は単独でまたは2種以上を混合して用いることができる。重合開始剤の配合量は、重合成分の合計100質量部に対して0.001〜2質量部、好ましくは0.01〜1質量部であるのがよい。 Copolymerization of the compound of the present invention with the other polymerizable monomer may be performed by a conventionally known method. For example, it can be carried out using a known polymerization initiator such as a thermal polymerization initiator or a photopolymerization initiator. Examples of the polymerization initiator include 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one, azobisisobutyronitrile, azobisdimethylvaleronitrile, benzoyl peroxide, tert-butyl hydroperoxide, cumene And hydroperoxide. These polymerization initiators can be used alone or in admixture of two or more. The compounding quantity of a polymerization initiator is 0.001-2 mass parts with respect to a total of 100 mass parts of a polymerization component, Preferably it is 0.01-1 mass part.
本発明の化合物から導かれる繰返し単位を含む重合体は、酸素透過性、機械的強度の耐久性、及び防汚性に優れ、且つ耐加水分解性に優れる。従って、眼科デバイス、例えば、コンタクトレンズ、眼内レンズ、人工角膜を製造するのに好適である。該重合体を用いた眼科デバイスの製造方法は特に制限されるものでなく、従来公知の眼科デバイスの製造方法に従えばよい。例えば、コンタクトレンズ、眼内レンズなどレンズの形状に成形する際には、切削加工法や鋳型(モールド)法などを使用できる。 The polymer containing a repeating unit derived from the compound of the present invention is excellent in oxygen permeability, durability of mechanical strength, antifouling property, and excellent in hydrolysis resistance. Therefore, it is suitable for manufacturing ophthalmic devices such as contact lenses, intraocular lenses, and artificial corneas. The manufacturing method of the ophthalmic device using the polymer is not particularly limited, and may be a conventional ophthalmic device manufacturing method. For example, when forming into a lens shape such as a contact lens or an intraocular lens, a cutting method or a mold method can be used.
以下、実施例及び比較例を示し、本発明をより詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。下記実施例において、粘度はキャノンフェンスケ粘度計を用い、比重は浮秤計を用いて測定した。屈折率はデジタル屈折率計RX−5000(アタゴ社製)を用いて測定した。1H−NMR分析は、JNM−ECP500(日本電子社製)を用い、測定溶媒として重クロロホルムを使用して実施した。
また、下記において化合物の純度は、以下の条件によるガスクロマトグラフィー(GC)測定により行ったものである。
ガスクロマトグラフィー(GC)測定条件
ガスクロマトグラフ:Agilent社製
検出器:FID、温度300℃
キャピラリーカラム:J&W社 HP−5MS(0.25mm×30m×0.25μm)
昇温プログラム:50℃(5分)→10℃/分→250℃(保持)
注入口温度:250℃
キャリアガス:ヘリウム(1.0ml/分)
スプリット比: 50:1
注入量:1μl
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated in detail, this invention is not restrict | limited to the following Example. In the following Examples, the viscosity was measured using a Canon Fenceke viscometer, and the specific gravity was measured using a buoyancy meter. The refractive index was measured using a digital refractometer RX-5000 (manufactured by Atago Co., Ltd.). 1 H-NMR analysis was performed using JNM-ECP500 (manufactured by JEOL Ltd.) and deuterated chloroform as a measurement solvent.
In the following, the purity of the compound is determined by gas chromatography (GC) measurement under the following conditions.
Gas chromatography (GC) measurement conditions Gas chromatograph: Agilent detector: FID, temperature 300 ° C
Capillary column: HP-5MS (0.25 mm × 30 m × 0.25 μm) from J & W
Temperature increase program: 50 ° C (5 minutes) → 10 ° C / minute → 250 ° C (hold)
Inlet temperature: 250 ° C
Carrier gas: Helium (1.0 ml / min)
Split ratio: 50: 1
Injection volume: 1 μl
[実施例1]
下記式(10)の化合物64.6g(0.32mol)、メチルシクロヘキサン100gを、攪拌機、ジムロート、温度計、及び滴下ロートを付けた1リットルフラスコに仕込み、70℃まで昇温した。塩化白金酸アルカリ中和物とビニルシロキサンとの反応物(錯体)のトルエン溶液(白金含有量0.5%)0.15gを前記フラスコ中に添加した後、滴下ロートを用いて、1,1,1,3,5,5,5−ヘプタメチルトリシロキサン44.4g(0.2mol)を1時間かけて前記フラスコ中へ滴下した。100℃で1時間熟成後に反応物をGCで分析したところ、原料の1,1,1,3,5,5,5−ヘプタメチルトリシロキサンのピークが消失し、反応が完結したことを示した。メチルシクロヘキサンを減圧ストリップして、無色透明液体であるシリコーン化合物76.3gを得た。1H−NMR分析で、下記式(11)で表されるシリコーン化合物であることが確認された(0.18mol、収率89%、シリコーン化合物1)。GC測定による該シリコーン化合物の純度は96.3%であり、粘度は5.4mm2/s(25℃)であり、比重は0.962(25℃)であり、屈折率は1.4307であった。
64.6 g (0.32 mol) of the compound of the following formula (10) and 100 g of methylcyclohexane were charged into a 1 liter flask equipped with a stirrer, a Dim funnel, a thermometer, and a dropping funnel, and the temperature was raised to 70 ° C. After adding 0.15 g of a toluene solution (platinum content 0.5%) of a reaction product (complex) of alkali chloroplatinate acid and vinyl siloxane to the flask, 1,1 using a dropping funnel 1,3,5,5,5-heptamethyltrisiloxane 44.4 g (0.2 mol) was dropped into the flask over 1 hour. When the reaction product was analyzed by GC after aging at 100 ° C. for 1 hour, the peak of 1,1,1,3,5,5,5-heptamethyltrisiloxane of the raw material disappeared, indicating that the reaction was complete. . Methylcyclohexane was stripped under reduced pressure to obtain 76.3 g of a silicone compound as a colorless transparent liquid. It was confirmed by 1 H-NMR analysis that it was a silicone compound represented by the following formula (11) (0.18 mol, yield 89%, silicone compound 1). According to GC measurement, the silicone compound had a purity of 96.3%, a viscosity of 5.4 mm 2 / s (25 ° C.), a specific gravity of 0.962 (25 ° C.), and a refractive index of 1.4307. there were.
上記シリコーン化合物1の1H−NMRスペクトルデータを以下に示す。
0.1ppm(23H)、0.9ppm(2H)、2.0ppm(3H)、3.5−3.8ppm(6H)、4.3ppm(2H)、5.6ppm(1H)、6.1ppm(1H)。
The 1 H-NMR spectrum data of the silicone compound 1 is shown below.
0.1 ppm (23H), 0.9 ppm (2H), 2.0 ppm (3H), 3.5-3.8 ppm (6H), 4.3 ppm (2H), 5.6 ppm (1H), 6.1 ppm ( 1H).
[実施例2]
ジエチレングリコールモノビニルエーテル99.0g(0.75mol)、トルエン100gを、ジムロート、温度計、及び滴下ロートを付けた1リットルフラスコに仕込み、70℃まで昇温した。塩化白金酸アルカリ中和物とビニルシロキサンとの反応物(錯体)のトルエン溶液(白金含有量0.5%)0.38gを前記フラスコ中に添加した後、滴下ロートを用いて、1,1,1,3,5,5,5−ヘプタメチルトリシロキサン111.0g(0.5mol)を1時間かけて前記フラスコ中へ滴下した。内温は85℃まで上昇した。100℃で1時間熟成後に反応物をGCで分析したところ、原料ヘプタメチルトリシロキサンのピークが消失し、反応が完結したことを示した。反応物に200gのイオン交換水を加え、攪拌しながら水洗し、静置して相分離させ、過剰のジエチレングリコールモノビニルエーテルを含む水層を除去した。同様にして、200gイオン交換水で2回水洗し、有機層のトルエンを減圧ストリップして、下記式(12)のシリコーン化合物を159.3g(収率90%)得た。下記条件のGCによる該シリコーン化合物の純度は99.5質量%だった。
99.0 g (0.75 mol) of diethylene glycol monovinyl ether and 100 g of toluene were charged into a 1 liter flask equipped with a Dim funnel, a thermometer, and a dropping funnel, and the temperature was raised to 70 ° C. After adding 0.38 g of a toluene solution (platinum content 0.5%) of a reaction product (complex) of alkali chloroplatinic acid and vinyl siloxane to the flask, 1,1 using a dropping funnel , 1,3,5,5,5-heptamethyltrisiloxane (111.0 g, 0.5 mol) was dropped into the flask over 1 hour. The internal temperature rose to 85 ° C. When the reaction product was analyzed by GC after aging at 100 ° C. for 1 hour, the peak of the raw material heptamethyltrisiloxane disappeared, indicating that the reaction was complete. 200 g of ion-exchanged water was added to the reaction product, washed with stirring, and allowed to stand for phase separation, and the aqueous layer containing excess diethylene glycol monovinyl ether was removed. Similarly, it was washed twice with 200 g ion-exchanged water, and toluene in the organic layer was stripped under reduced pressure to obtain 159.3 g (yield 90%) of a silicone compound of the following formula (12). The purity of the silicone compound by GC under the following conditions was 99.5% by mass.
得られた上記式(12)のシリコーン化合物146.1g(0.4mol)、脱塩酸剤トリエチルアミン50.6g(0.5mol)、ヘキサン500gを、ジムロート、温度計、滴下ロートを付けた、2リットルフラスコに仕込み、フラスコを水浴中で冷却しながら、メタクリル酸クロライド48.1g(0.46mol)とヘキサン50gの混合物を1時間かけて滴下した。内温は20℃から30℃まで上昇した。水浴をはずし、式(12)のシリコーン化合物のピークをGCでモニターしながら室温で熟成した。10時間後に、式(12)のシリコーン化合物のピークが、GCでの検出限界以下になったので、反応液にイオン交換水500g加え水洗した。静置分離して水層をカットした後、さらに2回水洗した。有機層から溶媒のヘキサン等を減圧ストリップすることにより、上記式(11)で表される化合物を得た。得られた化合物は無色透明液体であり、該シリコーン化合物のGCによる純度は98.6質量%であった。 14 liters (0.4 mol) of the obtained silicone compound of the above formula (12), 50.6 g (0.5 mol) of a dehydrochlorinating agent, 500 g of hexane, 2 liters attached with a Dim funnel, a thermometer and a dropping funnel A mixture of 48.1 g (0.46 mol) of methacrylic acid chloride and 50 g of hexane was added dropwise over 1 hour while the flask was charged and the flask was cooled in a water bath. The internal temperature rose from 20 ° C to 30 ° C. The water bath was removed, and the mixture was aged at room temperature while monitoring the peak of the silicone compound of formula (12) with GC. After 10 hours, since the peak of the silicone compound of formula (12) was below the detection limit in GC, 500 g of ion-exchanged water was added to the reaction solution and washed with water. After standing and separating to cut the aqueous layer, it was further washed twice with water. The compound represented by the above formula (11) was obtained by stripping hexane or the like as a solvent under reduced pressure from the organic layer. The resulting compound was a colorless transparent liquid, and the purity of the silicone compound by GC was 98.6% by mass.
[比較合成例1]
特許4646152号(特許文献6)の実施例1に記載の方法に従い、下記式(13)で表される化合物を合成した(シリコーン化合物2)。
According to the method described in Example 1 of Japanese Patent No. 4646152 (Patent Document 6), a compound represented by the following formula (13) was synthesized (silicone compound 2).
[比較合成例2]
特許4646152号(特許文献6)の実施例2に記載の方法に従い、下記式(14)で表される化合物を合成した(シリコーン化合物3)。
According to the method described in Example 2 of Patent No. 4646152 (Patent Document 6), a compound represented by the following formula (14) was synthesized (silicone compound 3).
[比較合成例3]
特許第4882136号(特許文献3)の実施例1に記載の方法に従い、下記式(15)で表される化合物を合成した(シリコーン化合物4)。
According to the method described in Example 1 of Japanese Patent No. 4882136 (Patent Document 3), a compound represented by the following formula (15) was synthesized (silicone compound 4).
[評価試験]
(1)耐加水分解性の評価
[実施例3、比較例1〜3]
上記で得たシリコーン化合物1〜4各々について、下記試験を行った。
20mLスクリュー管に、シリコーン化合物0.1g、2-プロパノール(3.90g)、酢酸(0.24g)、蒸留水(0.90g)、及び2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール(2mg)を入れてよく混合し、密閉した。該スクリュー管を50℃下に72時間置いた。混合直後(0時間)の混合溶液及び72時間置いた後の混合溶液をガスクロマトグラフィー測定に夫々付した。ガスクロマトグラフィーの測定条件は上記した通りである。
ガスクロマトグラフィー測定により得られたピーク面積は含まれる成分量に比例する。混合直後(0時間)のシリコーン化合物のピーク面積(100%)に対する、72時間後のシリコーン化合物のピーク面積割合(%)を算出し、加水分解による重量減少率を評価した。結果を表1に示す。
[Evaluation test]
(1) Evaluation of hydrolysis resistance
[Example 3, Comparative Examples 1-3]
The following test was done about each of the silicone compounds 1-4 obtained above.
In a 20 mL screw tube, 0.1 g of silicone compound, 2-propanol (3.90 g), acetic acid (0.24 g), distilled water (0.90 g), and 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol (2 mg) was added and mixed well and sealed. The screw tube was placed at 50 ° C. for 72 hours. The mixed solution immediately after mixing (0 hour) and the mixed solution after 72 hours were subjected to gas chromatography measurement. The measurement conditions for gas chromatography are as described above.
The peak area obtained by gas chromatography measurement is proportional to the amount of components contained. The peak area ratio (%) of the silicone compound after 72 hours to the peak area (100%) of the silicone compound immediately after mixing (0 hour) was calculated, and the weight reduction rate due to hydrolysis was evaluated. The results are shown in Table 1.
比較例1〜3に示す通り、シリコーン化合物2〜4は上記条件により加水分解され、成分含有量が著しく減少した。これに対し、本発明のシリコーン化合物はピーク面積割合の減少がほとんどなく、耐加水分解性に優れる。 As shown in Comparative Examples 1 to 3, the silicone compounds 2 to 4 were hydrolyzed under the above conditions, and the component content was significantly reduced. In contrast, the silicone compound of the present invention has almost no decrease in the peak area ratio and is excellent in hydrolysis resistance.
モノマー混合物の調製
[実施例4]
実施例1で得たシリコーン化合物1(60質量部)、N,N−ジメチルアクリルアミド(35質量部)、トリエチレングリコールジメタクリレート(1質量部)、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート(5質量部)、ダロキュア1173(チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製、0.5質量部)を混合し撹拌し、モノマー混合物1を得た。
Preparation of monomer mixture [Example 4]
Silicone compound 1 obtained in Example 1 (60 parts by mass), N, N-dimethylacrylamide (35 parts by mass), triethylene glycol dimethacrylate (1 part by mass), trifluoroethyl (meth) acrylate (5 parts by mass) Darocur 1173 (Ciba Specialty Chemicals, 0.5 parts by mass) was mixed and stirred to obtain monomer mixture 1.
[比較例4〜6]
比較例4〜6では、シリコーン化合物1をシリコーン化合物2〜4に各々替えた他は実施例4と同じ組成及び方法にてモノマー混合物(シリコーン化合物2、3、4の順にモノマー混合物2、3、4と称す)を調製した。
[Comparative Examples 4 to 6]
In Comparative Examples 4-6, a monomer mixture (monomer mixture 2, 3, 4 in the order of silicone compounds 2, 3, 4) was prepared by the same composition and method as in Example 4 except that silicone compound 1 was replaced with silicone compounds 2-4. 4).
(2)他の重合性モノマーとの相溶性
上記で得たモノマー混合物1〜4の外観を目視により観察した。シリコーン化合物と他の(メタ)アクリル化合物との相溶性が良好である混合物は無色透明になるが、相溶性が悪い混合物は濁りを生じる。結果を下記表2に示す。
(2) Compatibility with other polymerizable monomers The appearance of the monomer mixtures 1 to 4 obtained above was visually observed. A mixture in which the compatibility between the silicone compound and the other (meth) acrylic compound is good becomes colorless and transparent, but a mixture in which the compatibility is poor causes turbidity. The results are shown in Table 2 below.
(3)フィルム(重合体)の外観
上記で得たモノマー混合物1〜4各々をアルゴン雰囲気下で脱気した。該混合液を、石英ガラス板2枚をはさんだ鋳型に流し込み、超高圧水銀ランプで1時間照射して厚さ約0.3mmのフィルムを得た。該フィルムの外観を目視観察した。結果を下記表2に示す。
(3) Appearance of film (polymer) Each of the monomer mixtures 1 to 4 obtained above was degassed under an argon atmosphere. The mixed solution was poured into a mold sandwiching two quartz glass plates, and irradiated with an ultrahigh pressure mercury lamp for 1 hour to obtain a film having a thickness of about 0.3 mm. The appearance of the film was visually observed. The results are shown in Table 2 below.
(4)フィルム(重合体)の水濡れ性(表面親水性)
上記(3)で製造したフィルムに対して、接触角計CA−D型(協和界面科学株式会社製)を用い、液適法にて水接触角(°)の測定を行った。結果を下記表2に示す。
(4) Water wettability (surface hydrophilicity) of film (polymer)
The contact angle meter CA-D type (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) was used to measure the water contact angle (°) for the film produced in (3) above by a liquid appropriate method. The results are shown in Table 2 below.
(5)フィルム(重合体)の耐汚染性
上記(3)で製造したフィルムを37℃リン酸緩衝液(PBS(−))に24時間浸漬した。PBS(一)浸漬前および24時間浸漬した後の各フィルムを、公知の人工脂質液中にて、37℃±2℃にて8時間インキュベートした。その後、PBS(−)にて濯ぎ洗いをし、0.1%スダンブラック−胡麻油溶液に浸漬した。浸漬前後で染色状態に差異が確認されない場合を○、確認された場合を×とした。結果を下記表2に示す。
(5) Contamination resistance of film (polymer) The film produced in (3) above was immersed in a 37 ° C. phosphate buffer solution (PBS (−)) for 24 hours. Each film was immersed in a known artificial lipid solution at 37 ° C. ± 2 ° C. for 8 hours before soaking in PBS (1) and after 24 hours. Thereafter, it was rinsed with PBS (−) and immersed in a 0.1% Sudan black-sesame oil solution. The case where no difference was observed in the dyeing state before and after the immersion was indicated as ◯, and the case where the difference was observed was indicated as ×. The results are shown in Table 2 below.
(6)フィルム(重合体)の耐久性
上記(3)に従いフィルムを2枚作製し、その内の1枚の表面水分を拭き取った後に37℃リン酸緩衝液(PBS(一))に24時間浸漬した。PBS(一)浸漬前および24時間浸漬後のフィルム各々を幅2.0mmのダンベル形状にカットし、試験サンプルの上下端を冶具で挟み、一定速度で引張続けた際の破断強度および破断伸度を、破断試験機AGS−50NJ(株式会社島津製作所製)を用いて測定した。PBS(一)に浸漬する前後での破断強度と破断伸度が夫々10%以内の変化の場合は○とし、いずれか一方に10%を超える減少が認められる場合は×とした。結果を下記表2に示す。
(6) Durability of film (polymer) Two films were prepared according to the above (3), and after wiping off the surface moisture of one of them, it was washed in a 37 ° C. phosphate buffer (PBS (1)) for 24 hours. Soaked. Each of the films before dipping in PBS (1) and after dipping for 24 hours was cut into a dumbbell shape having a width of 2.0 mm, the upper and lower ends of the test sample were sandwiched with jigs, and the breaking strength and breaking elongation were maintained at a constant speed. Was measured using a fracture tester AGS-50NJ (manufactured by Shimadzu Corporation). In the case where the breaking strength and breaking elongation before and after immersion in PBS (one) change within 10%, each was marked as ◯, and when a decrease exceeding 10% was observed in either one, it was marked as x. The results are shown in Table 2 below.
比較例4〜6に示す通り、シリコーン化合物2〜4は、他の(メタ)アクリル系モノマー化合物との相溶性が悪く透明な重合体を得られない。また、得られた重合体は水濡れ性、耐汚染性に劣り、さらにリン酸緩衝液に浸漬することで機械的強度が低下する。これに対し、本発明のシリコーン化合物は、他の(メタ)アクリル系モノマー、特にフッ素系モノマーとの相溶性が良好であり、無色透明であり、水濡れ性及び耐汚染性に優れる重合体を与えることができ、さらに該重合体はリン酸緩衝液に浸漬しても機械的強度が低下しない。 As shown in Comparative Examples 4 to 6, silicone compounds 2 to 4 have poor compatibility with other (meth) acrylic monomer compounds and cannot obtain a transparent polymer. Further, the obtained polymer is inferior in water wettability and stain resistance, and further, the mechanical strength is lowered by being immersed in a phosphate buffer. On the other hand, the silicone compound of the present invention is a polymer that has good compatibility with other (meth) acrylic monomers, particularly fluorine monomers, is colorless and transparent, and has excellent water wettability and stain resistance. Furthermore, even when the polymer is immersed in a phosphate buffer, the mechanical strength does not decrease.
本発明の化合物は、酸素透過性を有し、無色透明であり、親水性(水濡れ性)及び耐汚染性に優れ、且つ、耐加水分解性に優れる重合体を与える。さらに本発明の化合物から導かれる繰返し単位を含む重合体はリン酸緩衝液に浸漬しても機械的強度が低下せず、耐久性に優れる。また、本発明の製造方法によれば、特定の構造を有する1種類の化合物を高純度で成る化合物を提供することができる。従って、本発明の化合物及び該化合物の製造方法は、コンタクトレンズ材料、眼内レンズ材料、及び人工角膜材料など、眼科デバイスの製造のために有用である。 The compound of the present invention provides a polymer having oxygen permeability, colorless and transparent, excellent in hydrophilicity (water wettability) and contamination resistance, and excellent in hydrolysis resistance. Furthermore, a polymer containing a repeating unit derived from the compound of the present invention is excellent in durability even if it is immersed in a phosphate buffer without lowering mechanical strength. Moreover, according to the production method of the present invention, it is possible to provide a compound comprising a single compound having a specific structure with high purity. Therefore, the compound of the present invention and the method for producing the compound are useful for producing ophthalmic devices such as contact lens materials, intraocular lens materials, and artificial cornea materials.
Claims (11)
下記式(2)で表されるシリコーン化合物と
下記式(3)で表される(メタ)アクリル酸ハライドとを
反応させる工程を含む、製造方法。 A method for producing a compound represented by the following formula (1),
A silicone compound represented by the following formula (2):
(Meth) acrylic acid halide represented by the following formula (3)
The manufacturing method including the process made to react.
下記式(5)で表される化合物とを、
付加反応させて上記式(2)で表されるシリコーン化合物を製造する工程をさらに含む、請求項5〜7のいずれか1項記載の製造方法。 An organohydrogensiloxane represented by the following formula (4);
A compound represented by the following formula (5):
The production method according to any one of claims 5 to 7, further comprising a step of producing a silicone compound represented by the above formula (2) by addition reaction.
(式(1)において、kは2または3であり、nは1〜2の整数であり、R1およびR2は互いに独立に炭素数1〜4のアルキル基であり、R3は水素原子又はメチル基である)下記式(4)で表されるオルガノハイドロジェンシロキサンと、
下記式(6)で表される化合物とを、
反応させる工程を含む、製造方法。 A method for producing a compound represented by the following formula (1),
(In the formula (1), k is 2 or 3, n is an integer of 1 to 2 , R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 3 is a hydrogen atom. Or an organohydrogensiloxane represented by the following formula (4):
A compound represented by the following formula (6):
The manufacturing method including the process made to react.
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