JP2017534735A - (パー)フルオロポリエーテルの双性イオン誘導体 - Google Patents

(パー)フルオロポリエーテルの双性イオン誘導体 Download PDF

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Abstract

1つ又は両方の末端が1つ又は複数の双性イオン基を1つ又は両方のポリマー末端に含む、2つの末端を有する(パー)フルオロポリエーテル鎖を含む(パー)フルオロポリエーテルポリマー、それらの製造方法及びそれらの使用が本明細書で開示される。本ポリマーは、生体液又は生体物質を含有する流体と接触する材料を、それらに含有される有機化合物による汚染から保護するために特に使用することができる。【選択図】なし

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2014年11月19日出願の欧州特許出願第14193942.1号の優先権を主張するものであり、この出願の全内容は、あらゆる目的のために参照により本明細書に援用される。
本発明は、(パー)フルオロポリエーテル(PFPE)の双性イオン誘導体に、特にPFPEの一官能性及び二官能性双性イオン誘導体に、それらの製造方法に並びにそのような誘導体の使用に関する。
(パー)フルオロポリエーテル(PFPE)は、少なくとも1つのカテナリーエーテル結合と少なくとも1つのフルオロカーボン部分とを有する繰り返し単位を含有する直鎖又は分岐の完全若しくは部分フッ素化ポリオキシアルキレン鎖を含むフッ素化ポリマーである。最も幅広く知られているPFPEは、ヘキサフルオロプロピレンオキシド(HFPO)又は2,2,3,3−テトラフルオロオキセタンの単独重合によって及びテトラフルオロエチレン(TFE)及び/又はヘキサフルオロプロピレン(HFP)の光酸化によって得ることができる。
PFPEは、非官能性及び官能性に分類することができ;前者は、その末端が(パー)ハロアルキル基を有するPFPE鎖を含み、一方、後者は、少なくとも1つの末端が官能基を含む、少なくとも2つの末端を有するPFPE鎖を含む。官能性PFPE、特に一官能性及び二官能性PFPE、すなわち、1つ又は両方の末端が官能基を有する、2つの末端を有するPFPE鎖を含むものは、PFPE鎖の構造及び分子量に、並びに官能基の性質に依存する、様々な工業的用途を有する。例えば、一官能性及び二官能性PFPEは、潤滑組成物、撥水/撥油性を基材に付与するためのコーティング組成物での原料若しくは添加物として、又は他のポリマーの製造のための中間体若しくはビルディングブロックとして使用される。
官能性PFPEの中に、双性イオン基を有するものが当技術分野で公知である。
例えば、米国特許第6,225,367 B号明細書(NOVARTIS AG)2001年5月1日は、1つ又は複数のPFPE単位、特にCFCFO及びCFO単位と、双性イオン単位などの、1つ又は複数の異なる帯電単位とを含むポリマー、それらの製造方法並びにそのようなポリマーからなる成形品に関する。これらのポリマーは、生物医学デバイスの製造用に、特に眼科用デバイス用に有用である。この公文書に開示されたポリマーは、例えば、少なくとも1つのPFPE単位を含む1つもしくは複数のマクロモノマーを、双性イオン基を含んでもよい少なくとも1つの重合性帯電モノマー又はその前駆体と共重合させることによって得られる。しかしながら、その説明および実施例は、2つ以上のPFPE単位を含有するPFPEマクロモノマーに言及しているにすぎない。
米国特許出願公開第2001037001 A号明細書(NOVARTIS AG)2011年11月1日は、
(a)官能基を有する連鎖移動剤の存在下で、1つのエチレン性不飽和二重結合を有する少なくとも1つの親水性モノマーと、2つ若しくはそれ以上のエチレン性不飽和二重結合を含む少なくとも1つの架橋剤とを共重合させる工程と;
(b)結果として生じたコポリマーの1つ又は複数の官能基を、エチレン性不飽和基を有する有機化合物と反応させる工程と
によって得られる架橋性コポリマーに関する。
好適な架橋剤は、パーフルオロアルキルポリエーテル、例えば式:
Q−(PFPE−L)n−1−PFPE−Q
(式中:
− Qは架橋性基であり;
− Lは、ヒドロキシルと反応することができる二官能性部分であり;
− nは、1以上であり;
− PFPEは、式:
− OCHCFO(CFCFO)(CFO)CFCHO−
の過フッ素化ポリエーテルである)
のマクロマーである。
架橋剤と反応させられるのに好適な親水性モノマーとしては、双性イオン置換基を含むモノ−エチレン性不飽和化合物が挙げられる。
この公文書に開示された架橋性コポリマーは、生物医学成形品、特に、コンタクトレンズのような眼科用成形品の製造に有用であると言われている。
米国特許出願公開第2005228120 A号明細書(COMMW SCIENT)2013年10月13日は、とりわけ、1つ又は複数のマクロモノマーPFPE単位(特に、CFCFO及びCFO単位からなる直鎖PFPE鎖)と、脂肪族、脂環式又は複素環部分に含まれることができる双性イオン単位などの、1つ又は複数の帯電単位とを含むポリマーを開示している。
CHAN,G.Y.N.,et al.Approaches to improving the biocompatibility of porous perfluoropolyethers for ophthalmic applications.Biomaterials.2006,vol.27,no.8,p.1287−1295は、双性イオンモノマーと重合性基を含むPFPEマクロモノマーとの光共重合によるPFPE膜の製造方法を開示している(page 1288,par.“Perfluoropolyether(PFPE)membrane preparation”)。したがって、このポリマー膜は、より多くのPFPE単位とより多くの双性イオン単位とを含有する。
上記公文書のどれも、鎖の一端若しくは両端に双性イオン基を有する1つのPFPE鎖を含む一官能性又は二官能性PFPEを開示していない。
国際公開第2010/009191号パンフレット(3M INNOVATIVE PROPERTIES COMPANY)は、部分フッ素化ポリエーテル基及び/又は低い数(例えば、4以下)の連続過フッ素化炭素原子を持った完全フッ素化ポリエーテル基を有する化合物を開示している。これらの化合物は、例えば、界面活性剤又は表面処理剤として有用であり得る。
本発明は、(パー)フルオロポリエーテル(PFPE)の双性イオン誘導体に、すなわち、1つ又は両方の末端が少なくとも1つの双性イオン基を含む、2つの末端を有するPFPE鎖を含むポリマー[本明細書では以下、「ポリマー(P)」と別名で言われる]に関する。好ましくは、1つ又は両方の末端が1つの双性イオン基を含む。
明確にするために、ポリマー(P)は、PFPE鎖に沿って双性イオン基又は他の官能基を含まない。
PFPE鎖の存在の及び1つ又は複数の双性イオン基の存在のおかげで、本発明のポリマーは、有機化合物による汚染を回避するために若しくは有機化合物の放出を促進するために有用な組成物に、例えば、インプラント若しくはカテーテルのような、生物医学デバイスの製造のために使用される組成物に、又は有機生体物質を含有する流体と接触する基材をコーティングするための組成物に原料又は添加物として使用することができる。
一般的な定義、記号及び省略形
本明細書の目的のためには:
− 用語「(パー)フルオロポリエーテル」は、完全又は部分フッ素化ポリエーテルを表し;
− 頭字語「PFPE」は、「(パー)フルオロポリエーテル」を表し;この頭字語が名詞として用いられる場合、それは、文脈に依存して、単数形で又は複数形で意図されるべきであり;
− 化合物、化学式又は式の部分を特定する記号又は数字の前後での括弧「(...)」の使用は、それらの記号又は数字を本文の残りからより良く区別するという単なる目的を有し;したがって、前記括弧はまた省略することができる。例えば、「鎖(R)」は、「鎖R」と同等であり;
− 非官能性PFPEは、両末端が(パー)ハロアルキル基で終わる、2つの末端を有するPFPE鎖を含むポリマーであり;
− 一官能性PFPEは、1つの末端が1つ又は複数の官能基を含み、他の末端が(パー)ハロアルキル基で終わる、2つの末端を有するPFPE鎖を含むポリマーであり;本発明による一官能性ポリマーでは、1つ又は複数の官能基は双性イオン基であり;
− 二官能性PFPEは、各末端が1つ又は複数の官能基を含む、2つの末端を有するPFPE鎖を含むポリマーであり;本発明による二官能性ポリマーでは、1つ又は複数の官能基は双性イオン基であり;
− (パー)ハロアルキル基は、1個又は複数個の水素原子がハロゲン原子で置き換えられている直鎖又は分岐アルキル基であり;
− 用語「ハロゲン」には、フッ素、塩素、臭素又はヨウ素が含まれ;
− 表現「双性イオン基」(「分子内塩」とも言われる)は、同じ分子中に正電荷と負電荷とを有する中性分子、言い換えれば、全体として電気的に中性であるが、共有結合によって連結された正電荷及び負電荷の非隣接領域を含有する分子を示し;
− 平均官能度(F)は、1ポリマー分子当たりの官能基の平均数を表し、例えば欧州特許出願公開第1810987 A号明細書(SOLVAY SOLEXIS S.P.A.)2007年7月25日に開示されているように、当技術分野で公知の方法に従って計算することができ;
− 「芳香族」は、nが0又は任意の正の整数である、4n+2に等しい数のπ電子を有する任意の環状部分を意味する。
好ましくは、本明細書では、二官能性PFPEポリマーは、1.80以上の官能度(F)を有し、一方、一官能性ポリマーは、1.1よりも小さい官能度を有する。
明確にするために、特に明記しない限り、本明細書の先行部分に示されたポリマー(P)のより包括的な定義に関連して本明細書に開示される本発明の態様[例えばポリマー(P)の製造方法又はポリマー(P)を含む組成物]は、本明細書の先行部分に示されたポリマー(P)の全ての好ましい定義を包含する。
ポリマー(P)
本発明によるポリマー(P)は、繰り返し単位(R°)を含む、好ましくはそれからなる直鎖又は分岐の完全若しくは部分フッ素化ポリオキシアルキレン鎖[本明細書では以下、「PFPE鎖(R)」又は「鎖」(R)とも言われる]であって、前記繰り返し単位が独立して、
(i)−CFXO−(式中、XはF又はCFである);
(ii)−CFXCFXO−(式中、出現ごとに等しいか又は異なる、Xは、F又はCFであり、ただし、Xの少なくとも1つは−Fである)、
(iii)−CFCFCWO−(式中、互いに等しいか又は異なる、Wのそれぞれは、F、Cl、Hである)、
(iv)−CFCFCFCFO−、
(v)−(CF−CFZ−O−[式中、jは、0〜3の整数であり、Zは、一般式−OR’Tの基であり、ここで、R’は、0〜10の数の繰り返し単位を含むフルオロポリオキシアルケン鎖であり、前記繰り返し単位は、以下:Xのそれぞれのそれぞれが独立してF又はCFである、−CFXO−、−CFCFXO−、−CFCFCFO−、−CFCFCFCFO−の中から選ばれ、Tは、C〜Cパーフルオロアルキル基である]
からなる群から選択されるポリオキシアルキレン鎖を含む。
好ましくは、鎖(R)は、次式:
(R−I)
−(CFXO)g1(CFXCFXO)g2(CFCFCFO)g3(CFCFCFCFO)g4
(式中:
− Xは、−F及び−CFから独立して選択され、
− 互いに及び出現ごとに等しいか又は異なる、X、Xは独立して、−F、−CFであり、ただし、Xの少なくとも1つは−Fであり;
− 互いに等しいか又は異なる、g1、g2、g3、及びg4は独立して、g1+g2+g3+g4が2〜300、好ましくは2〜100の範囲にあるような、0以上の整数であり;g1、g2、g3及びg4の少なくとも2つがゼロとは異なる場合、異なる繰り返し単位は、鎖に沿って概して統計的に分布している)
に従う。
より好ましくは、鎖(R)は、式:
(R−IIA) −(CFCFO)a1(CFO)a2
(式中:
− a1及びa2は独立して、数平均分子量が400〜10,000、好ましくは400〜5,000であるような0以上の整数であり;a1及びa2は両方とも、好ましくはゼロとは異なり、比a1/a2は好ましくは0.1〜10に含まれる);
(R−IIB) −(CFCFO)b1(CFO)b2(CF(CF)O)b3(CFCF(CF)O)b4
(式中:
b1、b2、b3、b4は独立して、数平均分子量が400〜10,000、好ましくは400〜5,000であるような0以上の整数であり;好ましくは、b1は0であり、b2、b3、b4は0よりも大きく、比b4/(b2+b3)は1以上である);
(R−IIC) −(CFCFO)c1(CFO)c2(CF(CFcwCFO)c3
(式中:
cw=1又は2であり;
c1、c2、及びc3は独立して、数平均分子量が400〜10,000、好ましくは400〜5,000であるように選ばれる0以上の整数であり;好ましくはc1、c2及びc3は全て0よりも大きく、比c3/(c1+c2)は概して0.2よりも小さい);
(R−IID) −(CFCF(CF)O)
(式中:
dは、数平均分子量が400〜10,000、好ましくは400〜5,000であるような0よりも大きい整数である);
(R−IIE) −(CFCFC(HalO)e1−(CFCFCHO)e2−(CFCFCH(Hal)O)e3
(式中:
− 出現ごとに等しいか又は異なる、Halは、フッ素及び塩素原子から選択されるハロゲン、好ましくはフッ素原子であり;
− 互いに等しいか又は異なる、e1、e2、及びe3は独立して、(e1+e2+e3)合計が2〜300に含まれるような0以上の整数である)
の鎖から選択される。
さらにより好ましくは、鎖(R)は、本明細書で以下の式(R−III):
(R−III) −(CFCFO)a1(CFO)a2
(式中:
− a1、及びa2は、数平均分子量が400〜10,000、好ましくは400〜5,000であるような0よりも大きい整数であり、比a1/a2は概して0.1〜10、より好ましくは0.2〜5に含まれる)
に従う。
双性イオン基(Z)は通常、任意選択的に部分不飽和の、そして窒素、酸素及び硫黄から選択される少なくとも1つのヘテロ原子を任意選択的に含有する、直鎖若しくは分岐アルキル基、好ましくはC〜C20アルキル基、カチオン基及びアニオン基を含有する任意選択的に部分不飽和の脂環式環若しくは芳香環である。本明細書の目的のためには、脂環式環若しくは芳香環は典型的には、窒素、酸素及び硫黄から選択される1つ若しくは複数のヘテロ原子をまた含有してもよい、かつ、ハロゲン、直鎖若しくは分岐のC〜Cアルキル若しくはC〜Cアルコキシ基のような非イオン性置換基で任意選択的に置換され得る5〜7員環である。好ましい双性イオン基は、アンモニウム又はホスホニウム基と、カルボキシレ−ト、スルホネート及びホスフェートから選択されるアニオン基とを含む。さらなる好ましい双性イオン基は、N−オキシド基を含むものである。好ましい実施形態によれば、双性イオン基は、アミノ酸基であり;より好ましくは、双性イオン基は、カルボキシベタイン、すなわち、第四級アンモニウム基とカルボキシレ−ト基とを含む双性イオン基である。
本発明のポリマーでは、双性イオン基(Z)は、スペーサ基[本明細書では以下、(S)とも言われる]を介して鎖(R)に結合しており、スペーサ基は、少なくとも2個の炭素原子を含み、1つ若しくは複数の二重結合及び/又は1つ若しくは複数のヘテロ原子及び/又は官能基及び/又は上に定義されたような脂環式環若しくは芳香環を任意選択的に含む、典型的には直鎖若しくは分岐の二価アルキレン鎖である。1つ若しくは複数のヘテロ原子、官能基、脂環式環若しくは芳香環は、アルキレン鎖に割り込み得るか、それ上のペンダント基の一部であり得るかのどちらかであり;好ましくは、それらはアルキレン鎖に割り込んでいる。好ましくは、アルキレン鎖は、−S−、−O−、−NR−、−C(O)NR−(ここで、Rは、H又は直鎖若しくは分岐のC〜Cアルキルである)、−C(O)−、−C(O)O−、−C(O)S−、−NH(CO)NH−、−NH(CS)NH−、−OC(O)NH−の1つ若しくは複数から独立して選択される1つ若しくは複数のヘテロ原子若しくは官能基で、又は上に定義されたような1つ若しくは複数の非イオン性置換基で任意選択的に置換されたフェニル環で割り込まれている。
本発明による好ましいポリマーは、本明細書で以下の一般式(P−I):
(P−I) A−O−R−S−Z
(式中:
− Rは、上に定義されたようなPFPE鎖、好ましくは上に定義されたような式(R−III)のPFPE鎖であり;
− Sは、上に定義されたようなスペーサ基であり;
− Zは、上に定義されたような双性イオン基であり;
− Aは、S−Zであるか、又は−CF、−CFCl、−CFCFCl、−CCl、−CFBr、−CFCF、−CFH及び−CFCFHから典型的には選択される、C〜Cハロアルキル基である)
に従う。
より好ましくは、本発明によれば式(P−I)のポリマーは、少なくとも1.85の平均官能度(F)を有する。
好ましいスペーサ(S)は、本明細書で以下の式(S−I)〜(S−V):
(S−I) −CFXCH[OCHCH(J)]−Sp*−;
(S−II) −CFXC(O)O−Sp**−;
(S−III) −CFXC(O)NR−Sp**−;
(S−IV) −CFXCH[OCHCH(J)]O−CHCH(OH)CHNR−Sp**−;
(S−V) −CFXCH−[OCHCH(J)]O−C(O)NHRNHC(O)NR−Sp**−;
(S−VI) −CFXCH−[OCHCH(J)]O−C(O)NHRNHC(O)O−Sp**−;
(S−VII) −CFXCH−[OCHCH(J)]−OCHC(O)NH−Sp**−;
(S−VIII) −CFXCH−[OCHCH(J)]OCHC(O)O−Sp**−;
(S−IX) −CFXCH[OCHCH(J)]−O−Arhal−O−Sp**
(式中:
− Jは独立して、水素、メチル及びエチルから選択され;
− xは、0又は1〜10の範囲の正の数であり;
− Rは、上に定義された通りであり;
− Rは、C〜Cの直鎖若しくは分岐の二価アルキレン鎖又は1つ若しくは複数のC〜Cの直鎖若しくは分岐アルキル基で任意選択的に置換された脂環式環若しくは芳香環であり;
− Sp*は、結合、又は2〜20個の炭素原子を好ましくは含み、1つ若しくは複数の二重結合及び/又は1つ若しくは複数のヘテロ原子及び/又は官能基及び/又は上に定義されたような脂環式環若しくは芳香環を任意選択的に含む、上に定義されたような直鎖若しくは分岐の二価アルキレン鎖であり;
− Sp**は、2〜20個の炭素原子を好ましくは含み、1つ若しくは複数の二重結合及び/又は1つ若しくは複数のヘテロ原子及び/又は官能基及び/又は上に定義されたような脂環式環若しくは芳香環を任意選択的に含む、上に定義されたような直鎖若しくは分岐の二価アルキレン鎖であり;
− Arhalは、少なくとも1つのハロゲン原子で置換された芳香環であり;好ましくは、Arhalは、少なくとも1個のフッ素原子で置換されたフェニル若しくはビフェニル部分である。最も好ましくは、Arhalは、式(Arhal−1):
に従う)
のいずれか1つに従う。
好ましくは、上の式(S−I)〜(S−IX)中、XはFであり、JはHである。
好ましくは、式(S−I)中、xは、1又は2であり、一方、式(S−IV)〜(S−IX)中、xは、0、1及び2から選択される。好ましい一実施形態では、xは0である。
より好ましくは、スペーサ(S)は、式(S−I)及び(S−III)に従う。
好ましいスペーサ(S−I)は、本明細書で以下の式(S−Ia):
− (S−Ia) −CFCH(OCHCH−Sp*
(式中、xは、1又は2であり、Sp*は共有結合である)
に従う。
好ましいスペーサ(S−III)は、本明細書で以下の式(S−IIIa)及び(S−IIIb):
− (S−IIIa) −CFC(O)NH−Sp**
− (S−IIIa) −CFC(O)NCH−Sp**
(式中、Sp**は、式−(CH−の直鎖アルキレン鎖である)
に従う。
好ましい双性イオン基(Z)は、本明細書で以下の式(Z−1)及び(Z−2):
(Z−1) −Cat −S1zw−An
(式中:
− Cat はNR’R’’を表し、ここで、互いに等しいか又は異なる、R’及びR”は、C〜Cの直鎖又は分岐アルキルを表し;
− S1zwは、結合、又は1〜10個の炭素原子を含み、1つ若しくは複数の二重結合を任意選択的に含む及び/又は1つ若しくは複数の上に定義されたような脂環式環若しくは芳香環を含む直鎖若しくは分岐の二価アルキレン鎖であり;
− Anは、−SO−、−OP(O)(OH)O、−COO及び−Oから選択されるアニオン基を表し、ただし、Anが−Oである場合、S1zwは結合である)
から選択される。
好ましい実施形態によれば、R’及びR’’は両方ともメチルであり、S1zwは、1〜10個の炭素原子を含む直鎖アルキレン鎖であり、Anはカルボキシレ−トアニオンを表す。
(Z−2)
(式中:
− Azwは、Cat’+及び4〜6個の炭素原子を含むヘテロ脂環式環若しくは芳香環を表し;
− Cat’+は第四級窒素を表し;
− k’は、0又は1であり、ただし、k’は、Azwが芳香環である場合0でり;
− Rzwは、C〜Cアルキル若しくはC〜Cアルコキシ基を表し;
− y’は、Azwが4個の炭素原子を含む場合1〜3又はAzwが6個の炭素原子を含む場合1〜5の整数であり;
− S2zwは、共有結合、又はC〜Cの直鎖若しくは分岐アルキル鎖を表し;
− An’は、−SO−、−OP(O)(OH)O及び−COOから選択されるアニオン基、好ましくはカルボキシレ−ト基である)
好ましい基(Z−1)は、本明細書で以下の式(Z−1a):
(Z−1a) −N(CH−Szw−COO
(式中、Szwは、−CH−又は−CHCH−である)
に従う。
好ましい基(Z−2)は、本明細書で以下の式(Z−2a)及び(Z−2b):
に従う。
ポリマー(P)の製造方法
本発明によるポリマーは、
− PFPE鎖の1つ若しくは両末端に−OH基を含む一官能性又は二官能性PFPE(本明細書では以下、「PFPEアルコール」);
− PFPE鎖の1つ若しくは両末端にエステル基を含む一官能性又は二官能性PFPE(本明細書では以下、「PFPEエステル」)
から選択される前駆体から出発する当技術分野で公知の方法によって製造することができる。
好ましいPFPEアルコールは、本明細書で以下の式(A−1):
(A−1) Z−O−R−CFXCH[OCHCH(J)]OH
[式中:
− Rは、上に定義されたようなフルオロポリオキシアルキレン鎖であり;
− Zは、CFXCH−[CHCH(J)O]H(ここで、J及びxは上に定義された通りである)、又は−CF、−CFCl、−CFCFCl、−CCl、−CFBr、−CFCF3、−CFH及び−CFCFHから典型的には選択される、C〜Cハロアルキル基であり;
− X及びxは、上に定義された通りである]
に従う。
より好ましくは、鎖Rは、上に定義されたような式R−III)に従い、そしてXはFである。Rが上に定義されたような式(R−III)に従い、そしてxが0である式(A−1)のアルコールは、公知の方法に従って得ることができ;例えば、この好ましい群に属する二官能性PFPEアルコールは、欧州特許出願公開第1614703 A号明細書(SOLVAY SOLEXIS S.P.A.)2006年1月11日に開示されているように製造することができる。
xが1以上である式(A−1)のアルコールは、xが0であるアルコール(A−1)から、塩基の存在下でのエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド又は1,2−ブチレンオキシドとの反応によって得ることができる。xが1〜10の範囲であるアルコール(A−1)は、国際公開第2014/090649号パンフレット(SOLVAY SPECIALTY POLYMERS ITALY S.P.A.)2014年6月19日に開示された方法で好都合に製造することができる。
好ましいPFPEエステルは、本明細書で以下の一般式(E):
(E) Z’−O−R−CF−COOR
(式中:
− Rは、上に定義されたようなフルオロポリオキシアルキレン鎖であり;
− Rは、C〜Cの直鎖若しくは分岐アルキル基であり;
− Z’は、CF−COORであり、ここで、Rは、上に定義された通りであるか、又は−CF、−CFCl、−CFCFCl、−CCl、−CFBr、−CFCF、−CFH及び−CFCFHから典型的には選択される、C〜Cハロアルキル基である)
に従う。
より好ましくは、鎖(R)は、上に定義されたような式(R−III)に従う。
鎖Rが上に定義されたような式(R−III)に従うエステル(E)は、例えば、欧州特許出願公開第1980583 A号明細書(SOLVAY SOLEXIS SPA)2008年10月15日に開示されているように、引き続き、結果として生じたアシルフルオリドのアルコールでのエステル化によって合成することができる。
スペーサ(S−I)を含む好ましいポリマー(P−I)は、PFPEアルコール(A−1)を相当するスルホン酸エステルへ変換することによって、次にスルホン酸エステルを式:
− (Zwp−1) NR’’R’−Szw−An
(式中、R’、R’’及びSzwは、上に定義された通りであり、Anは、任意選択的にC〜Cの直鎖若しくは分岐アルコールとのエステルの形態での、又はアルカリ金属との塩、典型的にはナトリウム塩の形態での、−COOH、−OP(O)(OH)OH及び−SOHである)
に従う化合物と、
又は式:
− (Zwp−2)
(式中、R’、Rzw、Azw、S2zw、An’、y’及びk’は、上に定義された通りである)
に従う化合物と反応させこと、引き続き、An又はAn’がエステル又は塩の形態で使用される場合には加水分解によって製造することができる。
スペーサ(S−II)を含む好ましいポリマー(P−I)は、PFPEエステル(E)と式(A−1):
(A−1) HO−Sp**−NR’R’’
(式中、Sp**、R’及びR’’は、上に定義された通りである)
のアミノアルコールとの反応、
引き続き:
− 式(Zwp−3):
(Zwp−3) Hal−Szw−Anp
(式中、Halはハロゲン原子であり、Szw及びAnpは、上に定義された通りである)
に従う化合物との反応
並びに
− 引き続き、Anがエステル又は塩の形態にある場合には加水分解
によって製造することができる。
好ましい化合物(Zwp−3)は、クロロ酢酸エチルである。
スペーサ(S−III)を含む好ましいポリマー(P−I)は、PFPEエステル(E)と式(Adm):
(Adm) HNR−Sp**−NR’R’’
(式中、R、Sp**、R’及びR’’は、上に定義された通りである)
のジアミンとの反応、
引き続き:
− 式(Zwp−3)の化合物との反応並びに
− 引き続きAnがエステル又は塩の形態にある場合には加水分解
によって製造することができる。
スペーサ(S−IV)を含む好ましいポリマー(P−I)は、PFPEアルコール(A−1)とエピハロヒドリン、好ましくはエピクロロヒドリンとの反応、引き続き:
− 式(Adm)のジアミンとの反応;
− 式(Zwp−3)の化合物との反応;並びに
− 引き続きAnがエステル又は塩の形態にある場合には加水分解
によって製造することができる。
スペーサ(S−V)を含む好ましいポリマー(P−I)は、PFPEアルコールと式(Dis):
(Dis) O=C=N−R−N=C=O
(式中、Rは上に定義された通りである)
のジイソシアネートとの反応、
引き続き:
− 式(Adm)のジアミンとの反応:
− 式(Zwp−3)に従う化合物との反応;並びに
− 引き続きAnがエステル又は塩の形態にある場合には加水分解
によって製造することができる。
スペーサ(S−VI)を含む好ましいポリマー(P−I)は、PFPEアルコール(A−1)と式(Dis)のジイソシアネートとの反応、引き続き:
− 式(A−1)のアミノアルコールとの反応;
− 式(Zwp−3)の化合物との反応並びに
− 引き続きAnがエステル又は塩の形態にある場合には加水分解
によって製造することができる。
スペーサ(S−VII)を含む好ましいポリマー(P−I)は、PFPEアルコール(A−1)とクロロ酢酸エチルとの反応、引き続き:
− 式(Adm)のジアミンとの反応;
− 式(Zwp−3)の化合物との反応並びに
− Anがエステル又は塩の形態にある場合には加水分解
によって製造することができる。
スペーサ(S−VIII)を含む好ましいポリマー(P−I)は、PFPEアルコール(A−1)とクロロ酢酸エチルとの反応、引き続き:
− 式(A−1)のアミノアルコールとの反応;
− 式(Zwp−3)の化合物との反応並びに
− 引き続きAnがエステル又は塩の形態にある場合には加水分解
によって製造することができる。
スペーサ(S−IX)を含む好ましいポリマー(P−I)は、PFPEアルコール(A−1)と少なくとも3つのハロゲン原子を有する芳香族化合物との反応、引き続き:
− 式(A−1)のアミノアルコールとの反応;
− 式(Zwp−3)の化合物との反応並びに
− 引き続きAnがエステルまたは塩の形態にある場合には加水分解
によって製造することができる。
反応条件(例えば溶媒、温度など)は、共通一般知識に基づいて当業者によってケースバイケースで決定することができる。
本発明のポリマーの使用方法
本発明のポリマーは水に溶けないことが観察された;実際に、PFPE鎖は疎水性であり、水に溶けす、一方、1つの若しくは両方のポリマー末端に存在する双性イオン基は親水性である。それ故、本ポリマーが水溶液/組成物中に入れられる場合、PFPE鎖は水相から分離し、一方、双性イオン基はそれと相互作用する。それ故、本発明のポリマーが、水性組成物又は溶液と接触する材料の表面上のコーティングとして使用される場合、双性イオン基は水相に向かって表面へ移行する傾向があり、一方、PFPE鎖は、コーティングされた表面と接触したままである。この理由のため、本ポリマーは、材料への水溶液/組成物溶液の浸透を回避するために使用することができる。これは、水性組成物又は溶液が、前記表面を通ってのその浸透/前記表面への付着が望まれない有機材料又は汚染物質を含有するケースで特に有用である。それ故、本発明のポリマーは、有機化合物による汚染を回避するために若しくは有機化合物の放出を促進するために有用な組成物用の、例えば、インプラント若しくはカテーテルのような、生物医学デバイスの製造のために使用される組成物用の、又は有機生体物質を含有する流体と接触する基材をコーティングするための組成物用の原料又は添加物として使用することができる。
したがって、本発明のさらなる態様は、他の原料、好ましくは1つ又は複数の硬化性樹脂、より好ましくはコーティング又は成形品を提供するための硬化を受けることができるポリシロキサン樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂又はエポキシアミン樹脂から独立して選択される樹脂との混合物中に本発明による1つ又は複数のポリマーを含む組成物で表される。
参照により本明細書に援用される特許、特許出願及び刊行物のいずれかの開示が用語を不明瞭にさせ得る程度まで本出願の記載と矛盾する場合、本記載が優先するものとする。
本発明は本明細書で以下に、非限定的な実施例によって以下の実験の部でより詳細に例示される。
原材料および方法
− 実施例1用の出発原料:
式:
[CFC(O)OCHCH(MW=g/モル 1575;F=1,85)
[式中:
は、式−O(CFCFO)a1(CFO)a2−(ここで、a1/a2比は2.1に等しい)のパーフルオロポリオキシアルキレン鎖である]
のPFPEジエステル。
− 実施例2用の出発原料:
式:
[CFC(O)OCHCH(MW=g/モル 3994;F=1.95;a1/a2=1,1)
[式中:
は、式−O(CFCFO)a1(CFO)a2−(ここで、a1/a2比は1.1に等しい)のパーフルオロオキシアルキレン鎖である]
のPFPEジエステル。
− 実施例3用の出発原料:
式:
[CFCH(OCHCHOH](MW=g/モル 1725;F=1.85)
[式中、Rは、パーフルオロポリオキシアルキレン鎖−O(CFCFO)a1(CFO)a2−(ここで、a1/a2比は2.1に等しい)であり、p=1.8である]
のPFPEジオール。
− 実施例4用の出発原料:

[式中、Rfは、パーフルオロポリオキシアルキレン鎖−O(CFCFO)a1(CFO)a2−(ここで、
a1/a2比は1.1に等しい)である]
のPFPEジ−イソシアネート
(MW=g/モル 2363;F=1.95)。
上記の化合物中で、鎖Rはまた、少量の−CFCFCFO−及び−CFCFCFCFO−単位を含有する。
ジエステルは、前述の欧州特許第1980583号明細書に開示された方法、引き続き結果として生じたアシルフルオリドのエタノールでのエステル化に従って製造した。
PFPEジオールは、米国特許第6,509,509号明細書(AUSIMONT SPA)2001年7月5日に開示された方法に従って製造した。
PFPE−ジイソシアネートは、式:
[CFCHOH]
DBTDL(ジブチルスズジラウレート)の存在下で過剰のTDI(トルエンジイソシアネート)と反応させ、さらに適切な溶媒で洗浄して過剰のTDIを排除することによって製造した。
H−NMR及び19F−NMRは、Hに関しては499.86MHzで、19Fに関しては470.30MHzで動作するAgilent System 500で記録した。
FT−IRスペクトルは、KBr上の薄膜としての液体試料に関してThermoScientific FTIR分光光度計で測定した。スペクトルは、2cm−1の解像度での256スキャンを共加算すること(co−adding)によって取得した。
実施例1 式:R[CFC(O)NHCHCHCH(CHCHCOO(式中、Rは、出発PFPEジエステルに関して上に定義された通りである;MW=1785g/モル;F=1.85)のポリマーの合成
冷却器及び機械撹拌機を備えた、1L容量の3口丸底フラスコに、200g(127ミリモル)のPFPEジエステルR[CFC(O)OCHCH(127ミリモル)と24gのジメチルアミノプロピルアミン(MW=102g/モル;235ミリモル)とを装入した。得られた混合物を60℃まで加熱し、アミド官能基へのエステル官能基の完全転化まで攪拌した。反応を、1790cm−1での−COOEtバンドの消失を追跡するFT−IR分析によってモニターした。
200gのエタノールと、10gの脱イオン水と27.3gのクロロ酢酸ナトリウム(MW=116g/モル;235ミリモル)とを、上記の製造されたアミド誘導体を含有するフラスコ中へ装入し、温度を80℃まで上げ、反応を8時間攪拌下にしておいた。その後、300gの1,3−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼンと、200gの水と100gのイソブチルアルコールとを反応混合物へ添加して2相の分離を得た。下部のもの(フッ素化相)を真空下に蒸発させて223gの表題化合物を提供した。生成物の構造は、H−NMR及び19F−NMR分析によって確認した。
実施例2−式:R[CFC(O)NHCHCHCH(CHCHCOO(式中、Rは、出発PFPEジエステルに関して上に定義された通りである;MW=4216g/モル及びF=1.95)のポリマーの合成
先ず200g(50ミリモル)の上に定義されたような出発PFPEジエステルR[CFC(O)OCHCHを、10gのジメチルアミノプロピルアミン(MW=102;98ミリモル)と反応させて相当するアミドを提供することによって実施例1に記載された手順に従った。アミドを次に、11.3gのクロロ酢酸ナトリウム(MW=116;98ミリモル)と反応させた。
表題化合物の構造は、H−NMR及び19F−NMR分析によって確認した。
実施例3−式:
(式中、R及びpは、出発PFPEジエステルに関して上に定義された通りである;MW=1950g/モル及びF=1.85)のポリマーの合成
窒素雰囲気下に保たれた、そして冷却器、機械撹拌機及び滴下漏斗を備えた、0.5L容量の3口丸底フラスコに、150g(87ミリモル)の上に定義されたような式R[CFCH(OCHCHOH]の出発PFPEエトキシル化アルコールと、70gのCHClと23gのトリエチルアミン(MW=g/モル 101;225ミリモル)とを装入した。その後、フラスコを冷やし、メタンスルホニルクロリド(MW=114.5g/モル;193ミリモル)のCHCl中の73gの30%w/w溶液を、15〜30℃の範囲の温度に保つような速度で添加した。メタンスルホニルクロリド添加が完了したとき、反応混合物をさらに4時間撹拌した。
反応混合物を次に、HClの4M水溶液を添加することによって中性にし、それによって形成された有機相を分離した。溶媒の蒸留後に、160gの式:R[CFCH(OCHCHOSOCH(MW=1870g/モル;F=1.85;a1/a2=2.1;p=1.8及び上に定義されたようなR)のメシル誘導体が、H−NMR及び19F−NMR分析によってキャラクタリゼーションされる透明な液体として得られた。
100g(54ミリモル)のメシル誘導体を、冷却器、機械撹拌機を備えた、そして60gの1,3−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼンと13.7gのニコチン酸メチル(MW=137;100ミリモル)とを含有する3口丸底フラスコ中へ滴下した。結果として生じた混合物を、90℃以下に8時間加熱し、真空下に乾燥させ、得られた残渣を、室温で2時間200gの0.5M NaOH水溶液で処理した。その後、150gの1,3−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼンと、50gのイソブチルアルコールとを反応混合物へ添加して相の分離を得た。下部のものを真空下に蒸発させて103gの表題化合物を提供した。生成物構造は、H−NMR及び19F−NMR分析によって確認した。
実施例4−式:
(式中、Rは、出発PFPEジ−イソシアネートに関して上に定義された通りである;MW=2650g/モル;F=1.95)のポリマーの合成
冷却器及び機械撹拌機を備えた、1L容量の3口丸底フラスコに、200g(85ミリモル)の上に定義された式を有する出発PFPEジイソシアネートと、100gのMEK(メチルエチルケトン)と15g(166ミリモル)のN−N’−ジメチル−エタノールアミナとを装入した。得られた混合物を60℃まで加熱し、MEK中のDBTDLの20%溶液の0.5mLを添加し、ウレタン官能基へのイソシアネート官能基の完全転化まで攪拌した(反応を、2264cm−1での−NCOバンドの消失を追跡するFT−IR分析によってモニターした)。蒸留によるMEKの完全排除後に、150gのエタノールと、10gの脱イオン水と27gのクロロ酢酸ナトリウム(MW=116g/モル;233ミリモル)とを、上に製造されたウレタン誘導体を含有するフラスコ中へ装入した。温度を80℃まで上げ、反応を、8時間攪拌下にしておいた。その後、270gの1,3−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼンと、180gの水と90gのイソブチルアルコールとを、反応混合物へ添加して2相の分離を得た。下部のものを真空下に蒸発させて213gの表題化合物を提供した。生成物の構造は、H−NMR及び19F−NMR分析によって確認した。

Claims (14)

  1. 1つ又は両方の末端が少なくとも1つの双性イオン基(Z)を含む、2つの末端を有する(パー)フルオロポリエーテル鎖(R)を含むポリマー。
  2. 1つ又は両方の末端が1つの双性イオン基(Z)を含む請求項1に記載のポリマー。
  3. 鎖(R)が、繰り返し単位(R°)を含む直鎖又は分岐の完全若しくは部分フッ素化ポリオキシアルキレン鎖であり、前記繰り返し単位が独立して、
    (i)−CFXO−(式中、XはF又はCFである)、
    (ii)−CFXCFXO−(式中、出現ごとに等しいか又は異なる、Xは、F又はCFであり、ただし、Xの少なくとも1つは−Fである)、
    (iii)−CFCFCWO−(式中、互いに等しいか又は異なる、Wのそれぞれは、F、Cl、Hである)、
    (iv)−CFCFCFCFO−、
    (v)−(CF−CFZ−O−[式中、jは、0〜3の整数であり、Zは、一般式−OR’Tの基であり、ここで、R’は、0〜10の数の繰り返し単位を含むフルオロポリオキシアルケン鎖であり、前記繰り返し単位は、以下:Xのそれぞれのそれぞれが独立してF又はCFである、−CFXO−、−CFCFXO−、−CFCFCFO−、−CFCFCFCFO−の中から選ばれ、Tは、C〜Cパーフルオロアルキル基である]
    からなる群から選択される、請求項1又は2のいずれか一項に記載のポリマー。
  4. 双性イオン基(Z)が、
    − 任意選択的に部分不飽和の、少なくとも1つのヘテロ原子を任意選択的に含有し、カチオン基及びアニオン基を含有する、直鎖若しくは分岐アルキル基、又は
    − 1つ若しくは複数のヘテロ原子を任意選択的に含有し、そして1つ若しくは複数のハロゲンで、カチオン基及びアニオン基を含有する直鎖若しくは分岐のC〜Cアルキル若しくはC〜Cアルコキシ基で任意選択的に置換された、5〜7員環の任意選択的に部分不飽和の脂環式環又は5〜7員環の芳香環
    である請求項1〜3のいずれか一項に記載のポリマー。
  5. 双性イオン基(Z)が、−S−、−O−、−NR−、−C(O)NR−(ここで、Rは、H又は直鎖若しくは分岐のC〜Cアルキルである)、−C(O)−、−C(O)O−、−C(O)S−、−NH(CO)NH−、−NH(CS)NH−、−OC(O)NH−の1つ若しくは複数から独立して選択される1つ若しくは複数のヘテロ原子若しくは官能基で、又は1つ若しくは複数のハロゲン、直鎖若しくは分岐のC〜Cアルキル若しくはC〜Cアルコキシ基で任意選択的に置換されたフェニル環で割り込まれた、少なくとも2個の炭素原子を含む直鎖若しくは分岐の二価アルキレン鎖であるスペーサ基(S)を介して鎖(R)に結合している、請求項1〜4のいずれか一項に記載のポリマー。
  6. 式(P−I):
    (P−I) A−O−R−S−Z
    (式中:R、S、及び−Zは、請求項5において定義された通りであり、
    − Aは、S−Zであるか、又は−CF、−CFCl、−CFCFCl、−CCl、−CFBr、−CFCF、−CFH及び−CFCFHから典型的には選択される、C〜Cハロアルキル基である)
    に従う、請求項5に記載のポリマー。
  7. 双性イオン基が、ここで以下の式(Z−1)及び(Z−2):
    (Z−1) −Cat −S1zw−An
    (式中:
    − Cat はNR’R’’を表し、ここで、互いに等しいか若しくは異なる、R’及びR”は、C〜Cの直鎖若しくは分岐アルキルを表し;
    − S1zwは、結合、又は1〜10個の炭素原子を含み、1つ若しくは複数の二重結合を任意選択的に含み及び/又は1つ若しくは複数の脂環式環若しくは芳香環を含む直鎖若しくは分岐の二価アルキレン鎖であり;
    − Anは、−SO−、−OP(O)(OH)O、−COO−及び−Oから選択されるアニオン基を表し、ただし、Anが−Oである場合、S1zwは結合である);
    (Z−2)
    (式中:
    − Azwは、Cat’及び4〜6個の炭素原子を含むヘテロ脂環式環又は芳香環を表し;
    − Cat’は第四級窒素を表し;
    − k’は、0又は1であり、ただし、k’は、Azwが芳香環である場合0であり;
    − Rzwは、C〜Cアルキル又はC〜Cアルコキシ基を表し;
    − y’は、0又はAzwが4個の炭素原子を含む場合1〜3又はAzwが6個の炭素原子を含む場合1〜5の整数であり;
    − S2zwは、共有結合、又はC〜Cの直鎖若しくは分岐アルキル鎖を表し;
    − An’は、−SO 、−OP(O)(OH)O及び−COOから選択されるアニオン基である)
    から選択される、請求項1〜6のいずれか一項に記載のポリマー。
  8. 双性イオン基が、式(Z−1)(式中、R’及びR’’は両方ともメチルであり、S1zwは、1〜10個の炭素原子を含む直鎖アルキレン鎖であり、Anは、カルボキシレ−トアニオンを表す)に従う、請求項7に記載のポリマー。
  9. 双性イオン基が、ここで以下の式(Z−2a)又は(Z−2b):
    の基である、請求項7に記載のポリマー。
  10. スペーサ基が、式(S−I)〜(S−IX):
    (S−I) −CFXCH[OCHCH(J)]−Sp*−;
    (S−II) −CFXC(O)O−Sp**−;
    (S−III) −CFXC(O)NR−Sp**−;
    (S−IV) −CFXCH[OCHCH(J)]O−CHCH(OH)CHNR−Sp**−;
    (S−V) −CFXCH−[OCHCH(J)]O−C(O)NHRNHC(O)NR−Sp**−;
    (S−VI) −CFXCH−[OCHCH(J)]O−C(O)NHRNHC(O)O−Sp**−;
    (S−VII) −CFXCH−[OCHCH(J)]−OCHC(O)NH−Sp**−;
    (S−VIII) −CFXCH−[OCHCH(J)]OCHC(O)O−Sp**−;
    (S−IX) −CFXCH[OCHCH(J)]−O−Arhal−O−Sp**
    (式中:
    − Jは独立して、水素、メチル及びエチルから選択され;
    − xは、0又は1〜10の範囲の正の数であり;
    − Rは、H又は直鎖若しくは分岐のC〜Cアルキルであり;
    − Rは、C〜Cの直鎖若しくは分岐の二価アルキレン鎖、又は1つ若しくは複数のC〜Cの直鎖若しくは分岐アルキル基で任意選択的に置換された、脂環式環若しくは芳香環であり;
    − Sp*は、結合、又は2〜20個の炭素原子を含み、1つ若しくは複数の二重結合及び/又は1つ若しくは複数のヘテロ原子及び/又は官能基及び/又は脂環式環若しくは芳香環を任意選択的に含む直鎖若しくは分岐の二価アルキレン鎖であり;
    − Sp**は、2〜20個の炭素原子を含み、1つ若しくは複数の二重結合及び/又は1つ若しくは複数のヘテロ原子及び/又は官能基及び/又は脂環式環若しくは芳香環を任意選択的に含む直鎖若しくは分岐の二価アルキレン鎖であり;
    − Arhalは、少なくとも1つのハロゲン原子で置換された芳香環である)
    のいずれか1つに従う、請求項1〜9のいずれか一項に記載のポリマー。
  11. XがFであり、JがHである、請求項10に記載のポリマー。
  12. スペーサが、
    − 式(S−Ia)のスペーサ:
    (S−Ia) −CFCH(OCHCH−Sp*
    (式中、xは1又は2であり、Sp*は共有結合である)、及び
    − 式(S−IIIa)のスペーサ:
    (S−IIIa) −CFC(O)NH−Sp**
    − 式(S−IIIb)のスペーサ:
    (S−IIIa) −CFC(O)NCH−Sp**
    (式中、Sp**は、式−(CH−の直鎖アルキレン鎖である)
    から選択される、請求項10に記載のポリマー。
  13. 1つ又は複数の硬化性樹脂との混合物中における請求項1〜12のいずれか一項に記載の1つ又は複数のポリマーを含む組成物。
  14. 1つもしくは複数の硬化性樹脂が、ポリシロキサン樹脂 アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂及びエポキシアミン樹脂から独立して選択される、請求項13に記載の組成物。
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