JP5552152B2 - 親水性シリコーンプレポリマーの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、コンタクトレンズの材料に関し、特に、コンタクトレンズ用の親水性シリコーンプレポリマーの製造方法に関する。

これまでの長い間、従来のコンタクトレンズは、酸素透過量が不足であるため、角膜の酸欠問題となり、長時間につけるべきではない。現在市販されているシリコーンハイドロゲル（ｓｉｌｉｃｏｎｅ ｈｙｄｒｏｇｅｌ）レンズは、高酸素透過性を有し、長時間にかけても、角膜の酸欠に起因する目の不快感という症状となることはない。シリコーンハイドロゲルレンズは、十分な酸素をレンズに直接に通させて角膜に接触させ、角膜に酸素含有量を充分に持たせることができるため、シリコーンハイドロゲルは、すでに、コンタクトレンズの好適な成分の一つとなっている。

しかしながら、シリコーンハイドロゲルの主な構造は、シリコーン（ｓｉｌｉｃｏｎｅ）であり、シリコーンそのものが疎水性物質であり、角膜の水損失による目の乾燥となりやすいため、如何にシリコーンハイドロゲルレンズに潤いを与えるかということは、最大の課題となる。現在、シリコーンハイドロゲルレンズに潤いを保つ方法としては、シリコーンに富んでいる疎水性レンズの表面へのプラズマ処理、シリコーン構造へのポリビニルピロリドンの添加、及びポリオキシエチレン側鎖を有するシリコーンプレポリマーの使用を備えることが知られている。

シリコーンハイドロゲルレンズは、一般的に、１種又は２種のシリコーンモノマー、マクロマー（ｍａｃｒｏｍｅｒ）又はプレポリマー（ｐｒｅｐｏｌｙｍｅｒ）により構成され、これらの成分そのものが疎水性である。上記シリコーンモノマーは、４つ以下のシリコーン原子を含んでなされる分子量５００未満のシリコーンモノマーである（例えば、３‐（メタクリロイルオキシプロピル）‐トリス（トリメチルシロキシ）シラン（３‐（ｍｅｔｈａｃｒｙｌｏｙｌｏｘｙｐｒｏｐｙｌ）‐ｔｒｉｓ（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘｙ）ｓｉｌａｎｅ；ＴＲＩＳ））。上記マクロマーの分子量は、約５００〜１１００であり、線形の複数のシラン単位及び１つのエチレン性不飽和（ｅｔｈｙｌｅｎｉｃａｌｌｙ ｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄ）基を有する。上記プレポリマーは、少なくとも２つのエチレン性不飽和基を有し、また、線形の多重のシランの繰り返し単位を有する。上記シリコーンモノマー、マクロマー又はプレポリマーの構造の一部は、１９８１年に公告された米国特許公告第４２５９４６７号にはすでに開示された（Ｋｅｏｇｈチーム）が、その内、ポリオキシエチレン側鎖を有する親水性シリコーンプレポリマーだけが合成されて、シリコーンハイドロゲルレンズの製造に適用されたが、他の誘導された親水性シリコーンプレポリマーの製造方法が開示されなかった。

従って、本発明の一目的は、親水性シリコーンプレポリマーの製造方法を提供することにある。この製造方法は、環状シロキサンの開環重合反応と、ポリシロキサンのヒドロシリル化反応と、共重合反応と、エンドキャッピング反応と、を含む。上記反応過程によって、上記親水性シリコーンプレポリマーが得られる。

まず、環状シロキサンの開環重合反応を行う。環状シロキサン（ｃｙｃｌｏｓｉｌｏｘａｎｅ）及び環状水素シロキサン（ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｃｙｃｌｏｓｉｌｏｘａｎｅ）を、強酸である触媒によって開環させ、両端にヒドロキシル基（ｈｙｄｒｏｘｙｌ）を有するジシロキサン（ｄｉｓｉｌｏｘａｎｅ）の中に挿入して、ケイ素水素結合（Ｓｉ‐Ｈ）を有し且つ両端がヒドロキシル基であるポリシロキサンを生じる。

また、上記ポリシロキサンのヒドロシリル化反応（ｈｙｄｒｏｓｉｌｙｌａｔｉｏｎ）を行う。ロジウム（ｒｈｏｄｉｕｍ）含有触媒の作用下で、アミド結合又はホスホリルコリン官能基を有する親水性反応物のＣ＝Ｃ二重結合と上記ポリシロキサンのケイ素水素結合との付加反応を行って、親水性反応物をポリシロキサンに結合させて、親水性側鎖を有し且つ両端がヒドロキシル基であるシリコーンジオール（ｓｉｌｉｃｏｎｅ ｄｉｏｌ）を形成する。

次に、共重合反応を行う。ジブチル錫ジラウレート（ｄｉｂｕｔｙｌｔｉｎ ｄｉｌａｕｒａｔｅ；ＤＢＴＤＬ）である触媒よって、異なるモル数比で、上記ヒドロシリル化反応から生じたシリコーンジオール（モル数がｐである）とジイソシアネート（ｄｉｉｓｏｃｙｎａｔｅ、モル数がｑである）との重合反応を別々に行って、２種の共重合体を生じる。ｐ＞ｑである場合、両端がヒドロキシル基であるジオール共重合体が得られ、ｐ＜ｑである場合、両端がイソシアノ基であるジイソシアノ基共重合体が得られる。

そして、エンドキャッピング反応（ｅｎｄ‐ｃａｐｐｉｎｇ）を行う。一方では、上記ジオール共重合体と求電子基（ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｉｌｅ）を有するエチレン性不飽和（ｅｔｈｙｌｅｎｉｃａｌｌｙ ｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄ）反応物とのエンドキャッピング反応を行って、両端にエチレン性不飽和基を有する親水性シリコーンプレポリマーを生じる。他方では、上記ジイソシアノ基共重合体と求核基を有するエチレン性不飽和反応物とのエンドキャッピング反応を行って、両端にエチレン性不飽和基を有する親水性シリコーンプレポリマーも得られる。

本発明の一実施例によると、環状シロキサンは、オクタメチルシクロテトラシロキサン（ｏｃｔａｍｅｔｈｙｌｃｙｃｌｏｔｅｔｒａｓｉｌｏｘａｎｅ；Ｄ４）であり、環状水素シロキサンは、１，３，５，７‐テトラメチルシクロテトラシロキサン（１，３，５，７‐ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｃｙｃｌｏｔｅｔｒａｓｉｌｏｘａｎｅ；Ｄ４ｈ）である。

本発明のさらに他の実施例によると、ジシロキサンは、１，３‐ビス（３‐（２‐ヒドロキシエトキシ）プロピル）テトラメチルジシロキサン（１，３‐ｂｉｓ［３‐（２‐ｈｙｄｒｏｘｙｅｔｈｏｘｙ）ｐｒｏｐｙｌ］ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｄｉｓｉｌｏｘａｎｅ）又は１，３‐ビス（ヒドロキシブチル）テトラメチルジシロキサン（１，３‐ｂｉｓ（ｈｙｄｒｏｘｙｂｕｔｙｌ）ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｄｉｓｉｌｏｘａｎｅ）である。

本発明の一実施例によると、アミド結合を含有する親水性反応物は、Ｎ‐ビニルピロリドン（Ｎ‐ｖｉｎｙｌｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）、Ｎ-アリルピロリドン（Ｎ-ａｌｌｙｌｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）又はＮ-ビニル-Ｎ-メチルアセトアミド（Ｎ-ｖｉｎｙｌ-Ｎ-ｍｅｔｈｙｌ ａｃｅｔａｍｉｄｅ）であり、ホスホリルコリン官能基を含有する親水性反応物は、２-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン（２-ｍｅｔｈａｃｒｙｌｏｙｌｏｘｙｅｔｈｙｌ ｐｈｏｓｐｈｏｒｙｌｃｈｏｌｉｎｅ；ＭＰＣ）であってよい。

本発明のさらに他の実施例によると、ロジウム含有触媒は、トリス（ジブチルスルフィド）三塩化ロジウム（ｔｒｉｓ（ｄｉｂｕｔｙｌｓｕｌｆｉｄｅ）ｒｈｏｄｉｕｍ ｔｒｉｃｈｌｏｒｉｄｅ）である。

本発明の一実施例によると、ジイソシアネートは、イソホロンジイソシアネート（ｉｓｏｐｈｏｒｏｎｅ ｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ；ＩＰＤＩ）、トルエン−２，４−ジイソシアネート（ｔｏｌｕｅｎｅ‐２，４‐ｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ）又はトルエン−２，６−ジイソシアネート（ｔｏｌｕｅｎｅ‐２，６‐ｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ）である。

本発明のさらに他の実施例によると、求電子基を有するエチレン性反応物は、イソシアネートエチルメタクリレート（ｉｓｏｃｙａｎａｔｏｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、メタクリロイルクロリド（ｍｅｔｈａｃｒｙｌｏｙｌ ｃｈｌｏｒｉｄｅ）又はメタクリル酸無水物（ｍｅｔｈａｃｒｙｌｉｃ ａｎｈｙｄｒｉｄｅ）であり、求核基を有するエチレン性反応物は、メタクリル酸‐２‐ヒドロキシエチル（２‐ｈｙｄｒｏｘｙｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ；ＨＥＭＡ）を含む。

また、本発明の別の目的は、上記方法によって合成される親水性シリコーンプレポリマーを提供することにある。その構造が、化学式（１）に示す通りである
（ただし、Ｖは、アクリレート基（ａｃｒｙｌａｔｅ）、メタクリレート基（ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、アクリルアミド基（ａｃｒｙｌａｍｉｄｅ）又はメタクリルアミド基（ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｍｉｄｅ）を含むエチレン性不飽和基である。Ｌは、Ｃ１‐Ｃ１２のリンカー（ｌｉｎｋｅｒ）であり、Ｖとジオール共重合体又はジイソシアノ基共重合体とをリンクし、エステル結合（ｅｓｔｅｒ ｌｉｎｋａｇｅ）、エーテル結合（ｅｔｈｅｒ ｌｉｎｋａｇｅ）又はウレタン結合（ｕｒｅｔｈａｎｅ ｌｉｎｋａｇｅ）を含んでよい。Ｕは、ジイソシアネートが親水性シリコーンプレポリマーの中に形成されるリンカーである。Ｒ_１は、Ｃ１‐Ｃ１２のアルキル基又は置換基である。Ｒ_２は、アミド結合又はホスホリルコリン官能基を有する親水性側鎖である。ｐは、０〜５の整数であり、ｍ及びｎは、１〜７０の整数であり、ｑ及びｑ’は、０又は１であり、且つｑ＋ｑ’＝１である。）。

本発明の一実施例によると、上記親水性シリコーンプレポリマーの分子量は、２００００未満である。

本発明のさらに他の実施例によると、親水性側鎖（Ｒ_２）を有するセグメントの上記プレポリマーに占める重量百分率（ｗｔ％）は、５ｗｔ％〜９０ｗｔ％である。

以下、詳細な説明によって、本発明の精神を明確に述べるが、当業者であれば、本発明の実施形態を把握した後で、本発明の示した技術によって、その結果が本発明の精神及び範囲から逸脱せずに、変更及び修正を加えることができる。

上記によると、親水性シリコーンプレポリマーの調製方法が提供される。親水性シリコーンプレポリマーの調製方法は、環状シロキサンの開環重合反応と、ポリシロキサンのヒドロシリル化反応と、共重合反応と、エンドキャッピング反応と、を含む。上記反応過程によって、上記親水性シリコーンプレポリマーが得られる。

開環重合反応（第１フロー参照）において、環状シロキサン及び環状水素シロキサンを、強酸である触媒によって室温で開環させ、両端にヒドロキシル基（ｈｙｄｒｏｘｙｌ）を有するジシロキサン（２）の中に挿入して、ケイ素水素結合（Ｓｉ‐Ｈ）を有し且つ両端がヒドロキシル基であるポリシロキサン（３）を生じる。その内、上記強酸は、トリフリン酸（ｔｒｉｆｌｉｃ ａｃｉｄ；ＴＦＡ）又は硫酸であり、且つポリシロキサン（３）のＲ_１は、Ｃ１‐Ｃ１２のアルキル基又は置換基であり、ｍ及びｎは、１〜７０の整数である。注意すべきなのは、上記環状水素シロキサンが開環して挿入された後、形成したポリシロキサン（３）は、続いてヒドロシリル化反応を行ってよい。

本発明の一実施例によると、上記ポリシロキサンは、オクタメチルシクロテトラシロキサンであり、ポリ水素シロキサン（ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｇｅｎ ｓｉｌｏｘａｎｅ）は、１，３，５，７‐テトラメチルシクロテトラシロキサンである。

本発明の別の実施例によると、上記ジシロキサンは、１，３‐ビス［３‐（２‐ヒドロキシエチレンオキシ）プロピル］テトラメチルジシロキサン又は１，３‐ビス（ヒドロキシブチル）テトラメチルジシロキサンである。

ヒドロシリル化反応
ヒドロシリル化反応（第２フロー参照）において、ロジウム（Ｒｈ）含有触媒によって、親水性反応物のＣ＝Ｃ二重結合と上記ポリシロキサン（３）のケイ素水素結合との付加反応を行って、親水性反応物をポリシロキサンに結合させて、親水性側鎖（Ｒ_２＝‐ＣＨ_２‐ＣＨ_２‐Ｗ）を有し且つ両端がヒドロキシル基であるシリコーンジオール（４）を形成する。このヒドロシリル化反応は、ロジウム含有触媒によって行うため、この反応は、４０℃〜１５０℃で行われてよい。また、ケイ素水素結合の赤外線スペクトル２１２７ｃｍ^-１での、及びエチレン結合の赤外線スペクトル１６２０ｃｍ^−１での吸収ピークの消失を観察することによって、反応終点を追跡する。その内、上記シリコーンジオール（４）のＲ_２は、アミド結合又はホスホリルコリン官能基を有する親水性側鎖であり、また、Ｗは、アミド結合又はホスホリルコリンを有する官能基を表し、最初疎水性であるシリコーンを親水性に転換させる。その後、上記シリコーンジオール（４）とジイソシアネートとの共重合反応を行う。

本発明の一実施例によると、上記ロジウム含有触媒は、トリス（ジブチルスルフィド）三塩化ロジウムトリス（ジブチルスルフィド）三塩化ロジウム（ｔｒｉｓ（ｄｉｂｕｔｙｌｓｕｌｆｉｄｅ）ｒｈｏｄｉｕｍ ｔｒｉｃｈｌｏｒｉｄｅ）である。

本発明の別の実施例によると、上記アミド結合官能基を有する親水性反応物は、Ｎ‐ビニルピロリドン、Ｎ‐アリルピロリドン又はＮ‐ビニル‐Ｎ‐メチルアセトアミドであってよい。上記ホスホリルコリン官能基を有する親水性反応物は、２‐メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン（ＭＰＣ）であってよい。

共重合反応（第３ａ及び第３ｂフロー参照）において、ジブチル錫ジラウレート（ＤＢＴＤＬ）による触媒によって、シリコーンジオールのヒドロキシル基は、ジイソシアネートのイソシアノ基と重合してアミドエステル結合を生じる。第３ａフローにおいて、シリコーンジオール（４）のモル数（Ｐモル）がジイソシアネートのモル数（Ｑモル）を超える場合、両端がヒドロキシル基であるジオール共重合体（５）を生じる。イソシアノ結合の赤外線スペクトル２２６０ｃｍ^−１での吸収ピークの消失を観察することによって、反応終点を追跡することができる。上記ジオール共重合体（５）のＵは、ジイソシアネートとシリコーンジオール（４）が反応した後で形成したリンカーであり、リンカーは、
であってよい。また、ｐは、０〜５の整数である。

第３ｂフローにおいて、シリコーンジオール（４）のモル数（Ｐモル）がジイソシアネートのモル数（Ｑモル）より小さい場合、両端がイソシアノ基であるジイソシアノ基共重合体（６）を生じる。その内、ヒドロキシル結合の赤外線スペクトル３４００〜３６４０ｃｍ^-１での吸収ピークの消失を観察することによって、反応終点を追跡することができる。上記ジイソシアノ基共重合体（６）のＵは、ジイソシアネートとシリコーンジオール（４）が反応した後で形成したリンカーであり、リンカーは、
であってよい。また、ｐは、０〜５の整数である。

本発明の一実施例によると、上記ジイソシアネートは、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、トルエン−２，４−ジイソシアネート又はトルエン−２，６−ジイソシアネートであってよい。

第３ａ又は第３ｂフローにより得られるジオール共重合体（５）又はジイソシアノ基共重合体（６）は、それぞれエチレン性不飽和基を有する反応物とエンドキャッピング反応を行うことができる。

ジオール共重合体のエンドキャッピング反応（第４ａフロー参照）において、上記ジオール共重合体（５）と求電子基（Ｅ）を有するエチレン性不飽和反応物とのエンドキャッピング反応を行って、両端にエチレン性不飽和基（Ｖ）を有し且つＬをリンカーとする親水性シリコーンプレポリマー（１）を生じる。上記求電子基（Ｅ）は、エチルイソシアネート基（‐ＮＨＣＯＯＥｔ）、ハロゲン基（例えば、‐Ｃｌ）又はメタクリレート基（‐ＯＯＣ‐Ｃ（ＣＨ_３）＝ＣＨ_２）であってよい。

この例において、親水性シリコーンプレポリマー（１）のＶは、アクリレート基、メタクリレート基、アクリルアミド基又はメタクリルアミド基を含むエチレン性不飽和基である。また、Ｌは、Ｃ１‐Ｃ１２のリンカーであり、Ｖとジオール共重合体（５）とをリンクし、エステル結合、エーテル結合又はウレタン結合を含む。ｑは、０であり、且つｑ’は、１である。

本発明の一実施例によると、上記求電子基（Ｅ）を有するエチレン性不飽和反応物は、イソシアネートエチルメタクリレート、メタクリロイルクロリド又はメタクリル酸無水物であってよい。

ジイソシアノ基共重合体のエンドキャッピング反応（第４ｂフロー参照）において、上記ジイソシアノ基共重合体（６）と求核基（Ｎｕ）を有するエチレン性不飽和反応物とのエンドキャッピング反応を行って、両端にエチレン性不飽和基（Ｖ）を有し且つＬをリンカーとする親水性シリコーンプレポリマー（１）をも生じる。上記求核基（Ｎｕ）は、ヒドロキシル基であってよい。

この例において、親水性シリコーンプレポリマー（１）のＶは、アクリレート基、メタクリレート基、アクリルアミド基又はメタクリルアミド基を含むエチレン性不飽和基である。また、Ｌは、Ｃ１‐Ｃ１２のリンカーであり、Ｖとジイソシアノ基共重合体（６）とをリンクし、ウレタン結合を含む。ｑは、１であり、且つｑ’は、０である。

本発明の一実施例によると、上記求核基（Ｎｕ）を有するエチレン性不飽和反応物は、メタクリル酸‐２‐ヒドロキシエチルであってよい。

本発明の一実施例によると、第４ａ及び第４ｂフローに得られる親水性シリコーンプレポリマー（１）の一般式において、ｑ及びｑ’は、０又は１であり、且つｑ＋ｑ’＝１である。

本発明のさらに他の実施例によると、上記エチレン性不飽和基を有する親水性シリコーンプレポリマーは、分子量が２００００未満であることが好ましく、５０００〜２００００であることがより好ましい。

本発明のさらに１つの実施例によると、親水性側鎖（Ｒ_２）を有するセグメントの上記プレポリマーに占める重量百分率（ｗｔ％）は、５ｗｔ％〜９０ｗｔ％である。

実施例１：アミド結合官能基側鎖を有するプレポリマー１の調製

１，３‐ビス（３‐（２‐ヒドロキシエチレンオキシ）プロピル）テトラメチルジシロキサンの調製
１，３‐ビス（３‐（２‐ヒドロキシエチレンオキシ）プロピル）テトラメチルジシロキサン（１，３‐ｂｉｓ（３‐（２‐ｈｙｄｒｏｘｙｅｔｈｏｘｙ）ｐｒｏｐｙｌ）ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ ｄｉｓｉｌｏｘａｎｅ）は、既知の化合物であり、即ち、前記第１フローにおけるジシロキサン（２）であるが、市場から容易に購入できないため、ここで、出発物質の調製方法を提供する。

３１ｇ（２０ｗｔ％を超える必要がある）のエチレングリコールモノアリルエーテル（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ ｍｏｎｏａｌｌｙｌ ｅｔｈｅｒ）及び２５ｍｇの白金ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体（ｐｌａｔｉｎｕｍ ｄｉｖｉｎｙｌｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｄｉｓｉｌｏｘａｎｅ ｃｏｍｐｌｅｘ）を無酸素反応容器に入れて、撹拌して６５℃まで加熱した。１６．７５ｇのテトラメチルジシロキサン（ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｄｉｓｉｌｏｘａｎｅ）を反応液にゆっくり滴下した。ケイ素水素結合の赤外線スペクトル２１２７ｃｍ^-１での吸収ピークの消失を観察することによって、反応終点を追跡した。

反応完了後、エーテル及び水（体積比１：１）を加えて抽出を行って、エーテル部分を採集して２〜３回抽出し、硫酸マグネシウムを加えて水を除去して濾過した。エーテルを除去した後、２１．５ｇの１，３‐ビス（３‐（２‐ヒドロキシエトキシ）プロピル）テトラメチルジシロキサンが得られた。

環状シロキサンの開環重合反応
次に、オクタメチルシクロテトラシロキサンと１，３，５，７‐テトラメチルシクロテトラシロキサンを開環させた後、また、１，３‐ビス（３‐（２‐ヒドロキシエチレンオキシ）プロピル）テトラメチルジシロキサンとの重合反応を行った。

２２２ｇ（０．７５ｍｏｌｅ）のオクタメチルシクロテトラシロキサン、１９．２ｇ（０．０８０ｍｏｌｅ）の１，３，５，７‐テトラメチルシクロテトラシロキサン、９．８ｇ（０．０２０ｍｏｌｅ）の１，３‐ビス（３‐（２‐ヒドロキシエチレンオキシ）プロピル）テトラメチルジシロキサン、及び２．０ｍｇのトリフリン酸を、無酸素反応容器に混合し、２５℃で２４時間撹拌した。反応液に、２００ｍｌのエーテル及び３５０ｍｌの蒸留水を加えて抽出を行って、エーテル部分を残した。エーテル部分のｐＨ値が中性になるまで、蒸留水によって数回抽出して、エーテル部分が残った。エーテルを取り除いた後、得られた粗生成物に２５０ｍｌのメタノール及び８３ｍｌの蒸留水を加えて、３０分間撹拌し、この洗浄動作を３回繰り返す必要があり、洗浄後の生成物が得られた。上記洗浄後の生成物に１３０ｍｌのエーテルを加えて、硫酸マグネシウムによって水を除去して濾過した。低圧でエーテルを除去した後、ケイ素水素結合（Ｓｉ‐Ｈ）を有し且つ両端がヒドロキシル基であり、透明粘稠液体状となるポリシロキサン（２３９ｇ）が得られた。

アミド結合官能基側鎖のヒドロシリル化反応
続いて、Ｎ‐ビニルピロリドンと上記得られたポリシロキサンのケイ素水素結合との反応を行って、ポリシロキサンに親水性側鎖をリンクした。

９．８８８ｇのＮ‐ビニルピロリドンを７５ｍｌのトルエンに溶かし、１００℃で１．５時間撹拌した。次に、０．１７５ｇのトリス（ジブチルスルフィド）三塩化ロジウム及び７０ｇの上記ポリシロキサンをゆっくり加えて、撹拌し続けて加熱した。ケイ素水素結合の赤外線スペクトル２１２７ｃｍ^−１、及びエチレン結合の赤外線スペクトル１６２０ｃｍ^−１での吸収ピークの消失を観察することによって、反応終点を追跡した。

反応完了後、反応液を冷却して低圧でトルエンを取り除き、次に、メタノール水溶液（メタノールと水との体積比＝４：１）によって生成物を２回洗浄した。残された生成物をジクロロメタンによって再溶解し、硫酸マグネシウムによって水を除去し濾過した。ジクロロメタンを取り除いた後、アミド結合官能基側鎖を有し且つ両端がヒドロキシル基であり、粘稠液体状となるシリコーンジオール（１）（４４．４５ｇ、収率５６％）が得られた。

共重合反応
そして、過剰のイソホロンジイソシアネートとシリコーンジオール（１）との共重合反応、即ち、前記第３ｂフローを行った。

４３ｇのシリコーンジオール（１）、１．７５ｇのイソホロンジイソシアネート及び０．１３４ｇのジブチル錫ジラウレートを、ジクロロメタンに溶かし、還流して撹拌した。イソシアノ結合の赤外線スペクトル２２６０ｃｍ^−１での吸收が半分である場合、両端がジイソシアノ基であるジイソシアノ基共重合体が得られたことを観察した。次に、反応液を冷却して、純化を行わずに、直接にワンポット反応を行った。

エンドキャッピング反応
次に、メタクリル酸‐２‐ヒドロキシエチルによってエンドキャッピング反応、即ち、前記第４ｂフローを行った。

未純化のジイソシアノ基共重合体に、０．９８９５ｇのメタクリル酸‐２‐ヒドロキシエチル及び５．０のｍｇメチルヒドロキノン（ｍｅｔｈｙｌｈｙｄｒｏｑｕｉｎｏｎｅ）を加えて、直接にエンドキャッピング反応を行った。イソシアノ結合の赤外線スペクトル２２６０ｃｍ^−１での吸収ピークの消失を観察することによって、反応終点を追跡した。反応完了後、低圧でジクロロメタンを取り除き、アミド結合官能基側鎖を有するプレポリマー１（４５ｇ）が得られた。

実施例２：アミド結合官能基側鎖を有するプレポリマー２の調製

実施例２において、直接に、実施例１のヒドロシリル化反応で得られたシリコーンジオール（１）とイソシアネートエチルメタクリレートとのエンドキャッピング反応を行った。実施例２のエンドキャッピング反応前の反応ステップは、すべて実施例１と同じであり、その内、１，３‐ビス（３‐（２‐ヒドロキシエチレンオキシ）プロピル）テトラメチルジシロキサンの調製、開環重合反応及びヒドロシリル化反応を含むため、繰り返して説明しない。

４２ｇのシリコーンジオール（１）、２．６２５ｇのイソシアネートエチルメタクリレート、０．１３０ｇのジブチル錫ジラウレート及び０．００４３ｇのメチルヒドロキノンを、ジクロロメタンに溶かし、６０時間撹拌した。次に、３ミリリットルのメタノールを加えてから２時間撹拌した。この時間に達したときに、低圧でジクロロメタンを取り除き、メタノール水溶液（メタノールと水との体積比が３：１である）によって２回洗浄して、アミド結合官能基側鎖を有するプレポリマー２（３７．８ｇ）が得られた。

実施例３：アミド結合官能基側鎖を有するプレポリマー３の調製

実施例３は、実施例２に記載のアミド結合官能基側鎖を有するプレポリマー２を繰り返して調製した。実施例３において、実施例１のヒドロシリル化反応で得られた未純化のシリコーンジオール（１）を、トルエン溶媒だけを取り除いた後で、直接にイソシアネートエチルメタクリレートとのエンドキャッピング反応を行った。実施例３のエンドキャッピング反応前の反応ステップは、すべて実施例１と同じであり、その内、１，３‐ビス（３‐（２‐ヒドロキシエチレンオキシ）プロピル）テトラメチルジシロキサンの調製、開環重合反応及びヒドロシリル化反応を含むため、繰り返して説明しない。

１２７．５ｇの未純化のシリコーンジオール（１）、７．０９ｇのイソシアネートエチルメタクリレート、０．４０４ｇのジブチル錫ジラウレート、０．０１３ｇのメチルヒドロキノンを、ジクロロメタンに溶かし、６０時間撹拌した。次に、２．９２４ｇのメタノールを加えてから２時間撹拌した。この時間に達したときに、低圧でジクロロメタンを取り除き、アミド結合官能基側鎖を有するプレポリマー３（１３１．３ｇ）が得られた。

実施例２のプロセスに比べて、実施例３は、ヒドロシリル化反応の溶媒しか取り除かなく、純化過程も省略され、直接にエンドキャッピング反応を行った。実施例３のプロセスは、ワンポット反応によって、純化過程に必要な材料コスト及び時間コストを著しく低減した。製造コストの角度からみると、この改良方法は、高製造コストのシリコーンハイドロゲルレンズに対して、明らかな利点を持っている。

実施例４：ホスホリルコリン官能基側鎖を有するプレポリマーの調製

実施例４において、実施例１の開環重合反応で得られたポリシロキサンと２‐メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン（ＭＰＣ）とのヒドロシリル化反応を行って、ホスホリルコリン官能基側鎖を有し且つ両端がヒドロキシル基であるシリコーンジオール（２）が得られた。実施例４のヒドロシリル化反応前の反応ステップは、すべて実施例１と同じであり、１，３‐ビス（３‐（２‐ヒドロキシエチレンオキシ）プロピル）テトラメチルジシロキサンの調製及び開環重合反応を含むため、繰り返して説明しない。

６７ｇのポリシロキサン、２５ｇの２‐メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン（ＭＰＣ）及び０．００２０４ｇ／ｍｌのトリス（ジブチルスルフィド）三塩化ロジウムを、トルエンに溶かし、撹拌し続けて加熱した。ケイ素水素結合の赤外線スペクトル２１２７ｃｍ^−１での、及びエチレン結合の赤外線スペクトル１６２０ｃｍ^−１での吸収ピークの消失を観察することによって、反応終点を追跡した。

反応完了後、反応液を冷却して低圧でトルエンを取り除き、シリコーンジオール（２）、２．６２５ｇのイソシアネートエチルメタクリレート、０．１３０ｇのジブチル錫ジラウレート及び０．０１３ｇのメチルヒドロキノンを、ジクロロメタンに溶かし、６０時間撹拌した。次に、３ミリリットルのメタノールを加えてから２時間撹拌した。この時間に達したときに、低圧でジクロロメタンを取り除き、メタノール水溶液（メタノールと水との体積比が３：１である）によって２回洗浄して、ホスホリルコリン官能基側鎖を有するプレポリマーが得られた。

シリコーンハイドロゲルレンズの調製
実施例５ａ：
５０ｇの実施例２のプレポリマー、１５ｇの３‐（メタクリロイルオキシプロピル）‐トリス（トリメチルシロキシ）シラン（ＴＲＩＳ）、３０ｇのＮ‐ビニルピロリドン（ＮＶＰ）、５ｇのメタクリル酸‐２‐ヒドロキシエチル（ＨＥＭＡ）、１ｇのアゾビスイソブチロニトリル（ａｚｏ ｂｉｓ ｉｓｏｂｕｔｙｌ ｎｉｔｒｉｌｅ；ＡＩＢＮ）及び０．１ｇのトリアリルイソシアヌレート（ｔｒｉａｌｌｙｌｉｓｏｃｙａｎｕｒａｔｅ；ＴＡＩＣ）を、１０ｇのｔ‐アミルアルコール（ｔ‐ａｍｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）に溶かし、反応液を調合した。０．５ミクロンの濾過膜によって反応液を濾過して、また、反応液をポリプロピレン鋳型に充填し、７０℃で２時間熱処理して、シリコーンハイドロゲルレンズａを生じた。１００Ｖ％のイソプロパノールによってこのレンズａを４時間抽出し続けて、水溶性有機物を除去した。次に、７５Ｖ％のイソプロパノール水溶液、２５Ｖ％のイソプロパノール水溶液及び蒸留水によって、それぞれ３０分間洗浄して、シリコーンハイドロゲルレンズａ内のイソプロパノールの含有量を低減した。最後、レンズａを、ホウ酸の緩衝生理食塩水溶液を含有するブリスター包装に入れて、次に、１２１℃で３０分間殺菌した。上記シリコーンハイドロゲルレンズａの水含有量は、４２．６ｗｔ％であった。

実施例５ｂ‐５ｍ：
実施例５ａに記載の反応物及び調製方法のように、実施例５ｂ〜５ｍの調剤によって、それぞれシリコーンハイドロゲルレンズｂ〜ｍを調製し、その内、実施例５ｈ〜５ｍの高沸点アルコール溶媒は、ｔ‐アミルアルコールからノナノール（ｎｏｎａｎｏｌ）になった。この一連の調剤に用いられるシリコーンハイドロゲルプレポリマーは、実施例３に記載の方法によって製造される。上記実施例５ｂ〜５ｍの調剤（表１）、及びシリコーンハイドロゲルレンズｂ〜ｍの水含有量及びイソプロパノールの抽出可能な含有量（表２）を、それぞれ以下のように示す。

表２のデータから分かれるように、実施例５ｂ〜５ｌの調剤によって調製されたシリコーンハイドロゲルレンズｂ〜ｌは、その水含有量範囲が４０ｗｔ％〜５５ｗｔ％であった。

本発明の最適な実施形態を前記の通り開示したが、例記した製造方法は、本発明の実施例に限定されない。当業者であれば、本発明の精神と領域から逸脱せずに、多様の修正や変更を加えることができる。従って、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容とする。

Claims (8)

1. 環状シロキサン及び環状水素シロキサンを、触媒である強酸によって開環させ、両端にヒドロキシル基を有するジシロキサンの中に挿入して、ケイ素水素結合（Ｓｉ-Ｈ）を有し且つ両端がヒドロキシル基であるポリシロキサンを生じる、開環重合反応を行うステップと、
   ロジウム含有触媒の作用下で、アミド結合又はホスホリルコリン官能基を有する親水性反応物のＣ＝Ｃ二重結合と前記ポリシロキサンのケイ素水素結合との付加反応を行って、前記親水性反応物を前記ポリシロキサンに結合させて、親水性側鎖を有し且つ両端がヒドロキシル基であるシリコーンジオールを形成する、ヒドロシリル化反応を行うステップ、ここで、アミド結合を含有する前記親水性反応物は、Ｎ-ビニルピロリドンであり、ホスホリルコリン官能基を含有する親水性反応物は、２-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン（ＭＰＣ）であり、前記ロジウム含有触媒は、トリス（ジブチルスルフィド）三塩化ロジウムである、と、
   触媒であるジブチル錫ジラウレート（ＤＢＴＤＬ）によって、異なるモル数比で、前記ヒドロシリル化反応から生じたシリコーンジオール（モル数がｐである）とジイソシアネート（モル数がｑである）との重合反応を行って、
   (1) ｐ＞ｑである場合、両端がヒドロキシル基であるジオール共重合体が得られ、又は、
   (2) ｐ＜ｑである場合、両端がイソシアノ基であるジイソシアノ基共重合体が得られる、
   共重合反応を行うステップ、ここで、前記ジイソシアネートは、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）である、と、
   前記共重合反応の生成物が前記(1)のジオール共重合体である場合、求電子基を有するエチレン性不飽和反応物を用いてエンドキャッピング反応を行い、又は、前記共重合反応の生成物が前記(2)のジイソシアノ基共重合体である場合、求核基を有するエチレン性不飽和反応物を用いてエンドキャッピング反応を行い、いずれの場合においても、前記両端にエチレン性不飽和基を有する親水性シリコーンプレポリマーが得られる、エンドキャッピング反応を行うステップと、
   を含む親水性シリコーンプレポリマーの製造方法。
2. 前記環状シロキサンは、オクタメチルシクロテトラシロキサン（Ｄ４）であり、前記環状水素シロキサンは、１，３，５，７-テトラメチルシクロテトラシロキサン（Ｄ４ｈ）である請求項１に記載の製造方法。
3. 前記ジシロキサンは、１，３-ビス［３-（２-ヒドロキシエチレンオキシ）プロピル］テトラメチルジシロキサン又は１，３-ビス（ヒドロキシブチル）テトラメチルジシロキサンである請求項１に記載の製造方法。
4. 前記求電子基を有するエチレン性反応物は、イソシアネートエチルメタクリレート、メタクリロイルクロリド又はメタクリル酸無水物であり、前記求核基を有するエチレン性反応物は、メタクリル酸‐２‐ヒドロキシエチル（ＨＥＭＡ）を含む請求項１に記載の製造方法。
5. 請求項１ないし４のいずれか一項に記載の方法によって製造され、その構造が、化学式（１）に示す通りであり、
   Ｖは、アクリレート基、メタクリレート基、アクリルアミド基又はメタクリルアミド基を含むエチレン性不飽和基であり、
   Ｌは、Ｃ１‐Ｃ１２のリンカーであり、Ｖと前記ジオール共重合体又は前記ジイソシアノ基共重合体とをリンクし、エステル結合、エーテル結合又はウレタン結合を含み、
   Ｕは、前記ジイソシアネートが前記親水性シリコーンプレポリマーの中に形成されるリンカーであり、
   Ｒ_１は、Ｃ１‐Ｃ１２のアルキル基又は置換基であり、
   Ｒ_２は、アミド結合又はホスホリルコリン官能基を有する前記親水性側鎖であり、
   ｐは、０〜５の整数であり、
   ｍ及びｎは、１〜７０の整数であり、
   ｑ及びｑ’は、０又は１であり、且つｑ＋ｑ’＝１である、
   親水性シリコーンプレポリマー。
6. 親水性側鎖（Ｒ_２）を有するセグメントの前記プレポリマーに占める重量百分率（ｗｔ％）は、５ｗｔ％〜９０ｗｔ％である請求項５に記載の親水性シリコーンプレポリマー。
7. 請求項５に記載の親水性シリコーンプレポリマーから重合してなされる重合組成物。
8. 請求項５に記載の親水性シリコーンプレポリマーにより構成されるシリコーンハイドロゲルレンズ。