JP6995357B2 - Acidic group-containing polymerizable monomer having a functional group with a high dielectric constant - Google Patents
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Description
本発明は、重合性単量体、硬化性組成物および歯科用接着性組成物に関するものである。 The present invention relates to polymerizable monomers, curable compositions and dental adhesive compositions.
(メタ)アクリレート系重合性単量体は歯科用硬化性組成物あるいは歯科用接着剤といった歯科材料、光学材料、印刷製版、フォトレジスト材料、塗料、接着剤、インク、光造形樹脂等の幅広い分野で利用可能である。特に、歯科用接着性組成物において、特許文献1~3に例示されるリン酸基含有重合性単量体、特許文献4、5に例示されるカルボン酸基含有重合性単量体、特許文献5、6に例示されるスルホン酸基含有重合性単量体は、歯質のスメア層の脱灰や歯質との接着に重要な役割を果たしていることが知られている。 (Meta) acrylate-based polymerizable monomers are used in a wide range of fields such as dental materials such as dental curable compositions or dental adhesives, optical materials, printing plates, photoresist materials, paints, adhesives, inks, and optical molding resins. It is available at. In particular, in dental adhesive compositions, phosphate group-containing polymerizable monomers exemplified in Patent Documents 1 to 3, carboxylic acid group-containing polymerizable monomers exemplified in Patent Documents 4 and 5, and Patent Documents. It is known that the sulfonic acid group-containing polymerizable monomers exemplified in 5 and 6 play an important role in decalcification of the smear layer of the dentin and adhesion to the dentin.
前述した各種重合性単量体は、酸性基を有しているため、酸性基を有さない重合性単量体等との相溶性が低く、例えば、ビスフェノールAジグリシジルジ(メタ)アクリレート(Bis-GMA)やトリエチレングリコールジメタクリレート(TEGDMA)といった重合性単量体と混合させるために、長時間の撹拌操作、加熱をする必要があるといった取り扱いを煩雑にする欠点を有している。また、スメア層を脱灰した後に析出する歯質由来のカルシウムイオンと酸性基含有重合性単量体との塩化合物は、酸性基を有さない重合性単量体等に対して酸性基含有重合性単量体そのものよりもさらに難溶性であり、相溶性が低い。これらの塩化合物とその他の成分との相溶性が低い場合、接着を阻害する因子のひとつとなり、十分な接着性を得ることができないと考えられる。 Since the various polymerizable monomers described above have an acidic group, they have low compatibility with a polymerizable monomer having no acidic group, and for example, bisphenol A diglycidyl di (meth) acrylate (Bis-). In order to mix with a polymerizable monomer such as GMA) or triethylene glycol dimethacrylate (TEGDMA), it has a drawback that it is complicated to handle, such as a long-time stirring operation and the need for heating. Further, the salt compound of the calcium ion derived from the dentin and the acidic group-containing polymerizable monomer deposited after decalcifying the smear layer contains an acidic group with respect to the polymerizable monomer having no acidic group. It is more sparingly soluble than the polymerizable monomer itself and has low compatibility. If the compatibility between these salt compounds and other components is low, it is considered to be one of the factors that inhibit adhesion, and sufficient adhesion cannot be obtained.
本発明の課題は、酸性基を有しているにも拘らず酸性基を有さない重合性単量体等との相溶性が高い重合性単量体であって、塩化合物となっても酸性基を有さない重合性単量体等との相溶性が高い、酸性基含有重合性単量体を提供することにある。 The subject of the present invention is a polymerizable monomer having high compatibility with a polymerizable monomer having an acidic group but not having an acidic group, even if it becomes a salt compound. It is an object of the present invention to provide an acidic group-containing polymerizable monomer having high compatibility with a polymerizable monomer having no acidic group.
本発明者は、前記課題を解決するため、種々の重合性単量体の合成を行った。その結果、相溶性向上官能基として高誘電率を有する官能基を導入した酸性基含有重合性単量体とすることにより前記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 The present inventor has synthesized various polymerizable monomers in order to solve the above-mentioned problems. As a result, they have found that the above-mentioned problems can be solved by using an acidic group-containing polymerizable monomer having a functional group having a high dielectric constant introduced as a compatible functional group, and have completed the present invention.
すなわち本発明は、相溶性向上官能基を含有する酸性基含有重合性単量体であり、下記一般式(1)で示される重合性単量体である。 That is, the present invention is an acidic group-containing polymerizable monomer containing a compatibility-enhancing functional group, and is a polymerizable monomer represented by the following general formula (1).
なお、一般式(1)中、Aは、炭素数1~50の2価の炭化水素基であり、枝分かれ構造、環状構造を有していてもよく、炭素原子が酸素原子、硫黄原子、あるいは、窒素原子に置換されていてもよい。Bは炭素数1~10の2価の炭化水素基であり、枝分かれ構造、環状構造を有していてもよく、炭素原子が酸素原子、硫黄原子、あるいは、窒素原子に置換されていてもよい。R1は、水素原子、メチル基である。Yは―O―、または―NR2―(R2は、水素原子、または、炭素数1~10のアルキル基)である。nは、1~3の整数である。mは、0~4の整数である。nが2または3のとき、A、R1及びYは各々同一であっても異なっていてもよい。Xは、Xの構造に対応する化合物XHの比誘電率が5以上である官能基であって、下記X-1~X-4で示されるいずれかの官能基である。
In the general formula (1), A is a divalent hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms, and may have a branched structure or a cyclic structure, and the carbon atom is an oxygen atom, a sulfur atom, or a sulfur atom. , May be substituted with a nitrogen atom. B is a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, may have a branched structure or a cyclic structure, and the carbon atom may be substituted with an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom. .. R 1 is a hydrogen atom and a methyl group. Y is —O— or —NR2- (R 2 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms). n is an integer of 1 to 3. m is an integer from 0 to 4. When n is 2 or 3, A, R1 and Y may be the same or different, respectively. X is a functional group having a relative permittivity of 5 or more of the compound XH corresponding to the structure of X, and is any of the functional groups represented by the following X-1 to X-4.
[X-1、2において、pは、0~5の整数である。X-4において、R3、R4は水素原子、または、炭素数1~10の炭化水素基を示し、各々同一であっても異なっていてもよい。]
また、本発明の重合性単量体は、下記一般式(2)で示されるものであることが好ましい。
[In X-1, 2 and p is an integer of 0 to 5. In X-4, R 3 and R 4 represent hydrogen atoms or hydrocarbon groups having 1 to 10 carbon atoms, which may be the same or different from each other. ]
Further, the polymerizable monomer of the present invention is preferably represented by the following general formula (2).
[一般式(2)中、A、R1、Y、n及びmは、一般式(1)におけるものと同義である。X’は、下記X-1~4のいずれかである。 [In the general formula (2), A, R 1 , Y, n and m are synonymous with those in the general formula (1). X'is one of the following X-1 to X-4.
[X-1、2において、pは、0~5の整数である。X-4において、R3、R4は水素原子、または、炭素数1~10の炭化水素基を示し、各々同一であっても異なっていてもよい。]
lは、1~6の整数である。nが2または3のとき、A、R1及びYは各々同一であっても異なっていてもよい。]
本発明の重合性単量体は、下記一般式(3)で示されるものであることがより好ましい。
[In X-1, 2 and p is an integer of 0 to 5. In X-4, R 3 and R 4 represent hydrogen atoms or hydrocarbon groups having 1 to 10 carbon atoms, which may be the same or different from each other. ]
l is an integer of 1 to 6. When n is 2 or 3, A, R1 and Y may be the same or different, respectively. ]
The polymerizable monomer of the present invention is more preferably represented by the following general formula (3).
[一般式(3)中、R1、X’及びnは、一般式(2)におけるものと同義である。m’は、0~1の整数である。l’は、1~3の整数である。qは、1~12の整数である。nが2または3のとき、R1及びqは各々同一であっても異なっていてもよい。]
また他の発明は、本発明の重合性単量体からなる重合性単量体(I)と、重合開始剤と、を含むことを特徴とする硬化性組成物である。
[In the general formula (3), R1 , X'and n are synonymous with those in the general formula (2). m'is an integer from 0 to 1. l'is an integer of 1 to 3. q is an integer from 1 to 12. When n is 2 or 3, R 1 and q may be the same or different, respectively. ]
Another invention is a curable composition comprising a polymerizable monomer (I) made of the polymerizable monomer of the present invention and a polymerization initiator.
本発明の硬化性組成物は、さらに、本発明の重合性単量体以外に酸性基非含有重合性単量体を含むことが好ましい。 The curable composition of the present invention preferably further contains an acidic group-free polymerizable monomer in addition to the polymerizable monomer of the present invention.
本発明の硬化性組成物は、歯科用接着性組成物に好適に用いることができる。 The curable composition of the present invention can be suitably used for a dental adhesive composition.
本発明の重合性単量体は、酸性基を有しているにも拘らず酸性基を有さない重合性単量体等との相溶性が高く、混合の際の操作を容易にすることができる。加えて、本発明の重合性単量体は無機塩との塩化合物の状態での相溶性が高い。本発明の重合性単量体を接着性組成物として用い、接着時に塩化合物が生成した場合、周囲の重合性単量体との相溶性の低い塩化合物は、析出や重合性の低下により、接着性を低下させる。相溶性の低い重合性単量体の塩化合物は、歯面と接着材(歯科用接着性組成物)との界面で析出しやすく、それらの重合性は低いので、接着性が低下すると考えられる。これに対して、本発明の重合性単量体が形成する塩化合物は、相溶性が高いので、本発明の重合性単量体を歯科用接着性組成物として用いた場合には、塩化合物の界面での析出が抑制される、あるいは接着材側に分散するため、界面での塩化合物の存在比率を低下させることが可能であり、結果として接着性を向上させることができると考えられる。 The polymerizable monomer of the present invention has high compatibility with a polymerizable monomer having an acidic group but no acidic group, and facilitates the operation at the time of mixing. Can be done. In addition, the polymerizable monomer of the present invention has high compatibility with an inorganic salt in the form of a salt compound. When the polymerizable monomer of the present invention is used as an adhesive composition and a salt compound is produced at the time of adhesion, the salt compound having low compatibility with the surrounding polymerizable monomer is caused by precipitation and deterioration of the polymerizable property. Reduces adhesiveness. It is considered that the salt compound of the polymerizable monomer having low compatibility is likely to precipitate at the interface between the tooth surface and the adhesive (dental adhesive composition), and their polymerizable property is low, so that the adhesiveness is lowered. .. On the other hand, the salt compound formed by the polymerizable monomer of the present invention has high compatibility. Therefore, when the polymerizable monomer of the present invention is used as a dental adhesive composition, the salt compound is used. It is considered that the precipitation at the interface of the compound is suppressed or dispersed on the adhesive side, so that the abundance ratio of the salt compound at the interface can be reduced, and as a result, the adhesiveness can be improved.
本発明の重合性単量体は、下記一般式(1)で示されることを特徴とする。 The polymerizable monomer of the present invention is characterized by being represented by the following general formula (1).
ここで、一般式(1)においては、Aは、炭素数1~50の2価の炭化水素基であり、枝分かれ構造、環状構造を有していてもよく、炭素原子が酸素原子、硫黄原子、あるいは、窒素原子に置換されていてもよい。Bは炭素数1~10の2価の炭化水素基であり、枝分かれ構造、環状構造を有していてもよく、炭素原子が酸素原子、硫黄原子、あるいは、窒素原子に置換されていてもよい。R1は、水素原子、またはメチル基である。Xは、Xの構造に対応する化合物XHの比誘電率が5以上である官能基を表す。Yは―O―、または―NR2―(R2は、水素原子、または、炭素数1~10のアルキル基)である。nは、1~3の整数である。mは、0~4の整数である。nが2または3のとき、A、R1及びYは各々同一であっても異なっていてもよい。 Here, in the general formula (1), A is a divalent hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms, and may have a branched structure or a cyclic structure, and the carbon atom is an oxygen atom or a sulfur atom. , Or it may be substituted with a nitrogen atom. B is a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, may have a branched structure or a cyclic structure, and the carbon atom may be substituted with an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom. .. R 1 is a hydrogen atom or a methyl group. X represents a functional group having a relative permittivity of 5 or more for the compound XH corresponding to the structure of X. Y is —O— or —NR2- (R 2 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms). n is an integer of 1 to 3. m is an integer from 0 to 4. When n is 2 or 3, A, R1 and Y may be the same or different, respectively.
本発明の重合性単量体は酸性基を有さない重合性単量体等との相溶性が高く、酸性基を有さない重合性単量体等との混合の操作を容易にできる。また、本発明の重合性単量体を含む接着組成物は、無機塩や有機塩との反応により生じる本発明の重合性単量体の塩化合物の酸性基を有さない重合性単量体等との相溶性も高い。その結果、塩化合物が生じるような環境でも、高い接着性を発現させることができる。このような効果は、重合性単量体の設計として、酸性基と高誘電率である官能基を有する特徴を持つことで達成される。このような効果が得られる理由を、本発明者らは以下のように推定している。 The polymerizable monomer of the present invention has high compatibility with a polymerizable monomer having no acidic group, and can be easily mixed with a polymerizable monomer having no acidic group. Further, the adhesive composition containing the polymerizable monomer of the present invention is a polymerizable monomer having no acidic group of the salt compound of the polymerizable monomer of the present invention generated by the reaction with an inorganic salt or an organic salt. High compatibility with monomers. As a result, high adhesiveness can be exhibited even in an environment where a salt compound is generated. Such an effect is achieved by having the characteristic of having an acidic group and a functional group having a high dielectric constant as a design of the polymerizable monomer. The present inventors presume the reason why such an effect is obtained as follows.
まず、混合の際の操作が容易となった理由は、高誘電率である化合物の骨格に基づく官能基を付与しているためと考えている。一般的に、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミドのようなアミド系溶媒、ジメチルスルホキシドのようなスルホオキシド系溶媒、テトラヒドロフランのような環状エーテル系溶媒、メチルピロリドンのようなラクタム環を有する溶媒、カーボネート系溶媒などは、比誘電率が5以上と高誘電率を有し、塩化合物のような通常の有機溶媒に難溶性な化合物との相溶性が高いことが知られている。また、これらの溶媒は一般的に溶剤として使用されるアセトン等の有機溶媒と容易に相溶する。そのため、そのような比誘電率が5以上である高誘電率を有する化合物の骨格を重合性単量体に付与することで、幅広い極性の重合性単量体や触媒などとの相溶性が向上するものと考えられる。 First, it is considered that the reason why the operation at the time of mixing is easy is that a functional group based on the skeleton of the compound having a high dielectric constant is imparted. Generally, amide-based solvents such as dimethylacetamide and dimethylformamide, sulfooxide-based solvents such as dimethyl sulfoxide, cyclic ether-based solvents such as tetrahydrofuran, solvents having a lactam ring such as methylpyrrolidone, carbonate-based solvents and the like. Has a high dielectric constant of 5 or more, and is known to have high compatibility with a compound that is sparingly soluble in a normal organic solvent such as a salt compound. In addition, these solvents are easily compatible with organic solvents such as acetone, which are generally used as solvents. Therefore, by imparting the skeleton of such a compound having a high dielectric constant having a relative permittivity of 5 or more to the polymerizable monomer, compatibility with a polymerizable monomer having a wide range of polarities, a catalyst, or the like is improved. It is thought that it will be done.
また、塩化合物の相溶性が優れる理由は、上述したように、本発明の重合性単量体は、高誘電率を有する化合物の骨格に基づく官能基を有し、酸性基を有さない重合性単量体等に対する相溶性が高いためである。加えて、本発明の重合性単量体が塩化合物を形成したとしても、本発明の重合性単量体は塩化合物の溶解性が高い前記溶媒の骨格を有するために、形成した塩化合物の重合性単量体等に対する分散性を向上させ、塩化合物の析出を抑制しているものと考えられる。その結果、例えば、本発明の重合性単量体を歯科用接着性組成物に用いた場合、歯科用接着性組成物との接着界面上に塩化合物が生じる歯質のような被着物に対しても、接着阻害となる塩化合物が歯科用接着性組成物中に分散しやすくなるために、接着性が優れると考えられる。 Further, the reason why the compatibility of the salt compound is excellent is that, as described above, the polymerizable monomer of the present invention has a functional group based on the skeleton of the compound having a high dielectric constant and does not have an acidic group. This is because it has high compatibility with sex monomers and the like. In addition, even if the polymerizable monomer of the present invention forms a salt compound, the polymerizable monomer of the present invention has a skeleton of the solvent having high solubility of the salt compound, so that the formed salt compound has a skeleton. It is considered that the dispersibility in the polymerizable monomer and the like is improved and the precipitation of the salt compound is suppressed. As a result, for example, when the polymerizable monomer of the present invention is used in a dental adhesive composition, for an adherend such as a dentin in which a salt compound is generated on the adhesive interface with the dental adhesive composition. However, it is considered that the adhesiveness is excellent because the salt compound that inhibits the adhesion is easily dispersed in the dental adhesive composition.
次に、本発明の重合性単量体について、より詳細に説明する。 Next, the polymerizable monomer of the present invention will be described in more detail.
まず、一般式(1)中のXは、Xの構造に対応する化合物XHの比誘電率が5以上である官能基である。Xの構造に対応する化合物XHとは、官能基Xの結合手に水素原子が結合した化合物である。本発明において、XHの比誘電率は5~50の範囲であることが好ましく、5~30の範囲であることがより好ましい。
First, X in the general formula (1) is a functional group having a relative permittivity of the compound XH corresponding to the structure of X of 5 or more. The compound XH corresponding to the structure of X is a compound in which a hydrogen atom is bonded to the bond of the functional group X. In the present invention, the relative permittivity of XH is preferably in the range of 5 to 50, more preferably in the range of 5 to 30 .
硬化性組成物とした場合に、組成物中の他の成分との相溶性が高く、混合・溶解が簡単となる点、塩化合物が生成するような条件下でも接着性に優れる点から、官能基Xは、具体的には下記の、環状エーテル類であるX-1、ラクタム類であるX-2、カーボネート環類であるX-3、またはアセトアミド骨格であるX-4のいずれかである。
When made into a curable composition, it is highly compatible with other components in the composition, is easy to mix and dissolve, and has excellent adhesiveness even under conditions such as the formation of salt compounds. The group X is specifically one of the following, X-1 which is a cyclic ether, X-2 which is a lactam, X-3 which is a carbonate ring, or X-4 which is an acetamide skeleton. ..
ここで、X-1、2において、pは、0~5の整数である。X-4において、R3、R4は水素原子、あるいは、炭素数1~10の炭化水素基を示し、各々同一であっても異なっていてもよい。pは、0~2であることが好ましい。また、R3は水素原子、あるいは、炭素数1~2のアルキル基、R4は炭素数1~4のアルキル基であることが好ましい。 Here, in X-1 and 2, p is an integer of 0 to 5. In X-4, R 3 and R 4 represent hydrogen atoms or hydrocarbon groups having 1 to 10 carbon atoms, which may be the same or different from each other. p is preferably 0 to 2. Further, it is preferable that R 3 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms, and R 4 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
これらX-1~4のなかでも、X-1、あるいは、X-4の内、R3が水素、あるいは、炭素数1~2のアルキル基であり、R4が炭素数1~4のアルキル基であるアセトアミドから選ばれることがより好ましい。 Among these X-1 to 4, among X-1 or X-4, R 3 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms, and R 4 is an alkyl having 1 to 4 carbon atoms. It is more preferred to be selected from the underlying acetamide.
X-1~4として好ましい構造としては、X-1環状エーテル類として、テトラヒドロフラン環、フラン環、X-2ラクタム類として、ピロリドン環、ピぺリドン環、X-3カーボネート環類として、エチレンカーボネート環、ジオキサノン環、X-4アセトアミド骨格類としてジメチルアセトアミド、エチルメチルアセトアミド、ジメチルプロパンアミドを例示することができる。より好ましい構造としては、テトラヒドロフラン環、ピロリドン環、ジメチルアセトアミドを例示することができる。 Preferred structures for X-1 to 4 include a tetrahydrofuran ring and a furan ring as X-1 cyclic ethers, a pyrrolidone ring and a piperidone ring as X-2 lactams, and an ethylene carbonate as X-3 carbonate rings. Examples of the ring, dioxanone ring, and X-4 acetamide skeleton include dimethylacetamide, ethylmethylacetamide, and dimethylpropanamide. As more preferable structures, a tetrahydrofuran ring, a pyrrolidone ring, and dimethylacetamide can be exemplified.
Yは、―O―、若しくは―NR2―(R2は、水素原子、または、炭素数1~10のアルキル基)を表す。好ましくは、―O―、若しくは―NR21―(R21は、水素原子、または、炭素数1~5のアルキル基)であり、より好ましくは―O―、若しくは―NR22―(R22は、炭素数1~3のアルキル基)である。 Y represents —O— or —NR2- (R 2 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms). It is preferably —O— or —NR 21— (R 21 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms), and more preferably —O— or —NR 22— (R 22 is , An alkyl group having 1 to 3 carbon atoms).
Aは、炭素数1~50の2価の炭化水素基であり、枝分かれ構造、環状構造を有していてもよく、炭素原子は酸素原子、硫黄原子、あるいは、窒素原子に置換されていてもよい。 A is a divalent hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms, which may have a branched structure or a cyclic structure, and the carbon atom may be substituted with an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom. good.
Aの具体例としては、下記のA-1~A-11を挙げることができる。 Specific examples of A include the following A-1 to A-11.
A-1~A-11中、aは0~49の整数を表し、bは、1~16の整数を表し、cは1~11の整数を表し、dは、1~9の整数を表す。なお、a~dの値は、構造式A-1~A-6において、主鎖の原子数が25以下となる範囲で選択されることが好ましく、12以下となる範囲で選択されることがさらに好ましい。また、R5、R6は、炭素数1~24のアルキル基であって、R7、R8は、1~23のアルキル基である。R5、R6は、相溶性、接着性の向上の点から1~12のアルキル基であることが好ましく、1~6のアルキル基であることがより好ましい。R7、R8は、相溶性、接着性の向上の点から1~10のアルキル基であることが好ましく、1~4のアルキル基であることがより好ましい。eは、0~5の整数であって、0~3の範囲で選択されることが好ましい。また、A-9~A-11の二つの結合手は、環状の炭化水素のいずれの炭素と結合することができ、異なる炭素原子と結合してもよく、同一の炭素原子と結合してもよい。 In A-1 to A-11, a represents an integer of 0 to 49, b represents an integer of 1 to 16, c represents an integer of 1 to 11, and d represents an integer of 1 to 9. .. The values a to d are preferably selected in the range of structural formulas A-1 to A-6 in the range where the number of atoms in the main chain is 25 or less, and are preferably selected in the range of 12 or less. More preferred. Further, R 5 and R 6 are alkyl groups having 1 to 24 carbon atoms, and R 7 and R 8 are alkyl groups having 1 to 23 carbon atoms. R 5 and R 6 are preferably 1 to 12 alkyl groups, more preferably 1 to 6 alkyl groups, from the viewpoint of improving compatibility and adhesiveness. R 7 and R 8 are preferably 1 to 10 alkyl groups, more preferably 1 to 4 alkyl groups, from the viewpoint of improving compatibility and adhesiveness. e is an integer of 0 to 5, and is preferably selected in the range of 0 to 3. Further, the two bonds A-9 to A-11 can be bonded to any carbon of the cyclic hydrocarbon, may be bonded to different carbon atoms, or may be bonded to the same carbon atom. good.
Aの構造としては、A-1、A-3、A-5、A-7、A-8が好ましく、A-1、A-3、A-8がより好ましい。 As the structure of A, A-1, A-3, A-5, A-7, and A-8 are preferable, and A-1, A-3, and A-8 are more preferable.
Bは、炭素数1~10の2価の炭化水素基を表している。枝分かれ構造、環状構造を有していてもよく、炭素原子が酸素原子、硫黄原子、窒素原子に置換されていてもよい。Bの具体例としては、下記のB-1~B-13を挙げることができる。 B represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. It may have a branched structure or a cyclic structure, and the carbon atom may be replaced with an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom. Specific examples of B include the following B-1 to B-13.
B-1~B-9中、xは0~9の整数を表し、yは、1~8の整数を表し、zは1~3の整数を表し、wは1~2の整数を表す。なお、x~wの値は、構造式B-1~B-9において、主鎖の原子数が6以下となる範囲で選択されることが好ましく、3以下となる範囲で選択されることがさらに好ましい。また、R9は、水素原子、または、炭素数1~2のアルキル基を表す。vは、0~5の整数であって、1~3の範囲で選択されることが好ましい。また、B-10~B-11の二つの結合手は、環状の炭化水素基のいずれの炭素と結合することができ、異なる炭素原子と結合してもよく、同一の炭素原子と結合してもよい。また、R10、R11は、水素原子または炭素数1~3のアルキル基であって、各々同一であっても異なっていてもよい。 In B-1 to B-9, x represents an integer of 0 to 9, y represents an integer of 1 to 8, z represents an integer of 1 to 3, and w represents an integer of 1 to 2. The values of x to w are preferably selected in the range of structural formulas B-1 to B-9 in the range where the number of atoms in the main chain is 6 or less, and are preferably selected in the range of 3 or less. More preferred. Further, R 9 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms. v is an integer of 0 to 5, and is preferably selected in the range of 1 to 3. Further, the two bonds of B-10 to B-11 can be bonded to any carbon of the cyclic hydrocarbon group, may be bonded to different carbon atoms, or are bonded to the same carbon atom. May be good. Further, R 10 and R 11 are hydrogen atoms or alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms, and may be the same or different from each other.
Bの構造としては、加水分解を受けにくく、フレキシブルに動くことが可能であって、適度な疎水性を付与できるという点から、B-1、B-10、B-12が好ましく、B-1がより好ましい。 As the structure of B, B-1, B-10, and B-12 are preferable, and B-1 is preferable because it is not easily hydrolyzed, can move flexibly, and can impart appropriate hydrophobicity. Is more preferable.
R1は水素原子またはメチル基を表す。R1はその他の重合性単量体との共重合性により選択されることが好ましい。例えば、その他の重合性単量体として、メチルメタクリレートが選択された場合、R1はメチル基であることが好ましい。 R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group. R 1 is preferably selected based on its copolymerizability with other polymerizable monomers. For example, when methyl methacrylate is selected as the other polymerizable monomer, R 1 is preferably a methyl group.
nは、1~3の整数を表す。nは、硬化性組成物の硬化体に必要とされる機械的強度等により選択できる。例えば、剛直な硬化体を得るための硬化性組成物を得る場合は、nは大きい方が好ましい。一方で、柔軟な硬化体を得るための硬化性組成物を得る場合は、nは小さい方が好ましい。 n represents an integer of 1 to 3. n can be selected depending on the mechanical strength required for the cured product of the curable composition and the like. For example, when a curable composition for obtaining a rigid cured product is obtained, it is preferable that n is large. On the other hand, when a curable composition for obtaining a flexible cured product is obtained, it is preferable that n is small.
mは、0~4の整数を表す。製造の容易さの観点から、0~1の範囲から選択されることが好ましく、0であることがより好ましい。 m represents an integer from 0 to 4. From the viewpoint of ease of manufacture, it is preferably selected from the range of 0 to 1, and more preferably 0.
なお、一般式(1)で示される本発明の重合性単量体は、下記一般式(2)で示されるものであることが好ましい。 The polymerizable monomer of the present invention represented by the general formula (1) is preferably represented by the following general formula (2).
[一般式(2)中、A、R1、Y、n及びmは、一般式(1)におけるものと同義である。X’は、下記X-1~4のいずれかである。 [In the general formula (2), A, R 1 , Y, n and m are synonymous with those in the general formula (1). X'is one of the following X-1 to X-4.
[X-1、2において、pは、0~5の整数である。X-4において、R3、R4は水素原子、または、炭素数1~10の炭化水素基を示し、各々同一であっても異なっていてもよい。]
lは、1~6の整数である。nが2または3のとき、A、R1及びYは各々同一であっても異なっていてもよい。]
一般式(2)中、A、R1、Y、n及びmは、一般式(1)で説明したものと同じである。また、X’におけるX-1、X-2、X-3及びX-4は、上記一般式(1)のXにおいて説明したX-1、X-2、X-3及びX-4におけるものと同義である。
[In X-1, 2 and p is an integer of 0 to 5. In X-4, R 3 and R 4 represent hydrogen atoms or hydrocarbon groups having 1 to 10 carbon atoms, which may be the same or different from each other. ]
l is an integer of 1 to 6. When n is 2 or 3, A, R1 and Y may be the same or different, respectively. ]
In the general formula (2), A, R 1 , Y, n and m are the same as those described in the general formula (1). Further, X-1, X-2, X-3 and X-4 in X'are those in X-1, X-2, X-3 and X-4 described in X of the above general formula (1). Is synonymous with.
lは、1~6の整数であり、1~3であることが好ましい。 l is an integer of 1 to 6, preferably 1 to 3.
さらに、一般式(2)で示される本発明の重合性単量体は、下記一般式(3)で示されることが特に好ましい。なお、一般式(3)は、一般式(2)中、Aが前記のA-1である場合の構造を示すものである。 Further, the polymerizable monomer of the present invention represented by the general formula (2) is particularly preferably represented by the following general formula (3). The general formula (3) shows the structure in the general formula (2) when A is the above-mentioned A-1.
[一般式(3)中、R1、X’及びnは、一般式(2)におけるものと同義である。m’は、0~1の整数である。l’は、1~3の整数である。qは、1~12の整数である。nが2または3のとき、R1及びqは各々同一であっても異なっていてもよい。]
一般式(3)中、R1、X’及びnは、一般式(2)で説明したものと同じである。
[In the general formula (3), R1 , X'and n are synonymous with those in the general formula (2). m'is an integer from 0 to 1. l'is an integer of 1 to 3. q is an integer from 1 to 12. When n is 2 or 3, R 1 and q may be the same or different, respectively. ]
In the general formula (3), R 1 , X'and n are the same as those described in the general formula (2).
本発明の重合性単量体は、公知の出発原料および公知の合成方法を適宜組み合わせて合成することができ、その製造方法は特に限定されるものではない。例えば、一般式(1)で示される本発明の重合性単量体を合成する場合、下記一般式(4)で示す化合物と一般式(5)で示す化合物、及び、オキシ塩化リンを反応させる工程を少なくとも含む製造方法を利用してもよい。 The polymerizable monomer of the present invention can be synthesized by appropriately combining a known starting material and a known synthesis method, and the production method thereof is not particularly limited. For example, when synthesizing the polymerizable monomer of the present invention represented by the general formula (1), the compound represented by the following general formula (4) is reacted with the compound represented by the general formula (5) and phosphorus oxychloride. A manufacturing method including at least a step may be used.
ここで、一般式(4)中のA、R1、Y、m及びnは、一般式(1)中のものと同義である。 Here, A, R1 , Y, m and n in the general formula (4) are synonymous with those in the general formula (1).
ここで、一般式(5)中のB、Xは、一般式(1)中のものと同義である。 Here, B and X in the general formula (5) are synonymous with those in the general formula (1).
一般式(4)で表わされる化合物とオキシ塩化リン(POCl3)を反応させ、さらに一般式(5)で表わされる化合物と反応させ、最終的に加水分解させることにより、一般式(1)で表わされる本発明の重合性単量体を得る方法について、説明する。 The compound represented by the general formula (4) is reacted with phosphorus oxychloride (POCl 3 ), further reacted with the compound represented by the general formula (5), and finally hydrolyzed to obtain the general formula (1). The method for obtaining the represented polymerizable monomer of the present invention will be described.
POCl3の使用量は特に制限されないが、一般式(4)で表わされる化合物に対して、1.0~1.5倍モルが好ましく、1.0~1.2倍モルがより好ましい。 The amount of POCl 3 used is not particularly limited, but is preferably 1.0 to 1.5 times mol, more preferably 1.0 to 1.2 times mol, with respect to the compound represented by the general formula (4).
一般式(4)で表わされる化合物とPOCl3との反応においては、必要に応じて塩基性化合物を用いることができる。塩基性化合物としては、トリエチルアミン、トリn-ブチルアミン、ピリジン等の含窒素化合物が挙げられる。塩基性化合物の使用量は特に制限がないが、POCl3に対して1.0~2.0倍モルであることが好ましい。 In the reaction between the compound represented by the general formula (4) and POCl 3 , a basic compound can be used if necessary. Examples of the basic compound include nitrogen-containing compounds such as triethylamine, tri-n-butylamine and pyridine. The amount of the basic compound used is not particularly limited, but is preferably 1.0 to 2.0 times the molar amount of POCl 3 .
一般式(4)で表わされる化合物とPOCl3との反応は、溶媒の存在下または不存在下に実施することができる。使用できる溶媒は反応に悪影響を及ぼさない限り特に制限はなく、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類;ジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類;ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素等の含塩素化合物類;N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン、アセトニトリル、ピリジン、トリエチルアミン等の含窒素化合物類が挙げられる。これらは一種を単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。溶媒を使用する場合、その使用量に制限は無いが、一般式(4)で表わされる化合物に対して、2~500倍重量の範囲の範囲から選択されることが好ましく、5~100倍重量の範囲から選択されることがより好ましい。 The reaction between the compound represented by the general formula (4) and POCl 3 can be carried out in the presence or absence of a solvent. The solvent that can be used is not particularly limited as long as it does not adversely affect the reaction, and for example, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane, octane, cyclohexane and methylcyclohexane; diethyl. Ethers such as ethers, diethylene glycol dimethyl ethers and tetrahydrofurans; chlorine-containing compounds such as dichloromethane, chloroform and carbon tetrachloride; N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, acetonitrile, pyridines, triethylamine and the like. Examples of the nitrogen-containing compounds of. These may be used alone or in combination of two or more. When a solvent is used, the amount used is not limited, but it is preferably selected from the range of 2 to 500 times by weight with respect to the compound represented by the general formula (4), and 5 to 100 times by weight. It is more preferable to be selected from the range of.
一般式(4)で表わされる化合物とPOCl3との反応における反応温度は、通常、-100℃~100℃の範囲であることが好ましく、-50℃~20℃の範囲であることがより好ましい。 The reaction temperature in the reaction between the compound represented by the general formula (4) and POCl 3 is usually preferably in the range of −100 ° C. to 100 ° C., more preferably in the range of −50 ° C. to 20 ° C. ..
上記反応終了後、反応液に一般式(5)で表わされる化合物を添加することにより、次の反応を行う。 After completion of the above reaction, the following reaction is carried out by adding the compound represented by the general formula (5) to the reaction solution.
一般式(5)で表わされる化合物の使用量は特に制限されないが、一般式(4)で表わされる化合物に対して、0.8~1.5倍モルが好ましく、0.9~1.2倍モルがより好ましい。 The amount of the compound represented by the general formula (5) to be used is not particularly limited, but 0.8 to 1.5 times the molar amount is preferable with respect to the compound represented by the general formula (4), and 0.9 to 1.2 times. Double moles are more preferred.
一般式(5)で表わされる化合物との反応においては、必要に応じて塩基性化合物を追加して用いることができる。塩基性化合物としては、トリエチルアミン、トリn-ブチルアミン、ピリジン等の含窒素化合物が挙げられる。塩基性化合物の使用量は特に制限がないが、先に添加したPOCl3に対して1.0~2.0倍モルであることが好ましい。このとき、先に添加した塩基性化合物と同一である必要はない。 In the reaction with the compound represented by the general formula (5), a basic compound can be additionally used as needed. Examples of the basic compound include nitrogen-containing compounds such as triethylamine, tri-n-butylamine and pyridine. The amount of the basic compound used is not particularly limited, but is preferably 1.0 to 2.0 times the molar amount of POCl 3 added previously. At this time, it does not have to be the same as the basic compound added earlier.
一般式(5)で表わされる化合物を添加する際は、溶媒とともに添加してもよい。使用できる溶媒は反応に悪影響を及ぼさない限り特に制限はなく、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類;ジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類;ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素等の含塩素化合物類;N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン、アセトニトリル、ピリジン、トリエチルアミン等の含窒素化合物類が挙げられる。これらは一種を単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。溶媒を使用する場合、その使用量に制限は無いが、一般式(5)で表わされる化合物に対して、2~100倍重量の範囲の範囲から選択されることが好ましく、2~10倍重量の範囲から選択されることがより好ましい。 When the compound represented by the general formula (5) is added, it may be added together with a solvent. The solvent that can be used is not particularly limited as long as it does not adversely affect the reaction, and for example, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane, octane, cyclohexane and methylcyclohexane; diethyl. Ethers such as ethers, diethylene glycol dimethyl ethers and tetrahydrofurans; chlorine-containing compounds such as dichloromethane, chloroform and carbon tetrachloride; N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, acetonitrile, pyridines, triethylamine and the like. Examples of the nitrogen-containing compounds of. These may be used alone or in combination of two or more. When a solvent is used, the amount used is not limited, but it is preferably selected from the range of 2 to 100 times the weight of the compound represented by the general formula (5), and 2 to 10 times the weight is preferable. It is more preferable to be selected from the range of.
一般式(5)で表わされる化合物との反応における反応温度は、通常、-100℃~100℃の範囲であることが好ましく、-50℃~20℃の範囲であることがより好ましい。 The reaction temperature in the reaction with the compound represented by the general formula (5) is usually preferably in the range of −100 ° C. to 100 ° C., and more preferably in the range of −50 ° C. to 20 ° C.
上記反応終了後、反応液に水を添加することにより加水分解し、一般式(1)で表わされる本発明の重合性単量体を得ることができる。水の使用量は特に制限されないが、一般式(4)で表わされる化合物に対して、1.1~10倍モルが好ましく、1.1~5.0倍モルがより好ましい。 After completion of the above reaction, water is added to the reaction solution to hydrolyze the reaction solution to obtain the polymerizable monomer of the present invention represented by the general formula (1). The amount of water used is not particularly limited, but is preferably 1.1 to 10 times mol, more preferably 1.1 to 5.0 times mol, with respect to the compound represented by the general formula (4).
加水分解反応においては、必要に応じて塩基性化合物を追加して用いることができる。塩基性化合物としては、トリエチルアミン、トリn-ブチルアミン、ピリジン等の含窒素化合物が挙げられる。塩基性化合物の使用量は特に制限がないが、先に添加したPOCl3に対して1.0~2.0倍モルであることが好ましい。このとき、先に添加した塩基性化合物と同一である必要はない。 In the hydrolysis reaction, a basic compound can be added and used as needed. Examples of the basic compound include nitrogen-containing compounds such as triethylamine, tri-n-butylamine and pyridine. The amount of the basic compound used is not particularly limited, but is preferably 1.0 to 2.0 times the molar amount of POCl 3 added previously. At this time, it does not have to be the same as the basic compound added earlier.
水を添加する際は、溶媒とともに添加してもよい。使用できる溶媒は反応に悪影響を及ぼさない限り特に制限はなく、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類;ジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類;ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素等の含塩素化合物類;N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン、アセトニトリル、ピリジン、トリエチルアミン等の含窒素化合物類が挙げられる。これらは一種を単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。溶媒を使用する場合、その使用量に制限は無いが、一般式(5)で表わされる化合物に対して、1~100倍重量の範囲の範囲から選択されることが好ましく、2~10倍重量の範囲から選択されることがより好ましい。 When adding water, it may be added together with a solvent. The solvent that can be used is not particularly limited as long as it does not adversely affect the reaction, and for example, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane, octane, cyclohexane and methylcyclohexane; diethyl. Ethers such as ethers, diethylene glycol dimethyl ethers and tetrahydrofurans; chlorine-containing compounds such as dichloromethane, chloroform and carbon tetrachloride; N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, acetonitrile, pyridines, triethylamine and the like. Examples of the nitrogen-containing compounds of. These may be used alone or in combination of two or more. When a solvent is used, the amount used is not limited, but it is preferably selected from the range of 1 to 100 times the weight of the compound represented by the general formula (5), and 2 to 10 times the weight is preferable. It is more preferable to be selected from the range of.
加水分解反応における反応温度は、通常、-100℃~100℃の範囲であることが好ましく、-50℃~20℃の範囲であることがより好ましい。 The reaction temperature in the hydrolysis reaction is usually preferably in the range of −100 ° C. to 100 ° C., more preferably in the range of −50 ° C. to 20 ° C.
加水分解反応により一般式(1)で表わされる本発明の重合性単量体は、塩付加塩として得られる。反応終了後、酸処理により該塩付加塩から、目的とする一般式(1)で表わされる本発明の重合性単量体を遊離させ、有機溶媒で抽出し、得られた溶液を濃縮することで、一般式(1)で表わされる本発明の重合性単量体を得ることができる。 The polymerizable monomer of the present invention represented by the general formula (1) can be obtained as a salt addition salt by a hydrolysis reaction. After completion of the reaction, the target polymerizable monomer of the present invention represented by the general formula (1) is released from the salt-added salt by acid treatment, extracted with an organic solvent, and the obtained solution is concentrated. Therefore, the polymerizable monomer of the present invention represented by the general formula (1) can be obtained.
本発明の重合性単量体は、様々な用途において利用する観点から、本発明の重合性単量体とその他の成分とを含む硬化性組成物(以下、本発明の重合性単量体を含む組成物ともいう。)として用いることが好適である。 The polymerizable monomer of the present invention is a curable composition containing the polymerizable monomer of the present invention and other components from the viewpoint of being used in various applications (hereinafter, the polymerizable monomer of the present invention is used. It is also preferable to use it as a composition containing).
本発明の重合性単量体と共に用いられるその他の成分としては、特に限定されず、本発明の重合性単量体を含む組成物の用途に応じて適宜選択することができる。その他の成分の具体例としては、たとえば、本発明の重合性単量体以外のその他の重合性単量体(以下、単にその他の重合性単量体ともいう)、反応性を持たない低分子有機化合物、樹脂、フィラー、有機-無機複合材料、重合開始剤、重合開始剤以外の各種の添加剤、溶媒等を挙げることができ、これら成分を2種類以上組み合わせて用いることもできる。 The other components used together with the polymerizable monomer of the present invention are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended use of the composition containing the polymerizable monomer of the present invention. Specific examples of other components include, for example, other polymerizable monomers other than the polymerizable monomer of the present invention (hereinafter, also simply referred to as other polymerizable monomers), and low molecules having no reactivity. Examples thereof include organic compounds, resins, fillers, organic-inorganic composite materials, polymerization initiators, various additives other than polymerization initiators, solvents and the like, and two or more of these components can be used in combination.
本発明の重合性単量体と組み合わせて用いるその他の成分としてその他の重合性単量体と組み合わせることで、重合性単量体の混合物およびその硬化物の物性を調整することができる。その他の重合性単量体としては、公知の重合性単量体を制限なく用いることができる。しかしながら、本発明の重合性単量体との共重合性が高いといった観点では、(メタ)アクリレート系重合性単量体であることが好ましい。 By combining with other polymerizable monomers as other components used in combination with the polymerizable monomer of the present invention, the physical properties of the mixture of the polymerizable monomers and the cured product thereof can be adjusted. As the other polymerizable monomer, a known polymerizable monomer can be used without limitation. However, from the viewpoint of high copolymerizability with the polymerizable monomer of the present invention, the (meth) acrylate-based polymerizable monomer is preferable.
(メタ)アクリレート系重合性単量体としては、トリエチレングリコールジメタクリレート(3G)などのポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート(より具体的には、アルキレングリコール単位の重合度が1以上14以下のポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、アルキレングリコール単位の重合度が1以上7以下のポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、炭素数2~10ポリメチレングリコールジ(メタ)アクリレートなど)、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジメタクリレートなどのアルカンジ(メタ)アクリレート(より具体的には、炭化水素が2以上20以下のアルカンジ(メタ)アクリレートなど)、ビスフェノールAジメタクリレート(BisGMA)、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレートなどの酸性基非含有重合性単量体;メタクリロイロキシエチルリン酸(P1M)、ジメタクリロイロキシエチルリン酸(P2M)、メタクリロイロキシデカンリン酸(MDP)、4-(メタ)アクリロイロキシエチルトリメリット酸無水物などの本発明の重合性単量体以外の酸性基含有重合性単量体を挙げることができる。 As the (meth) acrylate-based polymerizable monomer, a polyalkylene glycol di (meth) acrylate such as triethylene glycol dimethacrylate (3G) (more specifically, the degree of polymerization of the alkylene glycol unit is 1 or more and 14 or less). Polyethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate having a degree of polymerization of 1 or more and 7 or less in units of alkylene glycol, polymethylene glycol di (meth) acrylate having 2 to 10 carbon atoms, etc.), neopentyl glycol di (meth) ) Acrylate, tricyclodecanedimethanol di (meth) acrylate, alkandi (meth) acrylate such as 1,9-nonanediol dimethacrylate (more specifically, alkandi (meth) acrylate having 2 or more and 20 or less hydrocarbons, etc. ), Bisphenol A dimethacrylate (BisGMA), methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate and other acidic group-free polymerizable monomers; methacrylyloxyethyl phosphate (P1M), dimethacrylate Acidic group-containing polymerizables other than the polymerizable monomer of the present invention, such as leuroxyethyl phosphate (P2M), methacrylooxydecanephosphate (MDP), 4- (meth) acryloyloxyethyl trimellitic anhydride, etc. Monomers can be mentioned.
本発明の重合性単量体を含む組成物は、その他の成分として重合開始剤を含み、硬化性を有する。該重合性単量体を含む組成物に用いる重合開始剤としては、公知の重合開始剤を用いることができ、ラジカル型光重合開始剤や、アゾ系あるいは過酸化物系の熱重合開始剤、レドックス重合開始剤など、各種の重合開始剤を適宜利用することができる。たとえば、光照射によって重合、硬化させる場合は、カンファーキノンやp-N,N-ジメチルアミノ安息香酸エチルなどの光重合開始剤を用いることができる。また、加熱重合によって重合、硬化させる場合は、ベンゾイルパーオキシドのような有機過酸化物、アゾイソブチロニトリルのようなアゾ化合物を用いることができる。化学重合によって重合、硬化させる場合は、ベンゾイルパーオキシドのような有機過酸化物とN,N-ジメチルパラトルイジン、p-N,N-ジメチルアミノ安息香酸エチルやp-トリルジエタノールアミンなどのアミン化合物を用いることができる。これらの重合開始剤は2種類以上を組み合わせて用いることもできる。 The composition containing the polymerizable monomer of the present invention contains a polymerization initiator as other components and has curability. As the polymerization initiator used in the composition containing the polymerizable monomer, a known polymerization initiator can be used, and a radical photopolymerization initiator, an azo-based or peroxide-based thermal polymerization initiator, and the like. Various polymerization initiators such as redox polymerization initiators can be appropriately used. For example, in the case of polymerization and curing by light irradiation, a photopolymerization initiator such as camphorquinone or ethyl pn, N-dimethylaminobenzoate can be used. When polymerizing and curing by heat polymerization, an organic peroxide such as benzoyl peroxide and an azo compound such as azoisobutyronitrile can be used. When polymerizing and curing by chemical polymerization, organic peroxides such as benzoyl peroxide and amine compounds such as N, N-dimethylparatoluidine, p-N, N-dimethylaminobenzoate ethyl and p-tolyldiethanolamine are used. Can be used. Two or more kinds of these polymerization initiators can be used in combination.
さらに、重合開始剤と共に、公知の重合禁止剤や増感剤等、その他の添加物を併用することもできる。例えば、重合禁止剤としては、ハイドロキノンモノメチルエーテル、2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾール、ニトロベンゼンなどを用いることができる。その他の添加材としては、紫外線吸収剤として、例えば、(2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノンのようなベンゾフェノン系化合物や(2-ヒドロキシ-5-t-ブチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾールのようなトリアゾール系化合物などを用いることができる。 Further, other additives such as known polymerization inhibitors and sensitizers can be used in combination with the polymerization initiator. For example, as the polymerization inhibitor, hydroquinone monomethyl ether, 2,6-di-tert-butyl-p-cresol, nitrobenzene and the like can be used. Other additives include, as UV absorbers, for example, benzophenone compounds such as (2-hydroxy-4-methoxybenzophenone and (2-hydroxy-5-t-butylphenyl) -2H-benzotriazole. Triazole-based compounds and the like can be used.
また、本発明の重合性単量体を含む組成物には、充填剤を添加することも好適である。充填剤は、機械的強度の向上、耐摩耗性の向上、熱膨張係数の低減、操作性の改良、吸水性、溶解性の低減などを図ることができる。無機充填剤としては、たとえば、非晶質シリカ、シリカ-チタニア、シリカ-ジルコニア、シリカ-チタニア-酸化バリウム、石英、アルミナ等の無機酸化物の粒子からなる無機充填剤を用いることができ、また、有機充填剤や、有機無機複合充填剤を用いることもできる。また、充填剤の粒径、形状は特に限定されないが、たとえば、球形状または不定形状で、平均粒子径0.01μm~100μm程度の粒子を目的に応じて適宜使用することができる。また、これらの充填剤は、本発明の重合性単量体および必要に応じて併用されるその他の重合性単量体等のその他の材料とのなじみをよくし、機械的強度や耐水性を向上させる観点から、シランカップリング剤に代表される表面処理剤で処理されていてもよい。 It is also suitable to add a filler to the composition containing the polymerizable monomer of the present invention. The filler can improve the mechanical strength, the wear resistance, the coefficient of thermal expansion, the operability, the water absorption, the solubility, and the like. As the inorganic filler, for example, an inorganic filler composed of particles of an inorganic oxide such as amorphous silica, silica-titania, silica-zirconia, silica-titania-barium oxide, quartz, and alumina can be used. , Organic fillers and organic-inorganic composite fillers can also be used. The particle size and shape of the filler are not particularly limited, but for example, particles having a spherical shape or an indefinite shape and an average particle diameter of about 0.01 μm to 100 μm can be appropriately used depending on the intended purpose. In addition, these fillers have good compatibility with other materials such as the polymerizable monomer of the present invention and other polymerizable monomers used in combination as necessary, and have improved mechanical strength and water resistance. From the viewpoint of improvement, it may be treated with a surface treatment agent typified by a silane coupling agent.
本発明の重合性単量体は、高誘電率の官能基と酸性基を有しながら、高誘電率、あるいは低誘電率を有する化合物いずれとも高い相溶性を有す。そのため、低誘電率成分と高誘電率成分とを混合する必要がある用途で利用することが好適かつ有利である。例えば、歯科用硬化性組成物あるいは歯科用接着剤といった歯科材料、金属コーティング、ガラスコーティング、無機物コーティングといったコーティング材料などの用途に好ましい
例えば、本発明の重合性単量体を接着剤として用いる場合には、強度を付与する重合性単量体(Bis-GMAなど)と接着性重合性単量体(本発明の重合性単量体以外の酸性基含有重合性単量体や硫黄原子を含有する重合性単量体)とともに混合することで、本発明の重合性単量体の効果を発揮することができる。
The polymerizable monomer of the present invention has a high dielectric constant and an acidic group, and has high compatibility with any compound having a high dielectric constant or a low dielectric constant. Therefore, it is preferable and advantageous to use it in an application in which a low dielectric constant component and a high dielectric constant component need to be mixed. For example, it is preferable for applications such as dental materials such as dental curable compositions or dental adhesives, and coating materials such as metal coatings, glass coatings, and inorganic coatings. For example, when the polymerizable monomer of the present invention is used as an adhesive. Contains a polymerizable monomer (such as Bis-GMA) that imparts strength and an adhesive polymerizable monomer (an acidic group-containing polymerizable monomer or a sulfur atom other than the polymerizable monomer of the present invention). By mixing with the polymerizable monomer), the effect of the polymerizable monomer of the present invention can be exhibited.
なお、上述した本発明の重合性単量体の特性を考慮すれば、本発明の重合性単量体は、広く歯科用硬化性組成物の一成分として使用することができる。本発明の重合性単量体は、歯科材料、特に、歯面への接着に用いられる歯科用接着剤や歯科用接着性レジンセメントなどの歯科用接着性組成物を構成する重合性単量体として用いることが好適である。 Considering the above-mentioned characteristics of the polymerizable monomer of the present invention, the polymerizable monomer of the present invention can be widely used as a component of a dental curable composition. The polymerizable monomer of the present invention is a polymerizable monomer constituting a dental material, particularly a dental adhesive composition such as a dental adhesive used for adhering to a tooth surface or a dental adhesive resin cement. It is preferable to use it as a
以下に本発明に関する実施例と比較例を示すが、本発明は該実施例に限定されるものではない。以下に、各実施例および比較例のサンプルの作製に用いた物質の略称・略号およびその構造式または物質名と、各種サンプルの調製方法と、各種の評価方法とについて説明する。 Examples and comparative examples relating to the present invention are shown below, but the present invention is not limited to these examples. The abbreviations / abbreviations of the substances used in the preparation of the samples of each example and the comparative example, their structural formulas or substance names, the preparation methods of various samples, and various evaluation methods will be described below.
(原料)
(略称・略号およびその構造式または物質名)
[リン酸ジエステル骨格含有の重合性単量体(一般式(1)に示される重合性単量体)]
MEPP:メタクリロイロキシエチルピロリドンエチルリン酸
(material)
(Abbreviations / abbreviations and their structural formulas or substance names)
[Polymeric monomer containing phosphoric acid diester skeleton (polymerizable monomer represented by the general formula (1))]
MEPP: Methalyloxyethylpyrrolidone ethyl phosphate
MDPT:メタクリロイロキシデカンテトラヒドロフルフリルリン酸
MDPT: Methacryloxydecanetetrahydrofurfuryl phosphate
MEGPC:メタクリロイロキシジエチレングリコールグリセリンカーボネートリン酸
MEGPC: Methacryloxydiethylene glycol glycerin carbonate phosphate
MEPET:メタクリロイロキシエチルテトラヒドロフルフリルジエチレングリコールリン酸
MEPET: Methacryloxyethyl Tetrahydrofurfuryl Diethylene Glycol Phosphoric Acid
MEPETは、メタクリロイロキシエチルリン酸(P1M)との混合物として得られ、そのモル比は、MEPET:P1M=80:20である。
MEPET is obtained as a mixture with methacryloyloxyethyl phosphate (P1M) and its molar ratio is MEPET: P1M = 80:20.
DMGPT:ジメタクリロイロキシグリセロールテトラヒドロフルフリルリン酸 DMGPT: Dimethacryloyloxyglycerol tetrahydrofurfuryl phosphate
DMGPA:ジメタクリロイロキシグリセロールメチルアセトアミドリン酸
DMGPA: Dimethacryloyloxyglycerol methylacetamide phosphate
TAPPT:ペンタエリスリトールトリアクリロイロキシテトラヒドロフルフリルリン酸
TAPPT: Pentaerythritol Triacryloyloxytetrahydrofurfuryl Phosphate
TAPPTは、ペンタエリスリトールトリアクリロイロキシモノリン酸(TAPP)との混合物として得られ、そのモル比は、TAPPT:TAPP=85:15である。 TAPPT is obtained as a mixture with pentaerythritol triacryloyloxymonophosphate (TAPP) and its molar ratio is TAPPT: TAPP = 85: 15.
[リン酸ジエステル骨格含有の重合性単量体(一般式(1)以外の分子構造を持つ重合性単量体)]
P2M:ジメタクリロイロキシエチルリン酸
PhP:メタクリロイロキシエチルフェニルリン酸
リン酸ジエステル骨格含有の重合性単量体(一般式(1)以外の分子構造を持つ重合性単量体)とは、Xの構造に対応する化合物XHの比誘電率が5未満であるリン酸ジエステル骨格含有の重合性単量体である。
[Polymeric monomer containing phosphoric acid diester skeleton (polymerizable monomer having a molecular structure other than the general formula (1))]
P2M: Dimethacryloyloxyethyl phosphoric acid PhP: Methacryloyloxyethylphenylphosphate What is a polymerizable monomer containing a phosphoric acid diester skeleton (a polymerizable monomer having a molecular structure other than the general formula (1))? It is a polymerizable monomer containing a phosphoric acid diester skeleton in which the specific dielectric constant of the compound XH corresponding to the structure of X is less than 5.
[リン酸ジエステル骨格非含有の重合性単量体(一般式(1)以外の分子構造を持つ重合性単量体)]
Bis-GMA:ビスフェノールAジグリシジルジメタクリレート
Bis-EMA:ビスフェノールAポリエトキシジメタクリレート
TEGDMA:トリエチレングリコールジメタクリレート
HEMA:2-ヒドロキシエチルメタクリレート
MDP:10-メタクリロイロキシデカンリン酸
P1M:メタクリロイロキシエチルリン酸
TAPP:ペンタエリスリトールトリアクリロイロキシモノリン酸
[Polymeric monomer containing no phosphoric acid diester skeleton (polymerizable monomer having a molecular structure other than the general formula (1))]
Bis-GMA: Bisphenol A diglycidyl dimethacrylate Bis-EMA: Bisphenol A polyethoxydimethacrylate TEGDMA: Triethylene glycol dimethacrylate HEMA: 2-Hydroxyethyl methacrylate MDP: 10-methacryloxydecanephosphate P1M: Methacryloxyethyl Phosphate TAPP: Pentaerythritoltriacrylloyoxymonophosphate
[光重合開始剤]
CQ:カンファーキノン
DMBE:p-N,N-ジメチルアミノ安息香酸エチル
[重合禁止剤]
BHT:2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾール
(評価方法および評価基準)
後述する実施例、比較例の歯科用接着性組成物についての接着試験は、以下の通りである。
[Photopolymerization initiator]
CQ: Camphorquinone DMBE: p-N, N-dimethylaminoethyl benzoate
[Polymerization inhibitor]
BHT: 2,6-di-tert-butyl-p-cresol
(Evaluation method and evaluation criteria)
The adhesive tests for the dental adhesive compositions of Examples and Comparative Examples described later are as follows.
1.接着試験
まず、屠殺後24時間以内に抜去した牛前歯を、注水下、耐水研磨紙P600で研磨し、唇面に平行かつ平坦になるように、エナメル質、あるいは、象牙質面を削り出した。次に、削り出した平面に圧縮空気を約5秒間吹きつけて乾燥させた。そして、この平面に直径3mmの孔を有する両面テープを貼り付け、さらに、厚さ0.5mmおよび直径8mmの孔を有するパラフィンワックスを、先に貼り付けられた両面テープの孔の中心に、パラフィンワックスの孔の中心を合わせて固定することで、模擬窩洞を形成した。この模擬窩洞に歯科用接着性組成物を塗布し、20秒放置後、可視光照射機(LCT、カボデンタルシステムズジャパン社製)により可視光照射を20秒間行い、歯科用接着性組成物を硬化させた。さらに、その上にコンポジットレジン(トクヤマデンタル社製エステライトシグマクイック)を充填し、ポリエステルシートで圧接し、充填後可視光を10秒間照射して硬化させた。
1. 1. Adhesion test First, the anterior teeth of cows removed within 24 hours after slaughter were polished with water-resistant abrasive paper P600 under water injection, and the enamel or dentin surface was carved out so as to be parallel and flat on the lip surface. .. Next, compressed air was blown onto the machined flat surface for about 5 seconds to dry it. Then, a double-sided tape having a hole with a diameter of 3 mm is attached to this flat surface, and further, paraffin wax having a hole with a thickness of 0.5 mm and a diameter of 8 mm is applied to the center of the hole of the double-sided tape attached earlier. A simulated cavity was formed by aligning and fixing the centers of the wax holes. The dental adhesive composition is applied to this simulated cavity, left for 20 seconds, and then irradiated with visible light for 20 seconds using a visible light irradiator (LCT, manufactured by Cabo Dental Systems Japan) to cure the dental adhesive composition. I let you. Further, a composite resin (Esterite Sigma Quick manufactured by Tokuyama Dental Co., Ltd.) was filled therein, pressure-welded with a polyester sheet, and after filling, it was irradiated with visible light for 10 seconds to cure.
接着試験片のコンポジットレジン硬化体の上面にレジンセメント(トクヤマデンタル社製ビスタイトII)を塗布し、さらに直径8mm、長さ25mmの円筒状のSUS製アタッチメントを接着させた。23度で30分レジンセメントを硬化させた後、接着試験片を37度の水中に24時間浸漬することにより、アタッチメント付き接着試験片を得た。 Resin cement (Bistite II manufactured by Tokuyama Dental Co., Ltd.) was applied to the upper surface of the composite resin cured product of the adhesion test piece, and a cylindrical SUS attachment having a diameter of 8 mm and a length of 25 mm was further adhered. After the resin cement was cured at 23 degrees for 30 minutes, the adhesion test piece was immersed in water at 37 degrees for 24 hours to obtain an adhesion test piece with an attachment.
万能試験機(オートグラフ、株式会社島津製作所製)を用いて、アタッチメント付き接着試験片をクロスヘッドスピード2mm/minにて引っ張り、歯牙とコンポジットレジン硬化体との引張接着強度を測定した。引張接着強度の測定は、各実施例あるいは各比較例について準備した8本の試験片のそれぞれについて測定した。そして、8回の引張接着強度の平均値を、各実施例あるいは比較例の接着強度とした。 Using a universal testing machine (Autograph, manufactured by Shimadzu Corporation), the adhesive test piece with attachment was pulled at a crosshead speed of 2 mm / min, and the tensile adhesive strength between the tooth and the composite resin cured product was measured. The tensile adhesive strength was measured for each of the eight test pieces prepared for each Example or each Comparative Example. Then, the average value of the tensile adhesive strength of 8 times was taken as the adhesive strength of each Example or Comparative Example.
歯科用接着性組成物の調製に際して用いた重合性単量体の内、一般式(1)に示される重合性単量体に該当するものについては、以下の手順で合成した。 Among the polymerizable monomers used in the preparation of the dental adhesive composition, those corresponding to the polymerizable monomer represented by the general formula (1) were synthesized by the following procedure.
<実施例1 MEPPの合成>
始めに、2.5mLのオキシ塩化リン(0.16モル)、150mLのテトラヒドロフラン(THF)を加え、-20度に冷却した。続いて、20.0gのヒドロキシエチルメタクリレート(0.15モル)、20mLのトリエチルアミン(0.15モル)、THF30mLを加え、-20度で1時間反応させた。その後、得られた液に、19.4gのN-ヒドロキシエチルピロリドン(0.15モル)、20mLのトリエチルアミン(0.15モル)、THF30mLを加え、-20度で1時間反応させた。そして、10mLの蒸留水、20mLのトリエチルアミン(0.15モル)、THF30mLを加え、0度で2時間反応させた。炭酸カリウムを加えた後、分液ロートに移し、トルエンで洗浄した後、回収した水相に希塩酸を滴下し、pHを1程度にし、塩化メチレンによる抽出を行った。回収した塩化メチレン相を蒸留水で3回洗浄した後、シリカゲルを加え、含まれる水分を除去した。その後、シリカゲルをろ別し、ろ液をロータリーエバポレータで濃縮した。さらに、濃縮物を真空乾燥して、MEPP(収量42.0g、収率87%、HPLC純度97%)を得た。なお、得られたMEPPの1H NMRスペクトルのデータは、次の通りであった。
<Example 1 Synthesis of MEPP>
First, 2.5 mL of phosphorus oxychloride (0.16 mol) and 150 mL of tetrahydrofuran (THF) were added and cooled to −20 ° C. Subsequently, 20.0 g of hydroxyethyl methacrylate (0.15 mol), 20 mL of triethylamine (0.15 mol) and 30 mL of THF were added, and the mixture was reacted at −20 ° C. for 1 hour. Then, 19.4 g of N-hydroxyethylpyrrolidone (0.15 mol), 20 mL of triethylamine (0.15 mol) and 30 mL of THF were added to the obtained solution, and the mixture was reacted at −20 ° C. for 1 hour. Then, 10 mL of distilled water, 20 mL of triethylamine (0.15 mol) and 30 mL of THF were added, and the mixture was reacted at 0 ° C. for 2 hours. After adding potassium carbonate, the mixture was transferred to a separating funnel, washed with toluene, and then dilute hydrochloric acid was added dropwise to the recovered aqueous phase to adjust the pH to about 1 and extraction with methylene chloride was performed. The recovered methylene chloride phase was washed with distilled water three times, and then silica gel was added to remove the contained water. Then, the silica gel was filtered off, and the filtrate was concentrated on a rotary evaporator. Further, the concentrate was vacuum dried to obtain MEPP (yield 42.0 g, yield 87%, HPLC purity 97%). The data of the obtained 1 H NMR spectrum of MEPP were as follows.
1H NMR δ δ 1.93(s,3H)、2.04(m,2H)、2.35(m,2H)3.48(m,2H)、3.56(m,2H)、4.24-4.43(m,6H)、5.59(s,1H)、6.10(s,1H)。 1 1 H NMR δ δ 1.93 (s, 3H), 2.04 (m, 2H), 2.35 (m, 2H) 3.48 (m, 2H), 3.56 (m, 2H), 4 .24-4.43 (m, 6H), 5.59 (s, 1H), 6.10 (s, 1H).
<実施例2 MDPTの合成>
メタクリル酸260g(1.5モル)に、デカンジオール65g(0.8モル)、p-トルエンスルホン酸一水和物7g(0.08モル)を加え、90度で4時間、生成した水を除去しながら、反応させた。得られた液にヘキサン250mLを加えて、生じた固体をろ別し、ろ液を5%炭酸カリウム水溶液で2回、飽和塩化ナトリウム水溶液で2回洗浄し、回収したヘキサン層に硫酸マグネシウムを加え、含まれる水分を除去した。その後、硫酸マグネシウムをろ別し、ろ液をロータリーエバポレータにて濃縮した。濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、ヒドロキシデカンメタクリレート(収量115g、収率63%、HPLC純度95%)を得た。
<Example 2 Synthesis of MDPT>
To 260 g (1.5 mol) of methacrylic acid, 65 g (0.8 mol) of decanediol and 7 g (0.08 mol) of p-toluenesulfonic acid monohydrate were added, and the generated water was added at 90 ° C. for 4 hours. It was reacted while being removed. 250 mL of hexane was added to the obtained solution, the resulting solid was filtered off, the filtrate was washed twice with a 5% aqueous potassium carbonate solution and twice with a saturated aqueous sodium chloride solution, and magnesium sulfate was added to the recovered hexane layer. , The contained water was removed. Then, magnesium sulfate was filtered off, and the filtrate was concentrated on a rotary evaporator. The concentrate was purified by silica gel column chromatography to obtain hydroxydecane methacrylate (yield 115 g, yield 63%, HPLC purity 95%).
始めに、2.5mLのオキシ塩化リン(0.16モル)、150mLのTHFを加え、-20度に冷却した。続いて、36.3gのヒドロキシデカンメタクリレート(0.15モル)、20mLのトリエチルアミン(0.15モル)、THF30mLを加え、-20度で1時間反応させた。その後、得られた液に、15.0gのテトラヒドロフルフリルアルコール(0.15モル)、20mLのトリエチルアミン(0.15モル)、THF30mLを加え、-20度で1時間反応させた。そして、10mLの蒸留水、20mLのトリエチルアミン(0.15モル)、THF30mLを加え、0度で2時間反応させた。炭酸カリウムを加えた後、分液ロートに移し、トルエンで洗浄した後、回収した水相に希塩酸を滴下し、pHを1程度にし、塩化メチレンによる抽出を行った。回収した塩化メチレン相を蒸留水で3回洗浄した後、シリカゲルを加え、含まれる水分を除去した。その後、シリカゲルをろ別し、ろ液をロータリーエバポレータで濃縮した。さらに、濃縮物を真空乾燥して、MDPT(収量55.9g、収率92%、HPLC純度93%)を得た。なお、得られたMDPTの1H NMRスペクトルのデータは、次の通りであった。 First, 2.5 mL of phosphorus oxychloride (0.16 mol) and 150 mL of THF were added and cooled to −20 ° C. Subsequently, 36.3 g of hydroxydecane methacrylate (0.15 mol), 20 mL of triethylamine (0.15 mol) and 30 mL of THF were added, and the mixture was reacted at −20 ° C. for 1 hour. Then, 15.0 g of tetrahydrofurfuryl alcohol (0.15 mol), 20 mL of triethylamine (0.15 mol) and 30 mL of THF were added to the obtained solution, and the mixture was reacted at −20 ° C. for 1 hour. Then, 10 mL of distilled water, 20 mL of triethylamine (0.15 mol) and 30 mL of THF were added, and the mixture was reacted at 0 ° C. for 2 hours. After adding potassium carbonate, the mixture was transferred to a separating funnel, washed with toluene, and then dilute hydrochloric acid was added dropwise to the recovered aqueous phase to adjust the pH to about 1 and extraction with methylene chloride was performed. The recovered methylene chloride phase was washed with distilled water three times, and then silica gel was added to remove the contained water. Then, the silica gel was filtered off, and the filtrate was concentrated on a rotary evaporator. Further, the concentrate was vacuum dried to obtain MDPT (yield 55.9 g, yield 92%, HPLC purity 93%). The data of the obtained 1 H NMR spectrum of MDPT were as follows.
1H NMR δ δ 1.20-1.45(m,12H)、1.60-2.10(m,11H)3.75-4.25(m,9H)、5.55(s,1H)、6.10(s,1H)。 1 1 H NMR δ δ 1.20-1.45 (m, 12H), 1.60-2.10 (m, 11H) 3.75-4.25 (m, 9H), 5.55 (s, 1H) ), 6.10 (s, 1H).
<実施例3 MEGPCの合成>
始めに、2.5mLのオキシ塩化リン(0.16モル)、150mLのTHFを加え、-20度に冷却した。続いて、26.1gのエチレングリコールモノメタクリレート(0.15モル、共栄社化学社製)、20mLのトリエチルアミン(0.15モル)、THF30mLを加え、-20度で1時間反応させた。その後、得られた液に、17.7gのグリセリンカーボネート(0.15モル)、20mLのトリエチルアミン(0.15モル)、THF30mLを加え、-20度で1時間反応させた。そして、10mLの蒸留水、20mLのトリエチルアミン(0.15モル)、THF30mLを加え、0度で2時間反応させた。炭酸カリウムを加えた後、分液ロートに移し、トルエンで洗浄した後、回収した水相に希塩酸を滴下し、pHを1程度にし、塩化メチレンによる抽出を行った。回収した塩化メチレン相を蒸留水で3回洗浄した後、シリカゲルを加え、含まれる水分を除去した。その後、シリカゲルをろ別し、ろ液をロータリーエバポレータで濃縮した。さらに、濃縮物を真空乾燥して、MEGPC(収量46.7g、収率88%、HPLC純度94%)を得た。なお、得られたMEGPCの1H NMRスペクトルのデータは、次の通りであった。
<Example 3 Synthesis of MEGPC>
First, 2.5 mL of phosphorus oxychloride (0.16 mol) and 150 mL of THF were added and cooled to −20 ° C. Subsequently, 26.1 g of ethylene glycol monomethacrylate (0.15 mol, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), 20 mL of triethylamine (0.15 mol) and 30 mL of THF were added, and the mixture was reacted at −20 ° C. for 1 hour. Then, 17.7 g of glycerin carbonate (0.15 mol), 20 mL of triethylamine (0.15 mol) and 30 mL of THF were added to the obtained solution, and the mixture was reacted at −20 ° C. for 1 hour. Then, 10 mL of distilled water, 20 mL of triethylamine (0.15 mol) and 30 mL of THF were added, and the mixture was reacted at 0 ° C. for 2 hours. After adding potassium carbonate, the mixture was transferred to a separating funnel, washed with toluene, and then dilute hydrochloric acid was added dropwise to the recovered aqueous phase to adjust the pH to about 1 and extraction with methylene chloride was performed. The recovered methylene chloride phase was washed with distilled water three times, and then silica gel was added to remove the contained water. Then, the silica gel was filtered off, and the filtrate was concentrated on a rotary evaporator. Further, the concentrate was vacuum dried to obtain MEGPC (yield 46.7 g, yield 88%, HPLC purity 94%). The data of the obtained 1 H NMR spectrum of MEGPC were as follows.
1H NMR δ δ 1.95(s,3H)、3.75-3.77(m,4H)、4.35-4.64(m,6H)、4.83-5.14(m,1H)、5.67(s,1H)、6.15(s,1H)。 1 1 H NMR δ δ 1.95 (s, 3H) 3.75-3.77 (m, 4H) 4.35-4.64 (m, 6H) 4.83-5.14 (m, 1H), 5.67 (s, 1H), 6.15 (s, 1H).
<実施例4 MEPETの合成>
始めに、2.5mLのオキシ塩化リン(0.16モル)、150mLのTHFを加え、-20度に冷却した。続いて、19.5gのヒドロキシエチルメタクリレート(0.15モル)、20mLのトリエチルアミン(0.15モル)、THF30mLを加え、-20度で1時間反応させた。その後、得られた液に、30.0gのポリ(エチレングリコール)テトラヒドロフルフリルエーテル(平均繰り返し単位n=2、0.15モル)、20mLのトリエチルアミン(0.15モル)、THF30mLを加え、-20度で1時間反応させた。そして、10mLの蒸留水、20mLのトリエチルアミン(0.15モル)、THF30mLを加え、0度で2時間反応させた。炭酸カリウムを加えた後、分液ロートに移し、トルエンで洗浄した後、回収した水相に希塩酸を滴下し、pHを1程度にし、塩化メチレンによる抽出を行った。回収した塩化メチレン相を蒸留水で3回洗浄した後、シリカゲルを加え、含まれる水分を除去した。その後、シリカゲルをろ別し、ろ液をロータリーエバポレータで濃縮した。さらに、濃縮物を真空乾燥して、MEPETとP1Mの混合物(収量45.8g、収率80%、HPLC純度93%)を得た。なお、得られたMEPETとP1Mの混合物の1H NMRスペクトルのデータは、次の通りであった。
<Example 4 Synthesis of MEPET>
First, 2.5 mL of phosphorus oxychloride (0.16 mol) and 150 mL of THF were added and cooled to −20 ° C. Subsequently, 19.5 g of hydroxyethyl methacrylate (0.15 mol), 20 mL of triethylamine (0.15 mol) and 30 mL of THF were added, and the mixture was reacted at −20 ° C. for 1 hour. Then, 30.0 g of poly (ethylene glycol) tetrahydrofurfuryl ether (average repeating unit n = 2, 0.15 mol), 20 mL of triethylamine (0.15 mol) and 30 mL of THF were added to the obtained liquid, and -20 was added. The reaction was carried out for 1 hour. Then, 10 mL of distilled water, 20 mL of triethylamine (0.15 mol) and 30 mL of THF were added, and the mixture was reacted at 0 ° C. for 2 hours. After adding potassium carbonate, the mixture was transferred to a separating funnel, washed with toluene, and then dilute hydrochloric acid was added dropwise to the recovered aqueous phase to adjust the pH to about 1 and extraction with methylene chloride was performed. The recovered methylene chloride phase was washed with distilled water three times, and then silica gel was added to remove the contained water. Then, the silica gel was filtered off, and the filtrate was concentrated on a rotary evaporator. Further, the concentrate was vacuum dried to obtain a mixture of MEPET and P1M (yield 45.8 g, yield 80%, HPLC purity 93%). The 1 H NMR spectrum data of the obtained mixture of MEPET and P1M was as follows.
1H NMR δ δ 1.64-2.12(m,7H)、3.74-4.32(m,15H)、4.44(t,2H)、5.58(s,1H)、6.08(s,1H)。 1 1 H NMR δ δ 1.64-2.12 (m, 7H), 3.74-4.32 (m, 15H), 4.44 (t, 2H), 5.58 (s, 1H), 6 .08 (s, 1H).
<実施例5 DMGPTの合成>
始めに、2.5mLのオキシ塩化リン(0.16モル)、150mLのTHFを加え、-20度に冷却した。続いて、34.2gのグリセリンジメタクリレート(0.15モル、共栄社化学社製)、20mLのトリエチルアミン(0.15モル)、THF30mLを加え、-20度で1時間反応させた。その後、得られた液に、15.0gのテトラヒドロフルフリルアルコール(0.15モル)、20mLのトリエチルアミン(0.15モル)、THF30mLを加え、-20度で1時間反応させた。そして、10mLの蒸留水、20mLのトリエチルアミン(0.15モル)、THF30mLを加え、0度で2時間反応させた。炭酸カリウムを加えた後、分液ロートに移し、トルエンで洗浄した後、回収した水相に希塩酸を滴下し、pHを1程度にし、塩化メチレンによる抽出を行った。回収した塩化メチレン相を蒸留水で3回洗浄した後、シリカゲルを加え、含まれる水分を除去した。その後、シリカゲルをろ別し、ろ液をロータリーエバポレータで濃縮した。さらに、濃縮物を真空乾燥して、DMGPT(収量53.0g、収率90%、HPLC純度96%)を得た。なお、得られたDMGPTの1H NMRスペクトルのデータは、次の通りであった。
<Example 5 Synthesis of DMGPT>
First, 2.5 mL of phosphorus oxychloride (0.16 mol) and 150 mL of THF were added and cooled to −20 ° C. Subsequently, 34.2 g of glycerin dimethacrylate (0.15 mol, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), 20 mL of triethylamine (0.15 mol) and 30 mL of THF were added, and the mixture was reacted at −20 ° C. for 1 hour. Then, 15.0 g of tetrahydrofurfuryl alcohol (0.15 mol), 20 mL of triethylamine (0.15 mol) and 30 mL of THF were added to the obtained solution, and the mixture was reacted at −20 ° C. for 1 hour. Then, 10 mL of distilled water, 20 mL of triethylamine (0.15 mol) and 30 mL of THF were added, and the mixture was reacted at 0 ° C. for 2 hours. After adding potassium carbonate, the mixture was transferred to a separating funnel, washed with toluene, and then dilute hydrochloric acid was added dropwise to the recovered aqueous phase to adjust the pH to about 1 and extraction with methylene chloride was performed. The recovered methylene chloride phase was washed with distilled water three times, and then silica gel was added to remove the contained water. Then, the silica gel was filtered off, and the filtrate was concentrated on a rotary evaporator. Further, the concentrate was vacuum dried to obtain DMGPT (yield 53.0 g, yield 90%, HPLC purity 96%). The data of the obtained 1 H NMR spectrum of DMGPT were as follows.
1H NMR δ δ 1.60-2.10(m,10H)、3.70-4.35(m,7H)、4.37(d,4H)、4.83-5.34(m,1H)、5.60(s,2H)、6.16(s,2H)。 1 1 H NMR δ δ 1.60-2.10 (m, 10H) 3.70-4.35 (m, 7H) 4.37 (d, 4H) 4.83-5.34 (m, 1H), 5.60 (s, 2H), 6.16 (s, 2H).
<実施例6 DMGPAの合成>
N-メチル-N-アセチルアミノエタノールは非特許文献1(Journal of Organic Chemistry,2004,69,577)に従い、合成した。
<Example 6 Synthesis of DMGPA>
N-Methyl-N-acetylaminoethanol was synthesized according to Non-Patent Document 1 (Journal of Organic Chemistry, 2004, 69, 577).
始めに、2.5mLのオキシ塩化リン(0.16モル)、150mLのTHFを加え、-20度に冷却した。続いて、34.2gのグリセリンジメタクリレート(0.15モル、共栄社化学社製)、20mLのトリエチルアミン(0.15モル)、THF30mLを加え、-20度で1時間反応させた。その後、得られた液に、17.6gのN-メチル-N-アセチルアミノエタノール(0.15モル)、20mLのトリエチルアミン(0.15モル)、THF30mLを加え、-20度で1時間反応させた。そして、10mLの蒸留水、20mLのトリエチルアミン(0.15モル)、THF30mLを加え、0度で2時間反応させた。炭酸カリウムを加えた後、分液ロートに移し、トルエンで洗浄した後、回収した水相に希塩酸を滴下し、pHを1程度にし、塩化メチレンによる抽出を行った。回収した塩化メチレン相を蒸留水で3回洗浄した後、シリカゲルを加え、含まれる水分を除去した。その後、シリカゲルをろ別し、ろ液をロータリーエバポレータで濃縮した。さらに、濃縮物を真空乾燥して、DMGPA(収量51.9g、収率85%、HPLC純度91%)を得た。なお、得られたDMGPAの1H NMRスペクトルのデータは、次の通りであった。 First, 2.5 mL of phosphorus oxychloride (0.16 mol) and 150 mL of THF were added and cooled to −20 ° C. Subsequently, 34.2 g of glycerin dimethacrylate (0.15 mol, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), 20 mL of triethylamine (0.15 mol) and 30 mL of THF were added, and the mixture was reacted at −20 ° C. for 1 hour. Then, 17.6 g of N-methyl-N-acetylaminoethanol (0.15 mol), 20 mL of triethylamine (0.15 mol) and 30 mL of THF were added to the obtained solution, and the mixture was reacted at -20 ° C for 1 hour. rice field. Then, 10 mL of distilled water, 20 mL of triethylamine (0.15 mol) and 30 mL of THF were added, and the mixture was reacted at 0 ° C. for 2 hours. After adding potassium carbonate, the mixture was transferred to a separating funnel, washed with toluene, and then dilute hydrochloric acid was added dropwise to the recovered aqueous phase to adjust the pH to about 1 and extraction with methylene chloride was performed. The recovered methylene chloride phase was washed with distilled water three times, and then silica gel was added to remove the contained water. Then, the silica gel was filtered off, and the filtrate was concentrated on a rotary evaporator. Further, the concentrate was vacuum dried to obtain DMGPA (yield 51.9 g, yield 85%, HPLC purity 91%). The data of the obtained 1 H NMR spectrum of DMGPA were as follows.
1H NMR δ δ 2.10(s,6H)、2.15(s,3H)、2.95,3.10(s,3H)、3.54,3.76(t,2H)、4.30-4.38(m,6H)、4.83-5.34(m,1H)、5.60(s,2H)、6.16(s,2H)。 1 1 H NMR δ δ 2.10 (s, 6H), 2.15 (s, 3H), 2.95, 3.10 (s, 3H), 3.54, 3.76 (t, 2H), 4 .30-4.38 (m, 6H), 4.83-5.34 (m, 1H), 5.60 (s, 2H), 6.16 (s, 2H).
<実施例7 TAPPTの合成>
まず、ペンタエリスリトールトリアクリレート(新中村化学社製)をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した(収率47%、HPLC純度93%)を得た。
<Example 7 Synthesis of TAPPT>
First, pentaerythritol triacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) was purified by silica gel column chromatography (yield 47%, HPLC purity 93%).
始めに、2.5mLのオキシ塩化リン(0.16モル)、150mLのTHFを加え、-20度に冷却した。続いて、44.7gのペンタエリスリトールトリアクリレート(0.15モル)、20mLのトリエチルアミン(0.15モル)、THF30mLを加え、-20度で1時間反応させた。その後、得られた液に、15.0gのテトラヒドロフルフリルアルコール(0.15モル)、20mLのトリエチルアミン(0.15モル)、THF30mLを加え、-20度で1時間反応させた。そして、10mLの蒸留水、20mLのトリエチルアミン(0.15モル)、THF30mLを加え、0度で2時間反応させた。炭酸カリウムを加えた後、分液ロートに移し、トルエンで洗浄した後、回収した水相に希塩酸を滴下し、pHを1程度にし、塩化メチレンによる抽出を行った。回収した塩化メチレン相を蒸留水で3回洗浄した後、シリカゲルを加え、含まれる水分を除去した。その後、シリカゲルをろ別し、ろ液をロータリーエバポレータで濃縮した。さらに、濃縮物を真空乾燥して、TAPPTとTAPPの混合物(収量61.6g、収率89%、HPLC純度94%)を得た。なお、得られたTAPPTとTAPPの混合物の1H NMRスペクトルのデータは、次の通りであった。 First, 2.5 mL of phosphorus oxychloride (0.16 mol) and 150 mL of THF were added and cooled to −20 ° C. Subsequently, 44.7 g of pentaerythritol triacrylate (0.15 mol), 20 mL of triethylamine (0.15 mol) and 30 mL of THF were added, and the mixture was reacted at −20 ° C. for 1 hour. Then, 15.0 g of tetrahydrofurfuryl alcohol (0.15 mol), 20 mL of triethylamine (0.15 mol) and 30 mL of THF were added to the obtained solution, and the mixture was reacted at −20 ° C. for 1 hour. Then, 10 mL of distilled water, 20 mL of triethylamine (0.15 mol) and 30 mL of THF were added, and the mixture was reacted at 0 ° C. for 2 hours. After adding potassium carbonate, the mixture was transferred to a separating funnel, washed with toluene, and then dilute hydrochloric acid was added dropwise to the recovered aqueous phase to adjust the pH to about 1 and extraction with methylene chloride was performed. The recovered methylene chloride phase was washed with distilled water three times, and then silica gel was added to remove the contained water. Then, the silica gel was filtered off, and the filtrate was concentrated on a rotary evaporator. Further, the concentrate was vacuum dried to obtain a mixture of TAPPT and TAPP (yield 61.6 g, yield 89%, HPLC purity 94%). The 1 H NMR spectrum data of the obtained mixture of TAPPT and TAPP was as follows.
1H NMR δ δ 1.60-2.10(m,4H)、3.70-4.35(m,7H)、4.39(s,6H)、5.62-6.19(m,9H)。 1 1 H NMR δ δ 1.60-2.10 (m, 4H) 3.70-4.35 (m, 7H) 4.39 (s, 6H) 5.62-6.19 (m, 9H).
<実施例8~14、比較例1、2 歯科用接着性組成物の調製>
リン酸ジエステル骨格含有の重合性単量体とリン酸ジエステル骨格非含有の重合性単量体とを表1に示す所定の質量比で混合し、これら重合性単量体の混合物100質量部に対して、CQ0.5質量部、DMBE1.0質量部、およびBHT0.1質量部を添加した後、暗所にて均一になるまで撹拌した。これにより、歯科用接着性組成物を得た。
<Preparation of Examples 8 to 14, Comparative Examples 1 and 2 Dental Adhesive Compositions>
A polymerizable monomer containing a phosphoric acid diester skeleton and a polymerizable monomer not containing a phosphoric acid diester skeleton were mixed at a predetermined mass ratio shown in Table 1 and added to 100 parts by mass of a mixture of these polymerizable monomers. On the other hand, after adding 0.5 part by mass of CQ, 1.0 part by mass of DMBE, and 0.1 part by mass of BHT, the mixture was stirred in a dark place until uniform. This gave a dental adhesive composition.
リン酸ジエステル骨格含有の重合性単量体を用いて作製した歯科用接着性組成物の組成、並びに、接着試験の結果を表1に示す。 Table 1 shows the composition of the dental adhesive composition prepared by using the polymerizable monomer containing the phosphoric acid diester skeleton, and the results of the adhesive test.
実施例8~14と比較例1、2の比較より、本発明の化合物は、比誘電率が5以上である化合物の骨格Xを有さない公知のP2M、PhPと比較して、接着強度が高いことがわかる。これは、本発明の重合性単量体は酸性基を有さない重合性単量体との相溶性が高く、本発明の重合性単量体が塩化合物となっても酸性基を有さない重合性単量体との相溶性が高いため、脱灰により発生する歯質由来のカルシウムイオンと酸性基含有重合性単量体とにより生じる塩化合物が、接着時に歯面と接着性組成物との界面に析出せず、接着性組成物中に分散したためであると考えられる。実施例8~10と実施例11の比較から、一般式(1)におけるBがエチレングリコールであるよりもアルキル鎖である方が、接着性向上の効果が大きいことが分かる。実施例8、9と実施例10の比較から、一般式(1)におけるXがエチレンカーボネート骨格よりも、ピロリドン骨格、あるいは、テトラヒドロフラン骨格の方が、接着性向上効果が大きいことが分かる。このことより、導入した骨格に相当する化合物の比誘電率は50以下である方が、接着性向上の効果が大きいことがわかる。 From the comparison between Examples 8 to 14 and Comparative Examples 1 and 2, the compound of the present invention has a higher adhesive strength than the known P2M and PhP having no skeleton X of the compound having a relative permittivity of 5 or more. It turns out that it is expensive. This is because the polymerizable monomer of the present invention has high compatibility with a polymerizable monomer having no acidic group, and even if the polymerizable monomer of the present invention becomes a salt compound, it has an acidic group. Due to its high compatibility with non-polymerizable monomers, salt compounds produced by dentin-derived calcium ions generated by decalcification and acidic group-containing polymerizable monomers form an adhesive composition with the tooth surface during bonding. It is considered that this is because it did not precipitate at the interface with and was dispersed in the adhesive composition. From the comparison between Examples 8 to 10 and Example 11, it can be seen that the effect of improving the adhesiveness is greater when B in the general formula (1) is an alkyl chain than when it is ethylene glycol. From the comparison between Examples 8 and 9 and Example 10, it can be seen that the pyrrolidone skeleton or the tetrahydrofuran skeleton has a greater effect of improving the adhesiveness than the ethylene carbonate skeleton in which X in the general formula (1) is used. From this, it can be seen that the effect of improving the adhesiveness is greater when the relative permittivity of the compound corresponding to the introduced skeleton is 50 or less.
Claims (8)
Aは、炭素数1~50の2価の炭化水素基であり、枝分かれ構造、環状構造を有していてもよく、炭素原子が酸素原子、硫黄原子、あるいは、窒素原子に置換されていてもよく、
Bは炭素数1~10の2価の炭化水素基であり、枝分かれ構造、環状構造を有していてもよく、炭素原子が酸素原子、硫黄原子、あるいは、窒素原子に置換されていてもよく、
R1は、水素原子、またはメチル基であり、
Xは、Xの構造に対応する化合物XHの比誘電率が5以上である官能基であって、下記X-1~X-4
で示されるいずれかの官能基を表し、
Yは―O―、または―NR2―(R2は、水素原子、または、炭素数1~10のアルキル基)である。nは、1~3の整数であり、
mは、0~4の整数であり、
nが2または3のとき、A、R1及びYは各々同一であっても異なっていてもよい。] A polymerizable monomer represented by the following general formula (1).
A is a divalent hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms, which may have a branched structure or a cyclic structure, and may have a carbon atom substituted with an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom. Often,
B is a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, may have a branched structure or a cyclic structure, and the carbon atom may be substituted with an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom. ,
R 1 is a hydrogen atom or a methyl group.
X is a functional group having a relative permittivity of 5 or more of the compound XH corresponding to the structure of X, and is described below as X-1 to X-4.
Represents any of the functional groups indicated by
Y is —O— or —NR2- (R 2 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms). n is an integer of 1 to 3 and
m is an integer from 0 to 4 and
When n is 2 or 3, A, R1 and Y may be the same or different, respectively. ]
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