KR20220025639A

KR20220025639A - 황반 색소의 광안정성 모방체

Info

Publication number: KR20220025639A
Application number: KR1020207034317A
Authority: KR
Inventors: 시브쿠마르 마하데반
Original assignee: 존슨 앤드 존슨 비젼 케어, 인코포레이티드
Priority date: 2019-06-28
Filing date: 2020-06-22
Publication date: 2022-03-03
Also published as: CN112469706A; US20240067622A1; US20200407337A1; EP3990550A1; US11958824B2; AU2020270474A1; TW202115193A; JP2022538508A; WO2020261091A1

Abstract

가시광 흡수 화합물이 기재되어 있다. 상기 화합물은 가시광 흡수 최대값이 430 내지 480 nm이고, 가시광 흡수 최대값에서의 반치전폭(full width half maximum, FWHM)이 35 nm 이상 100 nm 이하이며, 광안정성을 나타낸다. 상기 화합물은 광안정성을 유지하면서 황반 색소의 가시광 흡수 특성을 실질적으로 모방한다. 상기 화합물은 안과용 장치를 비롯한 다양한 물품에 사용될 수 있다.

Description

황반 색소의 광안정성 모방체

관련 출원

본 출원은, 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된, 2020년 6월 11일자로 출원된 미국 특허 출원 제16/898,638호 및 2019년 6월 28일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/867,968호에 대한 우선권을 주장한다.

기술분야

본 발명은 가시광 흡수제에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 광안정성을 유지하면서 황반 색소(macular pigment)의 가시광 흡수 특성을 실질적으로 모방하는 화합물에 관한 것이다. 상기 화합물은 안과용 장치를 비롯한 다양한 물품에 사용될 수 있다.

인간의 안구 조직은 황반 색소(MP)로 통칭되는 식이 카르티노이드 루테인(L) 및 지아잔틴(Z)을 함유한다. 예를 들어 단파장(청색광) 필터 및 강력한 항산화제로서의 MP의 이점을 설명하는 여러 보고서가 있다. MP는 또한 연령 관련 황반 변성(AMD)에 대한 보호 역할을 하는 것으로 여겨진다(문헌[Bernstein, P. S., Li, B., Vachali, P. P., Gorusupudi, A., Shyam, R., Henriksen, B. S., Nolan, J. M. Prog. Retin. Eye Res. 2016, 50, 34-66]; 문헌[Beatty, S., Boulton, M., Koh, H-H., Murray, I, J. Br. J. Ophthalmol 1999, 83, 867-877]). 황반 색소는 또한 광스트레스 회복 시간, 감소된 감능 글레어 콘트라스트 역치(reduced disability glare contrast threshold) 및 감소된 시각적 불쾌감과 상당한 상관 관계가 있는 것으로 밝혀졌다(문헌[Stringham, J. M., Garcia., P. V., Smith, P. A., McLin, L, N., Foutch, B. K. IOVS, 2011, 52 (10) 7406-7415]).

황반 색소와 관련된 화학 물질은 광범위한 불포화를 가지며 광여기(photoexcitation) 시에 올레핀 이성질화 및 산화에 대해 매우 높은 반응성을 나타내는 카로티노이드 유도체이다. 카로티노이드가 제공하는 항산화제 보호 메커니즘은 본질적으로 희생적이며, 여기서 pi 시스템의 여기는 이의 여기 상태와 삼중항 산소와의 반응을 일으켜서, 안구 환경에서의 다른 감광성 화합물의 여기 및 반응을 보호/제한한다. 예를 들어, 문헌[Ribeiro, et al., Food and Chemical Toxicology, Vol. 120, pp. 681-699 (2018)]; 문헌[Burton, et al., Can. J. Chem., Vol. 92, pp. 305-316 (2014)]; 문헌[Ty, et al., Journal of Oil Palm Research Vol. II No. 1, pp. 62-78 (June 1999)]; 문헌[Johnston, et al., Plos One, Vol. 9(10), pp. 1-10 (2014)]; 및 문헌[Boon, et al., Critical Reviews in Food Science and Nutrition, Vol. 50, pp. 515-532 (2010)]을 참조한다.

안구 보호를 제공하기 위해 제품에 황반 색소를 포함시키는 것이 바람직하지만, 카로티노이드의 전반적인 안정성(열, 산화, 및 광화학적)의 결여는 그러한 제품의 개발에 대한 매우 높은 장벽을 형성한다. 따라서, 황반 색소의 광 흡수 특성을 모방하는 새로운 안정한 물질이 개발된다면 상당한 진보가 될 것이다.

본 발명은 황반 색소의 스펙트럼을 실질적으로 모방하는 400 내지 500 nm의 파장 범위에서 가시광 흡광도 스펙트럼을 나타내는 화합물에 관한 것이다. 이러한 화합물은 또한 예를 들어, ICH Q1B에 기재된 것과 유사한 조건에 노출 시에 흡수 특성의 변화/손실에 대해 측정될 때 광안정성을 나타낸다. 또한, 화합물은 400 내지 500 nm의 원하는 파장에서 높은 흡광 계수를 나타낼 수 있으므로, 이들의 광 흡수 이점을 제공하기 위해 낮은 농도로 사용될 수 있다. 본 명세서에 기재된 화합물은 예를 들어, 착용자의 황반 색소 광학 밀도(MPOD)를 보충하기 위해 안과용 장치에 사용될 수 있다.

따라서, 일 태양에서 본 발명은 가시광 흡수 최대값이 430 내지 480 nm이고, 가시광 흡수 최대값에서의 반치전폭(full width half maximum, FWHM)이 35 nm 이상 100 nm 이하이며, 광안정성인 화합물을 제공한다.

다른 태양에서, 본 발명은 가시광 흡수 최대값이 430 내지 480 nm이고, 가시광 흡수 최대값에서의 반치전폭(FWHM)이 35 nm 이상 100 nm 이하이며, 황반 색소보다 광안정성이 더 높은 화합물을 제공한다.

또 다른 태양에서, 하기 화학식 I의 하위 구조(substructure)를 갖는 발색단을 포함하는 화합물을 제공한다:

[화학식 I]

상기 식에서, EWG는 각각의 경우에 독립적으로 전자 끄는 기이다.

또 다른 태양에서, 본 발명은 본 명세서에 기재된 바와 같은 화합물을 포함하는 안과용 장치를 제공한다.

도 1은 본 발명의 예시적인 화합물 A의 0.2 mM 메탄올 용액의 UV-VIS 투과 스펙트럼을 나타낸다.
도 2는 황반 색소의 문헌 스펙트럼에 중첩된 본 발명의 화합물 A의 0.2 mM 메탄올 용액의 UV-VIS 흡광도 스펙트럼을 나타낸다.
도 3은 최대 40시간 동안 광 노출 후에, 화합물 A로 제조된 콘택트 렌즈의 흡광도 스펙트럼을 나타낸다.

본 발명은 하기의 설명에 기재된 구성 또는 공정 단계의 상세 사항에 제한되지 않는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명은 다른 실시 형태들이 가능하며, 본 명세서의 교시내용을 사용하여 다양한 방식으로 실행되거나 수행될 수 있다.

본 명세서에 사용되는 용어들과 관련하여, 하기 정의들이 제공된다.

달리 정의되지 않으면, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술 용어 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 숙련자가 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다. 중합체 정의는 문헌[the Compendium of Polymer Terminology and Nomenclature, IUPAC Recommendations 2008, edited by: Richard G. Jones, Jaroslav Kahovec, Robert Stepto, Edward S. Wilks, Michael Hess, Tatsuki Kitayama, and W. Val Metanomski]에 개시된 것과 동일하다. 본 명세서에서 언급된 모든 간행물, 특허 출원, 특허 및 기타 참고 문헌은 참고로 포함된다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "(메트)"는 선택적인 메틸 치환을 나타낸다. 따라서, "(메트)아크릴레이트"와 같은 용어는 메타크릴레이트 및 아크릴레이트 둘 모두를 나타낸다.

화학 구조가 주어지는 경우에는 언제든지, 구조의 치환기들에 대해 개시되는 대안들이 임의의 조합으로 조합될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 구조가 치환기 R^* 및 R^**를 함유하고, 그 각각이 3가지의 가능한 기를 함유하는 경우, 9가지 조합이 개시된다. 특성들의 조합들에 대해서도 마찬가지이다.

일반 화학식 [^***]_n에서의 "n"과 같은 하첨자가 중합체의 화학식에서 반복 단위의 수를 나타내는 데 사용될 때, 상기 화학식은 거대분자의 수 평균 분자량을 나타내는 것으로 해석되어야 한다.

용어 "개체"는 인간 및 척추 동물을 포함한다.

용어 "생의학 장치"는 포유류 조직 또는 체액 내에 또는 상에, 그리고 바람직하게는 인간 조직 또는 체액 내에 또는 상에서 사용되도록 설계된 임의의 물품을 지칭한다. 이들 장치의 예에는 상처 드레싱, 실란트, 조직 충전제, 약물 전달 시스템, 코팅, 접착 방지 배리어, 카테터, 임플란트, 스텐트, 및 안과용 장치, 예를 들어 안내 렌즈(intraocular lense) 및 콘택트 렌즈가 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 생의학 장치는 안과용 장치, 특히 콘택트 렌즈, 가장 특히 실리콘 하이드로겔 또는 통상적인 하이드로겔로부터 제조된 콘택트 렌즈일 수 있다.

용어 "안구 표면"은 각막, 결막, 눈물샘, 덧눈물샘, 비루관 및 마이봄샘(meibomian gland)의 표면 및 샘의 상피, 및 이들의 정점 및 기저 매트릭스, 누점(puncta), 그리고 내분비 및 면역계와, 신경분포(innervation)에 의한, 상피의 연속성 둘 모두에 의해 기능계(functional system)로서 연결된 눈꺼풀을 포함하는 인접 또는 관련 구조를 포함한다.

용어 "안과용 장치"는 눈과 관련된 임의의 광학 장치를 지칭하며, 안구 표면을 비롯한, 눈 또는 눈의 임의의 부분 안에 또는 그 위에 존재하는 장치를 포함한다. 이러한 장치는 광학적 교정, 미용 증진, 시력 증진, 치료적 이득(예를 들어, 안대로서) 또는 활성 성분, 예컨대 약제학적 성분 및 뉴트라슈티컬(nutraceutical) 성분의 전달, 또는 전술된 것 중 임의의 것의 조합을 제공할 수 있다. 안과용 장치의 예에는 누점 마개(punctal plug) 등을 포함하지만 이로 한정되지 않는 광학적 삽입물 및 안구 삽입물(ocular insert)과 렌즈가 포함되지만 이로 한정되지 않는다. "렌즈"는 안경 렌즈, 선글라스 렌즈, 소프트 콘택트 렌즈, 하드 콘택트 렌즈, 하이브리드 콘택트 렌즈, 안내 렌즈 및 오버레이 렌즈(overlay lense)를 포함한다. 안과용 장치는 콘택트 렌즈를 포함할 수 있다.

용어 "콘택트 렌즈"는 개체의 눈의 각막 상에 배치될 수 있는 안과용 장치를 지칭한다. 콘택트 렌즈는, 상처 치유, 약물 또는 뉴트라슈티컬의 전달, 진단 평가 또는 모니터링, 자외광 흡수, 가시광 또는 글레어 감소, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 교정적, 미용적, 또는 치료적 이점을 제공할 수 있다. 콘택트 렌즈는 당업계에 알려진 임의의 적절한 재료의 것일 수 있으며, 모듈러스, 물 함량, 광 투과율, 또는 이들의 조합과 같은 상이한 물리적, 기계적, 또는 광학 특성들을 갖는 적어도 2개의 별개의 부분들을 포함하는 하이브리드 렌즈, 하드 렌즈, 또는 소프트 렌즈일 수 있다.

안경 렌즈 또는 선글라스는 예를 들어, 실리케이트를 기제로 하는 무기 물질로 구성되거나, 유기 물질, 예컨대 폴리카르보네이트; 폴리아미드; 폴리이미드; 폴리설폰; 폴리에틸렌 테레프탈레이트/폴리카르보네이트 공중합체; 및 당업계에 공지된 다양한 다른 물질로 제조될 수 있다.

본 발명의 생의학 장치, 안과용 장치 및 렌즈는 실리콘 하이드로겔 또는 통상적인 하이드로겔로 구성될 수 있다. 실리콘 하이드로겔은 전형적으로 경화된 장치 내에서 서로 공유 결합되는 적어도 하나의 친수성 단량체와 적어도 하나의 실리콘-함유 성분을 함유한다.

"목표 거대분자"는 단량체, 거대단량체, 예비중합체, 가교결합제, 개시제, 첨가제, 희석제 등을 포함하는 반응성 단량체 혼합물로부터 합성되는 거대분자를 의미한다.

용어 "중합성 화합물"은 하나 이상의 중합성 기를 함유하는 화합물을 의미한다. 이 용어는, 예를 들어 단량체, 거대단량체, 올리고머, 예비중합체, 가교결합제 등을 포함한다.

"중합성 기"는 자유 라디칼 및/또는 양이온성 중합과 같은 사슬 성장 중합을 겪을 수 있는 기, 예를 들어 라디칼 중합 개시 조건에 놓일 때 중합될 수 있는 탄소-탄소 이중 결합이다. 자유 라디칼 중합성 기의 비제한적인 예에는 (메트)아크릴레이트, 스티렌, 비닐 에테르, (메트)아크릴아미드, N-비닐락탐, N-비닐아미드, O-비닐카르바메이트, O-비닐카르보네이트 및 다른 비닐 기가 포함된다. 바람직하게는, 자유 라디칼 중합성 기는 (메트)아크릴레이트, (메트)아크릴아미드, N-비닐 락탐, N-비닐아미드 및 스티릴 작용기, 또는 전술한 것 중 임의의 것의 혼합물을 포함한다. 보다 바람직하게는, 자유 라디칼 중합성 기는 (메트)아크릴레이트, (메트)아크릴아미드, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 중합성 기는 비치환될 수 있거나 치환될 수 있다. 예를 들어, (메트)아크릴아미드 중의 질소 원자는 수소에 결합될 수 있거나, 수소가 알킬 또는 사이클로알킬(그 자체가 추가로 치환될 수 있음)로 치환될 수 있다.

임의의 유형의 자유 라디칼 중합이 사용될 수 있으며, 이에는 벌크 중합, 용액 중합, 현탁 중합 및 유화 중합뿐만 아니라, 임의의 제어된 라디칼 중합 방법, 예컨대 안정한 자유 라디칼 중합, 질산화물-매개 리빙(living) 중합, 원자 이동 라디칼 중합, 가역적 첨가 단편화 사슬 이동 중합, 유기텔루륨-매개 리빙 라디칼 중합 등이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.

"단량체"는 사슬 성장 중합, 특히 자유 라디칼 중합을 겪어서, 목표 거대분자의 화학 구조 내에 반복 단위를 생성할 수 있는 일작용성 분자이다. 일부 단량체는 가교결합제로서 작용할 수 있는 이작용성 불순물을 갖는다. "친수성 단량체"는 또한 25℃에서 5 중량%의 농도로 탈이온수와 혼합되는 경우에 투명한 단일상 용액을 생성하는 단량체이다. "친수성 성분"은 25℃에서 5 중량%의 농도로 탈이온수와 혼합되는 경우에 투명한 단일상 용액을 생성하는 단량체, 거대단량체, 예비중합체, 개시제, 가교결합제, 첨가제 또는 중합체이다. "소수성 성분"은 25℃의 탈이온수에 약간 용해성이거나 불용성인 단량체, 거대단량체, 예비중합체, 개시제, 가교결합제, 첨가제 또는 중합체이다.

"거대분자"는 수평균 분자량이 1500 초과인 유기 화합물이며, 반응성 또는 비반응성일 수 있다.

"거대단량체(macromonomer 또는 macromer)"는 사슬 성장 중합, 특히 자유 라디칼 중합을 겪어서, 목표 거대분자의 화학 구조 내에 반복 단위를 생성할 수 있는, 하나의 기를 갖는 거대분자이다. 전형적으로, 거대단량체의 화학 구조는 목표 거대분자의 화학 구조와는 상이한데, 즉 거대단량체의 펜던트 기의 반복 단위는 목표 거대분자 또는 그의 주쇄의 반복 단위와는 상이하다. 단량체와 거대단량체 사이의 차이는 펜던트 기의 화학 구조, 분자량 및 분자량 분포 중 단지 하나이다. 결과적으로 그리고 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 특허 문헌은 때때로 약 1,500 달톤 이하의 비교적 낮은 분자량을 갖는 중합성 화합물로서 단량체를 정의하며, 이는 본질적으로 일부 거대단량체를 포함한다. 특히, 모노메타크릴옥시프로필 종결된 모노-n-부틸 종결된 폴리다이메틸실록산(분자량 = 500 내지 1500 g/mol)(mPDMS) 및 모노-(2-하이드록시-3-메타크릴옥시프로필)-프로필 에테르 종결된 모노-n-부틸 종결된 폴리다이메틸실록산(분자량 = 500 내지 1500 g/mol)(OH-mPDMS)이 단량체 또는 거대단량체로 지칭될 수 있다. 더욱이, 특허 문헌은 때때로 하나 이상의 중합성 기를 갖는 것으로 거대단량체를 정의하여, 본질적으로 예비중합체를 포함하도록 거대단량체의 일반적인 정의를 확대한다. 결론적으로 그리고 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 이작용성 및 다작용성 거대단량체, 예비중합체 및 가교결합제는 상호 교환가능하게 사용될 수 있다.

"실리콘-함유 성분"은 전형적으로 실록시 기, 실록산 기, 카르보실록산 기, 및 이들의 혼합물 형태의 적어도 하나의 규소-산소 결합을 갖는, 반응성 혼합물 중의 단량체, 거대단량체, 예비중합체, 가교결합제, 개시제, 첨가제 또는 중합체이다.

본 발명에 유용한 실리콘-함유 성분의 예는 미국 특허 제3,808,178호, 제4,120,570호, 제4,136,250호, 제4,153,641호, 제4,740,533호, 제5,034,461호, 제5,070,215호, 제5,244,981호, 제5,314,960호, 제5,331,067호, 제5,371,147호, 제5,760,100호, 제5,849,811호, 제5,962,548호, 제5,965,631호, 제5,998,498호, 제6,367,929호, 제6,822,016호, 제6,943,203호, 제6,951,894호, 제7,052,131호, 제7,247,692호, 제7,396,890호, 제7,461,937호, 제7,468,398호, 제7,538,146호, 제7,553,880호, 제7,572,841호, 제7,666,921호, 제7,691,916호, 제7,786,185호, 제7,825,170호, 제7,915,323호, 제7,994,356호, 제8,022,158호, 제8,163,206호, 제8,273,802호, 제8,399,538호, 제8,415,404호, 제8,420,711호, 제8,450,387호, 제8,487,058호, 제8,568,626호, 제8,937,110호, 제8,937,111호, 제8,940,812호, 제8,980,972호, 제9,056,878호, 제9,125,808호, 제9,140,825호, 제9,156,934호, 제9,170,349호, 제9,217,813호, 제9,244,196호, 제9,244,197호, 제9,260,544호, 제9,297,928호, 제9,297,929호 및 유럽 특허 제080539호에서 찾아볼 수 있다. 이들 특허는 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.

"중합체"는 중합 동안 사용되는 단량체의 반복 단위로 구성된 목표 거대분자이다.

"단일중합체"는 하나의 단량체로부터 제조된 중합체이고; "공중합체"는 둘 이상의 단량체로부터 제조된 중합체이고; "삼원공중합체"는 3개의 단량체로부터 제조된 중합체이다. "블록 공중합체"는 조성적으로 상이한 블록 또는 세그먼트로 구성된다. 이중블록 공중합체는 2개의 블록을 갖는다. 삼중블록 공중합체는 3개의 블록을 갖는다. "콤(comb) 또는 그래프트 공중합체"는 적어도 하나의 거대단량체로부터 제조된다.

"반복 단위"는 특정 단량체 또는 거대단량체의 중합에 상응하는 중합체 내의 가장 작은 원자 그룹이다.

"개시제"는 자유 라디칼 중합 반응을 개시하기 위해 후속적으로 단량체와 반응할 수 있는 라디칼로 분해될 수 있는 분자이다. 열 개시제는 온도에 따라 소정 속도로 분해되며; 전형적인 예는 아조 화합물, 예컨대 1,1'-아조비스아이소부티로니트릴 및 4,4'-아조비스(4-시아노발레르산), 퍼옥사이드, 예컨대 벤조일 퍼옥사이드, tert-부틸 퍼옥사이드, tert-부틸 하이드로퍼옥사이드, tert-부틸 퍼옥시벤조에이트, 다이쿠밀 퍼옥사이드 및 라우로일 퍼옥사이드, 과산, 예컨대 과아세트산 및 과황산칼륨뿐만 아니라, 다양한 산화환원 시스템이다. 광개시제는 광화학 과정에 의해 분해되며; 전형적인 예는 벤질, 벤조인, 아세토페논, 벤조페논, 캄퍼퀴논, 및 이들의 혼합물의 유도체뿐만 아니라, 다양한 모노아실 및 비스아실 포스핀 옥사이드, 및 이들의 조합이다.

"가교결합제"는 분자 상의 2개 이상의 위치에서 자유 라디칼 중합을 겪어서 분지점 및 중합체 네트워크를 생성할 수 있는 이작용성 또는 다작용성 단량체 또는 거대단량체이다. 일반적인 예는 에틸렌 글리콜 다이메타크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 다이메타크릴레이트, 트라이메틸올프로판 트라이메타크릴레이트, 메틸렌 비스아크릴아미드, 트라이알릴 시아누레이트 등이다.

"예비중합체"는 추가의 반응을 겪어서 중합체를 형성할 수 있는 잔존하는 중합성 기를 함유하는 단량체의 반응 생성물이다.

"중합체 네트워크"는 팽윤될 수 있지만 용매에는 용해될 수 없는 가교결합된 거대분자이다. "하이드로겔"은, 물 또는 수용액 중에 팽윤되어, 전형적으로 적어도 10 중량%의 물을 흡수하는 중합체 네트워크이다. "실리콘 하이드로겔"은 적어도 하나의 실리콘-함유 성분과 적어도 하나의 친수성 성분으로부터 제조되는 하이드로겔이다. 친수성 성분은 또한 비반응성 중합체를 포함할 수 있다.

"통상적인 하이드로겔"은 어떠한 실록시, 실록산 또는 카르보실록산 기도 갖지 않는 성분으로부터 제조된 중합체 네트워크를 지칭한다. 통상적인 하이드로겔은 친수성 단량체를 포함하는 반응성 혼합물로부터 제조된다. 예에는 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트("HEMA"), N-비닐 피롤리돈("NVP"), N,N-다이메틸아크릴아미드("DMA") 또는 비닐 아세테이트가 포함된다. 미국 특허 제4,436,887호, 제4,495,313호, 제4,889,664호, 제5,006,622호, 제5,039459호, 제5,236,969호, 제5,270,418호, 제5,298,533호, 제5,824,719호, 제6,420,453호, 제6,423,761호, 제6,767,979호, 제7,934,830호, 제8,138,290호 및 제8,389,597호는 통상적인 하이드로겔의 형성을 개시한다. 시판되는 통상적인 하이드로겔에는 에타필콘(etafilcon), 젠필콘(genfilcon), 힐라필콘(hilafilcon), 레네필콘(lenefilcon), 네소필콘(nesofilcon), 오마필콘(omafilcon), 폴리마콘(polymacon) 및 비필콘(vifilcon)을 비롯하여, 이들의 모든 변형이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.

"실리콘 하이드로겔"은 적어도 하나의 친수성 성분 및 적어도 하나의 실리콘-함유 성분으로부터 제조되는 중합체 네트워크를 지칭한다. 실리콘 하이드로겔의 예에는 악쿠아필콘(acquafilcon), 아스모필콘(asmofilcon), 발라필콘(balafilcon), 콤필콘(comfilcon), 델레필콘(delefilcon), 엔필콘(enfilcon), 판필콘(fanfilcon), 포르모필콘(formofilcon), 갈리필콘(galyfilcon), 로트라필콘(lotrafilcon), 나라필콘(narafilcon), 리오필콘(riofilcon), 삼필콘(samfilcon), 세노필콘(senofilcon), 소모필콘(somofilcon) 및 스텐필콘(stenfilcon)을 비롯하여, 이들의 모든 변형뿐만 아니라, 미국 특허 제4,659,782호, 제4,659,783호, 제5,244,981호, 제5,314,960호, 제5,331,067호, 제5,371,147호, 제5,998,498호, 제6,087,415호, 제5,760,100호, 제5,776,999호, 제5,789,461호, 제5,849,811호, 제5,965,631호, 제6,367,929호, 제6,822,016호, 제6,867,245호, 제6,943,203호, 제7,247,692호, 제7,249,848호, 제7,553,880호, 제7,666,921호, 제7,786,185호, 제7,956,131호, 제8,022,158호, 제8,273,802호, 제8,399,538호, 제8,470,906호, 제8,450,387호, 제8,487,058호, 제8,507,577호, 제8,637,621호, 제8,703,891호, 제8,937,110호, 제8,937,111호, 제8,940,812호, 제9,056,878호, 제9,057,821호, 제9,125,808호, 제9,140,825호, 제9,156,934호, 제9,170,349호, 제9,244,196호, 제9,244,197호, 제9,260,544호, 제9,297,928호, 제9,297,929호, 및 국제특허 공개 WO 03/22321호, 국제특허 공개 WO 2008/061992호 및 미국 특허 출원 공개 제2010/0048847호에서 제조되는 것과 같은 실리콘 하이드로겔이 포함된다. 이들 특허는 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.

"상호침투 중합체 네트워크(interpenetrating polymeric network)"는, 분자 규모로 적어도 부분적으로 얽혀있지만(interlaced) 서로 공유 결합되지 않으며, 화학 결합이 파괴되지 않는 한 분리될 수 없는 2개 이상의 네트워크를 포함한다. "반-상호침투 중합체 네트워크"는 적어도 하나의 네트워크와 적어도 하나의 중합체 사이에서 분자 수준으로 일부 혼합되는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 네트워크 및 하나 이상의 중합체를 포함한다. 상이한 중합체의 혼합물은 "중합체 블렌드"이다. 반-상호침투 네트워크는 기술적으로는 중합체 블렌드이지만, 어떤 경우에는 중합체가 너무 얽혀서 쉽게 제거할 수 없다.

"반응성 성분"은 반응성 혼합물(하기에 정의됨)의 중합성 화합물(예를 들어, 단량체, 거대단량체, 올리고머, 예비중합체 및 가교결합제)뿐만 아니라, 중합 및 모든 워크-업(work-up) 단계(예를 들어, 추출 단계) 및 패키징 단계가 완료된 후에 생성된 중합체 네트워크에 실질적으로 남아 있도록 의도된 반응성 혼합물의 임의의 다른 성분이다. 반응성 성분은 공유 결합, 수소 결합, 정전기 상호작용, 상호침투 중합체 네트워크의 형성, 또는 임의의 다른 수단에 의해 중합체 네트워크에 보유될 수 있다. 일단 사용 중이면 중합체 네트워크로부터 방출되도록 의도되는 성분은 여전히 "반응성 성분"으로 간주된다. 예를 들어, 착용 동안 방출되도록 의도되는 콘택트 렌즈의 약제학적 또는 뉴트라슈티컬 성분은 "반응성 성분"으로 간주된다. 희석제와 같은 제조 공정 동안(예를 들어, 추출에 의해) 중합체 네트워크로부터 제거되도록 의도되는 성분은 "반응성 성분"이 아니다.

용어 "반응성 혼합물" 및 "반응성 단량체 혼합물"은 함께 혼합되어, 중합 조건에 놓일 때, 중합체 네트워크(예컨대, 통상적인 하이드로겔 또는 실리콘 하이드로겔)뿐만 아니라, 그로부터 제조된 생의학 장치, 안과용 장치 및 콘택트 렌즈를 형성하는 성분들의 혼합물을 지칭한다. 반응성 혼합물은 반응성 성분, 예를 들어 단량체, 거대단량체, 예비중합체, 가교결합제 및 개시제, 첨가제, 예컨대 습윤제, 중합체, 염료, 광 흡수 화합물, 예컨대 UV 흡수제, 안료, 광변색성(photochromic) 화합물, 약제학적 화합물 및/또는 뉴트라슈티컬 화합물을 포함할 수 있으며, 이들 중 어느 것이나 중합성 또는 비중합성일 수 있지만 생성되는 생의학 장치(예를 들어, 콘택트 렌즈) 내에 보유될 수 있다. 반응성 혼합물은 또한 사용 전에 장치로부터 제거되도록 의도되는 다른 성분, 예를 들어 희석제를 함유할 수 있다. 제조되는 콘택트 렌즈 및 이의 의도된 용도에 기초하여 다양한 첨가제가 첨가될 수 있음이 이해될 것이다. 반응성 혼합물의 성분의 농도는 따라서, 희석제를 제외한, 반응성 혼합물 중의 모든 성분에 대한 중량%로 표현된다. 희석제가 사용되는 경우에, 그 농도는 반응성 혼합물(희석제 포함) 중의 모든 성분의 양을 기준으로 하여 중량%로 표현된다.

용어 "실리콘 하이드로겔 콘택트 렌즈"는 적어도 하나의 실리콘-함유 화합물로부터 제조되는 하이드로겔 콘택트 렌즈를 지칭한다. 실리콘 하이드로겔 콘택트 렌즈는 일반적으로 통상적인 하이드로겔과 비교하여 증가된 산소 투과도를 갖는다. 실리콘 하이드로겔 콘택트 렌즈는 그들의 물 및 중합체 함유량 모두를 사용하여 산소를 눈에 투과시킨다.

용어 "다작용성"은 2개 이상의 중합성 기를 갖는 성분을 지칭한다. 용어 "일작용성"은 하나의 중합성 기를 갖는 성분을 지칭한다.

용어 "할로겐" 또는 "할로"는 불소, 염소, 브롬 및 요오드를 나타낸다.

"알킬"은 표시된 수의 탄소 원자를 함유하는 임의로 치환된 선형 또는 분지형 알킬 기를 지칭한다. 숫자가 표시되지 않는 경우, 알킬(알킬 상의 모든 임의의 치환기를 포함함)은 1 내지 16개의 탄소 원자를 함유할 수 있다. 바람직하게는, 알킬 기는 1 내지 10개의 탄소 원자, 대안적으로 1 내지 8개의 탄소 원자, 대안적으로 1 내지 6개의 탄소 원자, 또는 대안적으로 1 내지 4개의 탄소 원자를 함유한다. 알킬의 예에는 메틸, 에틸, 프로필, 아이소프로필, 부틸, 아이소-, sec- 및 tert-부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 3-에틸부틸 등이 포함된다. 알킬 상의 치환기의 예에는 하이드록시, 아미노, 아미도, 옥사, 카르복시, 알킬 카르복시, 카르보닐, 알콕시, 티오알킬, 카르바메이트, 카르보네이트, 할로겐, 페닐, 벤질, 및 이들의 조합으로부터 독립적으로 선택되는 1개, 2개 또는 3개의 기가 포함된다. "알킬렌"은 2가 알킬 기, 예컨대 -CH₂-, -CH₂CH₂-, -CH₂CH₂CH₂-, -CH₂CH(CH₃)CH₂- 및 -CH₂CH₂CH₂CH₂-를 의미한다.

"할로알킬"은 하나 이상의 할로겐 원자로 치환된 상기 정의된 바와 같은 알킬 기를 지칭하며, 각각의 할로겐은 독립적으로 F, Cl, Br 또는 I이다. 바람직한 할로겐은 F이다. 바람직한 할로알킬 기는 1 내지 6개의 탄소, 더욱 바람직하게는 1 내지 4개의 탄소, 더욱 더 바람직하게는 1 내지 2개의 탄소를 함유한다. "할로알킬"은 퍼할로알킬 기, 예컨대 CF₃- 또는 -CF₂CF₃-를 포함한다. "할로알킬렌"은 2가 할로알킬기, 예를 들어 -CH₂CF₂-를 의미한다.

"사이클로알킬"은 표시된 수의 고리 탄소 원자를 함유하는 임의로 치환된 환형 탄화수소를 지칭한다. 숫자가 표시되지 않은 경우, 사이클로알킬은 3 내지 12개의 고리 탄소 원자를 함유할 수 있다. C₃-C₈ 사이클로알킬 기, C₃-C₇ 사이클로알킬이 바람직하며, C₄-C₇ 사이클로알킬이 더욱 바람직하고, C₅-C₆ 사이클로알킬이 더욱 더 바람직하다. 사이클로알킬의 예에는 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 사이클로헵틸 및 사이클로옥틸이 포함된다. 사이클로알킬 상의 치환기의 예에는 알킬, 하이드록시, 아미노, 아미도, 옥사, 카르보닐, 알콕시, 티오알킬, 아미도, 카르바메이트, 카르보네이트, 할로, 페닐, 벤질 및 이들의 조합으로부터 독립적으로 선택되는 1개, 2개 또는 3개의 기가 포함된다. "사이클로알킬렌"은 2가 사이클로알킬 기, 예를 들어 1,2-사이클로헥실렌, 1,3-사이클로헥실렌 또는 1,4-사이클로헥실렌을 의미한다.

"헤테로사이클로알킬"은 적어도 하나의 고리 탄소가 질소, 산소 및 황으로부터 선택되는 헤테로원자로 치환된, 상기 정의된 바와 같은 사이클로알킬 고리 또는 고리 시스템을 지칭한다. 헤테로사이클로알킬 고리는 임의로 다른 헤테로사이클로알킬 고리 및/또는 비-방향족 탄화수소 고리 및/또는 페닐 고리에 융합되거나 달리 부착된다. 바람직한 헤테로사이클로알킬 기는 5 내지 7개의 구성원을 갖는다. 더욱 바람직한 헤테로사이클로알킬 기는 5개 또는 6개의 구성원을 갖는다. 헤테로사이클로알킬렌은 2가 헤테로사이클로알킬 기를 의미한다.

"아릴"은 적어도 하나의 방향족 고리를 함유하는 임의로 치환된 방향족 탄화수소 고리 시스템을 지칭한다. 아릴 기는 표시된 수의 고리 탄소 원자를 함유한다. 숫자가 표시되지 않는 경우, 아릴은 6 내지 14개의 고리 탄소 원자를 함유할 수 있다. 방향족 고리는 임의로 다른 방향족 탄화수소 고리 또는 비-방향족 탄화수소 고리에 융합되거나 달리 부착될 수 있다. 아릴 기의 예에는 페닐, 나프틸 및 바이페닐이 포함된다. 아릴 기의 바람직한 예에는 페닐이 포함된다. 아릴 상의 치환기의 예에는 알킬, 하이드록시, 아미노, 아미도, 옥사, 카르복시, 알킬 카르복시, 카르보닐, 알콕시, 티오알킬, 카르바메이트, 카르보네이트, 할로, 페닐, 벤질 및 이들의 조합으로부터 독립적으로 선택되는 1개, 2개 또는 3개의 기가 포함된다. "아릴렌"은 2가 아릴 기, 예를 들어 1,2-페닐렌, 1,3-페닐렌 또는 1,4-페닐렌을 의미한다.

"헤테로아릴"은 적어도 하나의 고리 탄소 원자가 질소, 산소 및 황으로부터 선택되는 헤테로원자로 치환된, 상기에 정의된 바와 같은 아릴 고리 또는 고리 시스템을 지칭한다. 헤테로아릴 고리는 하나 이상의 헤테로아릴 고리, 방향족 또는 비방향족 탄화수소 고리 또는 헤테로사이클로알킬 고리에 융합되거나 달리 부착될 수 있다. 헤테로아릴 기의 예에는 피리딜, 푸릴 및 티에닐이 포함된다. "헤테로아릴렌"은 2가 헤테로아릴 기를 의미한다.

"알콕시"는 산소 가교를 통해 모 분자 모이어티에 부착된 알킬 기를 지칭한다. 알콕시 기의 예에는, 예를 들어 메톡시, 에톡시, 프로폭시 및 아이소프로폭시가 포함된다. "티오알킬"은 황 가교를 통해 모 분자에 부착된 알킬 기를 의미한다. 티오알킬 기의 예에는, 예를 들어 메틸티오, 에틸티오, n-프로필티오 및 아이소-프로필티오가 포함된다. "아릴옥시"는 산소 가교를 통해 모 분자 모이어티에 부착된 아릴 기를 지칭한다. 예에는 페녹시가 포함된다. "환형 알콕시"는 산소 가교를 통해 모 모이어티에 부착된 사이클로알킬 기를 의미한다.

"알킬아민"은 -NH 가교를 통해 모 분자 모이어티에 부착된 알킬 기를 지칭한다. 알킬렌아민은 -CH₂CH₂NH-와 같은 2가알킬아민 기를 의미한다.

"실록사닐"은 적어도 하나의 Si-O-Si 결합을 갖는 구조를 지칭한다. 따라서, 예를 들어, 실록사닐 기는 적어도 하나의 Si-O-Si 기(즉, 실록산 기)를 갖는 기를 의미하며, 실록사닐 화합물은 적어도 하나의 Si-O-Si 기를 갖는 화합물을 의미한다. "실록사닐"은 단량체(예를 들어, Si-O-Si)뿐만 아니라 올리고머/중합체 구조(예를 들어, -[Si-O]_n-, 여기서 n은 2 이상임)를 포함한다. 실록사닐 기 내의 각각의 규소 원자는 독립적으로 선택된 R^A 기(여기서,R^A는 화학식 A 옵션 (b)-(i)에서 정의된 바와 같음)로 치환되어 그들의 원자가를 완성한다.

"실릴"은 화학식 R₃Si-의 구조를 지칭하고, "실록시"는 화학식 R₃Si-O-의 구조를 지칭하며, 여기서, 실릴 또는 실록시 내의 각각의 R은 독립적으로 트라이메틸실록시, C₁-C₈ 알킬(바람직하게는 C₁-C₃ 알킬, 더욱 바람직하게는 에틸 또는 메틸) 및 C₃-C₈ 사이클로알킬로부터 선택된다.

"알킬렌옥시"는 일반식 -(알킬렌 -O)_p- 또는 -(O-알킬렌)_p-의 기를 지칭하며, 여기서 알킬렌은 상기에 정의된 바와 같고, p는 1 내지 200, 또는 1 내지 100, 또는 1 내지 50, 또는 1 내지 25, 또는 1 내지 20 또는 1 내지 10이며, 각각의 알킬렌은 하이드록실, 할로(예를 들어, 플루오로), 아미노, 아미도, 에테르, 카르보닐, 카르복실, 및 이들의 조합으로부터 독립적으로 선택되는 하나 이상의 기로 독립적으로 임의로 치환된다. p가 1 초과인 경우, 각각의 알킬렌은 동일하거나 상이할 수 있으며, 알킬렌옥시는 블록 또는 랜덤 구성으로 존재할 수 있다. 알킬렌옥시가 분자 내에 말단 기를 형성할 때, 알킬렌옥시의 말단은 예를 들어, 하이드록시 또는 알콕시(예를 들어, HO-[CH₂CH₂O]_p- 또는 CH₃O-[CH₂CH₂O]_p-)일 수 있다. 알킬렌옥시의 예에는 폴리에틸렌옥시, 폴리프로필렌옥시, 폴리부틸렌옥시 및 폴리(에틸렌옥시-코-프로필렌옥시)가 포함된다.

"옥사알킬렌"은 하나 이상의 인접하지 않은 CH₂ 기가 산소 원자로 치환된, 상기 정의된 바와 같은 알킬렌 기, 예컨대 -CH₂CH₂OCH(CH₃)CH₂-를 지칭한다. "티아알킬렌"은 하나 이상의 인접하지 않은 CH₂ 기가 황 원자로 치환된, 상기 정의된 바와 같은 알킬렌 기, 예컨대 -CH₂CH₂SCH(CH₃)CH₂-를 지칭한다.

용어 "연결기"는 중합성 기를 모 분자에 연결하는 모이어티를 지칭한다. 연결기는, 그것이 일부가 되는 화합물과 상용성이고, 화합물의 중합을 바람직하지 않게 방해하지 않으며, 중합 조건 하에서뿐만 아니라 최종 생성물의 처리 및 저장을 위한 조건 하에서도 안정적인 임의의 모이어티일 수 있다. 예를 들어, 연결기는 결합일 수 있거나, 이는 하나 이상의 알킬렌, 할로알킬렌, 아미드, 아민, 알킬렌아민, 카르바메이트, 에스테르(-CO₂-), 아릴렌, 헤테로아릴렌, 사이클로알킬렌, 헤테로사이클로알킬렌, 알킬렌옥시, 옥사알킬렌, 티아알킬렌, 할로알킬렌옥시(하나 이상의 할로 기로 치환된 알킬렌옥시, 예를 들어 -OCF₂-, -OCF₂CF₂-, -OCF₂CH₂-),실록사닐, 알킬렌실록사닐, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 연결기는 임의로 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있다. 적합한 치환기는 알킬, 할로(예를 들어, 플루오로), 하이드록실, HO-알킬렌옥시, MeO-알킬렌옥시, 실록사닐, 실록시, 실록시-알킬렌옥시-, 실록시-알킬렌-알킬렌옥시-(하나 초과의 알킬렌옥시 기가 존재할 수 있으며, 알킬렌 및 알킬렌옥시 내의 각각의 메틸렌은 하이드록실로 독립적으로 임의로 치환됨), 에테르, 아민, 카르보닐, 카르바메이트, 및 이들의 조합으로부터 독립적으로 선택되는 것들을 포함할 수 있다. 연결기는 또한 중합성 기, 예를 들어 (메트)아크릴레이트로 치환될 수 있다(연결기가 연결된 중합성 기에 더하여).

바람직한 연결기에는 C₁-C₈ 알킬렌(바람직하게는 C₂-C₆ 알킬렌) 및 C₁-C₈ 옥사알킬렌(바람직하게는 C₂-C₆ 옥사알킬렌)이 포함되며, 이들 각각은 하이드록실 및 실록시로부터 독립적으로 선택되는 1개 또는 2개의 기로 임의로 치환된다. 바람직한 연결기에는 또한 카르복실레이트, 아미드, C₁-C₈ 알킬렌-카르복실레이트-C₁-C₈ 알킬렌 또는 C₁-C₈ 알킬렌-아미드-C₁-C₈ 알킬렌이 포함된다.

연결기가 상기에 기재된 바와 같은 모이어티의 조합(예를 들어, 알킬렌 및 사이클로알킬렌)으로 구성될 때, 모이어티는 임의의 순서로 존재할 수 있다. 예를 들어, 하기 화학식 A에서, L이 -알킬렌-사이클로알킬렌-인 것으로 표시되면, Rg-L은 Rg-알킬렌-사이클로알킬렌- 또는 Rg-사이클로알킬렌-알킬렌-일 수 있다. 이것에도 불구하고, 열거 순서는 연결기가 부착된 말단 중합성 기(Rg 또는 Pg)로부터 시작하는 화합물 내에 모이어티가 나타나는 바람직한 순서를 나타낸다. 예를 들어, 화학식 A에서, L이 -알킬렌-사이클로알킬렌-인 것으로 표시되면, Rg-L은 바람직하게는 Rg-알킬렌-사이클로알킬렌-이다.

용어 "전자 끄는 기"(EWG)는 전자 끄는 기가 부착된 원자 또는 원자 군으로부터 전자 밀도를 끌어오는 화학 기를 지칭한다. EWG의 예에는 시아노, 아미드, 에스테르, 케토 또는 알데하이드가 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 바람직한 EWG는 시아노(CN)이다.

용어 "광 흡수 화합물"은 가시 스펙트럼(예를 들어, 380 내지 780 nm 범위) 내의 광을 흡수하는 화학 물질을 지칭한다. "고 에너지 방사선 흡수제", "UV/HEV 흡수제" 또는 "고 에너지 광 흡수 화합물"은 다양한 파장의 자외선, 고 에너지 가시광선, 또는 둘 모두를 흡수하는 화학 물질이다. 소정 파장의 광을 흡수하는 물질의 능력은 이의 UV/Vis 투과 또는 흡광도 스펙트럼을 측정함으로써 결정될 수 있다.

본 명세서에 기재된 화합물이 올레핀 이중 결합 또는 다른 기하학적 비대칭 중심을 포함하는 경우, 달리 명시되지 않는 한, 화합물은 시스, 트랜스, Z- 및 E-배열을 포함하는 것으로 의도된다. 마찬가지로, 모든 호변이성질체 및 염 형태가 또한 포함되는 것으로 의도된다.

용어 "임의의 치환기"는 하부 모이어티의 수소 원자가 치환기로 임의로 치환되는 것을 의미한다. 치환 부위에서 입체적으로 실용적이고 합성적으로 실현가능한 임의의 치환기가 사용될 수 있다. 적절한 임의의 치환기의 확인은 충분히 당업자가 대응할 수 있는 범위 내에 있다. "임의의 치환기"의 예로는 C₁-C₆ 알킬, C₁-C₆ 알콕시, C₁-C₆ 티오알킬, C₃-C₇ 사이클로알킬, 아릴, 할로, 하이드록시, 아미노, NR⁴R⁵, 벤질, SO₃H, SO₃Na 또는 -Y-P_g(여기서, R⁴ 및 R⁵는 독립적으로 H 또는 C₁-C₆ 알킬이고, Y는 연결기이며; P_g는 중합성 기임)를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 전술한 치환기는 임의의 치환기에 의해 임의로 치환될 수 있다(달리 지시되지 않는 한, 바람직하게는 더 이상 치환되지 않는다). 예를 들어, 알킬은 할로로 치환될 수 있다(예를 들어, CF₃가 형성됨).

"하위 구조"는 화합물의 화학 구조 및 하나 이상의 수소 원자를 임의의 다른 원자(이 원자는 다른 원자 또는 기에 결합될 수 있음)로 치환하여 그 화학 구조로부터 유도된 임의의 화합물을 의미한다. 예를 들어, 하나 이상, 바람직하게는 1 또는 2개, 더욱 바람직하게는 1개의 수소 원자가 독립적으로 선택된 임의의 치환기로 치환될 수 있다. 하위 구조가 단량체(예를 들어, 하나 이상의 중합성 기 함유), 중합체 또는 거대분자와 같은 보다 큰 화합물의 단편을 형성하는 물질이 "하위 구조"의 정의 내에 포함된다.

"가시광 흡수 최대값"은 광 흡수도가 최대인 가시광 파장 범위(380 내지 760 nm)의 파장을 의미한다. 정의는 UV 영역 내에서와 같이 가시광선 범위 밖의 흡수 최대값을 나타내는 물질을 포함한다.

용어 "광안정성(의)", "광안정성" 또는 유사 표현은 화합물(측정 시에, 하이드로겔 콘택트 렌즈와 같은 안과용 장치에 임의로 내장될 수 있고, 블리스터 팩 또는 바이알 내부 또는 외부에서 임의로 측정될 수 있음)이 1996년 11월에 발표된 국제의약품규제조화위원회(ICH) 가이드라인 'Q1B 신규 원료의약품 및 신규 완제의약품의 광안정성 시험'(International Conference on Harmonisation (ICH) of Technical Requirements for Registration of Pharmaceuticals for Human Use guideline, Q1B Photostability Testing of New Drug Substances and Products)의 것과 같은 조건 하에서 광 노출 후에 20% 이하의, 가시광 흡수 최대값에서의 흡광도 손실을 나타낸다는 것을 의미한다. 바람직하게는, 노출은, 바람직하게는 25℃/Amb RH에서 제어되는 광안정성 챔버에서, 1.5192 x 10⁶ 럭스(Lux) 시간의 추정 조도 노출(estimated illuminance exposure)(노출 시간 168.8 시간) 및 259.4 와트시/m²의 추정 자외선 조사 노출(estimated ultraviolet irradiation exposure)(노출 시간 16.2 시간)을 갖는 옵션(Option) 2 광원을 사용하여 ICH 광안정성 가이드라인 하에서 수행된다. 노출 후, 샘플의 UV/Vis 스펙트럼을 수집하여, 노출 전의 샘플의 스펙트럼과 비교한다. 예로서, 노출 전의 가시광 흡수 최대값에서의 흡광도가 4 흡광도 단위이고, 노출 후에 2 흡광도 단위이면, 흡광도 손실은 50%이다. 본 발명에서, 노출 후의 흡광도 손실은 바람직하게는 15% 이하, 10% 이하, 5% 이하, 4% 이하, 3% 이하, 2% 이하, 1% 이하, 0.5% 이하 또는 0.1% 이하이다.

용어 "황반 색소보다 광안정성이 더 높은" 또는 유사 표현은 화합물(시험 시에, 하이드로겔 콘택트 렌즈와 같은 안과용 장치에 임의로 내장될 수 있고, 블리스터 팩 내부 또는 외부에서 임의로 측정될 수 있음)이 예를 들어, 전술한 바와 같은 ICH 광안정성 가이드라인 하에서 광 노출 후에, 황반 색소로 관찰되는 것보다 가시광 흡수 최대값에서의 흡광도 손실을 더 적게 나타낸다는 것을 의미한다.

용어 "반치전폭(FWHM)"은 그의 최대 강도의 절반에서의 흡광도 피크의 폭을 의미한다.

달리 나타내지 않는 한, 비, 백분율, 부 등은 중량 기준이다.

달리 나타내지 않는 한, 예를 들어 "2부터 10까지" 또는 "2 내지 10"에서와 같은 수치 범위는 그 범위를 한정하는 숫자(예를 들어, 2 및 10)를 포함한다.

전술한 바와 같이, 일 태양에서, 본 발명은 황반 색소의 가시광 흡수 특성을 실질적으로 모방하는 화합물을 제공한다. 화합물은 황반 색소보다 광안정성이 더 높으므로, 제품의 제조에 사용될 수 있다. 예를 들어, 화합물은 안과용 장치에 사용될 수 있다.

따라서, 본 발명의 화합물은 가시광 흡수 최대값이 430 내지 480 nm이고, 가시광 흡수 최대값에서의 반치전폭(FWHM)이 35 nm 이상 100 nm 이하일 수 있다. 화합물은 광안정성(예를 들어, ICH 가이드라인 Q1B에 따라 측정될 때)일 수 있다. 화합물은 황반 색소보다 광안정성이 더 높을 수 있다.

화합물은 440 nm 내지 470 nm, 445 nm 내지 465 nm, 450 nm 내지 460 nm, 또는 455 nm 내지 460 nm인 가시광 흡수 최대값을 가질 수 있다.

화합물은 35 nm 이상, 40 nm 이상, 45 nm 이상, 55 nm 이상, 60 nm 이상 또는 65 nm 이상의, 가시광 흡수 최대값에서의 FWHM을 나타낼 수 있다. 화합물은 95 nm 이하, 90 nm 이하, 85 nm 이하, 80 nm 이하, 75 nm 이하 또는 70 nm 이하의, 가시광 흡수 최대값에서의 FWHM을 나타낼 수 있다. 가시광 흡수 최대값에서의 FWHM은 35 nm 내지 100 nm, 45 nm 내지 90 nm, 55 nm 내지 80 nm, 60 nm 내지 75 nm, 또는 65 nm 내지 70 nm의 범위일 수 있다.

본 발명의 화합물은 5000 이상, 5500 이상, 6000 이상, 6500 이상, 7000 이상 또는 7500 이상의, 가시광 흡수 최대값에서의 몰 흡광 계수를 나타낼 수 있다.

본 발명의 화합물은 하기 화학식 I의 하위 구조를 갖는 발색단을 포함할 수 있다:

[화학식 I]

상기 식에서, EWG는 각각의 경우에 독립적으로 전자 끄는 기이고, 상기 화합물은 440 내지 480 nm 범위에서 가시광 흡광도 피크를 나타낸다.

EWG는 각각의 경우에, 독립적으로 시아노, 아미드, 에스테르, 케토 또는 알데하이드일 수 있다. 바람직하게는, EWG는 각각의 경우에 시아노이다.

본 발명의 화합물은 하기 화학식 II를 가질 수 있다:

[화학식 II]

상기 식에서, EWG는 각각의 경우에 독립적으로 전자 끄는 기이고; n은 1, 2 또는 3이며; R¹은 각각의 경우에 독립적으로 H, C₁-C₆ 알킬, C₁-C₆ 알콕시, C₁-C₆ 티오알킬, C₃-C₇ 사이클로알킬, 아릴, 할로, 하이드록시, 아미노, NR³R⁴, 벤질, SO₃H 또는 SO₃M(M은 1가 양이온, 예컨대 나트륨 또는 칼륨임), 또는 -Y-P_g이고, 여기서 R³ 및 R⁴는 독립적으로 H 또는 C₁-C₆ 알킬이고, Y는 연결기이며; P_g는 중합성 기이다. 바람직하게는, 상기 화합물은 0, 1 또는 2개의 -Y-P_g 기(동일할 수 있거나 동일하지 않을 수 있음)를 포함한다. 화학식 II에서 n이 2 또는 3인 경우, R¹ 기는 임의의 고리 치환가능 위치에 위치될 수 있다.

화학식 II의 화합물은 R¹이 각각의 경우에 독립적으로 H 또는 C₁-C₆ 알킬(바람직하게는 에틸 또는 메틸)인 화학식 II의 화합물인, 화학식 II-1의 화합물을 포함할 수 있다.

화학식 II의 발색단은 n이 1이고, R¹이 Y-P_g인 화학식 II의 화합물인 화학식 II-2의 화합물을 포함할 수 있다.

화학식 II 및 화학식 II-2의 화합물은 P_g(중합성 기)가 각각의 경우에 독립적으로 스티릴, 비닐 카르보네이트, 비닐 에테르, 비닐 카르바메이트, N-비닐 락탐, N-비닐아미드, (메트)아크릴레이트 또는 (메트)아크릴아미드를 포함하는 화학식 II 또는 화학식 II-2의 화합물인, 화학식 II-3의 화합물을 포함할 수 있다. 바람직한 중합성 기에는 (메트)아크릴레이트 또는 (메트)아크릴아미드가 포함된다. 더욱 바람직한 중합성 기는 메타크릴레이트이다.

화학식 II, 화학식 II-2 및 화학식 II-3의 화합물은 Y(연결기)가 각각의 경우에 독립적으로 알킬렌, 사이클로알킬렌, 헤테로사이클로알킬렌, 아릴렌(예를 들어, 페닐렌), 헤테로아릴렌, 옥사알킬렌, 알킬렌-아미드-알킬렌, 알킬렌-아민-알킬렌, 또는 상기한 기들 중 어느 것들의 조합인 화학식 II, 화학식 II-2 또는 화학식 II-3의 화합물인, 화학식 II-4의 화합물을 포함할 수 있다. 바람직한 연결기에는 C₁-C₈ 알킬렌(예를 들어, 에틸렌 또는 프로필렌), C₁-C₈ 옥사알킬렌, C₁-C₈ 알킬렌-아미드-C₁-C₈ 알킬렌 및 C₁-C₈ 알킬렌-아민-C₁-C₈ 알킬렌이 포함된다. C₁-C₈ 옥사알킬렌, C₂-C₄ 옥사알킬렌 또는 옥사에틸렌(-O-CH₂CH₂-)이 특히 바람직하다.

화학식 II, 화학식 II-1, 화학식 II-2, 화학식 II-3 및 화학식 II-4의 화합물은 EWG가 각각의 경우에 독립적으로 시아노, 아미드, 에스테르, 케토 또는 알데하이드인 화학식 II, 화학식 II-1, 화학식 II-2, 화학식 II-3 또는 화학식 II-4의 화합물인, 화학식 II-5의 화합물을 포함할 수 있다. EWG는 각각의 경우에 시아노일 수 있다.

화학식 II, 화학식 II-1, 화학식 II-2, 화학식 II-3, 화학식 II-4 및 화학식 II-5의 화합물은 n이 1 또는 2, 바람직하게는 n이 1인 화학식 II, 화학식 II-1, 화학식 II-2, 화학식 II-3, 화학식 II-4 또는 화학식 II-5의 화합물인, 화학식 II-6의 화합물을 포함할 수 있다.

본 발명의 화합물은 화학식 III를 가질 수 있다:

[화학식 III]

상기 식에서, EWG는 각각의 경우에 독립적으로 전자 끄는 기이고; R¹은 H, C₁-C₆ 알킬, C₁-C₆ 알콕시, C₁-C₆ 티오알킬, C₃-C₇ 사이클로알킬, 아릴, 할로, 하이드록시, 아미노, NR³R⁴, 벤질, SO₃H 또는 SO₃M(M은 1가 양이온, 예컨대 나트륨 또는 칼륨임), 또는 Y-P_g이고, 여기서 R³ 및 R⁴는 독립적으로 H 또는 C₁-C₆ 알킬이고, Y는 연결기이며; P_g는 중합성 기이다.

화학식 III의 화합물은 R¹이 H 또는 C₁-C₆ 알킬(바람직하게는 에틸 또는 메틸)인 화학식 III의 화합물인, 화학식 III-1의 화합물을 포함할 수 있다.

화학식 III의 화합물은 R¹이 Y-P_g인 화학식 III의 화합물인, 화학식 III-2의 화합물을 포함할 수 있다.

화학식 III 및 화학식 III-2의 화합물은 P_g(중합성 기)가 스티릴, 비닐 카르보네이트, 비닐 에테르, 비닐 카르바메이트, N-비닐 락탐, N-비닐아미드, (메트)아크릴레이트 또는 (메트)아크릴아미드를 포함하는 화학식 III 또는 화학식 III-2의 화합물인, 화학식 III-3의 화합물을 포함할 수 있다. 바람직한 중합성 기에는 (메트)아크릴레이트 또는 (메트)아크릴아미드가 포함된다. 더욱 바람직한 중합성 기는 메타크릴레이트이다.

화학식 III, 화학식 III-2 및 화학식 III-3의 화합물은 Y(연결기)가 알킬렌, 사이클로알킬렌, 헤테로사이클로알킬렌, 아릴렌(예를 들어, 페닐렌), 헤테로아릴렌, 옥사알킬렌, 알킬렌-아미드-알킬렌, 알킬렌-아민-알킬렌, 또는 상기한 기들 중 어느 것들의 조합인 화학식 III, 화학식 III-2 또는 화학식 III-3의 화합물인, 화학식 III-4의 화합물을 포함할 수 있다. 바람직한 연결기에는 C₁-C₈ 알킬렌(예를 들어, 에틸렌 또는 프로필렌), C₁-C₈ 옥사알킬렌, C₁-C₈ 알킬렌-아미드-C₁-C₈ 알킬렌 및 C₁-C₈ 알킬렌-아민-C₁-C₈ 알킬렌이 포함된다. C₁-C₈ 옥사알킬렌, C₂-C₄ 옥사알킬렌 또는 옥사에틸렌(-O-CH₂CH₂-)이 특히 바람직하다.

화학식 III, 화학식 III-1, 화학식 III-2, 화학식 III-3 및 화학식 III-4의 화합물은 EWG가 각각의 경우에 독립적으로 시아노, 아미드, 에스테르, 케토 또는 알데하이드인 화학식 III, 화학식 III-1, 화학식 III-2, 화학식 III-3 또는 화학식 III-4의 화합물인, 화학식 III-5의 화합물을 포함할 수 있다. EWG는 각각의 경우에 시아노일 수 있다.

본 발명의 화합물의 구체적인 예가 표 A에 나타나 있다.

[표 A]

본 발명의 화합물은 바람직한 흡수 특성을 제공하기 위해 다른 광 흡수 화합물과 조합하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 바람직한 조성물은 UV 흡수 화합물과 함께 상술한 화합물을 포함할 수 있다. 적합한 UV 흡수 화합물은 당업계에 공지되어 있으며, 벤조페논, 벤조트라이아졸, 트라이아진, 치환된 아크릴로니트릴, 살리실산 유도체, 벤조산 유도체, 신남산 유도체, 칼콘 유도체, 디프논 유도체, 크로톤산 유도체, 또는 이들의 임의의 혼합물을 포함하지만 이로 한정되지 않는 여러 부류로 분류된다. UV 흡수 화합물의 바람직한 부류는 벤조트라이아졸, 예를 들어 노르블록(Norbloc)(2-(2'-하이드록시-5-메타크릴릴옥시에틸페닐)-2H-벤조트라이아졸)이다.

본 발명의 화합물은 생의학 장치 및 안과용 장치를 포함하는 다양한 제품을 형성하기 위해 반응성 혼합물에 포함될 수 있다. 상기 화합물은 예를 들어, 장치 내에 혼입될 수 있고/있거나, 장치의 표면 상에 코팅될 수 있다. 장치 내에 혼입될 때, 화합물은 일반적으로 장치로 제조되는 반응성 혼합물에 첨가될 수 있으며, 그의 용해도의 한계까지 임의의 양으로 존재할 수 있다. 예를 들어, 화합물은 희석제를 제외한, 반응성 혼합물 중의 모든 성분의 중량 백분율을 기준으로, 적어도 0.1% 또는 적어도 2%; 및 최대 10% 또는 최대 5%의 농도로 존재할 수 있다. 전형적인 농도는 1 내지 5%의 범위일 수 있다. 상한은 전형적으로 화합물과 반응성 단량체 혼합물 내의 다른 공단량체 및/또는 희석제와의 용해도에 의해 결정된다.

바람직하게는, 본 발명의 화합물은 안과용 장치에 포함된다. 안경, 선글라스, 하드 콘택트 렌즈, 소프트 콘택트 렌즈, 각막 온레이(corneal onlay), 각막 인레이(corneal inlay), 안내 렌즈 또는 오버레이 렌즈를 포함하는 다양한 안과용 장치가 제조될 수 있다. 바람직하게는, 안과용 장치는 안내 렌즈 또는 소프트 콘택트 렌즈이다. 소프트 콘택트 렌즈는 통상적인(비-실리콘)하이드로겔 또는 실리콘 하이드로겔로부터 제조될 수 있다.

본 발명의 안과용 장치는 원하는 안과용 장치의 제조에 적합한 하나 이상의 단량체(본 명세서에서 장치 형성 단량체 또는 하이드로겔 형성 단량체로도 지칭됨), 및 선택적인 성분을 함유하는 반응성 혼합물의 자유 라디칼 반응 생성물을 포함할 수 있다. 중합될 때, 반응성 혼합물은 안과용 장치를 구성할 수 있는 중합체 네트워크를 형성한다. 중합체 네트워크는 예를 들어, 하이드로겔(예를 들어, 통상적인 하이드로겔 또는 실리콘 하이드로겔)일 수 있다.

본 발명의 화합물은 반응성 혼합물의 다른 성분과 공중합될 수 있으며, 이 경우에 반응성 혼합물은 원하는 안과용 장치를 제조하기에 적합한 하나 이상의 단량체(및 임의의 선택적인 성분) 이외에도, 하나 이상의 본 발명의 화합물을 또한 함유할 수 있다.

본 발명의 화합물이 혼입될 수 있는(예를 들어, 단량체로서) 중합체 네트워크의 비제한적인 예가 상기에 기재되어 있으며, 예를 들어 에타필콘, 젠필콘, 힐라필콘, 레네필콘, 네소필콘, 오마필콘, 폴리마콘, 비필콘, 악쿠아필콘, 아스모필콘, 발라필콘, 콤필콘, 델레필콘, 엔필콘, 판필콘, 포르모필콘, 갈리필콘, 로트라필콘, 나라필콘, 리오필콘, 삼필콘, 세노필콘, 소모필콘 및 스텐필콘 - 이들 모든 변형체를 포함함 - 을 포함한다.

추가의 예로서, 중합체 네트워크는 친수성 성분, 소수성 성분, 실리콘-함유 성분, 폴리아미드와 같은 습윤제, 가교결합제, 및 희석제 및 개시제와 같은 추가의 성분 중 하나 이상을 포함하는 반응성 혼합물로부터 제조될 수 있다. 상기에 논의된 바와 같이, 반응성 혼합물은 또한 하나 이상의 본 발명의 화합물을 함유할 수 있다.

친수성 성분

반응성 혼합물에 존재할 수 있는 친수성 단량체의 적합한 패밀리의 예에는 (메트)아크릴레이트, 스티렌, 비닐 에테르, (메트)아크릴아미드, N-비닐 락탐, N-비닐 아미드, N-비닐 이미드, N-비닐 우레아, O-비닐 카르바메이트, O-비닐 카르보네이트, 다른 친수성 비닐 화합물, 및 이들의 혼합물이 포함된다.

친수성 (메트)아크릴레이트 및 (메트)아크릴아미드 단량체의 비제한적인 예에는 하기가 포함된다: 아크릴아미드, N-아이소프로필 아크릴아미드, N,N-다이메틸아미노프로필 (메트)아크릴아미드, N,N-다이메틸 아크릴아미드(DMA), 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(HEMA), 2-하이드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 3-하이드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 2,3-다이하이드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 2-하이드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 3-하이드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸 (메트)아크릴레이트, N-(2-하이드록시에틸) (메트)아크릴아미드, N,N-비스(2-하이드록시에틸) (메트)아크릴아미드, N-(2-하이드록시프로필) (메트)아크릴아미드, N,N-비스(2-하이드록시프로필) (메트)아크릴아미드, N-(3-하이드록시프로필) (메트)아크릴아미드, N-(2-하이드록시부틸) (메트)아크릴아미드, N-(3-하이드록시부틸) (메트)아크릴아미드, N-(4-하이드록시부틸) (메트)아크릴아미드, 2-아미노에틸 (메트)아크릴레이트, 3-아미노프로필 (메트)아크릴레이트, 2-아미노프로필 (메트)아크릴레이트, N-2-아미노에틸 (메트)아크릴아미드, N-3-아미노프로필 (메트)아크릴아미드, N-2-아미노프로필 (메트)아크릴아미드, N,N-비스-2-아미노에틸 (메트)아크릴아미드, N,N-비스-3-아미노프로필 (메트)아크릴아미드, N,N-비스-2-아미노프로필 (메트)아크릴아미드, 글리세롤 메타크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 모노메타크릴레이트, (메트)아크릴산, 비닐 아세테이트, 아크릴로니트릴, 및 이들의 혼합물.

친수성 단량체는 또한 이온성일 수 있으며, 이에는 음이온성, 양이온성, 쯔비터 이온, 베타인, 및 이들의 혼합물이 포함된다. 이러한 하전된 단량체의 비제한적인 예에는 (메트)아크릴산, N-[(에테닐옥시)카르보닐]-β-알라닌(VINAL), 3-아크릴아미도프로판산(ACA1), 5-아크릴아미도펜탄산(ACA2), 3-아크릴아미도-3-메틸부탄산(AMBA), 2-(메타크릴로일옥시)에틸 트라이메틸암모늄 클로라이드(Q 염 또는 METAC), 2-아크릴아미도-2-메틸프로판 설폰산(AMPS), 1-프로파나미늄, N-(2-카르복시에틸)-N,N-다이메틸-3-[(1-옥소-2-프로펜-1-일)아미노]-, 내염(CBT), 1-프로파나미늄, N,N-다이메틸-N-[3-[(1-옥소-2-프로펜-1-일)아미노]프로필]-3-설포-, 내염(SBT), 3,5-다이옥사-8-아자-4-포스파운데크-10-엔-1-아미늄, 4-하이드록시-N,N,N-트라이메틸-9-옥소-, 내염, 4-옥사이드(9CI)(PBT), 2-메타크릴로일옥시에틸 포스포릴콜린, 3-(다이메틸(4-비닐벤질)암모니오)프로판-1-설포네이트(DMVBAPS), 3-((3-아크릴아미도프로필)다이메틸암모니오)프로판-1-설포네이트(AMPDAPS), 3-((3-메타크릴아미도프로필)다이메틸암모니오)프로판-1-설포네이트(MAMPDAPS), 3-((3-(아크릴로일옥시)프로필)다이메틸암모니오)프로판-1-설포네이트(APDAPS) 및 메타크릴로일옥시)프로필)다이메틸암모니오)프로판-1-설포네이트(MAPDAPS)가 포함된다.

친수성 N-비닐 락탐 및 N-비닐 아미드 단량체의 비제한적인 예에는 하기가 포함된다: N-비닐 피롤리돈(NVP), N-비닐-2-피페리돈, N-비닐-2-카프로락탐, N-비닐-3-메틸-2-카프로락탐, N-비닐-3-메틸-2-피페리돈, N-비닐-4-메틸-2-피페리돈, N-비닐-4-메틸-2-카프로락탐, N-비닐-3-에틸-2-피롤리돈, N-비닐-4,5-다이메틸-2-피롤리돈, N-비닐 아세트아미드(NVA), N-비닐-N-메틸아세트아미드(VMA), N-비닐-N-에틸 아세트아미드, N-비닐-N-에틸 포름아미드, N-비닐 포름아미드, N-비닐-N-메틸프로피온아미드, N-비닐-N-메틸-2-메틸프로피온아미드, N-비닐-2-메틸프로피온아미드, N-비닐-N,N'-다이메틸우레아, 1-메틸-3-메틸렌-2-피롤리돈, 1-메틸-5-메틸렌-2-피롤리돈, 5-메틸-3-메틸렌-2-피롤리돈, 1-에틸-5-메틸렌-2-피롤리돈, N-메틸-3-메틸렌-2-피롤리돈, 5-에틸-3-메틸렌-2-피롤리돈, 1-N-프로필-3-메틸렌-2-피롤리돈, 1-N-프로필-5-메틸렌-2-피롤리돈, 1-아이소프로필-3-메틸렌-2-피롤리돈, 1-아이소프로필-5-메틸렌-2-피롤리돈, N-비닐-N-에틸 아세트아미드, N-비닐-N-에틸 포름아미드, N-비닐 포름아미드, N-비닐 아이소프로필아미드, N-비닐 카프로락탐, N-비닐이미다졸, 및 이들의 혼합물.

친수성 O-비닐 카르바메이트 및 O-비닐 카르보네이트 단량체의 비제한적인 예에는 N-2-하이드록시에틸 비닐 카르바메이트 및 N-카르복시-β-알라닌 N-비닐 에스테르가 포함된다. 친수성 비닐 카르보네이트 또는 비닐 카르바메이트 단량체의 추가의 예가 미국 특허 제5,070,215호에 개시되어 있다. 친수성 옥사졸론 단량체가 미국 특허 제4,910,277호에 개시되어 있다.

다른 친수성 비닐 화합물은 에틸렌 글리콜 비닐 에테르(EGVE), 다이(에틸렌 글리콜) 비닐 에테르(DEGVE), 알릴 알코올 및 2-에틸 옥사졸린을 포함한다.

친수성 단량체는 또한 선형 또는 분지형 폴리(에틸렌 글리콜), 폴리(프로필렌 글리콜)의 거대단량체 또는 예비중합체, 또는 에틸렌 옥사이드와 프로필렌 옥사이드의 통계학적 랜덤 또는 블록 공중합체일 수 있으며, 이들은 (메트)아크릴레이트, 스티렌, 비닐 에테르, (메트)아크릴아미드, N-비닐아미드 등과 같은 중합성 모이어티를 갖는다. 이러한 폴리에테르의 거대단량체는 하나의 중합성 기를 가지며; 예비중합체는 2개 이상의 중합성 기를 가질 수 있다.

본 발명의 바람직한 친수성 단량체는 DMA, NVP, HEMA, VMA, NVA, 및 이들의 혼합물이다. 바람직한 친수성 단량체는 DMA와 HEMA의 혼합물을 포함한다. 다른 적합한 친수성 단량체가 당업자에게 명백할 것이다.

일반적으로, 반응성 단량체 혼합물에 존재하는 친수성 단량체의 양에 대해서는 특별한 제한이 없다. 친수성 단량체의 양은 생성된 하이드로겔의 원하는 특성(함수량, 투명도, 습윤성, 단백질 흡수량 등을 포함함)에 기초하여 선택될 수 있다. 습윤성은 접촉각에 의해 측정될 수 있으며, 바람직한 접촉각은 약 100° 미만, 약 80° 미만 및 약 60° 미만이다. 친수성 단량체는 반응성 단량체 혼합물 중의 반응성 성분의 총 중량을 기준으로, 예를 들어 약 0.1 내지 약 100 중량%, 대안적으로 약 1 내지 약 80 중량%, 대안적으로 약 5 내지 약 65 중량%, 대안적으로 약 40 내지 약 60 중량% 또는 대안적으로 약 55 내지 약 60 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다.

실리콘-함유 성분

본 발명에 사용하기에 적합한 실리콘-함유 성분은 하나 이상의 중합성 화합물을 포함하며, 각각의 화합물은 독립적으로 적어도 하나의 중합성 기, 적어도 하나의 실록산 기, 및 중합성 기(들)를 실록산 기(들)에 연결하는 하나 이상의 연결기를 포함한다. 실리콘-함유 성분은 예를 들어, 하기에 정의된 기와 같은, 1 내지 220개의 실록산 반복 단위를 함유할 수 있다. 실리콘-함유 성분은 또한 적어도 하나의 불소 원자를 함유할 수 있다.

실리콘-함유 성분은 상기에 정의된 하나 이상의 중합성 기; 하나 이상의 임의로 반복되는 실록산 단위; 및 중합성 기를 실록산 단위에 연결하는 하나 이상의 연결기를 포함할 수 있다. 실리콘-함유 성분은 독립적으로 (메트)아크릴레이트, 스티릴, 비닐 에테르, (메트)아크릴아미드, N-비닐 락탐, N-비닐아미드, O-비닐카르바메이트, O-비닐카르보네이트, 비닐 기, 또는 전술한 것의 혼합물인 하나 이상의 중합성 기; 하나 이상의 임의로 반복되는 실록산 단위; 및 중합성 기를 실록산 단위에 연결하는 하나 이상의 연결기를 포함할 수 있다.

실리콘-함유 성분은 독립적으로 (메트)아크릴레이트, (메트)아크릴아미드, N-비닐 락탐, N-비닐아미드, 스티릴, 또는 전술한 것의 혼합물인 하나 이상의 중합성 기; 하나 이상의 임의로 반복되는 실록산 단위; 및 중합성 기를 실록산 단위에 연결하는 하나 이상의 연결기를 포함할 수 있다.

실리콘-함유 성분은 독립적으로 (메트)아크릴레이트, (메트)아크릴아미드, 또는 전술한 것의 혼합물인 하나 이상의 중합성 기; 하나 이상의 임의로 반복되는 실록산 단위; 및 중합성 기를 실록산 단위에 연결하는 하나 이상의 연결기를 포함할 수 있다.

실리콘-함유 성분은 하나 이상의 화학식 A의 중합성 화합물을 포함할 수 있다:

[화학식 A]

상기 식에서,

적어도 하나의 R^A는 화학식 R_g-L-의 기이며, 여기서 R_g는 중합성 기이고, L은 연결기이며, 나머지 R^A는 각각 독립적으로

(a) R_g-L-,

(b) 하나 이상의 하이드록시, 아미노, 아미도, 옥사, 카르복시, 알킬 카르복시, 카르보닐, 알콕시, 아미도, 카르바메이트, 카르보네이트, 할로, 페닐, 벤질, 또는 이들의 조합으로 임의로 치환되는 C₁-C₁₆ 알킬,

(c) 하나 이상의 알킬, 하이드록시, 아미노, 아미도, 옥사, 카르보닐, 알콕시, 아미도, 카르바메이트, 카르보네이트, 할로, 페닐, 벤질, 또는 이들의 조합으로 임의로 치환되는 C₃-C₁₂ 사이클로알킬,

(d) 하나 이상의 알킬, 하이드록시, 아미노, 아미도, 옥사, 카르복시, 알킬 카르복시, 카르보닐, 알콕시, 아미도, 카르바메이트, 카르보네이트, 할로, 페닐, 벤질, 또는 이들의 조합으로 임의로 치환되는 C₆-C₁₄ 아릴기,

(e) 할로,

(f) 알콕시, 환형 알콕시 또는 아릴옥시,

(g) 실록시,

(h) 알킬렌옥시-알킬 또는 알콕시-알킬렌옥시-알킬, 예를 들어 폴리에틸렌옥시알킬, 폴리프로필렌옥시알킬 또는 폴리(에틸렌옥시-코-프로필렌옥시알킬), 또는

(i) 알킬, 알콕시, 하이드록시, 아미노, 옥사, 카르복시, 알킬 카르복시, 알콕시, 아미도, 카르바메이트, 할로, 또는 이들의 조합으로 임의로 치환되는 1 내지 100개의 실록산 반복 단위를 포함하는 1가 실록산 사슬이며;

n은 0 내지 500, 또는 0 내지 200, 또는 0 내지 100, 또는 0 내지 20이고, n이 0 이외의 것일 때, n은 명시된 값과 동일한 모드를 갖는 분포임이 이해된다. n이 2 이상일 때, SiO 단위는 동일하거나 상이한 R^A 치환기를 보유할 수 있으며, 상이한 R^A 치환기가 존재하는 경우, n 기는 랜덤 또는 블록 구성으로 존재할 수 있다.

화학식 A에서, 3개의 R^A는 각각 중합성 기를 포함할 수 있거나, 대안적으로 2개의 R^A는 각각 중합성 기를 포함할 수 있거나, 또는 대안적으로 하나의 R^A는 중합성 기를 포함할 수 있다.

본 발명에 사용하기에 적합한 실리콘-함유 성분의 예에는 표 B에 열거된 화합물이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 표 B의 화합물이 폴리실록산 기를 함유하는 경우, 이러한 화합물 내의 SiO 반복 단위의 수는, 달리 명시되지 않는 한, 바람직하게는 3 내지 100, 더욱 바람직하게는 3 내지 40 또는 더욱 더 바람직하게는 3 내지 20이다.

[표 B]

적합한 실리콘-함유 성분의 추가의 비제한적인 예가 표 C에 열거되어 있다. 달리 명시되지 않는 한, 적용가능한 경우 j2는 바람직하게는 1 내지 100, 더욱 바람직하게는 3 내지 40 또는 더욱 더 바람직하게는 3 내지 15이다. j1 및 j2를 함유하는 화합물에서, j1과 j2의 합은 바람직하게는 2 내지 100, 더욱 바람직하게는 3 내지 40 또는 더욱 더 바람직하게는 3 내지 15이다.

[표 C]

실리콘-함유 성분의 혼합물이 사용될 수 있다. 예로서, 적합한 혼합물에는 상이한 분자량을 갖는 모노-(2-하이드록시-3-메타크릴옥시프로필옥시)-프로필 종결된 모노-n-부틸 종결된 폴리다이메틸실록산(OH-mPDMS)의 혼합물, 예컨대 4 및 15개의 SiO 반복 단위를 함유하는 OH-mPDMS의 혼합물; 실리콘계 가교결합제와 함께 상이한 분자량을 갖는 OH-mPDMS(예를 들어, 4 및 15개의 반복 SiO 반복 단위를 함유함)의 혼합물, 예컨대 비스-3-아크릴옥시-2-하이드록시프로필옥시프로필 폴리다이메틸실록산(ac-PDMS); 2-하이드록시-3-[3-메틸-3,3-다이(트라이메틸실록시)실릴프로폭시]-프로필 메타크릴레이트(SiMAA)와 모노-메타크릴옥시프로필 종결된 모노-n-부틸 종결된 폴리다이메틸실록산(mPDMS), 예컨대 mPDMS 1000의 혼합물이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.

본 발명에 사용하기 위한 실리콘-함유 성분은 평균 분자량이 약 400 내지 약 4000 달톤일 수 있다.

실리콘-함유 성분(들)은 (희석제를 제외한) 반응성 혼합물의 모든 반응성 성분을 기준으로 최대 약 95 중량%, 또는 약 10 내지 약 80 중량%, 또는 약 20 내지 약 70 중량%의 양으로 존재할 수 있다.

폴리아미드

반응성 혼합물은 적어도 하나의 폴리아미드를 포함할 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "폴리아미드"는 아미드 기를 함유하는 반복 단위를 포함하는 중합체 및 공중합체를 지칭한다. 폴리아미드는 환형 아미드 기, 비환형 아미드 기 및 이들의 조합을 포함할 수 있으며, 당업자에게 공지된 임의의 폴리아미드일 수 있다. 비환형 폴리아미드는 펜던트 비환형 아미드 기를 포함하며 하이드록실 기와 회합할 수 있다. 환형 폴리아미드는 환형 아미드 기를 포함하며 하이드록실 기와 회합할 수 있다.

적합한 비환형 폴리아미드의 예에는 화학식 G1 및 화학식 G2의 반복 단위를 포함하는 중합체 및 공중합체가 포함된다:

[화학식 G1]

[화학식 G2]

상기 식에서, X는 직접 결합, -(CO)- 또는 -(CONHR₄₄)-이며, 여기서 R₄₄는 C₁ 내지 C₃ 알킬 기이고; R₄₀는 H, 직선형 또는 분지형의 치환 또는 비치환된 C₁ 내지 C₄ 알킬 기로부터 선택되며; R₄₁은 H, 직선형 또는 분지형의 치환 또는 비치환된 C₁ 내지 C₄ 알킬 기, 최대 2개의 탄소 원자를 갖는 아미노 기, 최대 4개의 탄소 원자를 갖는 아미드 기 및 최대 2개의 탄소 기를 갖는 알콕시 기로부터 선택되고; R₄₂는 H, 직선형 또는 분지형의 치환 또는 비치환된 C₁ 내지 C₄ 알킬 기; 또는 메틸, 에톡시, 하이드록시에틸 및 하이드록시메틸로부터 선택되며; R₄₃는 H, 직선형 또는 분지형의 치환 또는 비치환된 C₁ 내지 C₄ 알킬 기; 또는 메틸, 에톡시, 하이드록시에틸 및 하이드록시메틸로부터 선택되고; R₄₀ 및 R₄₁ 내의 탄소 원자수는 합하여 8 이하(7, 6, 5, 4, 3 또는 그 이하를 포함함)이며; R₄₂ 및 R₄₃ 내의 탄소 원자수는 합하여 8 이하(7, 6, 5, 4, 3 또는 그 이하를 포함함)이다. R₄₀ 및 R₄₁ 내의 탄소 원자수는 합하여 6 이하 또는 4 이하일 수 있다. R₄₂ 및 R₄₃ 내의 탄소 원자수는 합하여 6 이하일 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 치환된 알킬 기에는 아민, 아미드, 에테르, 하이드록실, 카르보닐 또는 카르복시 기 또는 이들의 조합으로 치환된 알킬 기가 포함된다.

R₄₀ 및 R₄₁은 독립적으로 H, 치환 또는 비치환된 C₁ 내지 C₂ 알킬 기로부터 선택될 수 있다. X는 직접 결합일 수 있고, R₄₀ 및 R₄₁은 독립적으로 H, 치환 또는 비치환된 C₁ 내지 C₂ 알킬 기로부터 선택될 수 있다. R₄₂ 및 R₄₃은 독립적으로 H, 치환 또는 비치환된 C₁ 내지 C₂ 알킬 기, 메틸, 에톡시, 하이드록시에틸 및 하이드록시메틸로부터 선택될 수 있다.

본 발명의 비환형 폴리아미드는 다수의 화학식 LV 또는 화학식 LVI의 반복 단위를 포함할 수 있거나, 또는 비환형 폴리아미드는 적어도 50 몰%(적어도 70 몰% 및 적어도 80 몰%를 포함함)의 화학식 G 또는 화학식 G1의 반복 단위를 포함할 수 있다. 화학식 G 또는 화학식 G1의 반복 단위의 구체적인 예에는 N-비닐-N-메틸아세트아미드, N-비닐아세트아미드, N-비닐-N-메틸프로피온아미드, N-비닐-N-메틸-2-메틸프로피온아미드, N-비닐-2-메틸-프로피온아미드, N-비닐-N,N'-다이메틸우레아, N,N-다이메틸아크릴아미드, 메타크릴아미드 및 화학식 G2 및 화학식 G3의 비환형 아미드로부터 유도되는 반복 단위가 포함된다:

[화학식 G2]

[화학식 G3]

환형 폴리아미드를 형성하는 데 사용될 수 있는 적합한 환형 아미드의 예에는 α-락탐, β-락탐, γ-락탐, δ-락탐 및 ε-락탐이 포함된다. 적합한 환형 폴리아미드의 예에는 화학식 G4의 반복 단위를 포함하는 중합체 및 공중합체가 포함된다:

[화학식 G4]

상기 식에서, R₄₅는 수소 원자 또는 메틸 기이며; f는 1 내지 10의 수이고; X는 직접 결합, -(CO)- 또는 -(CONHR₄₆)-이며, 여기서 R₄₆는 C₁ 내지 C₃ 알킬 기이다. 화학식 LIX에서, f는 8 이하(7, 6, 5, 4, 3, 2 또는 1을 포함함)일 수 있다. 화학식 G4에서, f는 6 이하(5, 4, 3, 2 또는 1을 포함함)일 수 있다. 화학식 G4에서, f는 2 내지 8(2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8을 포함함)일 수 있다. 화학식 LIX에서, f는 2 또는 3일 수 있다. X가 직접 결합인 경우, f는 2일 수 있다. 그러한 경우에, 환형 폴리아미드는 폴리비닐피롤리돈(PVP)일 수 있다.

본 발명의 환형 폴리아미드는 50 몰% 이상의 화학식 G4의 반복 단위를 포함할 수 있거나, 또는 환형 폴리아미드는 적어도 50 몰%(적어도 70 몰% 및 적어도 80 몰%를 포함함)의 화학식 G4의 반복 단위를 포함할 수 있다.

폴리아미드는 또한 환형 및 비환형 아미드 둘 모두의 반복 단위를 포함하는 공중합체일 수 있다. 추가의 반복 단위는 하이드록시알킬 (메트)아크릴레이트, 알킬 (메트)아크릴레이트, 다른 친수성 단량체 및 실록산 치환된 (메트)아크릴레이트로부터 선택되는 단량체로부터 형성될 수 있다. 적합한 친수성 단량체로서 열거된 단량체 중 임의의 것이 추가의 반복 단위를 형성하기 위해 공단량체로서 사용될 수 있다. 폴리아미드를 형성하는 데 사용될 수 있는 추가의 단량체의 구체적인 예에는 2-하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 비닐 아세테이트, 아크릴로니트릴, 하이드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 메틸 (메트)아크릴레이트 및 하이드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 다이하이드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 모노(메트)아크릴레이트 등, 그리고 이들의 혼합물이 포함된다. 이온성 단량체가 또한 포함될 수 있다. 이온성 단량체의 예에는 (메트)아크릴산, N-[(에테닐옥시)카르보닐]-β-알라닌(VINAL, CAS #148969-96-4), 3-아크릴아미도프로판산(ACA1), 5-아크릴아미도펜탄산(ACA2), 3-아크릴아미도-3-메틸부탄산(AMBA), 2-(메타크릴로일옥시)에틸 트라이메틸암모늄 클로라이드(Q 염 또는 METAC), 2-아크릴아미도-2-메틸프로판 설폰산(AMPS), 1-프로파나미늄, N-(2-카르복시에틸)-N,N-다이메틸-3-[(1-옥소-2-프로펜-1-일)아미노]-, 내염(CBT, 카르복시베타인, CAS 79704-35-1), 1-프로파나미늄, N,N-다이메틸-N-[3-[(1-옥소-2-프로펜-1-일)아미노]프로필]-3-설포-, 내염(SBT, 설포베타인, CAS 80293-60-3), 3,5-다이옥사-8-아자-4-포스파운데크-10-엔-1-아미늄, 4-하이드록시-N,N,N-트라이메틸-9-옥소-, 내염, 4-옥사이드(9CI)(PBT, 포스포베타인, CAS 163674-35-9), 2-메타크릴로일옥시에틸 포스포릴콜린, 3-(다이메틸(4-비닐벤질)암모니오)프로판-1-설포네이트(DMVBAPS), 3-((3-아크릴아미도프로필)다이메틸암모니오)프로판-1-설포네이트(AMPDAPS), 3-((3-메타크릴아미도프로필)다이메틸암모니오)프로판-1-설포네이트(MAMPDAPS), 3-((3-(아크릴로일옥시)프로필)다이메틸암모니오)프로판-1-설포네이트(APDAPS), 메타크릴로일옥시)프로필)다이메틸암모니오)프로판-1-설포네이트(MAPDAPS)가 포함된다.

반응성 단량체 혼합물은 비환형 폴리아미드 및 환형 폴리아미드 둘 모두, 또는 이들의 공중합체를 포함할 수 있다. 비환형 폴리아미드는 본 명세서에 기재된 비환형 폴리아미드 또는 이들의 공중합체 중 임의의 것일 수 있으며, 환형 폴리아미드는 본 명세서에 기재된 환형 폴리아미드 또는 이들의 공중합체 중 임의의 것일 수 있다. 폴리아미드는 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐메틸아세트아미드(PVMA), 폴리다이메틸아크릴아미드(PDMA), 폴리비닐아세트아미드(PNVA), 폴리(하이드록시에틸(메트)아크릴아미드), 폴리아크릴아미드, 및 이들의 공중합체 및 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 폴리아미드는 PVP(예를 들어, PVP K90)와 PVMA(예를 들어, M_w가 약 570 KDa임)의 혼합물일 수 있다.

반응성 혼합물 내의 모든 폴리이미드의 총량은 1 중량% 내지 약 35 중량%의 범위(약 1 중량% 내지 약 15 중량%의 범위 및 약 5 중량% 내지 약 15 중량%의 범위를 포함함)일 수 있으며, 모든 경우는 반응성 단량체 혼합물의 반응성 성분의 총 중량을 기준으로 한다.

이론에 의해 구애되고자 함이 없이, 실리콘 하이드로겔과 함께 사용될 때, 폴리아미드는 내부 습윤제로서 작용한다. 본 발명의 폴리아미드는 비중합성일 수 있으며, 이 경우에 반-상호침투 네트워크로서 실리콘 하이드로겔 내로 혼입된다. 폴리아미드는 실리콘 하이드로겔 내에 포획되거나 물리적으로 보존된다. 대안적으로, 본 발명의 폴리아미드는 예를 들어, 폴리아미드 거대단량체 또는 예비중합체로서 중합가능할 수 있으며, 이러한 경우에 실리콘 하이드로겔 내에 공유 결합에 의해 혼입된다. 중합성 및 비중합성 폴리아미드의 혼합물이 또한 사용될 수 있다.

폴리아미드가 반응성 단량체 혼합물에 혼입되는 경우, 폴리아미드는 중량 평균 분자량이 100,000 달톤 이상; 약 150,000 초과; 약 150,000 달톤 내지 약 2,000,000 달톤; 약 300,000 달톤 내지 약 1,800,000 달톤일 수 있다. 반응성 단량체 혼합물과 상용성인 경우, 더 높은 분자량의 폴리아미드가 사용될 수 있다.

가교결합제

가교결합 단량체, 다작용성 거대단량체 및 예비중합체로도 지칭되는 하나 이상의 가교결합제를 반응성 혼합물에 첨가하는 것이 일반적으로 바람직하다. 가교결합제는 실리콘-함유 및 실리콘-비함유 가교결합제를 포함하여, 이작용성 가교결합제, 삼작용성 가교결합제, 사작용성 가교결합제, 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 실리콘-비함유 가교결합제는 에틸렌 글리콜 다이메타크릴레이트(EGDMA), 테트라에틸렌 글리콜 다이메타크릴레이트(TEGDMA), 트라이메틸올프로판 트라이메타크릴레이트(TMPTMA), 트라이알릴 시아누레이트(TAC), 글리세롤 트라이메타크릴레이트, 메타크릴옥시에틸 비닐카르보네이트(HEMAVc), 알릴메타크릴레이트, 메틸렌 비스아크릴아미드(MBA) 및 폴리에틸렌 글리콜 다이메타크릴레이트(여기서, 폴리에틸렌 글리콜은 분자량이 최대 약 5000 달톤임)를 포함한다. 가교결합제는 통상적인 양으로, 예를 들어 반응성 혼합물 중의 반응성 포뮬러(Formula) 100 그램당 약 0.000415 내지 약 0.0156 몰로 사용된다. 대안적으로, 친수성 단량체 및/또는 실리콘-함유 성분이 분자 설계에 의해 또는 불순물로 인해 다작용성인 경우, 반응성 혼합물에 가교결합제를 첨가하는 것은 선택 사항이다. 가교결합제로 작용할 수 있으며, 존재하는 경우 반응성 혼합물에 추가의 가교결합제를 첨가할 필요가 없는 친수성 단량체 및 거대단량체의 예에는 (메트)아크릴레이트 및 (메트)아크릴아미드 말단 캡핑된 폴리에테르가 포함된다. 다른 가교결합제가 당업자에게 알려져 있을 것이며, 본 발명의 실리콘 하이드로겔을 제조하는 데 사용될 수 있다.

제형 내의 다른 반응성 성분 중 하나 이상과 유사한 반응성을 갖는 가교결합제를 선택하는 것이 바람직할 수 있다. 일부 경우에, 생성되는 실리콘 하이드로겔의 일부 물리적, 기계적 또는 생물학적 특성을 제어하기 위하여 상이한 반응성을 갖는 가교결합제의 혼합물을 선택하는 것이 바람직할 수 있다. 실리콘 하이드로겔의 구조 및 모폴로지(morphology)는 또한 사용되는 희석제(들) 및 경화 조건에 의해 영향을 받을 수 있다.

모듈러스를 추가로 증가시키고 인장 강도를 유지하기 위해 거대단량체, 가교결합제 및 예비중합체를 포함하는 다작용성 실리콘-함유 성분이 또한 포함될 수 있다. 실리콘 함유 가교결합제는 단독으로 또는 다른 가교결합제와 조합하여 사용될 수 있다. 가교결합제로서 작용할 수 있으며, 존재하는 경우 반응성 혼합물에 가교결합 단량체를 첨가할 필요가 없는 실리콘 함유 성분의 예는 α,ω-비스메타크릴옥시프로필 폴리다이메틸실록산을 포함한다. 다른 예는 비스-3-아크릴옥시-2-하이드록시프로필옥시프로필 폴리다이메틸실록산(ac-PDMS)이다.

강성 화학 구조 및 자유 라디칼 중합을 겪는 중합성 기를 갖는 가교결합제가 또한 사용될 수 있다. 적합한 강성 구조의 비제한적인 예에는 페닐 및 벤질 고리를 포함하는 가교결합제, 예를 들어 1,4-페닐렌 다이아크릴레이트, 1,4-페닐렌 다이메타크릴레이트, 2,2-비스(4-메타크릴옥시페닐)-프로판, 2,2-비스[4-(2-아크릴옥시에톡시)페닐]프로판, 2,2-비스[4-(2-하이드록시-3-메타크릴옥시프로폭시)-페닐]프로판 및 4-비닐벤질 메타크릴레이트, 및 이들의 조합이 포함된다. 강성 가교결합제는, 모든 반응성 성분들의 총 중량을 기준으로 약 0.5 내지 약 15, 2 내지 10 또는 3 내지 7의 양으로 포함될 수 있다. 본 발명의 실리콘 하이드로겔의 물리적 특성 및 기계적 특성은 반응성 혼합물 중의 성분을 조정함으로써 특정 용도에 대해 최적화될 수 있다.

실리콘 가교결합제의 비제한적인 예에는 또한 상기 표 D에 기재된 다작용성 실리콘-함유 성분이 포함된다.

추가의 구성성분

반응성 혼합물은 희석제, 개시제, UV 흡수제, 가시광 흡수제, 광변색성 화합물, 약제, 뉴트라슈티컬, 항미생물성 물질, 틴트, 안료, 공중합성 염료, 비중합성 염료, 이형제, 및 이들의 조합과 같지만 이로 한정되지 않는 추가의 성분을 함유할 수 있다.

실리콘 하이드로겔 반응성 혼합물에 적합한 희석제의 부류는 2 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 알코올, 1차 아민으로부터 유도되는 10 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 아미드 및 8 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 카르복실산을 포함한다. 희석제는 1차, 2차 및 3차 알코올일 수 있다.

일반적으로, 반응성 성분은 반응성 혼합물을 형성하도록 희석제 중에서 혼합된다. 적합한 희석제는 당업계에 공지되어 있다. 실리콘 하이드로겔의 경우, 적합한 희석제는 국제특허 공개 WO 03/022321호 및 미국 특허 제6020445호에 개시되어 있으며, 이의 개시 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다. 실리콘 하이드로겔 반응성 혼합물에 적합한 희석제의 부류는 2 내지 20개의 탄소를 갖는 알코올, 1차 아민으로부터 유도되는 10 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 아미드 및 8 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 카르복실산을 포함한다. 1차 및 3차 알코올이 사용될 수 있다. 바람직한 부류는 5 내지 20개의 탄소를 갖는 알코올 및 10 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 카르복실산을 포함한다. 사용될 수 있는 구체적인 희석제는 1-에톡시-2-프로판올, 다이아이소프로필아미노에탄올, 아이소프로판올, 3,7-다이메틸-3-옥탄올, 1-데칸올, 1-도데칸올, 1-옥탄올, 1-펜탄올, 2-펜탄올, 1-헥산올, 2-헥산올, 2-옥탄올, 3-메틸-3-펜탄올, tert-아밀 알코올, tert-부탄올, 2-부탄올, 1-부탄올, 2-메틸-2-펜탄올, 2-프로판올, 1-프로판올, 에탄올, 2-에틸-1-부탄올, (3-아세톡시-2-하이드록시프로필옥시)-프로필비스(트라이메틸실록시) 메틸실란, 1-tert-부톡시-2-프로판올, 3,3-다이메틸-2-부탄올, tert-부톡시에탄올, 2-옥틸-1-도데칸올, 데칸산, 옥탄산, 도데칸산, 2-(다이아이소프로필아미노)에탄올, 이들의 혼합물 등을 포함한다. 아미드 희석제의 예에는 N,N-다이메틸 프로피온아미드 및 다이메틸 아세트아미드가 포함된다.

바람직한 희석제는 3,7-다이메틸-3-옥탄올, 1-도데칸올, 1-데칸올, 1-옥탄올, 1-펜탄올, 1-헥산올, 2-헥산올, 2-옥탄올, 3-메틸-3-펜탄올, 2-펜탄올, t-아밀 알코올, tert-부탄올, 2-부탄올, 1-부탄올, 2-메틸-2-펜탄올, 2-에틸-1-부탄올, 에탄올, 3,3-다이메틸-2-부탄올, 2-옥틸-1-도데칸올, 데칸산, 옥탄산, 도데칸산, 이들의 혼합물 등을 포함한다.

더욱 바람직한 희석제는 3,7-다이메틸-3-옥탄올, 1-도데칸올, 1-데칸올, 1-옥탄올, 1-펜탄올, 1-헥산올, 2-헥산올, 2-옥탄올, 1-도데칸올, 3-메틸-3-펜탄올, 1-펜탄올, 2-펜탄올, t-아밀 알코올, tert-부탄올, 2-부탄올, 1-부탄올, 2-메틸-2-펜탄올, 2-에틸-1-부탄올, 3,3-다이메틸-2-부탄올, 2-옥틸-1-도데칸올, 이들의 혼합물 등을 포함한다. 희석제가 존재하는 경우, 일반적으로, 존재하는 희석제의 양에 대한 특별한 제한은 없다. 희석제가 사용되는 경우, 희석제는 반응성 혼합물(반응성 포뮬러 및 비반응성 포뮬러를 포함함)의 총 중량을 기준으로 약 2 내지 약 70 중량% 범위(약 5 내지 약 50 중량%의 범위 및 약 15 내지 약 40 중량%의 범위를 포함)의 양으로 존재할 수 있다. 희석제의 혼합물이 사용될 수 있다.

중합 개시제가 반응성 혼합물에 사용될 수 있다. 중합 개시제는 예를 들어, 적절한 승온에서 자유 라디칼을 발생시키는 라우로일 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, 아이소-프로필 퍼카르보네이트, 아조비스아이소부티로니트릴 등과, 광개시제 시스템, 예를 들어 방향족 알파-하이드록시 케톤, 알콕시옥시벤조인, 아세토페논, 아실포스핀 옥사이드, 비스아실포스핀 옥사이드, 및 3차 아민과 다이케톤, 이들의 혼합물 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 광개시제의 예시적인 예는 1-하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-온, 비스(2,6-다이메톡시벤조일)-2,4,4-트라이메틸펜틸 포스핀 옥사이드(DMBAPO), 비스(2,4,6-트라이메틸벤조일)-페닐 포스핀 옥사이드(이르가큐어(Irgacure) 819), 2,4,6-트라이메틸벤질다이페닐 포스핀 옥사이드 및 2,4,6-트라이메틸벤조일 다이페닐포스핀 옥사이드, 벤조인 메틸 에스테르, 및 캄퍼퀴논과 에틸 4-(N,N-다이메틸아미노)벤조에이트의 조합이다.

(네덜란드 소재의 IGM 레진스 B.V.(IGM Resins B.V.)로부터) 시판되는 가시광 개시제 시스템은 이르가큐어(등록상표) 819, 이르가큐어(등록상표) 1700, 이르가큐어(등록상표) 1800, 이르가큐어(등록상표) 819, 이르가큐어(등록상표) 1850 및 루크린(Lucrin)(등록상표) TPO 개시제를 포함한다. (IGM 레진스 B.V.로부터) 시판되는 UV 광개시제는 다로큐르(Darocur)(등록상표) 1173 및 다로큐르(등록상표) 2959를 포함한다. 사용될 수 있는 이들 및 다른 광개시제가 문헌[Volume III, Photoinitiators for Free Radical Cationic & Anionic Photopolymerization, 2nd Edition by J. V. Crivello & K. Dietliker; edited by G. Bradley; John Wiley and Sons; New York; 1998]에 개시되어 있다. 개시제는 반응성 혼합물의 광중합을 개시하기에 효과적인 양, 예를 들어 반응성 단량체 혼합물 100부당 약 0.1 내지 약 2 중량부로 반응성 혼합물에 사용된다. 반응성 혼합물의 중합은 사용되는 중합 개시제에 따라 적절히 선택되는 열 또는 가시광 또는 자외광 또는 다른 수단을 사용하여 개시될 수 있다. 대안적으로, 개시는 광개시제 없이 e-빔을 사용하여 수행될 수 있다. 그러나, 광개시제가 사용되는 경우, 바람직한 개시제는 비스아실포스핀 옥사이드, 예컨대 비스(2,4,6-트라이메틸벤조일)-페닐 포스핀 옥사이드(이르가큐어(등록상표) 819) 또는 1-하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤과 비스(2,6-다이메톡시벤조일)-2,4-4-트라이메틸펜틸 포스핀 옥사이드(DMBAPO)의 조합이다.

본 발명의 안과용 장치를 제조하기 위한 반응성 혼합물은 본 발명의 화합물에 더하여, 상기 기재된 임의의 중합성 화합물 및 선택적인 성분을 포함할 수 있다.

반응성 혼합물은 본 발명의 화합물, 예컨대 화학식 I의 화합물 및 친수성 성분을 포함할 수 있다.

반응성 혼합물은 본 발명의 화합물, 예를 들어 화학식 I의 화합물, 및 DMA, NVP, HEMA, VMA, NVA, 메타크릴산, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 친수성 성분을 포함할 수 있다. HEMA와 메타크릴산의 혼합물이 바람직하다.

반응성 혼합물은 본 발명의 화합물, 예컨대 화학식 I의 화합물, 친수성 성분 및 실리콘-함유 성분을 포함할 수 있다.

반응성 혼합물은 본 발명의 화합물, 예컨대 화학식 I 화합물; DMA, HEMA 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 친수성 성분; 2-하이드록시-3-[3-메틸-3,3-다이(트라이메틸실록시)실릴프로폭시]-프로필 메타크릴레이트(SiMAA), 모노-메타크릴옥시프로필 종결된 모노-n-부틸 종결된 폴리다이메틸실록산(mPDMS), 모노-(2-하이드록시-3-메타크릴옥시프로필)-프로필 에테르 종결된 모노-n-부틸 종결된 폴리다이메틸실록산(OH-mPDMS), 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 실리콘-함유 성분; 및 습윤제(바람직하게는 PVP 또는 PVMA)를 포함할 수 있다. 친수성 성분의 경우, DMA와 HEMA의 혼합물이 바람직하다. 실리콘 함유 성분의 경우, SiMAA와 mPDMS의 혼합물이 바람직하다.

반응성 혼합물은 본 발명의 화합물, 예컨대 화학식 I의 화합물; DMA와 HEMA의 혼합물을 포함하는 친수성 성분; 2 내지 20 개의 반복 단위(바람직하게는 4 및 15개의 반복 단위의 혼합물)를 갖는 OH-mPDMS의 혼합물을 포함하는 실리콘-함유 성분을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 반응성 혼합물은 실리콘-함유 가교결합제, 예를 들어, ac-PDMS를 추가로 포함한다. 또한 바람직하게는, 반응성 혼합물은 습윤제(바람직하게는 DMA, PVP, PVMA 또는 이들의 혼합물)를 함유한다.

반응성 혼합물은 본 발명의 화합물, 예컨대 화학식 I의 화합물; 약 1 내지 약 15 중량%의 적어도 하나의 폴리아미드(예를 들어, 비환형 폴리아미드, 환형 폴리아미드, 또는 이들의 혼합물); 4 내지 8개의 실록산 반복 단위를 갖는 적어도 하나의 제1 일작용성 하이드록실 치환된 폴리(이치환된 실록산)(예를 들어, OH-mPDMS(여기서, n은 4 내지 8이며, 바람직하게는 n은 4임); 10 내지 200, 또는 10 내지 100, 또는 10 내지 50, 또는 10 내지 20개의 실록산 반복 단위를 갖는 일작용성 하이드록실 치환된 폴리(이치환된 실록산)(예를 들어, OH-mPDMS(여기서, n은 10 내지 200, 또는 10 내지 100, 또는 10 내지 50 또는 10 내지 20이며, 바람직하게는 n은 15임)인 적어도 하나의 제2 하이드록실 치환된 폴리(이치환된 실록산); 약 5 내지 약 35 중량%의 적어도 하나의 친수성 단량체; 및 임의로, 10 내지 200 또는 10 내지 100개의 실록산 반복 단위를 갖는 다작용성 하이드록실 치환된 폴리(이치환된 실록산)(예를 들어, ac-PDMS)을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 제1 일작용성 하이드록실 치환된 폴리(이치환된 실록산) 및 제2 하이드록실 치환된 폴리(이치환된 실록산)은 0.4 내지 1.3 또는 0.4 내지 1.0의 제1 일작용성 하이드록실 치환된 폴리(이치환된 실록산)의 중량% 대 제2 하이드록실 치환된 폴리(이치환된 실록산)의 중량%의 비를 제공하는 농도로 존재한다.

전술한 반응성 혼합물은 하나 이상의 개시제, 내부 습윤제, 가교결합제, 다른 UV 또는 HEV 흡수제 및 희석제와 같지만 이로 한정되지 않는 선택적인 성분을 함유할 수 있다.

하이드로겔의 경화 및 렌즈의 제조

반응성 혼합물은 진탕 또는 교반과 같은 당업계에 공지된 임의의 방법에 의해 형성될 수 있으며, 공지된 방법에 의해 중합체 물품 또는 장치를 형성하는 데 사용될 수 있다. 반응성 성분은 희석제와 함께 또는 희석제 없이 혼합되어 반응성 혼합물을 형성한다.

예를 들어, 안과용 장치는 반응성 성분 및 임의로, 희석제(들)를 중합 개시제와 혼합하고 적절한 조건에 의해 경화시켜 생성물을 형성하고, 후속하여 이 생성물을 선반가공(lathing), 절단 등에 의해 적절한 형상으로 형성함으로써 제조될 수 있다. 대안적으로, 반응성 혼합물은 주형 내에 배치될 수 있고, 후속하여 적절한 물품으로 경화될 수 있다.

실리콘 하이드로겔 콘택트 렌즈와 같은 성형된 안과용 장치를 제조하는 방법은, 반응성 단량체 혼합물을 제조하는 단계; 반응성 단량체 혼합물을 제1 주형 상에 전달하는 단계; 반응성 단량체 혼합물로 충전된 제1 주형 상부에 제2 주형을 배치하는 단계; 및 자유 라디칼 공중합에 의해 반응성 단량체 혼합물을 경화시켜, 콘택트 렌즈 형태의 실리콘 하이드로겔을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

반응성 혼합물은 스핀캐스팅(spincasting) 및 정적 캐스팅(static casting)을 포함하는 콘택트 렌즈 제조 시 반응성 혼합물을 성형하기 위한 임의의 공지 방법을 통해 경화될 수 있다. 스핀캐스팅 방법은 미국 특허 제3,408,429호 및 미국 특허 제3,660,545호에 개시되어 있으며, 정적 캐스팅 방법은 미국 특허 제4,113,224호 및 미국 특허 제4,197,266호에 개시되어 있다. 본 발명의 콘택트 렌즈는 실리콘 하이드로겔의 직접 성형에 의해 형성될 수 있는데, 이는 경제적이며, 수화된 렌즈의 최종 형상에 대한 정밀한 제어를 가능하게 한다. 이러한 방법의 경우, 반응성 혼합물은 원하는 최종 실리콘 하이드로겔의 형상을 갖는 주형 내에 배치되고, 단량체가 중합되게 하는 조건을 반응성 혼합물에 가해 원하는 최종 제품에 근사한 형상으로 중합체를 생성한다.

경화 후, 렌즈에 추출을 가하여 미반응 성분을 제거하고 렌즈 주형으로부터 렌즈를 이형시킬 수 있다. 추출은 종래의 추출 유체, 즉 알코올과 같은 유기 용매를 사용하여 이루어지거나, 또는 수용액을 사용하여 추출될 수 있다.

수용액은 물을 포함하는 용액이다. 본 발명의 수용액은 적어도 약 20 중량%의 물, 또는 적어도 약 50 중량%의 물, 또는 적어도 약 70 중량%의 물 또는 적어도 약 95 중량%의 물을 포함할 수 있다. 수용액은 또한 추가의 수용성 포뮬러, 예를 들어 무기 염 또는 이형제, 습윤제, 슬립제(slip agent), 약제학적 포뮬러 및 뉴트라슈티컬 포뮬러, 이들의 조합 등을 포함할 수 있다. 이형제는, 물과 배합될 때 주형으로부터 콘택트 렌즈를 이형시키는 데 필요한 시간을, 이형제를 포함하지 않는 수용액을 이용하여 그러한 렌즈를 이형시키는 데 필요한 시간에 비하여, 감소시키는 화합물 또는 화합물들의 혼합물이다. 수용액은 정제, 재활용 또는 특별한 폐기 절차와 같은 특별한 취급을 필요로 하지 않을 수 있다.

추출은, 예를 들어 렌즈를 수용액에 침지하거나 수용액의 흐름에 렌즈를 노출시킴으로써 달성될 수 있다. 추출은 또한 예를 들어, 수용액을 가열하는 단계; 상기 수용액을 교반하는 단계; 렌즈를 이형시키기에 충분한 수준으로 수용액 중의 이형 보조제의 수준을 증가시키는 단계; 렌즈의 기계적 또는 초음파 교반 단계; 및 렌즈로부터 미반응 성분의 적절한 제거를 촉진하기에 충분한 수준으로 수용액에 적어도 하나의 침출 또는 추출 보조제를 혼입시키는 단계를 포함할 수 있다. 전술한 것들은 열, 교반 또는 둘 모두를 가하면서 또는 가하지 않고서, 배치(batch) 공정 또는 연속 공정으로 수행될 수 있다.

침출 및 이형을 용이하게 하기 위해 물리적 교반의 적용이 요구될 수 있다. 예를 들어, 렌즈가 부착되는 렌즈 주형 부분은 수용액 내에서 진동되거나 앞뒤로 움직여질 수 있다. 다른 방법에는 수용액을 통한 초음파가 포함될 수 있다.

렌즈는 오토클레이빙(autoclaving)과 같지만 이로 한정되지 않는 공지 수단에 의해 살균될 수 있다.

상기에 나타낸 바와 같이, 바람직한 안과용 장치는 콘택트 렌즈, 더욱 바람직하게는 소프트 하이드로겔 콘택트 렌즈이다. 본 명세서에 기재된 투과 파장 및 백분율은, 예를 들어 실시예에 기재된 방법을 사용하여 다양한 두께의 렌즈에 대해 측정될 수 있다. 예로서, 소프트 콘택트 렌즈에서 투과 스펙트럼을 측정하기 위한 바람직한 중심 두께는 80 내지 100 마이크로미터, 또는 90 내지 100 마이크로미터 또는 90 내지 95 마이크로미터일 수 있다. 전형적으로, 측정은 예를 들어, 4 nm 기기 슬릿 폭을 사용하여 렌즈의 중심에서 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 실리콘 하이드로겔 안과용 장치(예를 들어, 콘택트 렌즈)는 바람직하게는 하기 특성을 나타낸다. 모든 값은 "약"으로 시작되며, 장치는 열거된 특성의 임의의 조합을 가질 수 있다. 특성은 예를 들어, 본 명세서에 참고로 포함된 미국 사전 허가 공보 US20180037690호에 기재된 바와 같은 당업자에게 공지된 방법에 의해 결정될 수 있다.

물 농도%: 적어도 20% 또는 적어도 25%, 최대 80% 또는 최대 70%

탁도: 30% 이하 또는 10% 이하

전진 동적 접촉각(advancing dynamic contact angle; 빌헬미 플레이트 방법(Wilhelmy plate method)): 100° 이하 또는 80° 이하; 또는 50° 이하

인장 모듈러스 (psi): 120 이하 또는 80 내지 120

산소 투과도 (Dk, 배러(barrer)): 적어도 80, 또는 적어도 100, 또는 적어도 150 또는 적어도 200

파단 연신율: 적어도 100

이온성 실리콘 하이드로겔의 경우, (상기에 언급된 것들에 더하여) 하기의 특성이 또한 바람직할 수 있다:

라이소자임 흡수량 (㎍/렌즈): 적어도 100, 또는 적어도 150, 또는 적어도 500 또는 적어도 700

폴리쿼터늄 1(PQ1) 흡수율(%): 15 이하, 또는 10 이하 또는 5 이하

본 발명의 화합물은 안과용 장치 이외에도, 다른 제품과 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 화합물은 윈도우(예를 들어, 차량 또는 건물 윈도우), 또는 광학 장치, 예컨대 쌍안경 및 카메라 등에 사용될 수 있다. 그러한 사용에서, 화합물은 예를 들어, 장치의 표면에 코팅될 수 있다. 코팅을 용이하게 하기 위해, 화합물을 용매에 용해시킬 수 있다.

이제 본 발명의 일부 실시 형태를 하기 실시예에서 상세히 설명할 것이다.

실시예

시험 방법

용액 중의 화합물의 자외-가시광선 스펙트럼을 퍼킨 엘머 람다(Perkin Elmer Lambda) 45, 애질런트 캐리(Agilent Cary) 6000i 또는 오션 옵틱스(Ocean Optics) QE65 PRO(DH-2000-BAL 라이트 소스(Light Source)) UV/VIS 스캐닝 분광계에서 측정하였다. 사용 전에 적어도 30분 동안 기기를 열적으로 평형화하였다. 퍼킨 엘머 기기의 경우, 스캔 범위는 200 내지 800 nm이었고; 스캔 속도는 960 nm/min이었으며; 슬릿 폭은 4 nm이었고; 모드는 투과율 또는 흡광도로 설정하였으며, 기준선 보정을 선택하였다. 캐리 기기의 경우, 스캔 범위는 200 내지 800 nm이었고; 스캔 속도는 600 nm/min이었으며; 슬릿 폭은 2 nm이었고; 모드는 투과율 또는 흡광도이었으며, 기준선 보정이 선택되었다. 오션 옵틱스 기기의 경우, 스캔 범위는 200 내지 800 nm이었고; 슬릿 폭은 10 μm이었고; 모드는 투과율 또는 흡광도이었으며, 기준선 보정이 선택되었다. 자동영점 기능을 사용하여 샘플을 분석하기 전에 기준선 보정을 수행하였다.

청구된 조성물로부터 부분적으로 형성된 콘택트 렌즈의 자외-가시광선 스펙트럼을 패킹 용액을 사용하여, 퍼킨 엘머 람다 45 UV/VIS, 애질런트 캐리 6000i 또는 오션 옵틱스 UV/VIS 스캐닝 분광계에서 측정하였다. 사용 전에 적어도 30분 동안 기기를 열적으로 평형화하였다. 플라스틱 2-피스 렌즈 홀더 및 동일한 용매를 함유하는 큐벳을 사용하여 기준선 보정을 수행하였다. 이들 2-피스 콘택트 렌즈 홀더는 입사광선이 통과하는 위치에서 석영 큐벳에 샘플을 고정하도록 설계되었다. 기준 큐벳은 또한 2-피스 홀더를 함유하였다. 일정한 샘플의 두께를 보장하기 위하여, 모든 렌즈를 동일한 주형을 사용하여 제조하였다. 전자 두께 게이지를 사용하여 콘택트 렌즈의 중심 두께를 측정하였다. 보고된 중심 두께 및 % 투과 스펙트럼은 3개의 개별 렌즈 데이터를 평균내어 얻는다.

큐벳의 외부 표면이 완전히 깨끗하고 건조하며 큐벳에 기포가 전혀 존재하지 않는 것을 보장하는 것이 중요하다. 기준 큐벳 및 이의 렌즈 홀더가 일정하게 유지될 때 그리고 모든 샘플이 동일한 샘플 큐벳 및 이의 렌즈 홀더를 사용할 때 측정의 반복성이 개선되어, 두 큐벳이 기기 내로 적절하게 삽입되는 것을 확실히 한다.

하기의 약어가 실시예 및 도면 전체에 걸쳐 사용될 것이며, 이는 다음의 의미를 갖는다:

L: 리터

mL: 밀리리터

Equiv. 또는 eq.: 당량

㎏: 킬로그램

g: 그램

mg: 밀리그램

mol: 몰

mmol: 밀리몰

Da: 달톤 또는 g/몰

kDa: 킬로달톤 또는 1,000 달톤과 동일한 원자 질량 단위

min: 분

μm: 마이크로미터

nm: 나노미터

¹H NMR: 양성자 핵자기 공명 분광법

UV-VIS: 자외-가시광선 분광법

TLC: 박층 크로마토그래피

BC: 후방 또는 베이스 곡면 플라스틱 주형

FC: 전방 곡면 플라스틱 주형

PP: 프로필렌의 단일중합체인 폴리프로필렌

TT: 수소화 스티렌 부타디엔 블록 공중합체인 터프텍(Tuftec) (아사히 카세이 케미칼즈(Asahi Kasei Chemicals))

Z: 폴리사이클로올레핀 열가소성 중합체인 제오노아(Zeonor) (니폰 제온 컴퍼니 리미티드(Nippon Zeon Co Ltd))

DMA: N,N-다이메틸아크릴아미드 (자르켐(Jarchem))

HEMA: 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트 (바이맥스(Bimax))

PVP K90: 폴리(N-비닐피롤리돈) (ISP 애쉬랜드(ISP Ashland))

EGDMA: 에틸렌 글리콜 다이메타크릴레이트 (에스테크(Esstech))

TEGDMA: 테트라에틸렌 글리콜 다이메타크릴레이트 (에스테크(Esstech))

이르가큐어 또는 옴니라드(Omnirad) 1870: 비스(2,6-다이메톡시벤조일)-2,4,4-트라이메틸-펜틸포스핀옥사이드와 1-하이드록시-사이클로헥실-페닐-케톤의 블렌드 (IGM 레진스(IGM Resins) 또는 바스프(BASF) 또는 시바 스페셜티 케미칼즈(Ciba Specialty Chemicals))

mPDMS: 모노-n-부틸 종결된 모노메타크릴옥시프로필 종결된 폴리다이메틸실록산 (M_n = 800 내지 1500 달톤) (젤레스트(Gelest))

HO-mPDMS: 모노-n-부틸 종결된 모노-(2-하이드록시-3-메타크릴옥시프로필)-프로필 에테르 종결된 폴리다이메틸실록산 (M_n = 400 내지 1500 g/mol) (오르텍(Ortec) 또는 디에스엠-폴리머 테크놀로지 그룹(DSM-Polymer Technology Group))

HO-mPDMS (n=4):

HO-mPDMS (n=15):

nBu: n-부틸

XLMA: 비스-3-메타크릴옥시-2-하이드록시프로필옥시프로필 폴리다이메틸실록산 (Mn = 2000 달톤, H¹ NMR (CDCl₃, 500 ㎒)에 의한 평균 n = 23)(신에츠(Shin Etsu))

SiMAA: 2-프로펜산, 2-메틸-2-하이드록시-3-[3-[1,3,3,3-테트라메틸-1-[(트라이메틸실릴)옥시]다이실록사닐]프로폭시]프로필 에스테르 (토레이(Toray)), 또는 3-(3-(1,1,1,3,5,5,5-헵타메틸트라이실록산-3-일)프로폭시)-2-하이드록시프로필 메타크릴레이트

노르블록: 2-(2'-하이드록시-5-메타크릴릴옥시에틸페닐)-2H-벤조트라이아졸 (얀센(Janssen))

RB247: 1,4-비스[2-메타크릴옥시에틸아미노]-9,10-안트라퀴논

TLO3 라이트: 필립스(Phillips) TLK 40W/03 전구

LED: 발광 다이오드

D3O: 3,7-다이메틸-3-옥탄올 (비곤(Vigon))

3M3P: 3-에틸-3-펜탄올

DIW: 탈이온수

MeOH: 메탄올

IPA: 아이소프로필 알코올

DMF: N,N-다이메틸포름아미드

DMSO: 다이메틸 설폭사이드

DCM 또는 CH₂Cl₂: 다이클로로메탄 또는 염화메틸렌

DCE: 1,2-다이클로로에탄

CDCl₃: 듀테로클로로포름

PhOH: 페놀

H₂SO₄: 황산

HCl: 염산

pTsOH: p-톨루엔설폰산

Ac₂O: 무수 아세트산

Cs₂CO₃: 탄산세슘

SOCl₂: 염화티오닐

NaH: 수소화나트륨

CPTP: 2-(3-클로로프로폭시)테트라하이드로-2H-피란

NaI: 요오드화나트륨

붕산염 완충 패킹 용액: 18.52 그램(300 mmol)의 붕산, 3.7 그램(9.7 mmol)의 붕산나트륨 10수화물 및 28 그램(197 mmol)의 황산나트륨을 2 리터 정량 플라스크를 채우기에 충분한 탈이온수에 용해시켰다.

실시예 1 - 반응 도식 1에 나타낸 2-((9-(다이시아노메틸렌)-9H-티오크산텐-2-일)옥시)에틸 메타크릴레이트 (화합물 A)의 합성

반응 도식 1

시스템을 일정하게 교반하면서 티오살리실산(6.3 그램, 약 0.041 몰)을 5분간에 걸쳐서 60 mL의 진한 황산에 첨가하였다. 페놀(18.8 그램, 약 5 당량)을 30분간에 걸쳐 배치(batch)로 반응 혼합물에 첨가하고, 그 동안 온도가 60℃로 증가되었다. 일단 발열이 중단되면, 혼합물을 80℃로 가열한 다음에, 일정하게 교반하면서 그 온도에서 2.5시간에 걸쳐 유지하였다. 용액을 교반하면서 반응 혼합물을 600 mL의 끓는 물에 서서히 첨가하였다. 희석 시에 담황색 침전물이 형성되었고, 현탁액을 추가로 10분간 가열하고, 그 후에 실온으로 냉각시켰다. 고체를 프릿 유리 깔때기 상에서 여과하였다. 황색 고체를 300 mL의 물로 3회 세척하고, 50℃의 진공 오븐에서 건조시키고, 다음 단계에 "그대로" 사용하였다.

25 mL의 무수 DMSO 중의 2-하이드록시-9H-티오크산텐-9-온(2.28 그램, 0.01 몰), 2.0 그램의 2-클로로에틸 메타크릴레이트(0.0135 몰) 및 5.0 그램의 탄산세슘(0.015 몰)의 현탁액을 질소 분위기 하에 60℃에서 하룻밤 동안 교반하였다. 혼합물을 실온으로 냉각시켜, 300 mL의 아세트산에틸에 부었다. 유기물을 200 mL의 1% 염화나트륨 수용액으로 3회 추출한 후에, 휘발성 물질을 감압 하에 증발시켰다. 잔류 고체를 헥산으로 프릿 유리 깔때기 상에서 세척하고, 50℃의 진공 오븐에서 건조시키고, 다음 단계에 "그대로" 사용하였다.

2.4 그램의 조 2-(2-메타크릴옥시에톡시)-9H-티오크산텐-9-온(0.007 몰)을 자석 교반 막대 및 환류 응축기가 구비된 둥근 바닥 플라스크에 주입하였다. 시스템을 질소 분위기 하에 두고, 염화티오닐(8 mL, 13.12 그램, 0.111 몰)을 플라스크에 첨가하였다. 혼합물을 1시간 동안 온화한 환류 하에 가열한 후에, 염화티오닐을 감압 하에 증발시켰다. 플라스크를 질소 분위기 하에 두고, 20 mL의 다이클로로메탄 중의 1.39 g의 말로노니트릴(약 3 당량) 및 5 g의 피리딘의 용액을 첨가하여, 혼합물을 추가로 2시간 동안 온화한 환류 하에 교반하였다.

일단 반응이 완료되면, 혼합물을 300 mL의 아세트산에틸로 희석하고, 유기물을 0.2 N 염산으로 추출하고, 이어서 300 mL의 물로 2 회 세척하였다. 생성물을 염화메틸렌 및 아세톤을 사용하여 실리카 겔 상에서의 크로마토그래피 후에 오렌지색 고체로서 분리하였다. 화합물 A: ¹H NMR (500 ㎒, CDCl₃) δ 1.92 (3H, bs, CH₃), 4.31 (1H, t, J=4.0 ㎐), 4.51 (1H, t, 4.5 ㎐), 5.56 (1H, bs, 비닐), 6.12 (1H, bs, 비닐), 7.13-8.11 (6H, ArH).

화합물 A의 0.2 mM 메탄올 용액의 UV-VIS 투과 스펙트럼이 도 1에 도시되어 있다. 황반 색소의 문헌 스펙트럼에 중첩된 화합물 A의 0.2 mM 메탄올 용액의 UV-VIS 흡광도 스펙트럼은 도 2에 도시되어 있다.

실시예 2

표 1에 열거된 제제 77 중량% 및 희석제 D3O 23 중량%로 구성된 반응성 단량체 혼합물을 제조하였다. 압력 하에서 스테인레스 강 주사기를 사용하여 3 μm 필터를 통해 반응성 단량체 혼합물을 여과하였다.

[표 1]

반응성 단량체 혼합물을 20분 이상 진공(40 torr)을 가하여 주위 온도에서 탈기시켰다. 이어서, 질소 가스 분위기 및 산소 가스가 약 0.1 내지 0.2% 미만인 글로브 박스에서, 약 75 μL의 반응성 혼합물을 실온에서 에펜도르프 피펫을 사용하여 90:10 (w/w) 제오노아/TT 블렌드로 제조된 FC 내로 투입하였다. 그 다음에 90:10 (w/w) Z:TT 블렌드로 만든 BC를 FC 상에 배치하였다. 투입 전에 주형을 글로브 박스 내에서 최소 12시간 동안 평형화시켰다. 각각 8개의 주형 조립체를 함유하는 팔레트를 65℃로 유지된 인접한 글러브 박스 내로 옮기고, 3분간 약 1.5 mW/㎠, 이어서 7분간 약 2.5 mW/㎠의 세기를 갖는 435 nm LED 광을 사용하여 렌즈를 상부 및 하부로부터 경화시켰다.

렌즈를 수동으로 탈형시키고, 약 1시간 동안 약 1 리터의 70% IPA 중에 렌즈를 부유시킨 후에, 30분 동안 새로운 70% IPA로 2회 더, 이어서 15분 동안 새로운 DIW로 2회, 그 다음 30분 동안 패킹 용액으로 2회 침지함으로써 이형시켰다. 렌즈를 붕산염 완충 패키징 용액 중에서 평형화하고 저장하였다. 당업자는 정확한 렌즈 이형 공정은 아이소프로판올 수용액의 농도, 각각의 용매에 의한 세척 횟수, 및 각각의 단계의 지속기간과 관련하여, 렌즈 제형 및 금형 재료에 따라 달라질 수 있음을 인식한다. 렌즈 이형 공정의 목적은, 결함 없이 모든 렌즈를 이형시키고, 희석제 팽윤된 네트워크에서 패키징 용액 팽윤된 하이드로겔로 이행시키는 것이다.

실시예 3

표 2에 열거된 제제 77 중량% 및 희석제 3M3P 23 중량%로 구성된 반응성 단량체 혼합물을 제조하였다. 화합물 A를 먼저 DMA에 용해시키고; 이어서, 생성된 용액을 다른 모든 성분과 희석제를 함유하는 다른 용액에 첨가하였다. 압력 하에서 스테인레스 강 주사기를 사용하여 3 μm 필터를 통해 반응성 단량체 혼합물을 여과하였다. 반응성 단량체 혼합물을 20분 이상 진공(40 torr)을 가하여 주위 온도에서 탈기시켰다. 이어서, 질소 가스 분위기 및 산소 가스가 약 0.1 내지 0.2% 미만인 글로브 박스에서, 약 75 μL의 반응성 혼합물을 실온에서 에펜도르프 피펫을 사용하여 90:10 (w/w) 제오노아/TT 블렌드로 제조된 FC 내로 투입하였다. 그 다음에 90:10 (w/w) Z:PP 블렌드로 만든 BC를 FC 상에 배치하였다. 투입 전에 주형을 글로브 박스 내에서 최소 12시간 동안 평형화시켰다. 각각 8개의 주형 조립체를 함유하는 팔레트를 65℃로 유지된 인접한 글러브 박스 내로 옮기고, 3분간 약 1.5 mW/㎠, 이어서 5분간 약 5 mW/㎠의 세기를 갖는 420 nm LED 광을 사용하여 렌즈를 상부 및 하부로부터 경화시켰다.

렌즈를 수동으로 탈형시키고, 약 1시간 동안 약 1 리터의 70% IPA 중에 렌즈를 부유시킨 후에, 30분 동안 새로운 70% IPA로 2회 더, 이어서 15분 동안 새로운 DIW로 2회, 그 다음 30분 동안 패킹 용액으로 2회 침지함으로써 이형시켰다. 렌즈를 붕산염 완충 패키징 용액 중에서 평형화하고 저장하였다. 당업자는 정확한 렌즈 이형 공정은 아이소프로판올 수용액의 농도, 각각의 용매에 의한 세척 횟수, 및 각각의 단계의 지속기간과 관련하여, 렌즈 제형 및 금형 재료에 따라 달라질 수 있음을 인식한다. 렌즈 이형 공정의 목적은, 결함 없이 모든 렌즈를 이형시키고, 희석제 팽윤된 네트워크에서 패키징 용액 팽윤된 하이드로겔로 이행시키는 것이다. 렌즈를 바이알 내에 저장하였다. 1일의 평형화 후에, 렌즈를 검사하고, 122℃에서 30분 동안 오토클레이빙하여 멸균하였다.

[표 2]

실시예 4: 광 노출

실질적으로 실시예 3에 기재된 바와 같이 제조된 렌즈를 공지된 방법에 의해 바이알(패킹 용액 함유)에 밀봉하여, 글러브 박스의 광 조건에 노출시켰다. 사용되는 광 조건은 적어도 상술한 ICH 가이드라인 Q1B 만큼 가혹한 것으로 여겨진다(따라서, 본 실시예에서 관찰된 것보다 ICH 가이드 라인 Q1B 하에서 동등하거나 더 적은 광분해가 예상될 것이다). 조건은 다음과 같았다: 각각 1개의 렌즈를 포함하는 10개의 바이알을 435 ± 5 nm LED 패널보다 약 4인치 위에 유리 스테이지 상의 중앙에 놓고 실온에서 40시간 동안 약 20 mW/㎠의 방사선에 노출시켰다.

0시간(대조군) 및 40시간에 수집된 렌즈의 UV/VIS 흡광도 스펙트럼이 도 3에 도시되어 있다. 445 내지 455 nm 범위의 흡광도 값뿐만 아니라, 대조군에 대한 40시간 노출 후의 흡광도의 변화율이 표 3에 나타나 있다. 도 3 및 표 3으로부터 명백한 바와 같이, 천연 황반 색소와 유사한 450 nm 부근의 흡광도를 나타내는 시험 화합물은 우수한 광안정성을 나타낸다는 추가적인 이점이 있다.

[표 3]

Claims

가시광 흡수 최대값이 430 내지 480 nm이고, 상기 가시광 흡수 최대값에서의 반치전폭(full width half maximum, FWHM)이 35 nm 이상 100 nm 이하인 화합물로서, 상기 화합물은 광안정성인(예를 들어, ICH 가이드라인 Q1B에 따라 측정될 때), 화합물.
제1항에 있어서, 상기 가시광 흡수 최대값은 440 nm 내지 470 nm인, 화합물.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가시광 흡수 최대값에서의 FWHM은 40 nm 이상 95 nm 이하인, 화합물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 광안정성은 20% 이하의, 상기 가시광 흡수 최대값에서의 흡광도 손실을 포함하는, 화합물.
가시광 흡수 최대값이 430 내지 480 nm이고, 상기 가시광 흡수 최대값에서의 반치전폭(FWHM)이 35 nm 이상 100 nm 이하인 화합물로서, 상기 화합물은 황반 색소(macular pigment)보다 광안정성이 더 높은(예를 들어, ICH 가이드라인 Q1B에 따라 측정될 때), 화합물.
하기 화학식 I의 하위 구조(substructure)를 갖는 발색단을 포함하는, 화합물.
[화학식 I]

상기 식에서, EWG는 각각의 경우에 독립적으로 전자 끄는 기이다.
제6항에 있어서, EWG는 각각의 경우에 독립적으로 시아노, 아미드, 에스테르, 케토 또는 알데하이드인, 화합물.
제6항 또는 제7항에 있어서, EWG는 각각의 경우에 시아노인, 화합물.
제6항에 있어서, 하기 화학식 II를 갖는, 화합물.
[화학식 II]

상기 식에서, EWG는 각각의 경우에 독립적으로 전자 끄는 기이고; n은 1, 2 또는 3이며; R¹은 각각의 경우에 독립적으로 H, C₁-C₆ 알킬, C₁-C₆ 알콕시, C₁-C₆ 티오알킬, C₃-C₇ 사이클로알킬, 아릴, 할로, 하이드록시, 아미노, NR³R⁴, 벤질, SO₃H 또는 SO₃M(M은 1가 양이온, 예컨대 나트륨 또는 칼륨임), 또는 -Y-P_g이고, 여기서 R³ 및 R⁴는 독립적으로 H 또는 C₁-C₆ 알킬이고, Y는 연결기이며; P_g는 중합성 기이다.
제6항에 있어서,
2-(9H-티오크산텐-9-일리덴)말로노니트릴; 또는
2-((9-(다이시아노메틸렌)-9H-티오크산텐-2-일)옥시)에틸 메타크릴레이트인, 화합물.
제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 가시광 흡수 최대값이 430 내지 480 nm이고, 상기 가시광 흡수 최대값에서의 반치전폭(FWHM)이 35 nm 이상 100 nm 이하인 화합물로서, 상기 화합물은 광안정성인(예를 들어, ICH 가이드라인 Q1B에 따라 측정될 때), 화합물.
제11항에 있어서, 상기 가시광 흡수 최대값은 440 nm 내지 470 nm인, 화합물.
제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 가시광 흡수 최대값에서의 FWHM은 40 nm 이상 95 nm 이하인, 화합물.
제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 광안정성은 20% 이하의, 상기 가시광 흡수 최대값에서의 흡광도 손실을 포함하는, 화합물.
제6항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 가시광 흡수 최대값이 430 내지 480 nm이고, 상기 가시광 흡수 최대값에서의 반치전폭(FWHM)이 35 nm 이상 100 nm 이하인 화합물로서, 상기 화합물은 황반 색소보다 광안정성이 더 높은(예를 들어, ICH 가이드라인 Q1B에 따라 측정될 때), 화합물.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는, 안과용 장치.
안과용 장치의 제조에 적합한 단량체; 및 (b) 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 반응성 혼합물의 중합 반응 생성물인, 콘택트 렌즈 또는 안내 렌즈(intraocular lens).
(a) 무기 물질 또는 유기 물질, 또는 이들의 조합 및 (b) 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는, 안경 렌즈 또는 선글라스 렌즈.
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 국가에 수입되는, 화합물, 안과용 장치 또는 안경 렌즈.
제19항에 있어서, 상기 국가는 미국인, 화합물, 안과용 장치 또는 안경 렌즈.