TW201518282A - 眼用鏡片材料之紫外光吸收劑 - Google Patents

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Abstract

對於阻隔UV及短波長藍光有效之UV吸收化合物被揭示。該等UV吸收化合物特別適合用於人工水晶體材料。

Description

眼用鏡片材料之紫外光吸收劑 發明領域
本發明係有關於眼用鏡片材料。特別是，本發明係有關於新穎經三氟甲基取代之苯并三唑UV吸收劑及其等於眼用鏡片材料之用途。
發明背景
許多UV光吸收劑已知為用於聚合材料之成分，該等聚合材料係用以製造眼用鏡片，且，特別是人工水晶體。UV吸收劑較佳共價鍵結至該鏡片材料之聚合物網路而非簡單物理性陷入(entrapped)該材料中，以避免該吸收劑遷移、相分離或由該鏡片材料瀝濾出。此種穩定性對於可植入的人工水晶體為特別重要的，其中該UV吸收劑之瀝濾可產生毒性問題及導致該植入物中之UV阻隔活性的損失兩者。
無數的可共聚合苯并三唑、二苯甲酮及三嗪UV吸收劑為已知者。此等UV吸收劑之多者包含傳統烯烴性可聚合基團，諸如甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、甲基丙烯醯胺、丙烯醯胺或苯乙烯基團。與其它鏡片材料中之成分共聚 合，典型地與自由基起始劑共聚合，將該等UV吸收劑併入至該所得之聚合物鏈中。併入於一UV吸收劑上之額外官能基可影響該UV吸收劑之UV吸收特性、溶解度或反應性的一或多者。若該UV吸收劑於其餘的該眼用鏡片材料成分或聚合性鏡片材料中沒有充足的溶解性，該UV吸收劑可能凝聚成可以與光交互作用之區塊，而造成該等鏡片之光學清晰度的降低。
併入UV吸收劑之聚合性眼用鏡片材料的實例可見於美國專利Nos.5,290,892；5,331,073及5,693,095中。
除了阻隔UV光，一些眼用鏡片亦阻隔藍光。可參照，例如，美國專利Nos.5,470,932及5,543,504。此等鏡片藉由使用兩個發色團：一UV吸收劑及一黃色染料，而阻隔兩種類型的光。
有需要適合用於可植入眼用鏡片且能夠阻隔不只是UV光(400nm及更低者)而亦可阻隔至少一些介於400-450nm之光的UV吸收劑。
發明概要
本發明提供不僅阻隔UV光亦阻隔於400-450nm範圍之光的UV吸收劑。於該430至440nm波長範圍中之自1%T至10%T的穿透截斷(transmission cutoffs)可於一眼用裝置材料中之於自1至2wt.%的濃度下達成。此等UV吸收劑係適合用於眼用裝置中，包括隱形眼鏡，且於可植入鏡片，諸如人工水晶體(IOLs)中特別有用。本發明之該等UV吸收 劑可與眼用裝置調配物中之其他成分共聚合。
詳言之，本發明之該等新穎UV吸收劑包含下列三種結構特徵之組合：i. 2-烴基苯基部分之4’-烷基-取代ii.該2-烴基苯基部分之3’-三級烷基取代；及iii.苯并三唑部分之5-三氟甲基取代。
圖1顯示各種UV吸收劑之UV/VIS光譜。
發明之詳細說明
除非另外指明，以百分比方式表示之所有成分量係以% w/w表示。
本發明之該等UV吸收劑具有顯示於化學式I中之結構。
其中：R1=C1-C12伸烷基、(CH2CH2O)n、(CH2CH(CH3)O)n，或CH2CH2CH2(Si(CH3)2O)bSi(CH3)2CH2CH2CH2；若R1為(CH2CH2O)n或(CH2CH(CH3)O)n，或若R2為Si(CH3)2，X不存在，否則X為O、NR，或S； R=H、CH2Si(CH3)3、C1-C6伸烷基、苯基、C1-C6烷基苯基，或Si(CH3)2；R3=H或CH3；R4=H、C1-C6烷基，或苯基；R5=C4-C12 t-烷基；b=1-9；n=1-10；且j=1-6。
較佳，R1=C1-C6伸烷基；X為O或NR；R=H或C1-C6烷基；R2=C(=O)或C1-C6烷基苯基；R3=H或CH3；R4=H；且R5=C4-C6 t-烷基。
最佳地，R1=C2-C3伸烷基；X為O；R2=C(=O)；R3=H或CH3；R4=H；及R5=t-丁基。
化學式(I)之化合物可使用習知方法而製備。例 如，本發明之最佳化合物，係2-[2’-烴基-3’-叔丁基-5’-(3”-甲基丙烯醯氧基)丙氧基苯基]-5-三氟甲基-2H-苯并三唑(“化合物1”)，可使用如下列流程圖1所示之合成途徑合成。此途徑始於該三氟甲基取代之2-硝基苯胺化合物(I)，其被轉化成重氮鹽(II)及與2-叔丁基-4-(3’烴丙氧基)苯基(III)偶氮耦合(azo coupled)，接著以葡萄糖及鋅粉將該氮偶氮中間物(IV)還原，其閉合該苯并三唑環，提供該所欲之三氟甲基取代之苯并三唑化合物(V)。於該合成之最終步驟(未顯示於流程圖1)中，該可聚合基團，諸如甲基丙烯酸酯基團，可藉由已知方法被併入。使用此相同的合成途徑，其他化學式(I)之三氟甲基取代之苯并三唑化合物亦可被製備。
偶氮耦合反映及合環還原以形成該三氟甲基苯并三唑合成產物
本發明之該等UV吸收劑特別適合用於IOLs。IOL材料通常會包含自0.05至5%(w/w)之化學式(I)的UV吸收 劑。較佳地，IOL材料會包含自0.1至2%(w/w)，及最佳自0.5-2%(w/w)之學式(I)的UV吸收劑。
眼用裝置材料藉由將本發明之該等UV吸收劑與其他成分，諸如一裝置成形材料、交聯劑，及藍光阻隔發色團共聚合而製備。
已知的許多裝置成形單體包括丙烯酸及含矽氧之單體兩者等等。可見於，例如，U.S.Nos.7,101,949；7,067,602；7,037,954；6,872,793；6,852,793；6,846,897；6,806,337；6,528,602；及5,693,095。於IOLs的情形中，任何已知的IOL裝置材料是適合用於本發明之該等組成物。較佳地，該眼用裝置材料包含一丙烯酸或甲基丙烯酸裝置成形單體。更佳地，該等裝置成形單體包含化學式(II)之一單體： 其中於化學式II中：A為H、CH3、CH2CH3，或CH2OH；B為(CH2)m或[O(CH2)2]z；C為(CH2)w；m為2-6；z為1-10；Y為不存在、O、S，或NR’，條件在於若Y為O、S，或NR’，則B為(CH2)m； R’為H、CH3、Cn’H2n’+1(n’=1-10)；異-OC3H7；C6H5，或CH2C6H5；W為0-6，條件在於m+w8；且D為H、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基、C6H5、CH2C6H5或鹵素。
較佳的化學式(II)之單體為該等其中A為H或CH3、B為(CH2)m、m為2-5、Y為不存在或O、w為0-1，且D為H者。最佳為2-苯基乙基甲基丙烯酸酯；4-苯基丁基甲基丙烯酸酯；5-苯基戊基甲基丙烯酸酯；2-芐氧基乙基甲基丙烯酸酯；及3-芐氧基丙基甲基丙烯酸酯；及其等相對應之丙烯酸鹽。
化學式(II)之單體為已知的且可藉由已知方法製造。例如，該所欲之單體的共軛醇可於一反應容器中與甲基甲基丙烯酸酯、四丁基鈦酸(催化劑)，及一聚合反應抑制劑諸如4-芐氧基苯酚混合。該容器可接著被加熱以促進該反應，並將該等反應副產物蒸餾掉以驅使反應完成。其他合成方式涉及將甲基丙烯酸添加至該共軛醇並以一碳二亞胺催化，或將該共軛醇與甲基丙烯氧基氯及一鹼諸如吡啶或三乙胺相混合。
裝置材料通常包含總共至少約75%，較佳至少約80%的裝置成形單體。
除了化學式(I)之UV吸收劑及一裝置成形單體，本發明之該裝置材料通常包含一交聯劑。用於本發明之該等裝置材料的交聯劑可為任何具有多於一個不飽和基團的末端乙烯基化之不飽和化合物。合適之交聯 劑包括，例如：乙二醇二甲基丙烯酸酯；二乙二醇二甲基丙烯酸酯；甲基丙烯酸烯丙酯，1,3-丙二醇二甲基丙烯酸酯；2,3-丙二醇二甲基丙烯酸酯；1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯；1,4-丁二醇二甲基丙烯酸；CH2=C(CH3)C(=O)O-(CH2CH2O)p-C(=O)C(CH3)=CH2其中p=1-50；及CH2=C(CH3)C(=O)O(CH2)tO-C(=O)C(CH3)=CH2其中t=3-20；以及其等相對應之丙烯酸鹽。一較佳之交聯單體為CH2=C(CH3)C(=O)O-(CH2CH2O)p-C(=O)C(CH3)=CH2其中p使得該數量平均分子量為約400、約600，或約1000。
通常，該交聯組分之總量為至少0.1重量%，且，依據該剩餘組分之特性(identity)及濃度以及所欲的物理性質，可於約20重量%之範圍。該交聯組分之較佳濃度範圍為0.1至17%(w/w)。
用於本發明之包含一UV吸收劑之裝置材料的合適聚合反應起始劑包括熱起始劑及光起始劑。較佳之熱起始劑包括過氧自由基起始劑，諸如叔丁基(過氧基-2-乙基)己酸酯及二(叔丁基環己基)過氧化碳酸酯(可自Akzo化學公司，芝加哥，伊利諾州作為Perkadox® 16購得)。起始劑通常以約5%(w/w)或更少之量存在。因為自由基起始劑不會成為該形成之聚合物的化學部分，當決定其他成分之量時，起始劑之總量平常不會被包括。
本發明之包含一UV吸收劑之該裝置材料亦可包含一反應性著色劑。合適之反應性藍光吸收化合物包括敘 述於美國專利No.5,470,932中者。藍光吸收劑通常以自約0.01-0.5重量%之量存在。
本發明之該等材料所建構的IOL可為任何得以被捲曲或折疊成可符合(fit through)較小切口的小截面之任何設計。例如，該等IOLs可為已知為一件或多件設計者，並包含光學和觸覺組件。該光學組件作為該等鏡片的部分。該等觸覺組件被附接至該光學組件並將該光學組件維持於眼腈中之適當位置。該光學及觸覺組件可為相同或不同材料。因為該光學及該(等)觸覺係分開製造且接著該等觸覺組件被附接至該光學組件，一多片鏡片被如此稱呼。於一單件鏡片中，該光學及該等觸覺組件為自一件材料而形成。依據該材料，該觸覺組件接著被自該材料切割，或車床加工以製造該IOL。
除了IOLs，本發明之該等材料亦適合用於其他眼用裝置，諸如隱形眼鏡、人工角膜，及角膜鑲嵌或環。
本發明將藉由下列實例進一步被顯示，其係意欲為顯示性的而非用於限制本發明。
實例1 包含化合物1之丙烯酸鏡片材料
由2-苯基乙基丙烯酸酯(PEA)、2-烴基乙基甲基丙烯酸酯(HEMA)，及1,4-丁二醇二丙烯酸酯(BDDA)所組成之單體稀釋調配物藉由將該三種單體以60：30：3.2重量分之比例相混合而製備。包含0.6、1.2，及1.95%之化合物的調配物藉由將測重至精確度±0.1mg之0.012、0.024、0.039 克之化合物1溶解至PEA/HEMA/BDDA單體稀釋物以製造2克之各調配物。僅在固化前，藉由於一旋渦混合器(vortex mixer)上混合直到完全溶解而溶解大約0.010g至各個調配物中，0.5%之重氮-雙-(異丁腈)起始劑(AIBN)被添加至各調配物。
包含其他UV吸收劑之兩種比較調配物亦被製備。該第一調配物具有1.8%之鄰-甲基烯丙基Tinuvin P(2[2’-烴基-3’-(2”-甲基丙-2”-烯)-5’-甲基苯基]-2H-苯並三唑(“比較化合物A”)且藉由溶解0.036克之比較化合物A至1.964克之PEA/HEMA/BDDA單體稀釋物中而製備。僅在固化前，1.8%雙(4-叔丁基環己基過氧基)二碳酸酯起始劑(Perkadox-16)被添加(0.036克)且該調配物係於一旋渦混合器上混合直到完全溶解。
相似地，該第二比較調配物包含1.51%之2-{2’-烴基-3’-甲基丙烯氧基氧基甲基-5’-甲氧基苯基}-5-三氟甲基-2H-苯並三唑(“比較化合物B”)，藉由溶解0.0302克之化合物B至1.9698克之PEA/HEMA/BDDA單體稀釋物中而製備。僅在固化前，0.5%AIBN起始劑被添加(0.010g)且該調配物係於一旋渦混合器上混合直到完全溶解。
混合後，各調配物被通過一0.45μm膜注射器過濾器並以氮氣沖洗。接著，各調配物被鑄造(cast)至聚丙烯模中以藉由熱固化形成1 x 2-cm x ~1-mm矩形薄膜。該等以AIBN起始之樣品於90℃固化1小時，接著藉由後固化於100℃ 2小時；該等以Perkadox-16起始之樣品於80℃固化1 小時，接著藉由後固化於100℃ 2小時。所有樣品於一可編程恆溫烤箱(1000 Halfo Series,VWR Scientific Corp.)中被固化。該等薄膜被脫模並放置於聚丙烯組織包膜(tissue capsules)中，接著以丙酮於室溫下萃取16小時。接續萃取，該等薄膜被緩慢地於空氣中乾燥並接著在真空下於60℃乾燥以移除殘留之丙酮。最終，該等薄膜樣品由UV可見穿透光譜自800-300nm，使用一裝配Lab Sphere RSA-PE-20積分球之Perkin-Elmer Lambda 35儀器分析。
包含化合物1之該等調配物相較於兩參考調配物(各自包含1.8%比較化合物A及1.51%比較化合物B UV吸收劑)展現明顯1%及10%穿透截斷。該等結果顯示於表1中。對於包含化合物1之該等材料，該等10%穿透截斷係於434製446.5nm之波長範圍中。對於經測試之調配物的該等穿透光譜顯示於圖1。
化合物1相較於比較化合物A及比較化合物B UV吸收劑，具有在藍光之較高波長下的穿透截斷。顯示於表1中之數據證實化合物1相較於其他兩個被測試之UV吸收 劑，對於吸收短波長藍(紫)光更為有效的能力。
本發明係參照某些較佳實施例而敘述；然而，須被了解的是，其可於其他其等之特定形式或改變中實施，而不背離其特別或必要之特徵。上述該等實施例因此在各方面被認定為顯示性而非限制性的，本發明之範圍係藉由所附之申請專利範圍，而非藉由前述說明而表示。

Claims (15)

  1. 一種下列化學式之UV吸收劑 其中R1=C1-C12伸烷基、(CH2CH2O)n、(CH2CH(CH3)O)n，或CH2CH2CH2(Si(CH3)2O)bSi(CH3)2CH2CH2CH2；若R1為(CH2CH2O)n或(CH2CH(CH3)O)n，或若R2為Si(CH3)2，X不存在，否則X為O、NR，或S；R=H、CH2Si(CH3)3、C1-C6烷基，或苯基；R2=不存在、C(=O)、C(=O)CjH2j、C1-C6伸烷基、苯基、C1-C6烷基苯基，或Si(CH3)2；R3=H或CH3；R4=H、C1-C6烷基，或苯基；R5=C4-C12 t-烷基；b=1-9；n=1-10；且j=1-6。
  2. 如請求項1之UV吸收劑，其中R1為C1-C6伸烷基； X為O或NR；R=H或C1-C6烷基；R2=C(=O)或C1-C6烷基苯基；R3=H或CH3；R4=H；且R5=C4-C6 t-烷基。
  3. 如請求項2之UV吸收劑，其中R1為C2-C3伸烷基；X為O；R2=C(=O)；R3=H或CH3；R4=H；且R5=t-丁基。
  4. 如請求項3之UV吸收劑，其中該UV吸收劑為2-[2’-烴基-3’-叔丁基-5’-(3”-甲基丙烯醯氧基)丙烯氧基苯基]-5-三氟甲基-2H-苯並三唑。
  5. 一種眼用裝置材料，其包含如請求項1之UV吸收劑以及選自於由丙烯酸單體及含矽氧單體所組成之群組之裝置成形單體。
  6. 如請求項5之眼用裝置材料，其中該眼用裝置材料包含自0.05至5%(w/w)之該UV吸收劑。
  7. 如請求項6之眼用裝置材料，其中該眼用裝置材料包含自0.1至2%(w/w)之該UV吸收劑。
  8. 如請求項7之眼用裝置材料，其中該眼用裝置材料包含 自0.5至2%(w/w)之該UV吸收劑。
  9. 如請求項5之眼用裝置材料，其中該眼用裝置材料包含化學式[II]之裝置成形單體： 其中化學式[II]中：A為H、CH3、CH2CH3，或CH2OH；B為(CH2)m或[O(CH2)2]z；C為(CH2)w；m為2-6；z為1-10；Y為不存在、O、S，或NR’，條件在於若Y為O、S，或NR’，則B為(CH2)m；R’為H、CH3、Cn、H2n’+1(n’=1-10)、異-OC3H7、C6H5，或CH2C6H5；w為0-6，條件在於m+w8，且D為H、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基、C6H5、CH2C6H5或鹵素。
  10. 如請求項9之眼用裝置材料，其中化學式[II]中：A為H或CH3；B為(CH2)m；m為2-5；Y為不存在或O； w為0-1；且D為H。
  11. 如請求項10之眼用裝置材料，其中該眼用裝置材料包含選自於由下列所組成之群組的單體：2-苯基乙基甲基丙烯酸酯；4-苯基丁基甲基丙烯酸酯；5-苯基戊基甲基丙烯酸酯；2-苄氧基乙基甲基丙烯酸酯；及3-苄氧基丙基甲基丙烯酸酯；及其等之相對應的丙烯酸鹽。
  12. 如請求項5之眼用裝置材料，其中該眼用裝置材料包含一交聯劑。
  13. 如請求項5之眼用裝置材料，其中該眼用裝置材料包含一反應性藍光吸收化合物。
  14. 一種眼用裝置，包含如請求項5之眼用裝置材料。
  15. 如請求項14之眼用裝置，其中該眼用裝置係選自由人工水晶體；隱形眼鏡；人工角膜；及角膜鑲嵌或環(corneal inlay or ring)所組成之群組。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI725719B (zh) * 2020-01-21 2021-04-21 天辰創新材料科技股份有限公司 用以抗藍光之眼鏡鏡片材料、眼鏡鏡片及其製程

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