JP2974607B2 - 反応性染料及びそれを用いたレンズ - Google Patents
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Description
性のアントラキノン系化合物およびそれを用いて着色し
たレンズ、特に、コンタクトレンズに関する。
は、その大半にさまざまな着色が施されている。これ
は、コンタクトレンズの視機能や視認性の向上、および
ファッション性等の観点から要求され創出されたもので
ある。現在実施されているコンタクトレンズの染色方法
としては、現存の一般的な染料を予め調合したコモノマ
ー溶液に加えて十分に溶解させて重合する方法と、切削
・研磨法あるいはキャスト製法により作製した透明レン
ズを建染め浴に漬け染料のロイコ体(還元体)をレンズ
全体に十分含浸させた後、酸化浴に漬けてロイコ体を酸
化体に変えて定着させる建て染め法とがある。
はレンズ素材への吸着力や素材ネットワークにおける立
体的障害等により材料中に留め置かれる。しかしながら
この場合、染料はレンズ材料のマトリックス中に分散さ
れレンズ素材への吸着力や素材ネットワーク中の立体的
障害等により単に閉じこめられているだけである。その
ため、ガラス転移温度の低い常温において比較的柔らか
な酸素透過性ハードコンタクトレンズや非含水ソフトコ
ンタクトレンズおよび含水ソフトコンタクトレンズにお
いては、染料の溶出およびブリードアウトが大きな問題
となる。
ンズ原材料モノマーと同様なモノマー構造を有する反応
性染料が開発されている〔例えば、EP 0 396 376 A1
〕。そこには、下記式3で表される反応性染料が記載
されている。
2の有機ジ残基である。
レンズ原材料モノマーと共重合体を形成するため、上述
したような染料の溶出やブリードアウトの発生は軽減す
る。しかしながら、EP 0 396 376 A1 に具体的に記載さ
れている染料を用いた場合、染料ユニットと原材料モノ
マーの反応性の二重結合部が、エステル結合やアミド結
合により結合している。そのために求核種、特に水等に
よる加水分解が起きやすく、その結果、染料ユニットの
二次的な溶出やブリードアウトが発生する。また、構造
によっては共重合性が低く、共重合体の形成が難しい反
応性染料もある。
溶出、および構造に起因して共重合性が低いことより生
ずる未反応染料の溶出は、レンズの安全性を阻害する極
めて重要な要因となる。このような染料の溶出は、レン
ズの使用環境に大きく依存する。しかし、染料ユニット
であるアントラキノン構造化合物の毒性等に鑑みて、さ
らなるレンズの安全性確保の意味で、耐加水分解性に優
れ、かつ共重合性の良好な反応性染料の出現が望まれて
いた。
水分解性と他の原材料モノマーと良好な共重合性を有す
るとともに、優れた染色能を有し、かつ原材料モノマー
に対して適度な溶解性も有する新規な反応性染料を提供
することにある。さらに第二の目的として、上記反応性
染料を用いる共重合体の製造方法、及び上記反応性染料
を用いて形成した共重合体からなるコンタクトレンズ等
のレンズを提供することにある。
れる化合物に関する。
換若しくは置換フェニル基であり、但し、置換ベンジル
基の置換基は、ビニル基、炭素数1〜6のアルキル基、
炭素数1〜6のアルコキシ基、水酸基及びハロゲン原子
からなる群から選ばれる1種又は2種以上の基であり、
置換フェニル基の置換基は、炭素数1〜6のアルキル
基、炭素数1〜6のアルコキシ基、水酸基及びハロゲン
原子からなる群から選ばれる1種又は2種以上の基であ
る。)
性二重結合を有するアントラキノン系染料を用いる共重
合体の製造方法に関する。加えて本発明は、下記式2で
表される共重合成分を含むレンズ用共重合体、及び下記
式2で表される共重合成分を含む共重合体からなるレン
ズに関する。
換若しくは置換フェニル基であり、但し、置換ベンジル
基の置換基は、
基、水酸基及びハロゲン原子からなる群から選ばれる1
種又は2種以上の基であり、置換フェニル基の置換基
は、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコ
キシ基、水酸基及びハロゲン原子からなる群から選ばれ
る1種又は2種以上の基である。)
性染料は、アントラキノン系化合物である。式中、R1は
無置換若しくは置換ベンジル基、又は無置換若しくは置
換フェニル基である。置換ベンジル基の置換基は、ビニ
ル基、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアル
コキシ基、水酸基及びハロゲン原子からなる群から選ば
れる1種又は2種以上の基である。また、置換フェニル
基の置換基は、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜
6のアルコキシ基、水酸基及びハロゲン原子からなる群
から選ばれる1種又は2種以上の基である。上記炭素数
1〜6のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチ
ル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基等が挙げら
れ、分岐構造を有してもよい。但し、メチル基及びエチ
ル基であることか好ましい。炭素数1〜6のアルコキシ
基としては、例えば、メトキシ基(OCH3 )を挙げる
ことができる。ハロゲン原子は、例えば、塩素原子、フ
ッ素原子を挙げることができる。
る、置換基の位置は、例えば、4位または3位であるこ
とができるが、4位であることが、目的とする染料の合
成の容易性という観点から好ましい。また、置換ベンジ
ル基及び置換フェニル基はモノ置換であることが好まし
い。尚、R1がビニル基で置換されたベンジル基であるビ
ニルベンジル基の場合、上記本発明の化合物は、反応性
基を2個有するモノマーとなる。従って、このような化
合物を用いて形成した共重合体は、架橋剤構造を有する
ことになる。
格と反応性のビニル基との間にEP 0396 376 A1 に開示
されているような加水分解を受けやすいエステル結合や
アミド結合を有していない。そのために、本発明の染料
は共重合体に組み込まれた後も水等による加水分解を受
けず、染料ユニットつまりアントラキノン骨格の溶出や
ブリードアウトが起こらず、極めて生体にとって安全な
着色レンズを提供することが可能である。また、反応性
基のビニルベンジル基と原材料モノマーとの共重合性が
良好であり、また、ビニル基の置換位置がパラ位のため
に重合反応の際にうける立体障害が小さく、極めて良好
な共重合性を示す。また、眼用レンズに使用する各種モ
ノマーへの溶解も極めて良好である。
下記合成スキームに基づいて合成することができる。
成スキーム1に示すように、まず、1,4−ジアミノア
ントラキノンとX−R1で示されるハロゲン化ベンジル誘
導体、例えば、ベンジルクロリド、ビニルベンジルクロ
リド、ヒドロキシベンジルクロリドまたはメチルベンジ
ルクロリド等、との反応により反応性染料前駆体1(A
Q1)を合成する。上記1,4−ジアミノアントラキノ
ンは市販品として入手可能であり、ハロゲン化ベンジル
誘導体として例えば、4−ビニルベンジルクロリドは市
販品として入手可能である。次に、AQ1と例えば、4
−ビニルベンジルクロリドのようなビニルベンジルハラ
イド(VBH)との反応により本発明の化合物(式1)
を得ることができる。4−ビニルベンジルクロリドのよ
うなビニルベンジルハライドも市販品として入手可能で
ある。また、ハロゲン化ベンジル誘導体のハロゲンとし
ては、塩素原子の他に臭素原子を用いることもできる。
合は合成スキーム2に従って、反応性染料前駆体2(A
Q2)と4−ビニルベンジルクロリドのようなビニルベ
ンジルハライド(VBH)とを反応させることにより、
本発明の化合物(式1)を得ることができる。尚、反応
性染料前駆体2(AQ2)は、スキーム3に示すように
1−ブロム−4−アミノアントラキノン(または、4位
のアミノ基を保護したアントラキノン誘導体)と置換ア
ニリンとの反応により(4位のアミノ基をアセチル化等
により保護したアントラキノン誘導体を用いる場合に
は、次いで脱保護することにより)合成することができ
る。
行うことが好ましく、溶媒としては、例えば、HMPA
(ヘキサメチルリン酸トリアミド)、DMSO(ジメチ
ルスルホキシド)、アセトニトリル、塩化メチレン等を
挙げることができる。さらに、触媒を用いることもで
き、触媒の例としては、トリエチルアミン、トリブチル
アミン、ピリジン、パラメチルピリジン、2,6−ルチ
ジン等を挙げることができる。反応を行うにあたって
は、反応容器は予め良く乾燥したものを用いることが望
ましい。反応温度は使用する反応基質の構造により異な
るが、約60℃から100℃の範囲、好ましくは70℃
から85℃の範囲であることが適当である。反応時間に
ついても使用する反応基質の構造により異なるが、3時
間から120時間の範囲、好ましくは6時間から72時
間の範囲であることが適当である。反応終了後、生成物
を単離するために溶媒をエバポレーター等で除去する
か、または、水を加えて析出した個体を減圧吸引濾過器
を使って、水、メタノール、エタノール、ヘキサン等に
より十分に洗浄する。残った結晶を適切な溶媒を用いて
再結晶し、その後十分に減圧乾燥して目的生成物を得る
ことができる。また、場合によってはシリカゲル等によ
るカラム精製を行うことが望ましい。
上記本発明の反応性染料をモノマー成分として含むモノ
マー混合物を共重合する。これにより、着色した共重合
体を得ることができる。反応性染料以外の原料モノマー
は目的とする共重合体に応じて適宜選択することができ
る。本発明においては、レンズ用共重合体を提供するこ
とが主な目的であるので、そのような場合には、上記モ
ノマー混合物は、アルキル(メタ)アクリレート類、親
水性モノマー類、含珪素モノマー類及び含フッ素モノマ
ー類からなる群から選ばれる1種又は2種以上のモノマ
ーを含有することができる。上記モノマー混合物はさら
に重合開始剤および架橋剤を含有することができる。重
合の方式、条件、重合開始剤の種類、架橋剤等の種類お
よびそれらの配合等は、目的とする共重合体に応じて適
宜選択することができる。
は、眼用レンズ用の共重合体の製造の場合、透明材料を
与えるものであれば特に限定されない。特に、ソフトコ
ンタクトレンズ、ハードコンタクトレンズ材料について
言えば、例えば、メチルメタクリレート、ブチル(メ
タ)アクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、等
の直鎖あるいは分岐を有するアルキル(メタ)アクリレ
ート類(ここで(メタ)アクリレートとはアクリレート
とメタクリレートの両者を意味する。以下、同様であ
る。)、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、グリセ
ロールメタクリレート、N−ビニルピロリドン、ジメチ
ルアクリルアミド、メタクリル酸等の親水性モノマー
類、トリス(トリメチルシロキシ)シリルプロピル(メ
タ)アクリレート、トリメチルシロキシジメチルシリル
プロピル(メタ)アクリレート、ビス(トリメチルシロ
キシ)メチルシリルプロピル(メタ)アクリレート等の
含珪素モノマー類、トリフルオロエチル(メタ)アクリ
レート、ヘキサフルオロイソプロピル(メタ)アクリレ
ート、パーフルオロオクチルエチルオキシプロピレン
(メタ)アクリレート等の含フッ素モノマー類等があげ
られる。これらの材料モノマーは、単独でも2種以上の
コモノマー組成としても使用することが出来る。
ルコールの(メタ)アクリレート、例えば、エチレング
リコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコー
ルジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ
(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ
(メタ)アクリレートやその他として、アリルメタクリ
レート、トリアリルイソシアヌレート、ビニル(メタ)
アクリレート、が使用できる。
の染料は原材料モノマー100重量部に対して0.001
から1.0重量部、好ましくは0.01重量部から0.3重量
部の範囲とすることが適当である。重合方法は、コンタ
クトレンズ用の共重合体の製造に用いられている方法を
そのまま使用することができ、例えば、ラジカル重合や
光重合法を用いることが好ましい。
は、一般的なラジカル発生剤として知られているラウロ
イルパーオキサイド、ビス(4−t−ブチルシクロヘキ
シル)パーオキシジカーボネート、1,1−ビス(t−
ブチルパーオキシ)3,3,5−トリメチルシクロヘキ
サン等の過酸化物や2,2′−アゾビスイソブチロニト
リル、2,2′−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニ
トリル)、2,2′−アゾビス(4−メトキシ−2,4
−ジメチルバレロニトリル)、2,2′−アゾビス〔2
−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン〕等のアゾ
化合物が使用できる。過酸化物ではビス(4−tert−ブ
チルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネートが、ま
た、アゾ化合物では2,2′−アゾビスイソブチロニト
リルが好ましい。重合開始剤の量としては、モノマー混
合物100重量部に対して0.05〜0.1重量部の範囲と
することが適当である。
を混ぜ合わせた後、金属、プラスチック、ガラス等の棒
状あるいは板状成形型中に充填し、密閉した後、恒温槽
中25℃から150℃の温度範囲において段階的に連続
して昇温し重合させる。場合によっては、モノマー混合
物を窒素やアルゴン等の不活性ガスにより酸素等のガス
を置換した後に密閉して重合することが好ましい。この
ようにして得られた棒状、板状材料をボタン形状にした
後に切削・研磨法によりレンズ形状にすることができ
る。また、予め定められた曲率を有するモールド型に上
述したモノマー混合物を注入して重合することにより直
接レンズ形状にすることもできる。含水性のソフトコン
タクトレンズを目的とする場合は、さらに、膨潤・ハイ
ドレーション工程を実施する。上記全ての重合におい
て、紫外線や可視光線等の光重合法を用いてもよい。上
記のようにして作製された本発明のレンズは、優れた視
認性と使用時に起こる加水分解による染料ユニットの溶
出やブリードアウトが極力抑えられるために、コンタト
クレンズ等の眼用レンズとして場合、生体、特に目にと
って安全性が高い。
的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるもの
ではない。尚、本発明において使用した測定装置は以下
のものである。 ・融点測定:微量融点測定装置(柳本製作所) ・元素分析:CHNレコーダMT−3型(柳本製作所) ・プロトンNMR:プロトンNMR測定装置R−110
0(日立製作所(株)) ・光線透過率測定:自記分光光度計U−3210(日立
製作所(株))
ン(BD-1)の合成 50mlナス型フラスコに冷却還流管を取り付け1,4−
ジアミノアントラキノン:2.0g(8.4mmol)、4−ビ
ニルベンジルクロリド:3.0g(19.7mmol)、2,6
−ルチジン:2.1g(19.6mmol)、アセトニトリル:
30mlを加えて2日間加熱還流した。反応液は紫色から
徐々に青色へと変化した。反応終了後、水10mlを反応
液に加えて生成物を析出させた後、減圧吸引濾過により
青色結晶を分離した。さらに、結晶を水、メタノール、
エタノール、ヘキサンにて十分に洗浄して80℃にて4
8時間減圧乾燥した。さらに乾燥した青色結晶をエタノ
ール/水溶媒にて再結晶した。収率:60%
R、IR、元素分析結果を下記に示す。 分解温度:238℃〜240℃ 1H−NMR(in CDCl3 、TMS) 4.4〜4.7ppm(d,4H)、5.1〜5.4ppm(d,2
H)、5.6〜5.8ppm(d,2H)、6.5〜6.9ppm(m,
2H)、7.0〜8.5ppm(m,14H)、10.9ppm(b
s,2H)。元素分析 計算値(Calc for C32H26N2 O2 );C:81.72
% H:5.53% N:5.95% 測定値 C:81.75% H:5.48% N:5.90
%
ドロキシベンジルクロリドまたはp−メチルベンジルク
ロリドをモル比で0.6、触媒の2,6−ルチジンも同様
に0.6加えて反応行い、1位にp−メチルベンジルアミ
ノ基またはp−メトキシベンジルアミノ基が置換した反
応性染料前駆体を得た。次に、これらを原料として4−
ビニルベンジルクロリドと反応させ反応性染料BD−2
(収率:50%)およびBD−3(収率:45%)を得
た。
ニリノアントラキノン(前駆体)2.5g(7.96mmo
l)、4−ビニルベンジルクロリド1.25g(8.22mmo
l)、2,6−ルチジン(触媒)0.88g(8.22mmo
l)、アセトニトリル(溶媒)25mlの反応基質、触
媒及び溶媒を用いて反応を行い、反応終了後、実施例1
と同様の方法で精製を行い、目的物である反応性染料B
D−4を得た(収率:67%)。
ンタクトレンズ 実施例1で合成した染料BD−1:0.003g、HEM
A(2−ヒドロキシエチルメタクリレート):5.85
g、メタクリル酸:0.15g、EDMA(エチレングリ
コールジメタクリレート):0.024gおよび重合開始
剤AIBN(2,2′−アゾビスイソブチロニトリ
ル):0.024gを50mlのサンプル瓶に入れて窒素気
流下で十分攪拌した。レンズ形状のキャストモールド樹
脂型上記コモノマー液を50μl入れた後、所定の昇温
スケジュールで重合を行いレンズを作製した。得られた
レンズをエタノールに12時間浸漬して未反応モノマー
等の除去を行った。BD−1のエタノールに対する溶解
性は良好であるが、エタノール抽出溶液の着色は確認さ
れず、また、エタノール処理前後でレンズの光線透過率
の変化は認められなかった。これらの結果は、本染料が
極めて共重合性に優れていることを示唆している。続い
て、ホウ酸緩衝液(pH:7)中、80℃、6時間加熱
処理した後レンズを室温に戻して光線透過率を測定し
た。結果を図1に示す。図1に示す結果から、極めて良
好な色で視認性に優れていることが分かる。
に、上記レンズをホウ酸緩衝液50ml中に浸漬した状態
で高圧滅菌装置で121℃、1時間処理した後、室温に
戻してレンズの光線透過率を測定したが変化は見られな
かった。さらにpH9.0の緩衝液50mlに浸漬し、高圧
滅菌装置で同様に1時間処理した後にpH:7の緩衝液
に置換した後に光線透過率を測定したが、変化は見られ
なかった。(表2参照) 以上の結果は、本染料が極めて耐加水分解性に優れるこ
とを示唆している。
レンズを作製した。実施例2のレンズについて光線透過
率を測定した結果を図1に示す。また、実施例3のレン
ズについて光線透過率を測定した結果を図2に示す。図
1及び2に示す結果から、これらのレンズは極めて良好
な色で視認性に優れていることが分かる。これらのレン
ズについて耐加水分解性試験を行った結果を表2に示
す。実施例2〜5においても未反応染料のエタノールへ
の溶出はなく、レンズの光線透過率の変化は見られず、
極めて共重合性に優れていることが示唆された。さら
に、高圧滅菌処理並びにpH9.0のほう酸緩衝液中の加
熱処理によってもレンズの光線透過率の変化は見られな
かった。実施例1同様にこれらの染料が共重合性および
耐加水分解性に優れていることを示唆している
施例1と同様にして重合レンズを得た。得られたレンズ
をエタノールに12時間浸漬し、pH7のホウ酸緩衝液
中80℃にて6時間加熱処理した後、室温にて光線透過
率を測定した。結果を図1に示す。
てレンズを得た。未反応の染料除去のためにエタノール
中12時間浸漬したところ、実施例とは異なり液中に染
料が溶出してきた。レンズの光線透過率を測定したとこ
ろ、図3に示すように光線透過率の19%(at 600
nm)上昇が見られた。これは、染料モノマーの共重合性
が極めて劣ることを示唆している。また、耐加水分解試
験においても図3及び表2に示すように光線透過率の顕
著な上昇が見られた。
た以外は実施例1と同様にして青色透明なレンズを得
た。比較例2と同様に未反応染料の除去過程で液が青色
に着色した。実際に、レンズの光線透過率を測定したと
ころ、光線透過率の8%(at 600nm)上昇が見られ
た。これは、染料モノマーの共重合性が極めて劣ること
を示唆している。また、耐加水分解試験においても表2
に示すように光線透過率の顕著な上昇が見られた。以上
の比較例2及び3の結果と前記実施例1〜5の結果とを
比較すると、本発明の反応性染料を使用した本発明のレ
ンズは、BD−5を用いた比較例2のレンズに比べて耐
加水分解性に優れ、かつ本発明の反応性染料は、共重合
性にも優れることが分かる。
表中の記号略号は、以下のものを示す。 HEMA:2−ヒドロキシエチルメタクリレート MMA:メチルメタクリレート NVP:N−ビニルピロリドン DMAA:ジメチルアクリルアミド EDMA:エチレングリコールジメタクリレート AIBN:2,2′−アゾビスイソブチルロニトリル V−65:2,2′−アゾビス(2,4−ジメチルバレ
ロニトリル)
の原材料モノマーと良好な共重合性を有するとともに、
優れた染色能を有し、かつ原材料モノマーに対して適度
な溶解性も有する新規な反応性染料を提供することがで
きる。さらに本発明によれば、染料の溶出やブリードア
ウトの危険性の極めて少ない高い安全性と優れた視認性
を有する着色レンズ用共重合体、及びコンタクトレンズ
等の着色レンズを提供することができる。
たレンズの光線透過率(%)曲線。
(%)曲線。
(%)曲線。
Claims (12)
- 【請求項1】 下記式1で表される化合物。 【化1】 (式中、R1はモノ置換ベンジル基又はモノ置換フェニル
基であり、但し、置換ベンジル基の置換基は、ビニル
基、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコ
キシ基、水酸基及びハロゲン原子からなる群から選ばれ
る1種又は2種以上の基であり、置換フェニル基の置換
基は、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアル
コキシ基、水酸基及びハロゲン原子からなる群から選ば
れる1種又は2種以上の基である。) - 【請求項2】 アルキル基がメチル基又はエチル基であ
り、アルコキシ基がメトキシ基であり、ハロゲン原子が
塩素原子である請求項1記載の化合物。 - 【請求項3】 R1が4位のモノ置換ベンジル基である請
求項1又は2記載の化合物。 - 【請求項4】 R1が4位のモノ置換フェニル基である請
求項1又は2記載の化合物。 - 【請求項5】 請求項1〜4のいずれか1項に記載の化
合物を含むモノマー混合物を共重合することを特徴とす
る共重合体の製造方法。 - 【請求項6】 モノマー混合物がアルキル(メタ)アク
リレート類、親水性モノマー類、含珪素モノマー類及び
含フッ素モノマー類からなる群から選ばれる1種又は2
種以上のモノマーを含有する請求項5記載の製造方法。 - 【請求項7】 モノマー混合物が架橋剤を含有する請求
項5又は6記載の製造方法。 - 【請求項8】 下記式2で表される共重合成分を含むレ
ンズ用共重合体。 【化2】 (式中、R1はモノ置換ベンジル基、又はモノ置換フェニ
ル基であり、但し、置換ベンジル基の置換基は、 【化3】 炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ
基、水酸基及びハロゲン原子からなる群から選ばれる1
種又は2種以上の基であり、置換フェニル基の置換基
は、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコ
キシ基、水酸基及びハロゲン原子からなる群から選ばれ
る1種又は2種以上の基である。) - 【請求項9】 請求項8記載の式2で表される共重合成
分を含む共重合体からなるレンズ。 - 【請求項10】 式2で表される共重合成分の含有量が
0.001 〜0.3 重量%の範囲である請求項9記載のレン
ズ。 - 【請求項11】 コンタクトレンズである請求項9又は
10記載のレンズ。 - 【請求項12】 コンタクトレンズが含水ソフトコンタ
クトレンズ又は酸素透過性ハードコンタクトレンズであ
る請求項11記載のレンズ。
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