WO2020045225A1 - （メタ）アクリロイル化合物及びその製造方法 - Google Patents

（メタ）アクリロイル化合物及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2020045225A1
WO2020045225A1 PCT/JP2019/032817 JP2019032817W WO2020045225A1 WO 2020045225 A1 WO2020045225 A1 WO 2020045225A1 JP 2019032817 W JP2019032817 W JP 2019032817W WO 2020045225 A1 WO2020045225 A1 WO 2020045225A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
compound
meth
group
following formula
compound represented
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/032817
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
薫 岡村
Original Assignee
信越化学工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 信越化学工業株式会社 filed Critical 信越化学工業株式会社
Priority to EP19855107.9A priority Critical patent/EP3845571A4/en
Priority to US17/270,940 priority patent/US11919987B2/en
Priority to CN201980056365.7A priority patent/CN112585175A/zh
Publication of WO2020045225A1 publication Critical patent/WO2020045225A1/ja

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10—Esters
    • C08F220/40—Esters of unsaturated alcohols, e.g. allyl (meth)acrylate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C69/00—Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C69/52—Esters of acyclic unsaturated carboxylic acids having the esterified carboxyl group bound to an acyclic carbon atom
    • C07C69/533—Monocarboxylic acid esters having only one carbon-to-carbon double bond
    • C07C69/54—Acrylic acid esters; Methacrylic acid esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/52—Amides or imides
    • C08F220/54—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/52—Amides or imides
    • C08F220/54—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide
    • C08F220/56—Acrylamide; Methacrylamide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
    • C08J3/03—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
    • C08J3/075—Macromolecular gels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/04—Homopolymers or copolymers of esters
    • C08L33/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2333/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
    • C08J2333/04—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters
    • C08J2333/06—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters of esters containing only carbon, hydrogen, and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00—Applications
    • C08L2203/02—Applications for biomedical use

Definitions

  • the present invention relates to a (meth) acryloyl compound. Specifically, the present invention provides a (meth) acryloyl compound suitable for a medical material and a method for producing the same.
  • Patent Documents 1 and 2 disclose a compound represented by the following formula (a) or (a ') and having a terminal unsaturated bond and a (meth) acryloyl group in order to make the strength of the material more desirable. Have been.
  • Such a bifunctional compound can be used as a crosslinking component, and various functional groups and functions can be introduced by using an unsaturated bond. Further, since it has a hydroxyl group, it is also suitable as a hydrogel material such as a medical material.
  • the compound represented by the above formula (a) or (a ′) is not suitable for introducing another functional group into an unsaturated bond or for forming a secondary cross-linking structure, when a hydroxyl group present in the molecule reacts. May cause undesired side reactions.
  • a cross-linked structure is formed by radical addition to an unsaturated bond, a radical is added to a hydroxyl group, and a cross-linked structure is formed by a hydroxy radical.
  • the hydrophilicity may decrease. Therefore, the acryloyl compound as described above cannot provide a medical material having beneficial hydrophilicity and sufficient strength.
  • the present invention provides a (meth) acryloyl compound having beneficial hydrophilicity and sufficient strength, which is suitable for medical materials and a method for producing the same.
  • the present inventors have studied diligently to solve the above problems, and a (meth) acryloyl compound having a tertiary hydroxyl group is excellent in hydrophilicity because the tertiary hydroxyl group does not react during the polymerization reaction.
  • the inventors have found that a (co) polymer having sufficient strength can be provided, and have accomplished the present invention.
  • the present invention provides a (meth) acryloyl compound represented by the following formula (1).
  • R 1 is a hydrogen atom or a methyl group
  • R 2 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms
  • R 3 is a hydrogen atom or a methyl group
  • L contains an ether bond.
  • the present invention provides a method for producing the (meth) acryloyl compound, a (co) polymer containing a repeating unit derived from the compound, a hydrogel containing the (co) polymer, a medical material, particularly a contact lens I will provide a.
  • the (meth) acryloyl compound of the present invention has a terminal unsaturated bond in addition to the (meth) acryloyl group in the molecule, a crosslinked structure is formed by polymerization of the unsaturated bond in addition to polymerization of (meth) acryloyl, Provide a (co) polymer having favorable strength. Further, having a tertiary hydroxyl group provides excellent compatibility with the hydrophilic monomer. Furthermore, since a tertiary hydroxyl group does not cause a side reaction, a (co) polymer having excellent hydrophilicity and sufficient strength can be provided.
  • the compound of the present invention is a (meth) acryloyl compound represented by the above formula (1).
  • the compound has a (meth) acryloyl group, a terminal unsaturated bond, and a tertiary hydroxyl group.
  • the compound is excellent in compatibility with the hydrophilic monomer, and by using the compound as a monomer or a cross-linking agent, it is possible to impart a preferable strength to the (co) polymer.
  • side reactions can be suppressed by the tertiary hydroxyl group serving as a hydrophilic group. Due to these features, the strength of the (co) polymer can be improved while maintaining compatibility with other hydrophilic monomers.
  • R 1 is a hydrogen atom or a methyl group. Preferably it is a methyl group.
  • R 2 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms.
  • the monovalent hydrocarbon group include an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group and a hexyl group; a cycloalkyl group such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group; an aryl group such as a phenyl group.
  • No. R 2 is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and more preferably a methyl group.
  • R 3 is a hydrogen atom or a methyl group. Preferably it is a hydrogen atom.
  • L is a divalent hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms which may contain an ether bond.
  • it is a group represented by the following formula (2), and n is 1 or 2. (The site indicated by * and ** is a bond).
  • Examples of the divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms include methylene, ethylene, 1,3-propylene, 1-methylpropylene, 1,1-dimethylpropylene, 2-methylpropylene, 1,2-dimethylpropylene, 1,1,2-trimethylpropylene, 1,4-butylene, 2-methyl-1,4-butylene, 2,2-dimethyl-1,4-butylene, 3-methyl-1,4-butylene, 2,2 -Dimethyl-1,4-butylene, 2,3-dimethyl-1,4-butylene, 2,2,3-trimethyl-1,4-butylene, 1,5-pentylene, 1,6-hexanylene, 1,7 -Heptanylene, 1,8-octanylene, 1,9-nonanylene, 1,10-decanylene and the like.
  • Examples of the group containing an ether bond include polyalkylene oxides such as polyethylene oxide, polypropylene oxide, and polyethylene-propylene oxide. Preferred is —CH 2 OCH 2 — or —CH 2 OC 2 H 4 OCH 2 —.
  • the production method of the present invention comprises an epoxy compound represented by the following formula (3): (R 2 , R 3 and L are as described above) A step of obtaining a compound represented by the above formula (1) by reacting with (meth) acrylic acid (hereinafter referred to as step II).
  • the production method of the present invention further comprises an alcohol compound represented by the following formula (4): (R 3 is as described above, and L ′ is a divalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms which may contain a single bond or an ether bond.) Reacting with an epoxy compound represented by the following formula (5) (R 2 is as described above, and X is a halogen atom)
  • step I A step of obtaining the epoxy compound represented by the above formula (3) (hereinafter, referred to as step I) is included.
  • step I A step of obtaining the epoxy compound represented by the above formula (3)
  • Step I In this step, an alcohol compound represented by the following formula (4) (R 3 is as described above, and L ′ is a divalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms which may contain a single bond or an ether bond.) Reacting with an epoxy compound represented by the following formula (5) (R 2 is as described above, and X is a halogen atom) This is a step of obtaining an epoxy compound represented by the above formula (3).
  • L ′ is a divalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms which may contain an ether bond as described above.
  • it is a group represented by the following formula (2 ′)
  • n ′ is 0 or 1.
  • n ′ is 0, it means that L ′ is a single bond in the above formula (4).
  • the group represented by the formula (4) is preferably represented by the following (2 ′′) or (2 ′ ′′).
  • X is a halogen atom as described above.
  • the halogen atom include fluorine, chlorine, bromine, and iodine.
  • the reaction between the alcohol compound and the epoxy compound can be performed according to a conventionally known method.
  • the reaction may be carried out by adding one molar equivalent or more of an epoxy compound to the alcohol compound.
  • the reaction temperature is not particularly limited, but a temperature that does not exceed the boiling point of the solvent used is preferable. For example, it may be performed at a temperature of about 0 ° C to about 120 ° C.
  • the reaction may be performed in the presence of a solvent or a catalyst.
  • the solvent and the catalyst may be any conventionally known ones, and are not particularly limited.
  • Examples of the catalyst include a basic compound, an organic phosphorus compound, a tertiary amine, and a Lewis acid.
  • Examples of the basic compound include hydroxides of alkali metals and alkaline earth metals such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, and magnesium hydroxide.
  • organic phosphorus compound examples include tricyclohexylphosphine, tributylphosphine, trioctylphosphine, cyclohexyldiphenylphosphine, dicyclohexylphenylphosphine, butyldiphenylphosphine, dibutylphenylphosphine, octyldiphenylphosphine, dioctylphenylphosphine, triphenylphosphine, and the like. .
  • tertiary amine examples include trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, diazabicycloundecene, diazabicyclononene, 1-methylimidazole and the like.
  • Lewis acids include boron trifluoride, aluminum chloride, methyldichloroaluminum, dimethylchloroaluminum, trimethylaluminum, magnesium chloride, magnesium bromide, titanium tetrachloride, dichlorotitanium bistriflate, biscyclopentadienyl titanium bistriflate, Dichlorotitanium bisfluorosulfonate, tin tetrachloride, tin (II) bistriflate and the like.
  • the catalyst may be used alone or in combination of two or more.
  • Solvents for example, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, isopropyl cellosolve, butyl cellosolve, propylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, polyethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether and polyethylene glycol Glycol ether solvents such as dimethyl ether; ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, amyl acetate, ethyl lactate and methyl benzoate; aliphatic hydrocarbon solvents such as linear hexane, linear heptane and linear octane; cyclohexane and Alicyclic hydrocarbon solvents such as ethylcyclohexane; acetone Ketone solvents such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl
  • Step II In this step, an epoxy compound represented by the following formula (3) is used. (R 2 , R 3 and L are as described above) In this step, the compound represented by the above formula (1) is obtained by reacting with (meth) acrylic acid.
  • the reaction may be performed according to a conventionally known method.
  • the epoxy compound represented by the formula (3) may be reacted by adding at least 1 molar equivalent of (meth) acrylic acid.
  • the reaction temperature is not particularly limited, but a temperature that does not exceed the boiling point of the solvent used is preferable. For example, it may be performed at a temperature of about 0 ° C to about 110 ° C.
  • the reaction may be performed in the presence of a solvent, a catalyst, and a stabilizer.
  • the solvent, catalyst, and stabilizer are not particularly limited as long as they are conventionally known. As the solvent, those described above can be used.
  • Examples of the catalyst include an organic metal catalyst, a basic compound, an organic phosphorus compound, an amine catalyst, and a Lewis acid.
  • Examples of the basic compound include those described above.
  • Examples of the organometallic catalyst include, but are not particularly limited to, (meth) acrylates such as sodium (meth) acrylate and potassium (meth) acrylate, stannas diacetate, stannas dioctoate, and stannas diole.
  • Organic tin catalysts such as Ethate, Stanas dilaurate, Dibutyltin oxide, Dibutyltin diacetate, Dibutyltin dilaurate, Dibutyltin dichloride, Dioctyltin dilaurate, Aluminum acetylacetone, Aluminum acetylacetone, Copper acetylacetone, Copper acetylacetone, Zinc acetylacetonate, Beryllium acetylacetonechromium , Acetylacetone indium, acetylacetone manganese, acetylacetone molybdenum, acetylacetone titanium, acetylacetone cobalt, acetylacetone vanadium Arm, acetylacetone metal salts such as zirconium acetylacetonate and the like.
  • amine catalyst examples include, in addition to the above-mentioned tertiary amines and the like, pentamethyldiethylenetriamine, triethylamine, N-methylmorpholinebis (2-dimethylaminoethyl) ether, N, N, N ′, N ′′, N ′′- Pentamethyldiethylenetriamine, N, N, N'-trimethylaminoethyl-ethanolamine, bis (2-dimethylaminoethyl) ether, N-methyl-N'N'-dimethylaminoethylpiperazine, N, N-dimethylcyclohexylamine, Diazabicycloundecene, triethylenediamine, tetramethylhexamethylenediamine, N-methylimidazole, trimethylaminoethylpiperazine, tripropylamine, tetramethylammonium salt, tetraethylammonium salt, triphenyl
  • the stabilizer examples include a phenolic antioxidant, a phosphorus antioxidant, an amine antioxidant, and a sulfur antioxidant.
  • the phenolic antioxidant is not particularly limited, but includes, for example, p-methoxyphenol, di-tert-butyl-p-cresol, pyrogallol, tert-butylcatechol, 4,4-thiobis (3-methyl- Compounds selected from the group consisting of 6-tert-butylphenol), 2,2′-methylenebis (4-methyl-6-t-butylphenol), phenolic resins, and cresol resins.
  • Examples of the phosphorus-based antioxidant include, but are not particularly limited to, tris [2-[[2,4,8,10-tetrakis (1,1-dimethylethyl) dibenzo [d, f] [1, 3,2] dioxaphosphepin-6-yl] oxy] ethyl] amine, tris [2-[(4,6,9,11-tetra-tert-butyldibenzo [d, f] [1,3 2] dioxaphosphepin-2-yl) oxy] ethyl] amine, and ethyl bis (2,4-ditert-butyl-6-methylphenyl) phosphite.
  • amine antioxidant examples include, but are not particularly limited to, tri- or tetra-C1-3alkylpiperidine or a derivative thereof, bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) oxalate, , 2-Bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyloxy) ethane, phenylnaphthylamine, N, N'-diphenyl-1,4-phenylenediamine, N-phenyl-N'-cyclohexyl-1 , 4-phenylenediamine and the like.
  • a sulfur type antioxidant For example, dilauryl thiodipropionate, distearyl thiodipropionate, etc. are mentioned.
  • the stabilizers may be used alone or in combination of two or more.
  • the end point of the reaction was such that the peak of the starting compound disappeared according to a conventionally known method, for example, by thin layer chromatography (TLC), high performance liquid chromatography (HPLC), gas chromatography (GC), or the like. Can be confirmed.
  • purification may be performed according to a conventionally known method.
  • the product can be isolated by washing the organic layer with water and then removing the solvent. Further, vacuum distillation, activated carbon treatment, or the like may be used.
  • 1 molar equivalent of an alcohol compound represented by the above formula (4) and 1 molar equivalent of an epoxy compound represented by the above formula (5), 1 molar equivalent of potassium hydroxide, n-hexane Add 100 mass equivalents and stir at 20 ° C.
  • the reaction is completed by reacting for about 4 hours.
  • the progress of the reaction can be confirmed by monitoring the epoxy compound or the compound to be formed at this time by GC measurement or the like.
  • the organic layer is washed with water, and the solvent and unreacted raw materials present in the organic layer are distilled off under reduced pressure, whereby the epoxy compound represented by the above formula (3) can be obtained.
  • the compound of the present invention can provide a polymer having a repeating unit derived from addition polymerization of a (meth) acryl group.
  • the compound of the present invention has good compatibility with other compounds having a polymerizable group such as a (meth) acryl group (hereinafter, referred to as a polymerizable monomer or a hydrophilic monomer). Therefore, a colorless and transparent copolymer can be obtained by copolymerizing with the polymerizable monomer. It is also possible to polymerize alone.
  • the compound of the present invention has a terminal unsaturated bond in addition to the (meth) acryl group, after the copolymerization reaction with the other polymerizable monomer described above, the terminal unsaturated bond is polymerized to form a crosslinked structure. can do.
  • the reaction for polymerizing the terminal unsaturated bond to form a crosslinked structure can be carried out in the same step as the above-mentioned copolymerization reaction of the (meth) acrylic group if there is a sufficient initiator. Even in the case of the same step, a polymerization reaction of a terminal unsaturated bond occurs after a copolymerization reaction of a (meth) acryl group due to a difference in reactivity.
  • the compounding ratio of the compound of the present invention is based on the mass of the entire polymer.
  • the mass ratio of the repeating unit derived from the compound may be 10% or more.
  • the amount of the compound of the present invention is preferably 10 to 80 parts by mass, more preferably 10 to 60 parts by mass, based on 100 parts by mass of the total of the compound of the present invention and the polymerizable (hydrophilic) monomer. Is good.
  • the weight average molecular weight of the (co) polymer is not particularly limited, it may be from 1,000 to 1,000,000, preferably from 1,000 to 100,000 as measured by gel permeation chromatography (GPC). 000.
  • polymerizable (hydrophilic) monomers include, for example, (meth) acrylic acid, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, (poly) ethylene glycol dimethacrylate, polyalkylene glycol mono (meth) acrylate, Acrylic monomers such as alkylene glycol monoalkyl ether (meth) acrylate, trifluoroethyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, and 2,3-dihydroxypropyl (meth) acrylate; N, N-dimethylacrylamide; Acrylic acid derivatives such as N, N-diethylacrylamide, N-acryloylmorpholine, N-methyl (meth) acrylamide; other unsaturated aliphatic or aromatic compounds such as N-vinylpyrrolidone, for example, crotonic acid Cinnamic acid, vinyl benzoic acid; and the siloxane monomer having a polymerizable
  • the copolymerization of the compound of the present invention with the above-mentioned other polymerizable monomers may be performed by a conventionally known method.
  • the polymerization can be performed using a known polymerization initiator such as a thermal polymerization initiator or a photopolymerization initiator.
  • a known polymerization initiator such as a thermal polymerization initiator or a photopolymerization initiator.
  • the polymerization initiator include 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one, azobisisobutyronitrile, azobisdimethylvaleronitrile, benzoyl peroxide, tert-butyl hydroperoxide, cumene Hydroperoxide, 2,2′-azobis (2-methylpropionamidine) dihydrochloride and the like can be mentioned.
  • polymerization initiators can be used alone or in combination of two or more.
  • the compounding amount of the polymerization initiator is 0.001 to 2 parts by mass, preferably 0.01 to 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the total of the polymerization components.
  • the compounds of the present invention are suitable for producing medical materials such as ophthalmic devices, contact lenses, intraocular lenses, and artificial corneas.
  • the method for producing a medical material using the polymer is not particularly limited, and a conventionally known method for producing a medical material may be used. For example, when molding into a lens shape such as a contact lens or an intraocular lens, a cutting method, a mold method, or the like can be used.
  • Example 1 [Step I] 225.0 g of 2- (chloromethyl) -2-methyloxirane, 125.0 g of allyl alcohol, 225.0 g of n-hexane, and 68.2 g of potassium hydroxide were added to a 1 L three-necked eggplant flask equipped with a Dimroth and a thermometer. Then, the mixture was stirred at 20 ° C. for 10 hours. After the completion of the reaction, the resultant was washed three times with deionized water and distilled under reduced pressure to obtain a colorless transparent liquid. Yield 176.6 g. It was confirmed by 1H-NMR that the compound was a compound represented by the following formula (6A).
  • Step II In a 300 mL three-necked eggplant flask equipped with a Dimroth, thermometer, and dropping funnel, 50.0 g of the compound represented by the formula (6A) obtained in the above [Step I], 70.0 g of methacrylic acid, and 5.0 g of sodium methacrylate. was added, heated to 100 ° C., and aged for 4 hours. After the reaction, 100.0 g of toluene was added, and the mixture was washed three times with a 2M aqueous solution of sodium hydroxide and twice with deionized water. The solvent and unreacted raw materials were distilled off under reduced pressure at an internal temperature of 80 ° C. to give a colorless transparent liquid. I got Yield 67.3 g.
  • Example 2 [Step I] Step I of Example 1 was repeated except that allyl alcohol was changed to 220.0 g of allyl glycol to obtain a colorless transparent liquid by repeating Step I of Example 1. Yield 180.0 g. It was confirmed by 1H-NMR that the compound was a compound represented by the following formula (7A).
  • Step II of Example 1 was repeated except that the compound represented by the formula (6A) was changed to 67.2 g of the compound represented by the formula (7A) in Step II of Example 1, to obtain a colorless transparent liquid. Yield 67.3 g.
  • 1H-NMR confirmed that the compound was represented by the formula (7B).
  • the 1H-NMR data is shown below. 1.1 ppm (3H), 2.0 ppm (3H), 3.4 ppm (6H), 4.1 ppm (2H), 4.3 ppm (2H), 5.3 ppm (2H), 5.6 ppm (1H), 5 9.9 ppm (1H), 6.1 ppm (1H).
  • Comparative Example 1 The comparative compound used in Comparative Example 1 is a compound having a secondary hydroxyl group represented by the following formula (a), and includes an isomer having a primary hydroxyl group represented by the following formula (a ').
  • Comparative Example 2 The comparative compound used in Comparative Example 2 is allyl methacrylate (AMA), which has no hydroxyl group.
  • AMA allyl methacrylate
  • the equilibrium water content was significantly reduced after the second polymerization, and the elastic modulus was also significantly increased. Further, the hydrogel using the comparative compound having no hydroxyl group had a low equilibrium water content and insufficient hydrophilicity.
  • the hydrogel using the compound of the present invention having a tertiary hydroxyl group had a high equilibrium water content and a small decrease in the equilibrium water content even after the second polymerization. This is because when the unsaturated bond is polymerized, the secondary or primary hydroxyl group of the compound of Comparative Example 1 also reacts, whereas the tertiary hydroxyl group does not react. Since the compound of the present invention does not cause an unintentional crosslinking reaction of hydroxyl groups, it is possible to provide a hydrogel in which a decrease in the equilibrium water content and an unexpected increase in the elastic modulus are suppressed.
  • a hydrogel using the compound of the present invention can have beneficial hydrophilicity and sufficient strength.
  • the compound of the present invention improves the hydrophilicity and strength of the obtained hydrogel.
  • the compounds of the present invention are useful as monomers for the manufacture of medical materials such as ophthalmic devices, contact lenses, intraocular lenses, artificial corneas, and ophthalmic lenses.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)

Abstract

【課題】　本発明は、有益な親水性及び十分な強度を有する、医療用材料に好適な（メタ）アクリロイル化合物及びその製造方法を提供する。 【解決手段】　下記式（１）で表される化合物およびその製造方法。 （式中、Ｒ１は水素原子又はメチル基であり、Ｒ２は炭素数１～６の一価炭化水素基であり、Ｒ３は水素原子又はメチル基であり、Ｌは、エーテル結合を含んでよい、炭素数２～１０の二価炭化水素基である）。

Description

（メタ）アクリロイル化合物及びその製造方法
　本発明は（メタ）アクリロイル化合物に関する。詳細には、医療用材料に好適な（メタ）アクリロイル化合物及びその製造方法を提供する。
　従来、医療用材料に用いられるアクリロイル化合物として、Ｎ，Ｎ－ジメチルアクリルアミドや２－ヒドロキシエチルメタクリレートなど親水性を有するものが知られている。これらは他のアクリロイル化合物と相溶し、それらを（共）重合して得られるポリマーは高い透明性や強度、水への親和性を有するため、医療材料として好適である。また特許文献１及び２には、材料の強度をより望ましいものとするために、下記式（ａ）又は（ａ’）で表され、末端不飽和結合及び（メタ）アクリロイル基を有する化合物が記載されている。このような２官能性化合物は架橋成分として用いることができるほか、不飽和結合を利用することで様々な官能基や機能を導入することができる。また水酸基を有するため医療用材料等のハイドロゲル材料としても好適である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
特開昭５０－１２８７４０号公報 特開２００６－１９３４２９号公報
　しかし上記式（ａ）又は（ａ’）で表される化合物は、不飽和結合に他の官能基を導入する場合や２次的な架橋構造を形成する場合、分子内に存在する水酸基の反応性が高いため望ましくない副反応を起こすことがある。例えば、不飽和結合に対しラジカル付加により架橋構造を形成する場合、水酸基にラジカルが付加し、ヒドロキシラジカルによる架橋構造が形成され、予期せぬ硬度（弾性率の増加等）や、水酸基の減少による親水性低下がおきることがある。従って、上述したようなアクリロイル化合物では、有益な親水性及び十分な強度を有する医療用材料を提供することができない。
　本発明は、上記事情に鑑み、有益な親水性及び十分な強度を有する、医療用材料に好適な（メタ）アクリロイル化合物及びその製造方法を提供する。
　本発明者らは上記課題を解決する為に鋭意検討し、第３級水酸基を有する（メタ）アクリロイル化合物は、重合反応の際に第３級水酸基が反応を起こさない為、親水性に優れ且つ十分な強度を有する（共）重合体を提供できることを見出し、本発明を成すに至った。
　即ち、本発明は、下記式（１）で表される（メタ）アクリロイル化合物を提供する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 （式中、Ｒ１は水素原子又はメチル基であり、Ｒ２は炭素数１～６の一価炭化水素基であり、Ｒ３は水素原子又はメチル基であり、Ｌは、エーテル結合を含んでよい、炭素数２～１０の二価炭化水素基である）。
さらに本発明は、該（メタ）アクリロイル化合物の製造方法、該化合物から導かれる繰り返し単位を含む（共）重合体、及び該（共）重合体を含むハイドロゲル、医療用材料、特にはコンタクトレンズを提供する。
　本発明の（メタ）アクリロイル化合物は、分子内に（メタ）アクリロイル基の他に末端不飽和結合を有するため、（メタ）アクリロイルの重合に加えて不飽和結合の重合により架橋構造を形成し、好ましい強度を有する（共）重合体を提供する。また、第三級水酸基を有することで親水性モノマーとの相溶性に優れる。さらには、第三級水酸基が副反応を起こさない為、親水性に優れ且つ十分な強度を有する（共）重合体を提供できる。
　以下、本発明の（メタ）アクリロイル化合物について、詳細に説明する。
　本発明の化合物は上記式（１）で表される（メタ）アクリロイル化合物である。該化合物は、（メタ）アクリロイル基、末端不飽和結合、及び第三級水酸基を有することを特徴とする。該化合物は親水性モノマーとの相溶性に優れ、該化合物をモノマーまたは架橋剤とすることで、（共）重合体に好ましい強度を与えることができる。また、親水基となる水酸基が３級であることにより副反応を抑制できる。これらの特徴により、他の親水性モノマーとの相溶性を保ちつつ、（共）重合体の強度を向上できる。
　上記式（１）において、Ｒ１は水素原子又はメチル基である。好ましくはメチル基である。
　上記式（１）において、Ｒ２は炭素数１～６の一価炭化水素基である。一価炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等のアルキル基；シクロペンチル基、及びシクロヘキシル基等のシクロアルキル基；フェニル基等のアリール基等が挙げられる。Ｒ２は、好ましくは炭素数１～４のアルキル基であり、更に好ましくはメチル基である。
　上記式（１）において、Ｒ３は水素原子又はメチル基である。好ましくは水素原子である。
　上記式（１）において、Ｌはエーテル結合を含んでよい、炭素数２～１０の二価炭化水素基である。好ましくは、下記式（２）で表される基であり、ｎは１又は２である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 （＊および＊＊で示される部位は結合手である）。
　炭素数１～１０の二価炭化水素基としては、例えば、メチレン、エチレン、１，３－プロピレン、１－メチルプロピレン、１，１－ジメチルプロピレン、２－メチルプロピレン、１，２－ジメチルプロピレン、１，１，２－トリメチルプロピレン、１，４－ブチレン、２－メチル－１，４－ブチレン、２、２－ジメチル－１，４－ブチレン、３－メチル－１，４－ブチレン、２，２－ジメチル－１，４－ブチレン、２，３－ジメチル－１，４－ブチレン、２，２，３－トリメチル－１，４－ブチレン、１，５－ペンチレン、１，６－ヘキサニレン、１，７－ヘプタニレン、１，８－オクタニレン、１，９－ノナニレン、及び１，１０－デカニレン等が挙げられる。エーテル結合を含む基としては、例えば、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリエチレン－プロピレンオキサイド等のポリアルキレンオキサイドが挙げられる。好ましくは－ＣＨ２ＯＣＨ２－、または－ＣＨ２ＯＣ２Ｈ４ＯＣＨ２－である。
　以下、上記式（１）で示される化合物の製造方法を説明する。
本発明の製造方法は、下記式（３）で表されるエポキシ化合物と
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 （Ｒ２、Ｒ３、Ｌは上記の通りである）
（メタ）アクリル酸とを反応させて
上記式（１）で表される化合物を得る工程（以下、工程ＩＩという）を含む。
本発明の製造方法はさらに、下記式（４）で表されるアルコール化合物と
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 （Ｒ３は上記の通りであり、Ｌ’は単結合、又はエーテル結合を含んでよい、炭素数１～８の二価炭化水素基である）
下記式（５）で表されるエポキシ化合物とを反応させて
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 （Ｒ２は上記の通りであり、Ｘはハロゲン原子である）
上記式（３）で表されるエポキシ化合物を得る工程（以下、工程Ｉという）を含む。
以下、各工程について詳細に説明する。
工程Ｉ．
該工程は下記式（４）で表されるアルコール化合物と
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 （Ｒ３は上記の通りであり、Ｌ’は単結合、又はエーテル結合を含んでよい、炭素数１～８の二価炭化水素基である）
下記式（５）で表されるエポキシ化合物とを反応させて
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 （Ｒ２は上記の通りであり、Ｘはハロゲン原子である）
上記式（３）で表されるエポキシ化合物を得る工程である。
　上記式（４）においてＬ’は、上記した通り、エーテル結合を含んでよい、炭素数１～８の二価炭化水素基である。好ましくは、下記式（２’）で表される基であり、ｎ’は０又は１である。ｎ’が０とは、上記式（４）においてＬ’が単結合であることを意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 （＊および＊＊で示される部位は結合手である）
即ち、式（４）で表される基は、好ましくは下記（２’’）又は（２’’’）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
　上記式（５）においてＸは上述した通り、ハロゲン原子である。ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、及びヨウ素等が挙げられる。
　アルコール化合物とエポキシ化合物の反応は、従来公知の方法に従い行うことができる。例えば、アルコール化合物に１モル当量以上のエポキシ化合物を添加して反応させればよい。反応温度は特に制限されるものでないが、使用する溶媒の沸点を超えない程度の温度が好ましい。例えば、約０℃から約１２０℃の温度で行われるのがよい。該反応は溶媒や触媒の存在下で行ってもよい。溶媒及び触媒は従来公知のものであればよく、特に制限されるものでない。
　触媒は、例えば、塩基性化合物、有機リン系化合物、第３級アミン、及びルイス酸等が挙げられる。塩基性化合物としては例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属の水酸化物が挙げられる。有機リン系化合物としては例えば、トリシクロヘキシルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリオクチルホスフィン、シクロヘキシルジフェニルホスフィン、ジシクロヘキシルフェニルホスフィン、ブチルジフェニルホスフィン、ジブチルフェニルホスフィン、オクチルジフェニルホスフィン、ジオクチルフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィン等が挙げられる。第３級アミンとしては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、ジアザビシクロウンデセン、ジアザビシクロノネン、1-メチルイミダゾール等が挙げられる。ルイス酸としては例えば、三弗化ホウ素、塩化アルミニウム、メチルジクロロアルミニウム、ジメチルクロロアルミニウム、トリメチルアルミニウム、塩化マグネシウム、臭化マグネシウム、四塩化チタン、ジクロロチタンビストリフレート、ビスシクロペンタジエニルチタニウムビストリフレート、ジクロロチタニウムビスフルオロスルホネート、四塩化スズ、スズ（ＩＩ）ビストリフレート等が挙げられる。前記触媒は１種を単独で使用しても、２種以上を組合せて使用してもよい。
　溶媒は、例えば、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、イソプロピルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル及びポリエチレングリコールジメチルエーテル等のグリコールエーテル溶媒；酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル、乳酸エチル及び安息香酸メチル等のエステル系溶媒；直鎖ヘキサン、直鎖ヘプタン及び直鎖オクタン等の脂肪族炭化水素系溶媒；シクロヘキサン及びエチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素系溶媒；アセトン、メチルエチルケトン及びメチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒；ベンゼン、トルエン及びキシレン等の芳香族炭化水素溶媒；並びに石油系溶媒等が挙げられる。前記溶媒は１種を単独で使用しても、２種以上を組合せて使用してもよい。
工程ＩＩ.
　該工程は、下記式（３）で表されるエポキシ化合物と
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 （Ｒ２、Ｒ３、Ｌは上記の通りである）
（メタ）アクリル酸とを反応させて
上記式（１）で表される化合物を得る工程である。
　該反応は従来公知の方法に従い行えばよい。例えば、式（３）で表されるエポキシ化合物に（メタ）アクリル酸１モル当量以上を添加して反応させればよい。反応温度は特に制限されるものでないが、使用する溶媒の沸点を超えない程度の温度が好ましい。例えば、約０℃から約１１０℃の温度で行われるのがよい。該反応は溶媒や触媒、安定剤の存在下で行ってもよい。溶媒、触媒、及び安定剤は従来公知のものであればよく特に制限されるものでない。溶媒は前述したものが使用できる。
　触媒は、例えば、有機金属触媒、塩基性化合物、有機リン系化合物、アミン触媒、及びルイス酸等が挙げられる。塩基性化合物としては前述したものが例示される。有機金属触媒としては、特に限定するものではないが、例えば、（メタ）アクリル酸ナトリウム、（メタ）アクリル酸カリウム等の（メタ）アクリル酸塩、スタナスジアセテート、スタナスジオクトエート、スタナスジオレエート、スタナスジラウレート、ジブチル錫オキサイド、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジクロライド、ジオクチル錫ジラウレート等の有機スズ触媒や、アセチルアセトンアルミニウム、アセチルアセトン鉄、アセチルアセトン銅、アセチルアセトン亜鉛、アセチルアセトンベリリウム、アセチルアセトンクロム、アセチルアセトンインジウム、アセチルアセトンマンガン、アセチルアセトンモリブデン、アセチルアセトンチタン、アセチルアセトンコバルト、アセチルアセトンバナジウム、アセチルアセトンジルコニウム等のアセチルアセトン金属塩が例示される。アミン触媒としては、例えば、前述した第３級アミン等に加え、ペンタメチルジエチレントリアミン、トリエチルアミン、Ｎ－メチルモルホリンビス（２－ジメチルアミノエチル）エーテル、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”－ペンタメチルジエチレントリアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’－トリメチルアミノエチル－エタノールアミン、ビス（２－ジメチルアミノエチル）エーテル、Ｎ－メチル－Ｎ’Ｎ’－ジメチルアミノエチルピペラジン、Ｎ，Ｎ－ジメチルシクロヘキシルアミン、ジアザビシクロウンデセン、トリエチレンジアミン、テトラメチルヘキサメチレンジアミン、Ｎ－メチルイミダゾール、トリメチルアミノエチルピペラジン、トリプロピルアミン、テトラメチルアンモニウム塩、テトラエチルアンモニウム塩、トリフェニルアンモニウム塩等が挙げられる。前記触媒は１種を単独で使用しても、２種以上を組合せて使用してもよい。
　安定剤は、例えば、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、及びイオウ系酸化防止剤等が挙げられる。フェノール系酸化防止剤としては、特に限定するものではないが、例えば、ｐ－メトキシフェノール、ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－ｐ－クレゾール、ピロガロール、ｔｅｒｔ－ブチルカテコール、４，４－チオビス（３－メチル－６－ｔｅｒｔ－ブチルフェノール）、２，２’－メチレンビス（４－メチル－６－ｔ－ブチルフェノール）、フェノール樹脂類、及びクレゾール樹脂類からなる群より選択される化合物等が挙げられる。リン系酸化防止剤としては、特に限定するものではないが、例えば、トリス［２－［［２，４，８，１０－テトラキス（１，１－ジメチルエチル）ジベンゾ［ｄ，ｆ］［１，３，２］ジオキサホスフェピン－６－イル］オキシ］エチル］アミン、トリス［２－［（４，６，９，１１－テトラ－ｔｅｒｔ－ブチルジベンゾ［ｄ，ｆ］［１，３，２］ジオキサホスフェピン－２－イル）オキシ］エチル］アミン、および亜リン酸エチルビス（２，４－ジｔｅｒｔ－ブチル－６－メチルフェニル）等が挙げられる。アミン系酸化防止剤としては、特に限定するものではないが、例えば、トリ又はテトラＣ１－３アルキルピペリジン又はその誘導体、ビス（２，２，６，６－テトラメチル－４－ピペリジル）オギサレート、１，２－ビス（２，２，６，６－テトラメチル－４－ピペリジルオキシ）エタン、フェニルナフチルアミン、Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－１，４－フェニレンジアミン、Ｎ－フェニル－Ｎ’－シクロヘキシル－１，４－フェニレンジアミン等が挙げられる。イオウ系酸化防止剤としては、特に限定するものではないが、例えば、ジラウリルチオジプロピオネート、ジステアリルチオジプロピオネート等が挙げられる。前記安定剤は１種を単独で使用しても、２種以上を組合せて使用してもよい。
　上記いずれの反応においても、反応終点は、従来公知の方法に従い、例えば、薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）又はガスクロマトグラフィー（ＧＣ）等によって原料化合物のピークが消失したことで確認できる。反応終了後は、従来公知の方法に従い精製すればよい。例えば、有機層を水で洗浄した後、溶媒を除去することにより生成物を単離することができる。また減圧蒸留や活性炭処理などを使用してもよい。
　本発明の製造方法の一例としては、上記式（４）で表されるアルコール化合物１モル当量と上記式（５）で表されるエポキシ化合物１モル当量、水酸化カリウム１モル当量、ｎ－ヘキサン１００質量当量を添加し、２０℃で撹拌を行う。４時間程度反応させることにより反応は完結する。また、その際にエポキシ化合物あるいは生成する化合物をＧＣ測定等でモニタリングすることで反応の進行を確認できる。反応の完結後、有機層を水で洗浄し、有機層に存在する溶媒、未反応の原料を減圧留去することで上記式（３）で表されるエポキシ化合物を得ることができる。
　次いで、上記式（３）で表されるエポキシ化合物１モル当量、メタクリル酸２モル当量、メタクリル酸ナトリウム０．３モル当量を添加する。添加後、１００℃で加熱撹拌を行う。１０時間程度反応させることにより反応は完結する。また、その際にエポキシ化合物あるいは生成する化合物をＧＣ測定等でモニタリングすることで反応の進行を確認できる。反応の完結後、トルエン１００質量当量を添加し、有機層を水で洗浄し、有機層に存在する溶媒、未反応の原料を減圧留去することで上記式（１）で表されるアクリロイル化合物を得ることができる。
　本発明の化合物は（メタ）アクリル基の付加重合から導かれる繰り返し単位を有する重合体を与えることができる。本発明の化合物は、（メタ）アクリル基などの重合性基を有する他の化合物（以下、重合性モノマー、または親水性モノマーという）との相溶性が良好である。そのため、重合性モノマーと共重合することにより無色透明の共重合体を与えることができる。また、単独で重合することも可能である。
　また、本発明の化合物は（メタ）アクリル基に加えて末端不飽和結合を有するため、上述した他の重合性モノマーとの共重合反応の後、末端不飽和結合を重合させて架橋構造を形成することができる。この際、分子内に存在する第三級水酸基は反応しないため、平衡含水率の低下や弾性率の予期しない増加を抑制し、強度の高いハイドロゲルを与えることができる。尚、末端不飽和結合を重合させて架橋構造を形成する反応は、十分な開始剤があれば、上記（メタ）アクリル基の共重合反応と同一工程内で行うことができる。該同一工程とした場合においても、反応性の違いにより（メタ）アクリル基の共重合反応の後に、末端不飽和結合の重合反応がおこる。
　本発明の化合物と他の重合性（親水性）モノマーとの重合から導かれる繰返し単位を含む共重合体の製造において、本発明の化合物の配合割合は、ポリマー全体の質量に対して本発明の化合物から導かれる繰り返し単位の質量割合が１０％以上であればよい。より詳細には、本発明の化合物と重合性（親水性）モノマーとの合計１００質量部に対して本発明の化合物を好ましくは１０～８０質量部、より好ましくは１０～６０質量部となる量がよい。該（共）重合体の重量平均分子量は特に制限されるものでないが、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定した値として、１，０００～１，０００，０００、好ましくは１，０００～１００，０００を有するのがよい。
　他の重合性（親水性）モノマーとしては、例えば、（メタ）アクリル酸、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、（ポリ）エチレングリコールジメタクリレート、ポリアルキレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリアルキレングリコールモノアルキルエーテル（メタ）アクリレート、トリフルオロエチル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２，３―ジヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート等のアクリル系モノマー；Ｎ，Ｎ－ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジエチルアクリルアミド、Ｎ－アクリロイルモルホリン、Ｎ－メチル（メタ）アクリルアミド等のアクリル酸誘導体；Ｎ－ビニルピロリドン等、その他の不飽和脂肪族もしくは芳香族化合物、例えばクロトン酸、桂皮酸、ビニル安息香酸；及び（メタ）アクリル基などの重合性基を有するシロキサンモノマーが挙げられる。これらは１種単独でも、２種以上を併用してもよい。
　本発明の化合物と上記他の重合性モノマーとの共重合は従来公知の方法により行えばよい。例えば、熱重合開始剤や光重合開始剤など既知の重合開始剤を使用して行うことができる。該重合開始剤としては、２－ヒドロキシ－２－メチル－１－フェニル－プロパン－１－オン、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル、ベンゾイルパーオキサイド、ｔｅｒｔ－ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、２，２'－アゾビス(２－メチルプロピオンアミジン)２塩酸塩などがあげられる。これら重合開始剤は単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。重合開始剤の配合量は、重合成分の合計１００質量部に対して０．００１～２質量部、好ましくは０．０１～１質量部であるのがよい。
　本発明の化合物から導かれる繰返し単位を含む重合体は、親水性に優れる。また、該重合体から得られるハイドロゲルは強度および湿潤性に優れる。従って、本発明の化合物は、医療用材料、例えば、眼科デバイス、コンタクトレンズ、眼内レンズ、人工角膜を製造するのに好適である。該重合体を用いた医療用材料の製造方法は特に制限されるものでなく、従来公知の医療用材料の製造方法に従えばよい。例えば、コンタクトレンズ、眼内レンズなどレンズの形状に成形する際には、切削加工法や鋳型（モールド）法などを使用できる。
　以下、実施例及び比較例を示し、本発明をより詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。下記実施例において、１Ｈ－ＮＭＲ分析はＪＥＯＬ製のＥＣＳ４００を用い、測定溶媒として重クロロホルムを使用して実施した。
実施例１
［工程Ｉ］
　ジムロート、温度計を付けた１Ｌの三口ナスフラスコに、２－（クロロメチル)－２－メチルオキシラン２２５．０ｇ、アリルアルコール１２５．０ｇ、ｎ－ヘキサン２２５．０ｇ、水酸化カリウム６８．２ｇを添加し、２０℃で１０時間撹拌した。反応終了後に脱イオン水で３回洗浄し、減圧蒸留をおこなうことで、無色透明液体を得た。収量１７６．６ｇ。１Ｈ－ＮＭＲにより下記式（６Ａ）で表される化合物であることを確認した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
［工程ＩＩ］
　ジムロート、温度計、滴下漏斗を付けた３００ｍＬの三口ナスフラスコに、上記［工程Ｉ］で得た式（６Ａ）で表される化合物５０．０ｇ、メタクリル酸７０．０ｇ、メタクリル酸ナトリウム５．０ｇを添加し、１００℃まで加熱し、４時間熟成した。反応後にトルエンを１００．０ｇ添加し、２Ｍ水酸化ナトリウム水溶液で３回、脱イオン水で２回洗浄し、内温８０℃で溶媒および未反応の原料などを減圧留去することで無色透明液体を得た。収量６７．３ｇ。１Ｈ－ＮＭＲから式（６Ｂ）で表される化合物であることを確認した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
 以下に１Ｈ－ＮＭＲデータを示す。
１．１ｐｐｍ（３Ｈ）、２．０ｐｐｍ（３Ｈ）、３．４ｐｐｍ（２Ｈ）、４．１ｐｐｍ（２Ｈ）、４．３ｐｐｍ（２Ｈ）、５．３ｐｐｍ（２Ｈ）、５．６ｐｐｍ（１Ｈ）、５．９ｐｐｍ（１Ｈ）、６．１ｐｐｍ（１Ｈ）。
実施例２
［工程Ｉ］
　実施例１の工程Ｉにおいてアリルアルコールをアリルグリコール２２０．０ｇに替えた他は実施例１の工程Ｉを繰り返して無色透明液体を得た。収量１８０．０ｇ。１Ｈ－ＮＭＲにより下記式（７Ａ）で表される化合物であることを確認した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
［工程ＩＩ］
　実施例１の工程ＩＩにおいて式（６Ａ）で表される化合物を式（７Ａ）で表される化合物６７．２ｇに替えた他は実施例１の工程ＩＩを繰り返し、無色透明液体を得た。収量６７．３ｇ。１Ｈ－ＮＭＲから式（７Ｂ）で表される化合物であることを確認した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 以下に１Ｈ－ＮＭＲデータを示す。
１．１ｐｐｍ（３Ｈ）、２．０ｐｐｍ（３Ｈ）、３．４ｐｐｍ（６Ｈ）、４．１ｐｐｍ（２Ｈ）、４．３ｐｐｍ（２Ｈ）、５．３ｐｐｍ（２Ｈ）、５．６ｐｐｍ（１Ｈ）、５．９ｐｐｍ（１Ｈ）、６．１ｐｐｍ（１Ｈ）。
［比較例１］
　比較例１で使用した比較化合物は、下記式（ａ）で表される第二級水酸基を有する化合物であり、下記式（ａ’）で表される第一級水酸基を有する異性体を含む。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
［比較例２］
　比較例２で使用した比較化合物は、アリルメタクリレート（ＡＭＡ）であり、水酸基を有さない。
ハイドロゲルの製造例（実施例１～２、比較例１～２）
［第一の重合］
　上記実施例で得た各化合物又は比較化合物、メタクリル酸メチル（ＭＭＡ）、Ｎ、Ｎ－ジメチルアクリルアミド（ＤＭＡ）、Ｎ、Ｎ'－メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡ）、アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）を、表１に示す配合比で混合し、均一な溶液になるまで撹拌した。撹拌後Ｎ２によるバブリング５分間を行い、十分に脱気を行った後、ポリプロピレン製の鋳型（厚み２００μｍ）へと封入した。溶液を封入した鋳型を７０℃の窒素雰囲気下にあるオーブン中で４時間静置し、硬化させた。硬化後、鋳型から樹脂を取り出し、脱イオン水で洗浄し、ハイドロゲルフィルムを得た。得られたフィルムの各物性値を下記に示す方法に従い測定した。結果を表１に示す。
［第二の重合］
上記第一の重合工程で得られたハイドロゲルフィルムを１％の２，２’－アゾビス（２－メチルプロピオンアミジン）２塩酸塩（Ｖ－５０）水溶液に４時間浸漬させ、７０℃の窒素雰囲気下にあるオーブン中で６時間静置することで、さらに重合（硬化）させた。得られたハイドロゲルを２－プロパノール、脱イオン水で洗浄した。得られたフィルムの各物性値を下記に示す方法に従い測定した。結果を表１に示す。
ハイドロゲルの製造例（実施例３～４、比較例３～４）
　上記実施例で得た各化合物又は比較化合物、メタクリル酸メチル（ＭＭＡ）、Ｎ、Ｎ－ジメチルアクリルアミド（ＤＭＡ）、Ｎ、Ｎ'－メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡ）、アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）を、表２に示す配合比で混合し、均一な溶液になるまで撹拌した。撹拌後Ｎ２によるバブリング５分間を行い、十分に脱気を行った後、ポリプロピレン製の鋳型（厚み２００μｍ）へと封入した。溶液を封入した鋳型を７０℃の窒素雰囲気下にあるオーブン中で８時間静置し、硬化させた。硬化後、鋳型から樹脂を取り出し、２－プロパノール、脱イオン水で洗浄し、ハイドロゲルフィルムを得た。得られたフィルムの各物性値を下記に示す方法に従い測定した。結果を表２に示す。
［平衡含水率］
　フィルムを脱イオン水に２５℃で４８時間浸漬させた後、表面の水分を拭き取り、水和したフィルムの質量を計測した。次に水和したフィルムを５０℃のオーブンで４８時間、２５℃のオーブンで２４時間乾燥させ、乾燥フィルムの質量を計測した。平衡含水率は以下の式により算出した。
平衡含水率（％）＝１００×｛（水和フィルムの質量－乾燥フィルムの質量）／水和フィルムの質量｝
［弾性率］
　フィルムを脱イオン水に２５℃で４８時間浸漬させた後、表面の水分を拭き取り、水和したフィルムを作成した。該水和したフィルムのヤング弾性率をインストロン５９４３を用いて測定した。０．８ｃｍ×４．０ｃｍに切断されたフィルムを５０Ｎのロードセル、１ｃｍ／分のヘッド速度で測定を行い、縦軸に得られる応力、横軸にひずみをとった応力－ひずみ曲線の初期（直線部）の傾きを算出し、ヤング弾性率（ＭＰａ）とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000026
  
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000027
  
　表１に示す通り、第二級及び第一級水酸基を有する比較化合物を用いたハイドロゲルは、第二の重合後に平衡含水率が大きく低下し、さらに弾性率も著しく増加した。また、水酸基を有さない比較化合物を用いたハイドロゲルは、平衡含水率が低く親水性が不十分であった。一方で、第三級水酸基を有する本発明の化合物を用いたハイドロゲルは、平衡含水率が高く、さらに第二の重合後でも平衡含水率の低下は小さかった。
　これは不飽和結合が重合する際に、比較例１の化合物では第二級または第一級水酸基も反応してしまうのに対し、第三級水酸基は反応しないことによる。本発明の化合物では意図しない水酸基の架橋反応が起こらないため、平衡含水率の低下及び弾性率の予期せぬ増加を抑制したハイドロゲルを与えることができる。
　また、表２に示すように（メタ）アクリル基の重合および不飽和結合の反応を同一行程内で実施した場合も同様の結果が得られた。
　従って、本発明の化合物を用いたハイドロゲルは、有益な親水性を有し、且つ十分な強度を有することができる。
　本発明の化合物は得られるハイドロゲルの親水性や強度を改善する。本発明の化合物は、医療用材料、例えば、眼科用デバイス、コンタクトレンズ、眼内レンズ、人工角膜、及び眼鏡レンズ製造用モノマーとして有用である。

Claims (12)

  1. 　下記式（１）で表される化合物
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     （式中、Ｒ１は水素原子又はメチル基であり、Ｒ２は炭素数１～６の一価炭化水素基であり、Ｒ３は水素原子又はメチル基であり、Ｌは、エーテル結合を含んでよい、炭素数２～１０の二価炭化水素基である）。
  2. 　Ｒ１がメチル基である、請求項１記載の化合物。
  3. 　Ｌが下記式（２）で表され、ｎが１又は２である、請求項１又は２記載の化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     （＊および＊＊で示される部位は結合手である。）
  4. 　Ｒ２がメチル基である、請求項１～３のいずれか１項記載の化合物。
  5. 　請求項１～４のいずれか１項記載の化合物の（メタ）アクリル基の重合から導かれる繰り返し単位を含む（共）重合体。
  6. 　前記繰り返し単位の質量割合が（共）重合体の全質量に対し１０質量％以上である、請求項５記載の（共）重合体。
  7. 　請求項５または６記載の（共）重合体を含むハイドロゲル。
  8. 　請求項５または６記載の（共）重合体を含む医療用材料。
  9. 　下記式（１）で表される化合物
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     （式中、Ｒ１は水素原子又はメチル基であり、Ｒ２は炭素数１～６の一価炭化水素基であり、Ｒ３は水素原子又はメチル基であり、Ｌは、エーテル結合を含んでよい、炭素数２～１０の二価炭化水素基である）の製造方法であって、
    下記式（３）で表されるエポキシ化合物と
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
     （Ｒ２、Ｒ３、Ｌは上記の通りである）
    （メタ）アクリル酸とを反応させて
    上記式（１）で表される化合物を得る工程を含む、前記化合物の製造方法。
  10. 　Ｒ１がメチル基であり、Ｌが下記式（２）で表され、ｎが１又は２である、請求項９記載の製造方法
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
     （＊および＊＊で示される部位は結合手である）。
  11. 下記式（３）で表されるエポキシ化合物
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
     （Ｒ２、Ｒ３、Ｌは上記の通りである）の製造方法であって、
    下記式（４）で表されるアルコール化合物と
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
     （Ｒ３は上記の通りであり、Ｌ’ は単結合又は、エーテル結合を含んでよい、炭素数１～８の二価炭化水素基である）
    下記式（５）で表されるエポキシ化合物とを反応させて
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
     （Ｒ２は上記の通りであり、Ｘはハロゲン原子である）
    上記式（３）で表されるエポキシ化合物を得る工程を含む、前記化合物の製造方法。
  12. 　Ｌが下記式（２）で表され、ｎが１又は２である、請求項１１記載の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
     （＊および＊＊で示される部位は結合手である）。
PCT/JP2019/032817 2018-08-30 2019-08-22 （メタ）アクリロイル化合物及びその製造方法 WO2020045225A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19855107.9A EP3845571A4 (en) 2018-08-30 2019-08-22 (METH)ACRYLOYL COMPOUND AND METHOD FOR PRODUCTION
US17/270,940 US11919987B2 (en) 2018-08-30 2019-08-22 (Meth)acryloyl compound and a method for preparing the same
CN201980056365.7A CN112585175A (zh) 2018-08-30 2019-08-22 (甲基)丙烯酰基化合物和其制造方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-161673 2018-08-30
JP2018161673A JP7050630B2 (ja) 2018-08-30 2018-08-30 （メタ）アクリロイル化合物及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020045225A1 true WO2020045225A1 (ja) 2020-03-05

Family

ID=69645206

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/032817 WO2020045225A1 (ja) 2018-08-30 2019-08-22 （メタ）アクリロイル化合物及びその製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11919987B2 (ja)
EP (1) EP3845571A4 (ja)
JP (1) JP7050630B2 (ja)
CN (1) CN112585175A (ja)
WO (1) WO2020045225A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020246313A1 (ja) * 2019-06-06 2020-12-10 信越化学工業株式会社 シロキサン及びその製造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50128740A (ja) 1974-03-29 1975-10-11
JPH09151303A (ja) * 1995-09-25 1997-06-10 Nissan Chem Ind Ltd エポキシ樹脂組成物
JP2006193429A (ja) 2005-01-11 2006-07-27 Toray Ind Inc ビニル基含有化合物およびその製造方法
JP2014052401A (ja) * 2012-09-05 2014-03-20 Sumitomo Chemical Co Ltd 感光性樹脂組成物
JP2017500399A (ja) * 2013-12-26 2017-01-05 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー 非対称ポリエンを使用してエチレン系ポリマーを形成するための方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0615586B2 (ja) * 1984-05-25 1994-03-02 株式会社リコー 非水系樹脂分散液
JP3524181B2 (ja) * 1994-12-13 2004-05-10 ミネソタ マイニング アンド マニュファクチャリング カンパニー フィルム状接着剤
SG11201605119WA (en) * 2013-12-26 2016-07-28 Dow Global Technologies Llc Inhibitor combination for lithium salt-catalyzed transesterification process and method for removing lithium salt
US11485701B2 (en) * 2016-08-23 2022-11-01 Iowa State University Research Foundation, Inc. Insect repellent compounds and compositions, and methods thereof
CN109100918B (zh) * 2018-07-25 2020-08-04 深圳市华星光电技术有限公司 一种感光性树脂组合物及其制备方法和应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50128740A (ja) 1974-03-29 1975-10-11
JPH09151303A (ja) * 1995-09-25 1997-06-10 Nissan Chem Ind Ltd エポキシ樹脂組成物
JP2006193429A (ja) 2005-01-11 2006-07-27 Toray Ind Inc ビニル基含有化合物およびその製造方法
JP2014052401A (ja) * 2012-09-05 2014-03-20 Sumitomo Chemical Co Ltd 感光性樹脂組成物
JP2017500399A (ja) * 2013-12-26 2017-01-05 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー 非対称ポリエンを使用してエチレン系ポリマーを形成するための方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3845571A4

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020246313A1 (ja) * 2019-06-06 2020-12-10 信越化学工業株式会社 シロキサン及びその製造方法
JP2020200365A (ja) * 2019-06-06 2020-12-17 信越化学工業株式会社 シロキサン及びその製造方法
JP7145122B2 (ja) 2019-06-06 2022-09-30 信越化学工業株式会社 シロキサン及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US11919987B2 (en) 2024-03-05
EP3845571A4 (en) 2022-06-08
JP7050630B2 (ja) 2022-04-08
US20210324123A1 (en) 2021-10-21
JP2020033469A (ja) 2020-03-05
CN112585175A (zh) 2021-03-30
EP3845571A1 (en) 2021-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110494457B (zh) 聚硅氧烷单体及其制备方法
JP2021088689A (ja) シロキサン化合物及びその製造方法
JP7050630B2 (ja) （メタ）アクリロイル化合物及びその製造方法
JP7050583B2 (ja) ポリシロキサンモノマー及びその製造方法
JP7145122B2 (ja) シロキサン及びその製造方法
JP7411598B2 (ja) シロキサン化合物及びその製造方法
JP7145123B2 (ja) シロキサンの製造方法
JP7483649B2 (ja) シロキサン化合物及びその製造方法
US20240209155A1 (en) Siloxane compound and a method for preparing the same
JP5402934B2 (ja) シリコーンモノマー、その製造方法および用途
EP1253134B1 (en) Vinyl-polymerizable monomer having tertiary hydroxyl group and polymer
CN113906037B (en) Siloxane and preparation method thereof
WO2023062933A1 (ja) ポリシロキサン化合物及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19855107

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019855107

Country of ref document: EP

Effective date: 20210330