JP2007186512A - Fumaric acid derivative and ophthalmic lens using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はフマル酸誘導体およびそれを用いた眼用レンズに関する。さらに詳しくは、同一分子内に親水基とシリコン含有アルキル基を有するフマル酸誘導体であって、それを用いたコンタクトレンズまたは眼内レンズに関する。 The present invention relates to a fumaric acid derivative and an ophthalmic lens using the same. More specifically, the present invention relates to a contact lens or an intraocular lens which is a fumaric acid derivative having a hydrophilic group and a silicon-containing alkyl group in the same molecule.
医療用材料、特にコンタクトレンズまたは眼内レンズなどの眼用レンズ材料の分野において、その素材として用いることができる各種モノマーが検討されている。中でもフマル酸エステル系については、レンズに加工したときの透明性、機械的強度、酸素透過性などに優れた物性を示すことから、従来より多くの提案がなされている。これらの物性はそれぞれ眼用レンズが生体に直接接触して使用されるという関係ゆえに、その材料として用いられる物質が備えていなければならないとも言うべき特性である。 In the field of medical materials, particularly ophthalmic lens materials such as contact lenses or intraocular lenses, various monomers that can be used as the materials have been studied. Above all, the fumaric acid ester type has been proposed more than ever since it exhibits excellent physical properties such as transparency, mechanical strength and oxygen permeability when processed into a lens. Each of these physical properties is a characteristic that must be included in a substance used as a material for the ophthalmic lens because it is used in direct contact with a living body.
フマル酸は、白色の結晶性粉末であり食品添加剤、医薬原料、浴用剤などとして工業的に広く用いられている物質である。その化学構造式は不飽和結合を有する炭化水素基を挟んでカルボキシル基を2個有しており、このカルボキシル基にエステル結合により種々の置換基を導入することによって、フマル酸エステル系のコンタクトレンズ原料モノマーとして研究されてきた。例えば置換基に直鎖または分岐アルキル、シクロアルキルなどの疎水性のアルキルを有するジアルキルフマレートについては、特公平2−50450号、特公平6−85030号、特公平8−23630号などに、ホスホリルコリン基やヒドロキシアルキル基などの親水性置換基を導入したものについては、特許3240696号、特許3227811号、特許3612349号等において開示されている。また、シリコン含有アルキルを有するジ(シリコン含有アルキル)フマレートについては特公平6−77115号、特許3050586号、特許3453224号などに、フッ素置換アルキル基を有するジ(フルオロアルキル)フマレートについては特許3060586号にそれぞれ開示されている。 Fumaric acid is a white crystalline powder and is a substance widely used industrially as a food additive, a pharmaceutical raw material, a bath agent and the like. The chemical structural formula has two carboxyl groups across a hydrocarbon group having an unsaturated bond, and by introducing various substituents into the carboxyl group by ester bonds, a fumarate ester-based contact lens It has been studied as a raw material monomer. For example, for dialkyl fumarate having a hydrophobic alkyl group such as linear or branched alkyl or cycloalkyl as a substituent, phosphorylcholine is disclosed in JP-B-2-50450, JP-B-6-85030, JP-B-8-23630, etc. Those in which a hydrophilic substituent such as a group or a hydroxyalkyl group is introduced are disclosed in Japanese Patent No. 3240696, Japanese Patent No. 3227811, Japanese Patent No. 3612349, and the like. In addition, di- (silicon-containing alkyl) fumarate having a silicon-containing alkyl is disclosed in JP-B-6-77115, Japanese Patent No. 30505586, Japanese Patent No. 3453224, and the like. Respectively.
前記各種フマレートは置換基が基本的に同一の、いわゆる対称型である。これらのフマレートは主に酸素透過性の向上を目的として合成され、実際優れた特性を発揮している。一方、前記各公報中にも一部開示されているが、置換基が相異なるいわゆる非対称型についても研究され、例えばシリコン含有アルキルとフルオロアルキルとを有するフマレート(特公平6−25832号など)や、直鎖・分岐または環状アルキルとポリオキシエチレン鎖とを有するフマレート(特開平4−335007号など)、炭素数1〜20のアルキルとホスホリルコリンを有するフマレート(WO97/8177号など)をコンタクトレンズに用いた例がある。 The various types of fumarate are so-called symmetrical types in which the substituents are basically the same. These fumarate are synthesized mainly for the purpose of improving oxygen permeability and actually exhibit excellent characteristics. On the other hand, although partially disclosed in each of the above publications, so-called asymmetric types having different substituents have also been studied, for example, fumarate having silicon-containing alkyl and fluoroalkyl (Japanese Patent Publication No. 6-25832) and the like. , Fumarate having linear / branched or cyclic alkyl and polyoxyethylene chain (JP-A-4-335007 etc.), fumarate having C1-20 alkyl and phosphorylcholine (WO97 / 8177 etc.) as contact lenses There is an example used.
これらは、コンタクトレンズとして使用したときに必要な角膜への酸素供給を促進するだけでなく、適度な水濡れ性、光学材料としての透明性および、生体適合性、耐汚れ付着性などをも目的として、開発されているものである。 These not only promote oxygen supply to the cornea when used as a contact lens, but also aim for moderate water wettability, transparency as an optical material, biocompatibility, stain resistance, etc. Is being developed.
ところで、前記各公報により提案されているフマル酸エステルは、優れた酸素透過性を有するレンズ材料を提供することができるにもかかわらず、市場においては、シリコン含有メタクリレートもしくはポリジメチルシロキサン系マクロマーを用いたレンズ材料にその主流を譲っているのが現状である。コンタクトレンズ分野は、大きく分けて酸素透過性ハードレンズ、含水性ソフトコンタクトレンズ、そして近年上市されたシリコーンハイドロゲルソフトコンタクトレンズがあるが、酸素透過性ハードレンズやシリコーンハイドロゲルソフトコンタクトレンズにはシリコン含有メタクリレートもしくは前記マクロマーなどが用いられており、含水性ソフトコンタクトレンズにはアクリルアミド系モノマーやN−ビニルラクタム、2−ヒドロキシメチルメタクリレート、メタクリル酸などが用いられているのである。 By the way, although the fumaric acid ester proposed by the above publications can provide a lens material having excellent oxygen permeability, in the market, silicon-containing methacrylate or polydimethylsiloxane macromer is used. The current situation is that the mainstream of lens materials has been handed over. The contact lens field is broadly divided into oxygen-permeable hard lenses, hydrous soft contact lenses, and silicone hydrogel soft contact lenses that have been recently launched. Contained methacrylate or the macromer is used, and hydrated soft contact lenses use acrylamide monomers, N-vinyl lactam, 2-hydroxymethyl methacrylate, methacrylic acid, and the like.
このようにフマル酸エステルを実際に採用したレンズがなかなか製品化されない理由は、それを特定することは必ずしも適切ではないが、一つにはフマル酸エステル単独で用いるには原料コストが高くつき、他の汎用モノマーと組み合わせて用いるには、モノマー同士の相溶性に問題があることが挙げられる。すなわち、酸素透過性を向上させるにはシリコン含有アルキルを置喚基に有するフマル酸エステルを多量に用いることが望ましいが、レンズ材料の適度な水濡れ性を保証するためには、親水性モノマーを共重合させる必要がある。しかし、一般的にシリコン含有アルキルフマレートは親水性モノマーとの相溶性が良くないため、限られた組成比での使用に制限されるし、また含水性ソフトコンタクトレンズを得ようとする場合には、元々相溶性に問題があるだけでなく、併用するモノマー相互の重合反応性に差があるために均一なポリマーが得難く、特に含水後に白濁するなどの問題が生じやすいことが挙げられる。 The reason why a lens that actually employs a fumarate ester is not easily produced is that it is not always appropriate to specify it. When used in combination with other general-purpose monomers, there is a problem in compatibility between the monomers. That is, in order to improve oxygen permeability, it is desirable to use a large amount of a fumaric acid ester having a silicon-containing alkyl as a locating group. However, in order to guarantee an appropriate water wettability of the lens material, a hydrophilic monomer is used. It is necessary to copolymerize. However, since silicon-containing alkyl fumarate is generally not compatible with hydrophilic monomers, it is limited to use in a limited composition ratio, and when it is intended to obtain a hydrous soft contact lens. In addition to problems inherent in compatibility, it is difficult to obtain a uniform polymer due to a difference in polymerization reactivity between monomers used together, and problems such as white turbidity after water content are likely to occur.
本発明の目的は、前記従来技術に鑑みてなされたものであり、フマル酸誘導体モノマーを用いた場合の優れた特徴である透明性、機械的強度、酸素透過性などの利点を生かしつつ、他の併用モノマー特に親水性モノマー類との相溶性を向上させることのできる新規なフマル酸誘導体およびそれを用いたコンタクトレンズ又は眼内レンズなどの眼用レンズを提供することである。 The object of the present invention has been made in view of the above prior art, while taking advantage of advantages such as transparency, mechanical strength, oxygen permeability, etc., which are excellent characteristics when a fumaric acid derivative monomer is used. It is to provide a novel fumaric acid derivative capable of improving the compatibility with a combination monomer, particularly hydrophilic monomers, and an ophthalmic lens such as a contact lens or an intraocular lens using the same.
そして、本発明にあっては上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、フマル酸のカルボキシル基の一方に親水性置換基、他方にシリコン含有アルキルを導入することにより、前記目的を達成できることを見いだし、本発明を完成するに至った。 And, in the present invention, as a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the above object is achieved by introducing a hydrophilic substituent into one of the carboxyl groups of fumaric acid and introducing a silicon-containing alkyl into the other. The inventors have found what can be done and have completed the present invention.
すなわち本発明は、下記一般式(1)で表される親水基(R)及びシリコン含有アルキル基を有するフマル酸誘導体および、それを含む組成物を重合して得られることを特徴とする眼用レンズに関する。
Rは炭素数1〜10のヒドロキシアルキル基、−(CH2CH2O)m−A基(mは1〜10の整数、Aは水素、メチル又はエチルを示す)、下記式:
Y2は直鎖または分岐の炭素数3〜10のアルキレン、フェニレン、シクロヘキシレン、−(CH2CH2O)o−CH2CH2CH2−基(oは1から10の整数)、下記式:
X1、X2、X3はそれぞれ独立にメチル基、トリメチルシロキシ基、Si原子力が18個以下のオルガノシロキシ基を示す]That is, the present invention is obtained by polymerizing a fumaric acid derivative having a hydrophilic group (R) represented by the following general formula (1) and a silicon-containing alkyl group, and a composition containing the same. Related to lenses.
R is a hydroxyalkyl group having 1 to 10 carbon atoms, - (CH 2 CH 2 O ) m-A group (m is an integer of from 1 to 10, A is a hydrogen, methyl or ethyl), the following formula:
Y 2 is linear or branched alkylene having 3 to 10 carbon atoms, phenylene, cyclohexylene, — (CH 2 CH 2 O) o —CH 2 CH 2 CH 2 — group (where o is an integer of 1 to 10), formula:
X 1 , X 2 , and X 3 each independently represent a methyl group, a trimethylsiloxy group, or Si atomic energy represents 18 or less organosiloxy groups]
本発明のフマル酸誘導体は、分子構造中にシリコン含有アルキルを有することにより優れた酸素透過性を与え、他方親水性置換基を同一分子内に有することにより、他の親水性モノマーとの相溶性を向上させることができた。また、当該フマル酸誘導体を含有するモノマー組成物を重合することにより得られる眼用レンズは、ハードレンズとして構成した場合には高度の酸素透過性のみならず、表面親水性が高いレンズ材とすることができ、一方含水性レンズとして構成した場合には、併用する親水性モノマーとの相溶性に優れ、種々の混合比による組み合わせが可能で、含水率に依存しない高度の酸素透過性を満足させることができる。 The fumaric acid derivative of the present invention provides excellent oxygen permeability by having a silicon-containing alkyl in the molecular structure, while having compatibility with other hydrophilic monomers by having a hydrophilic substituent in the same molecule. Was able to improve. In addition, the ophthalmic lens obtained by polymerizing the monomer composition containing the fumaric acid derivative is a lens material having not only high oxygen permeability but also high surface hydrophilicity when configured as a hard lens. On the other hand, when it is configured as a water-containing lens, it is excellent in compatibility with the hydrophilic monomer used in combination, can be combined with various mixing ratios, and satisfies a high oxygen permeability independent of the water content. be able to.
以下、本発明のフマル酸誘導体およびその合成方法についてさらに詳細に説明する。本発明のフマル酸誘導体は、一般式(1):
Rは炭素数1〜10のヒドロキシアルキル基、−(CH2CH2O)m−A基(mは1〜10の整数、Aは水素、メチル又はエチルを示す)、下記式:
Y2は直鎖または分岐の炭素数3〜10のアルキレン、フェニレン、シクロヘキシレン、−(CH2CH2O)o−CH2CH2CH2−基(oは1から10の整数)、下記式:
X1、X2、X3はそれぞれ独立にメチル基、トリメチルシロキシ基、Si原子が18個以下のオルガノシロキシ基を示す]で示される。Hereinafter, the fumaric acid derivative of the present invention and the synthesis method thereof will be described in more detail. The fumaric acid derivative of the present invention has the general formula (1):
R is a hydroxyalkyl group having 1 to 10 carbon atoms, - (CH 2 CH 2 O ) m-A group (m is an integer of from 1 to 10, A is a hydrogen, methyl or ethyl), the following formula:
Y 2 is linear or branched alkylene having 3 to 10 carbon atoms, phenylene, cyclohexylene, — (CH 2 CH 2 O) o —CH 2 CH 2 CH 2 — group (where o is an integer of 1 to 10), formula:
X 1 , X 2 and X 3 each independently represent a methyl group, a trimethylsiloxy group or an organosiloxy group having 18 or less Si atoms.
前記一般式(1)のR−Y1−はフマル酸の一方のカルボキシル基に、親水性の置換基を導入したものであり、Y1が酸素(O)であるときはアルコール類とのエステル結合により、また−NR1−であるときは、一級乃至二級アミン類とのアミド結合を形成して親水性の置換基を導入するものである。このエステル結合やアミド結合はそれ自体で化合物に若干の親水性を付与するが、それに引き続く置換基Rによってさらに親水化を向上させる。R—Y 1 — in the general formula (1) is obtained by introducing a hydrophilic substituent into one carboxyl group of fumaric acid, and when Y 1 is oxygen (O), an ester with an alcohol. When it is -NR 1- by a bond, it forms an amide bond with a primary or secondary amine to introduce a hydrophilic substituent. This ester bond or amide bond itself imparts some hydrophilicity to the compound, but the subsequent substituent R further improves the hydrophilization.
前記Rの炭素数1〜10のヒドロキシアルキル基の例としては、2−ヒドロキシエチル、2−ヒドロキシプロピル、2−ヒドロキシブチル、5−ヒドロキシデカリル、6−ヒドロキシデカリルなどの−OHを1つ有するアルキルや、ジヒドロキシプロピル、ジヒドロキシブチル、トリヒドロキシプロピル、トリヒドロキシブチル、テトラヒドロキシペンチル、ペンタヒドロキシヘキシル、ヘキサヒドロキシヘプチルなどの分子内に−OHを2個以上有するアルキルがあげられる。また、−(CH2CH2O)m−A基(mは1〜10の整数、Aは水素、メチル又はエチルを示す)の例としては、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ノナエチレングリコール、2−メトキシエチレン、2−エトキシエチレン、ジエチレングリコールメチルエーテル、トリエチレングリコールメチルエーテルなどが上げられる。これらのうち、合成反応の容易性、精製工程の簡略化などの理由から、2−ヒドロキシエチル、2−メトキシエチレン、ジエチレングリコール、(2−メトキシエトキシ)エチレン、トリエチレングリコール、[2−(2−メトキシエトキシ)エトキシ]エチレンが好ましい。これらは市販品として入手が容易でもあり、コスト低減を図ることができる。Examples of the hydroxyalkyl group having 1 to 10 carbon atoms of R include one —OH such as 2-hydroxyethyl, 2-hydroxypropyl, 2-hydroxybutyl, 5-hydroxydecalyl, 6-hydroxydecalyl and the like. And alkyl having two or more —OH in the molecule, such as dihydroxypropyl, dihydroxybutyl, trihydroxypropyl, trihydroxybutyl, tetrahydroxypentyl, pentahydroxyhexyl, hexahydroxyheptyl, and the like. Also, - (CH 2 CH 2 O ) m-A group (m is an integer of from 1 to 10, A is a hydrogen, methyl or ethyl) as an example of, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, Nonaechiren Examples include glycol, 2-methoxyethylene, 2-ethoxyethylene, diethylene glycol methyl ether, and triethylene glycol methyl ether. Of these, 2-hydroxyethyl, 2-methoxyethylene, diethylene glycol, (2-methoxyethoxy) ethylene, triethylene glycol, [2- (2- Methoxyethoxy) ethoxy] ethylene is preferred. These can be easily obtained as commercial products, and cost reduction can be achieved.
一般式(1)におけるY2は、フマル酸のカルボキシル基とシリコン含有アルキルとを結合する基である。ここで、直鎖または分岐の炭素数3〜10のアルキレンとしては、プロピレン、n−ブチレン、ペンチレン、ヘキシレン、イソプロピレン、イソブチレンなどがあげられる。また前記以外にフェニレンやシクロヘキシレン、−(CH2CH2O)o−CH2CH2CH2−基(oは1から10の整数)、或いは下記式:
前記式(1)のX1、X2、X3は、それぞれ独立にメチル、トリメチルシロキシ、ペンタメチルジシロキシ、メチルビス(トリメチルシロキシ)シロキシ、トリス(ペンタメチルシロキシ)シロキシ、トリメチルシロキシジメチルシロキシ、メチルビス(トリメチルシロキシ)シロキシ、モノ[メチルビス(トリメチルシロキシ)シロキシ]ビス(トリメチルシロキシ)シロキシ、トリス[メチルビス(トリメチルシロキシ)シロキシ]シロキシ、モノ[メチルビス(トリメチルシロキシ)シロキシ]ビス(トリメチルシロキシ)シロキシ、ノナメチルテトラシロキシ、ペンタデカメチルヘプタシロキシ、ヘプタコサメチルトリデカシロキシ、トリス(ペンタメチルジシロキシ)シロキシ、ノナメチルテトラシロキシウンデシルメチルペンタシロキシ、ノナキス(トリメチルシロキシ)テトラシロキシ、などのSi原子が18個以下のオルガノシロキシ基が挙げられる。また、オルガノシロキシ基の末端がメチル、エチル、ブチル、アミルなどのアルキルや、これらの水素がフッ素置換されたアルキルであっても良い。前記例示のうちで、入手が容易な点で、トリメチルシロキシ基が好ましい。X 1 , X 2 and X 3 in the formula (1) are each independently methyl, trimethylsiloxy, pentamethyldisiloxy, methylbis (trimethylsiloxy) siloxy, tris (pentamethylsiloxy) siloxy, trimethylsiloxydimethylsiloxy, methylbis (Trimethylsiloxy) siloxy, mono [methylbis (trimethylsiloxy) siloxy] bis (trimethylsiloxy) siloxy, tris [methylbis (trimethylsiloxy) siloxy] siloxy, mono [methylbis (trimethylsiloxy) siloxy] bis (trimethylsiloxy) siloxy, nona Methyltetrasiloxy, pentadecamethylheptacyloxy, heptacosamethyltridecacyloxy, tris (pentamethyldisiloxy) siloxy, nonamethyltetrasiloxyundecylmethyl Ntashirokishi, Nonakisu (trimethylsiloxy) tetrasiloxy include organosiloxy group Si atoms 18 or less, such as. Moreover, the terminal of the organosiloxy group may be alkyl such as methyl, ethyl, butyl, amyl, or the like, or alkyl in which these hydrogens are fluorine-substituted. Among the above examples, a trimethylsiloxy group is preferable because it is easily available.
本発明のフマル酸誘導体は一例として以下の反応により合成することができる。まず、無水マレイン酸と親水性置換基として導入したい置換基を有するアルコールもしくは多価アルコールとを開環付加反応してマレイン酸モノエステルを得る。得られたマレイン酸モノエステルに塩化チオニルの存在下でフマル酸モノエステルに異性化し、さらに該フマル酸モノエステルをクロライド化する(参照特開平9−77861号、特開2002−265417号など)。こうして得られたフマル酸モノエステルクロライドと、シリコン含有アルキル基を有するアルコールとを反応させて目的とするフマル酸ジエステルを合成するものである。 The fumaric acid derivative of the present invention can be synthesized by the following reaction as an example. First, maleic acid monoester is obtained by ring-opening addition reaction between maleic anhydride and an alcohol or polyhydric alcohol having a substituent to be introduced as a hydrophilic substituent. The resulting maleic acid monoester is isomerized to a fumaric acid monoester in the presence of thionyl chloride, and the fumaric acid monoester is further chlorinated (see JP-A-9-77861, JP-A-2002-265417, etc.). The fumaric acid monoester chloride thus obtained is reacted with an alcohol having a silicon-containing alkyl group to synthesize the desired fumaric acid diester.
より具体的には、下反応式に示す合成経路を採用することができる。 More specifically, a synthetic route shown in the following reaction formula can be adopted.
前記アルコールもしくは多価アルコールの例としては、2−メトキシエタール、2(2−メトキシエトキシ)エタノール、2−[2−(2−メトキシエトキシ)エトキシ]エタノール、1−メトキシ−2−プロパノール、2(2−メトキシプロポキシ)プロパノール、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール、4−メトキシ−4−メチル−2−ペンタノール、メトキシフェノール、2−メトキシ−4−メチルフェノール、4−メトキシベンジルアルコール、2−エトキシエタノール、2(2−エトキシエトキシ)エタノール、2−(ジメチルアミノ)エタノール、2−(2−オキソピロリジニル)エタノールなどのアルコール類の他、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなどの多価アルコールがあげられる。また、無水マレイン酸とアミド結合を形成して開環付加反応を形成するものとして、2−メトキシエチルアミン、3−メトキシブチルアミンなどのアミン類を用いることもできる。これらのうち入手が容易でコストの観点から、2−メトキシエタール、2(2−メトキシエトキシ)エタノール、2−[2−(2−メトキシエトキシ)エトキシ]エタノール、ヒドロキシエチルピロリドンが好ましい。 Examples of the alcohol or polyhydric alcohol include 2-methoxyether, 2 (2-methoxyethoxy) ethanol, 2- [2- (2-methoxyethoxy) ethoxy] ethanol, 1-methoxy-2-propanol, 2 ( 2-methoxypropoxy) propanol, 3-methoxy-3-methyl-1-butanol, 4-methoxy-4-methyl-2-pentanol, methoxyphenol, 2-methoxy-4-methylphenol, 4-methoxybenzyl alcohol, In addition to alcohols such as 2-ethoxyethanol, 2 (2-ethoxyethoxy) ethanol, 2- (dimethylamino) ethanol, 2- (2-oxopyrrolidinyl) ethanol, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene Glycol, 1, - butanediol, 1,4-butanediol, polyhydric alcohols such as 1,6-hexanediol and the like. Moreover, amines, such as 2-methoxyethylamine and 3-methoxybutylamine, can also be used as those that form an amide bond with maleic anhydride to form a ring-opening addition reaction. Of these, 2-methoxyether, 2 (2-methoxyethoxy) ethanol, 2- [2- (2-methoxyethoxy) ethoxy] ethanol, and hydroxyethylpyrrolidone are preferable from the viewpoint of easy availability and cost.
この無水マレイン酸の開環付加反応は容易に進行するが、上記アルコール等は、無水マレイン酸1モルに対して0.8〜1.2のモル比の範囲、さらに好ましくは0.9〜1.1の範囲で用いることが望ましい。モル比0.8未満では反応の収率が低下し、モル比1.2より多くすると副反応が起こりやすいからである。また反応時の温度は40〜150℃の範囲が、反応時間は、1〜6時間の範囲が好ましい。前記温度未満では反応の進行が遅く、前記温度より高いと副反応が起こり易いからである。この時反応を均一に進行させるためにテトラヒドロフラン、トルエン、ベンゼン、アセトン、酢酸エチル、ジエチルエーテル、イソプロピルエーテルなどの反応溶媒や、トリエチルアミンをはじめとする三級アミン類などの反応触媒を適量用いることが好ましい。 Although this ring-opening addition reaction of maleic anhydride proceeds easily, the alcohol and the like are in a molar ratio range of 0.8 to 1.2, more preferably 0.9 to 1 with respect to 1 mol of maleic anhydride. It is desirable to use within the range of .1. This is because if the molar ratio is less than 0.8, the reaction yield decreases, and if the molar ratio exceeds 1.2, side reactions are likely to occur. The temperature during the reaction is preferably in the range of 40 to 150 ° C., and the reaction time is preferably in the range of 1 to 6 hours. If the temperature is lower than the temperature, the reaction proceeds slowly, and if the temperature is higher than the temperature, side reactions are likely to occur. At this time, an appropriate amount of a reaction solvent such as tetrahydrofuran, toluene, benzene, acetone, ethyl acetate, diethyl ether, isopropyl ether or a tertiary amine such as triethylamine should be used in order to make the reaction proceed uniformly. preferable.
次いで異性化反応に用いる塩化チオニルは、後工程のフマル酸のクロライド化反応にも兼用される。この使用量としては、マレイン酸モノエステル1モルに対して2〜10のモル比の範囲、さらに好ましくは3〜5の範囲で用いることが望ましい。モル比2未満では反応の収率が低下し、モル比10より多くすると副反応が起こりやすいからである。また反応時の温度は20〜110℃の範囲が、反応時間は、1〜6時間の範囲が好ましい。前記温度未満では反応の進行が遅く、前記温度より高いと副反応が起こり易いからである。 Next, thionyl chloride used for the isomerization reaction is also used for the fumaric acid chloride reaction in the subsequent step. The amount used is preferably in the range of 2 to 10 mole ratio, more preferably in the range of 3 to 5 with respect to 1 mole of maleic acid monoester. This is because if the molar ratio is less than 2, the reaction yield decreases, and if the molar ratio exceeds 10, the side reaction tends to occur. The temperature during the reaction is preferably in the range of 20 to 110 ° C., and the reaction time is preferably in the range of 1 to 6 hours. If the temperature is lower than the temperature, the reaction proceeds slowly, and if the temperature is higher than the temperature, side reactions are likely to occur.
こうしてフマル酸モノエステルクロライドを得た後、必要であれば過剰の塩化チオニルは減圧等により留去して反応系より除く。次いで、もう一つの置換基であるシリコン含有アルキル基を導入する目的により、前記酸クロライドと反応させるためのシリコン含有アルキル基を有するアルコールを添加する。 After obtaining the fumaric acid monoester chloride in this way, if necessary, excess thionyl chloride is distilled off under reduced pressure or the like and removed from the reaction system. Next, an alcohol having a silicon-containing alkyl group for reacting with the acid chloride is added for the purpose of introducing another substituent, a silicon-containing alkyl group.
このシリコン含有アルキル基を有するアルコールの具体例としては、2−トリメチルシリルエタノール、3−トリメチルシリルプロパノール、3−ペンタメチルジシロキサニルプロパノール、3−ヘプタメチルトリシロキサニルプロパノール、3−ビス(トリメチルシロキシ)シリルプロパノール、3−トリス(トリメチルシロキシ)シリルプロパノール、4−トリス(トリメチルシロキシ)シリルブタノール、5−トリス(トリメチルシロキシ)シリルペンタノール、3−トリス(トリメチルシロキシ)シリルプロピル−3−フェノール、3−トリス(トリメチルシロキシ)シリルプロピル−3−シクロヘキサノールなどの他、3−トリス(トリメチルシロキシ)シリルプロピルに−(CH2CH2O)o−CH2CH2CH2−基(oは1から10の整数)、或いは下記式を
前記酸クロライドと反応させるためのシリコン含有アルキル基を有するアルコールを添加するに際して、反応を均一に進めるために溶媒を添加したり、触媒としての三級アミンを添加するのが好ましい。これら溶媒の例としては、テトラヒドロフランやベンゼン、トルエン、ヘキサン、アセトン、酢酸エチル、ジエチルエーテル、イソプロピルエーテル、クロロホルム、塩化メチレンなどが、三級アミンとしてはトリエチルアミンなどがあげられる。三級アミンの使用量としては、フマル酸クロリド1モルに対して1.0〜2.0のモル比の範囲、さらに好ましくは1.2〜1.5の範囲で用いることが望ましい。 When adding an alcohol having a silicon-containing alkyl group for reacting with the acid chloride, it is preferable to add a solvent or a tertiary amine as a catalyst in order to proceed the reaction uniformly. Examples of these solvents include tetrahydrofuran, benzene, toluene, hexane, acetone, ethyl acetate, diethyl ether, isopropyl ether, chloroform, methylene chloride, and the tertiary amine includes triethylamine. The amount of tertiary amine used is desirably in the range of a molar ratio of 1.0 to 2.0, more preferably in the range of 1.2 to 1.5, with respect to 1 mol of fumaric acid chloride.
また、前記酸クロライドとシリコン含有アルキル基を有するアルコールとの混合比は、酸クロライド1モルに対して0.5〜1.5の範囲が好ましい。1.5より多いまたは、0.5より少ないと目的化合物の生成量が少ないという問題が生じうるからである。なお、反応温度ならびに反応時間は、−10〜20℃と1〜6時間であり、好ましくは0〜5℃と1〜2時間である。 The mixing ratio of the acid chloride and the alcohol having a silicon-containing alkyl group is preferably in the range of 0.5 to 1.5 with respect to 1 mol of acid chloride. This is because when the amount is more than 1.5 or less than 0.5, there is a problem that the amount of the target compound produced is small. In addition, reaction temperature and reaction time are -10-20 degreeC and 1 to 6 hours, Preferably they are 0-5 degreeC and 1-2 hours.
前記異性化方法については、前記塩化チオニルを用いる以外に、シス−トランス異性化触媒として、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などのハロゲンやp−トルエンスルホン酸などの有機酸、アセチルクロリドやベンゼンスルホニルクロリド、ピペリジンやモルフォリン、ジエチルアミンのような塩基、トリエチルホスフェイトやトリフェニルホスフィンなどのリン化合物、チオ尿素などを用いる方法(特開昭58−18335号参照)や、テトラメチルアンモニウムブロミド、テトラエチルアンモニウムブロミドなどの4級アンモニウムを用いる方法(特開昭60−181047号参照)、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、イリジウム、白金などを異性化触媒として用いる方法(再公表WO01/060780号参照)などがある。さらに、リチウム、ナトリウムなどのアルカリ金属やジブチル錫オキシド、ジブチル錫ジアセテートなどの有機金属化合物を触媒として用いたエステル交換反応による方法(特開平9−255622号参照)をも例示することができる。いずれの方法を採用するかは目的とするフマル酸ジエステルの収率や製造コストを考慮して選択すればよいが、塩化チオニルを用いる方法を採用した方が、フマル酸クロリドの溶媒に対する溶解性が高いこと、続くエステル化反応、あるいはアミド化反応を均一系で行えるとの理由により本発明の非対称型のフマル酸ジエステルを合成する上で都合が良い。 As for the isomerization method, in addition to using the thionyl chloride, as a cis-trans isomerization catalyst, halogen such as fluorine, chlorine, bromine and iodine, organic acid such as p-toluenesulfonic acid, acetyl chloride and benzenesulfonyl chloride , A method using a base such as piperidine, morpholine or diethylamine, a phosphorus compound such as triethyl phosphate or triphenyl phosphine, thiourea, etc. (see JP-A-58-18335), tetramethylammonium bromide, tetraethylammonium bromide There are a method using quaternary ammonium such as JP-A-60-181047 and a method using ruthenium, rhodium, palladium, iridium, platinum, etc. as an isomerization catalyst (see WO01 / 060780). Furthermore, a method by transesterification using an alkali metal such as lithium or sodium or an organometallic compound such as dibutyltin oxide or dibutyltin diacetate as a catalyst (see JP-A-9-255622) can also be exemplified. Which method should be adopted may be selected in consideration of the yield and production cost of the desired fumaric acid diester, but the method using thionyl chloride is more soluble in fumaric acid chloride in the solvent. It is convenient in synthesizing the asymmetric type fumaric acid diester of the present invention because it is expensive and the subsequent esterification reaction or amidation reaction can be carried out in a homogeneous system.
上記工程により得られたフマル酸ジエステルは、他の共重合可能なモノマーと組み合わせることによりコンタクトレンズや眼内レンズなどの眼用レンズ材料とすることができる。以下コンタクトレンズ材料を例に記載するが、基本的に眼内レンズとして用いることも可能である。 The fumaric acid diester obtained by the above process can be used as an ophthalmic lens material such as a contact lens or an intraocular lens by combining with another copolymerizable monomer. Hereinafter, a contact lens material will be described as an example, but it can basically be used as an intraocular lens.
コンタクトレンズとしては酸素透過性ハードコンタクトレンズとしての用途と、含水性ソフトコンタクトレンズとしての用途などが考えられ、それぞれの用途に応じて組み合わせる他のモノマー並びに組成比が変更される。いずれの用途であっても、本発明のフマル酸ジエステル以外に架橋成分として多官能(メタ)アクリレートを用いることが好ましい。レンズとしての機械的強度ならびに未反応モノマーなどの溶出を防止するためである。具体的には、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、アリル(メタ)アクリレート、ジアリルフタレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ジビニルベンゼンなどがあげられ、これらのうちから1種以上を選択して使用するのが好ましい。また、その使用量は全モノマー混合物の100重量部に対して0.01〜10重量部の範囲が好ましい。 As the contact lens, an application as an oxygen-permeable hard contact lens, an application as a hydrous soft contact lens, and the like can be considered, and other monomers and composition ratios to be combined are changed according to each application. In any application, it is preferable to use polyfunctional (meth) acrylate as a crosslinking component in addition to the fumaric acid diester of the present invention. This is for preventing mechanical strength as a lens and elution of unreacted monomers. Specific examples include ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, allyl (meth) acrylate, diallyl phthalate, trimethylolpropane trimethacrylate, and divinylbenzene. It is preferable to use one or more selected from these. The amount used is preferably in the range of 0.01 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total monomer mixture.
そしてハードコンタクトレンズとして用いる場合には、本発明のフマル酸ジエステル以外にこれと共重合可能なモノマー成分として、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、テトラフルオロエチル(メタ)アクリレート、ペンタフルオロプロピル(メタ)アクリレート、ヘキサフルオロプロピル(メタ)アクリレート、ヘキサフルオロブチル(メタ)アクリレートなどのフッ素置換アルキル(メタ)アクリレートがあげられ、これらのうちから1種以上を選択して使用するのが好ましい。これらのフッ素系モノマーはコンタクトレンズへの汚れ付着防止に有効な成分として従来公知である。この使用量は一般に全モノマー中に0〜50重量%の割合で添加される。 When used as a hard contact lens, in addition to the fumaric acid diester of the present invention, monomer components copolymerizable therewith include trifluoroethyl (meth) acrylate, tetrafluoroethyl (meth) acrylate, and pentafluoropropyl (meth). Fluorine-substituted alkyl (meth) acrylates such as acrylate, hexafluoropropyl (meth) acrylate, hexafluorobutyl (meth) acrylate and the like can be mentioned, and it is preferable to use one or more selected from these. These fluorine-based monomers are conventionally known as effective components for preventing adhesion of dirt to contact lenses. This amount is generally added in a proportion of 0 to 50% by weight in the total monomer.
また、コンタクトレンズの硬度や機械的強度を向上させるために、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、t−ブチルメタクリレートなどのメタクリレートモノマーや、スチレン、t−ブチルスチレン、α−メチルスチレンなどの芳香族ビニルモノマーがあげられ、これらのうちから1種以上を選択して使用するのが好ましい。これらのモノマーは一般に全モノマー中に0〜30重量%の割合で添加される。 In order to improve the hardness and mechanical strength of contact lenses, methacrylate monomers such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, and t-butyl methacrylate, and aromatic vinyl monomers such as styrene, t-butyl styrene, and α-methyl styrene are used. It is preferable to use one or more selected from these. These monomers are generally added in a proportion of 0 to 30% by weight in the total monomers.
さらに、フマル酸ジエステルとともに併用しても酸素透過性を低下させることのない従来公知の有機シロキサンモノマーを使用することもできる。具体的には、トリメチルシリルメチル(メタ)アクリレート、ペンタメチルジシロキサニルメチル(メタ)アクリレート、トリス(トリメチルシロキシ)シリルエチル(メタ)アクリレート、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、メチルビス(トリメチルシロキシ)シリルエチル(メタ)アクリレート、トリス(ペンタメチルジシロキサニルオキシ)シリルプロピル(メタ)アクリレートなどがあり、これらのうちから1種以上を選択して使用するのが好ましい。これらは、全モノマー中に0〜50重量%の割合で添加される。 Furthermore, conventionally known organosiloxane monomers that do not decrease oxygen permeability even when used in combination with fumaric acid diesters can also be used. Specifically, trimethylsilylmethyl (meth) acrylate, pentamethyldisiloxanylmethyl (meth) acrylate, tris (trimethylsiloxy) silylethyl (meth) acrylate, tris (trimethylsiloxy) silylpropyl (meth) acrylate, methylbis (trimethyl) There are siloxy) silylethyl (meth) acrylate, tris (pentamethyldisiloxanyloxy) silylpropyl (meth) acrylate, etc., and it is preferable to use one or more selected from these. These are added in a proportion of 0 to 50% by weight in the total monomers.
さらにまた、レンズ表面の涙濡れ性を向上させるため、或いは含水性コンタクトレンズを得るために、他の親水性モノマーを使用することもできる。具体的には、(メタ)アクリル酸、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N−ビニルピロリドンなどがあり、これらのうちから1種以上を選択して使用するのが好ましい。置換基にシリコン含有アルキルを有するモノマーは一般に親水性モノマーとの相溶性が悪く自由な組み合わせが困難となることが多いが、本発明のフマル酸ジエステルは一方の置換基にシリコン含有アルキルを有しつつ、他方の置換基には親水性基を有するので、親水性モノマーと混合しても、相溶性が問題となることなく、従来よりもより自由度の高い組成比にて配合が可能である。 Furthermore, in order to improve the tear wettability of the lens surface or to obtain a hydrous contact lens, other hydrophilic monomers can be used. Specifically, (meth) acrylic acid, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, glycerol (meth) acrylate, (meth) acrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N, N -Dimethylaminoethyl acrylate, N, N-dimethylaminopropylacrylamide, N-vinylpyrrolidone and the like, and one or more of these are preferably selected and used. Monomers having a silicon-containing alkyl as a substituent generally have poor compatibility with hydrophilic monomers and are difficult to freely combine, but the fumaric acid diester of the present invention has a silicon-containing alkyl as one substituent. On the other hand, since the other substituent has a hydrophilic group, even if mixed with a hydrophilic monomer, compatibility does not become a problem, and it can be blended at a composition ratio with a higher degree of freedom than before. .
ここで、ハードコンタクトレンズとして使用する場合には前記親水性モノマーの使用量を抑えて全モノマー中に 5〜30重量%、含水性のソフトコンタクトレンズとして使用する場合には30〜70重量%の範囲に設定することが好ましい。なお、含水性ソフトコンタクトレンズとして用いる場合でも上述のハードコンタクトレンズに用いることが可能なモノマーと同様のモノマーを組み合わせて使用することができ、含水性ソフトコンタクトレンズを目的とする場合には親水性モノマーの占める割合が相対的に高くなり、ハードコンタクトレンズを目的とする場合には、前記親水性モノマー以外の成分の比率が相対的に高くなる。 Here, when used as a hard contact lens, the use amount of the hydrophilic monomer is suppressed to 5 to 30% by weight in all monomers, and when used as a hydrous soft contact lens, 30 to 70% by weight. It is preferable to set the range. In addition, even when used as a hydrous soft contact lens, the same monomers as those that can be used in the hard contact lens described above can be used in combination. When the proportion of the monomer is relatively high and a hard contact lens is intended, the proportion of components other than the hydrophilic monomer is relatively high.
要するに、ハードコンタクトレンズを得る目的の場合は本発明のフマル酸ジエステルを10〜80重量%好ましくは15〜70重量%の範囲で含み、親水性モノマーが5〜30重量%、その他のモノマーが10〜60重量%となるのに対し、含水性ソフトコンタクトレンズを得る目的の場合には本発明のフマル酸ジエステルを5〜80重量%好ましくは10〜70重量%の範囲で含み、親水性モノマーが30〜70重量%、その他のモノマーが10〜50重量%となるのである。 In short, for the purpose of obtaining a hard contact lens, the fumaric acid diester of the present invention is contained in the range of 10 to 80 wt%, preferably 15 to 70 wt%, the hydrophilic monomer is 5 to 30 wt%, and the other monomers are 10 wt%. On the other hand, for the purpose of obtaining a hydrous soft contact lens, the fumaric acid diester of the present invention is contained in the range of 5 to 80% by weight, preferably 10 to 70% by weight. 30 to 70% by weight and other monomers are 10 to 50% by weight.
そして、上記のように配合されたモノマー混合物に対し、重合開始剤として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シドなどのラジカル重合開始剤や、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、p−イソプロピル−α−ヒドロキシイソブチルフェノン、N,N−テトラエチル−4,4−ジアミノベンゾフェノン、ベンゾフェノンなどの光重合開始剤を一種以上選択して、全モノマー混合物の100重量部に対して0.001〜5重量部程度、好ましくは0.01〜2重量部添加する。 Then, for the monomer mixture formulated as described above, radical polymerization initiators such as azobisisobutyronitrile, azobisdimethylvaleronitrile, benzoyl peroxide as a polymerization initiator, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, One or more photopolymerization initiators such as benzoin isobutyl ether, p-isopropyl-α-hydroxyisobutylphenone, N, N-tetraethyl-4,4-diaminobenzophenone, and benzophenone are selected, and 100 parts by weight of the total monomer mixture About 0.001 to 5 parts by weight, preferably 0.01 to 2 parts by weight.
こうして調製されたモノマー混合物は、重合用の適当な容器またはコンタクトレンズ形状を有するモールドに収容したのち重合体として成形される。ハードコンタクトレンズには必要な規格が多岐に渡るので、一般的には棒状またはブロック状に重合した後切削研磨により所望のコンタクトレンズとして仕上げられることが多い。一方、ソフトコンタクトレンズの場合には、基本的なベースカーブが1乃至数種であるために規格が少なく、モールド法により重合されることが多い。こうして得られたレンズ成形品は、必要に応じて表面処理、水和処理などを経て、目的の製品とすることができる。 The monomer mixture thus prepared is molded as a polymer after being accommodated in a suitable container for polymerization or a mold having a contact lens shape. Since there are a wide variety of standards required for hard contact lenses, in general, they are often finished as desired contact lenses by cutting and polishing after being polymerized into a rod shape or block shape. On the other hand, in the case of a soft contact lens, since there are one to several basic base curves, there are few standards, and polymerization is often performed by a molding method. The lens molded product thus obtained can be made into a target product through surface treatment, hydration treatment, and the like as necessary.
なお、本発明のコンタクトレンズには、さらに目的に応じて従来公知の着色剤や、紫外線吸収剤などを添加することもできる。 The contact lens of the present invention may further contain a conventionally known colorant or ultraviolet absorber depending on the purpose.
以下本発明をより具体的に明らかにするために、本発明に係る幾つかの実施例を例示する。 In order to clarify the present invention more specifically, several examples according to the present invention are illustrated below.
−化合物1(2−メトキシエチル−3−トリス(トリメチルシロキシ)シリルプロピルフマレート)の合成−
以下に示す反応式により本発明のフマル酸ジエステル(化合物1)を得ることができる。-Synthesis of Compound 1 (2-methoxyethyl-3-tris (trimethylsiloxy) silylpropyl fumarate)-
The fumaric acid diester (compound 1) of the present invention can be obtained by the reaction formula shown below.
得られた2−メトキシエチルマレエート6.5g(37mmol)を塩化チオニル(以下SOCl2と略す)10ml添加して窒素雰囲気下で1時間加熱還流した後、過剰のSOCl2を1時間かけて減圧留去した。そこにTHF120mlと3−トリス(トリメチルシロキシ)シリルプロピルアルコールを7.9g(22mmol)加えて溶かし、氷浴で冷却しつつ、4−ジメチルアミノピリジンを250mg(2.2mmol)、続いてEt3Nを7.5g(74mmol)加えて1時間反応させた。次いで、1N塩酸を加えて中和し、エーテル100mlで抽出後、硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を留去したのち、減圧蒸留によって目的とする化合物1を得た。収率62%After 6.5 g (37 mmol) of 2-methoxyethyl maleate thus obtained was added 10 ml of thionyl chloride (hereinafter abbreviated as SOCl 2 ) and heated under reflux for 1 hour in a nitrogen atmosphere, excess SOCl 2 was reduced in pressure over 1 hour. Distilled off. 120 ml of THF and 7.9 g (22 mmol) of 3-tris (trimethylsiloxy) silylpropyl alcohol were added and dissolved. While cooling in an ice bath, 250 mg (2.2 mmol) of 4-dimethylaminopyridine was added, followed by Et 3 N. 7.5 g (74 mmol) was added and reacted for 1 hour. Next, 1N hydrochloric acid was added for neutralization, extraction with 100 ml of ether, and drying with magnesium sulfate. After evaporation of the solvent, the target compound 1 was obtained by distillation under reduced pressure. Yield 62%
化合物1の1H−核磁気共鳴スペクトルおよび13C−核磁気共鳴スペクトルは、日本電子製JNMα−400型式を用い、重水素化クロロホルム中、25℃、1H−核磁気共鳴スペクトルは積算回数8回、13C−核磁気共鳴スペクトルは積算回数128回で測定した。
その結果は次に示すとおりである。
The results are as follows.
IR(NaCl).cm−1 2960(vC−H).1727(vC=O),1645(vC=C),1255(vSi−C),1297,1156(vC(=O)−O),1060(vO−Si−O)
IR (NaCl). cm < -1 > 2960 (vC -H ). 1727 (v C = O ), 1645 (v C = C ), 1255 (v Si-C ), 1297, 1156 (v C (= O) -O ), 1060 (v O-Si-O )
−化合物1を用いた含水性コンタクトレンズ用材料の重合(実施例1、2および比較例1、2)−
化合物1の50(重量)部とN−ビニルピロリドン(以下NVPと表す)33(重量)部および2−ヒドロキシエチルメタクリレート(以下2−HEMAと表す)17(重量)部に対して、架橋剤としてエチレングリコールジ(メタ)アクリレート0.3部、重合開始剤として2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.3部を添加して溶解したのち、2枚のガラス板(76mm×25mm×2mm)の間にナイロンシートおよびφ16にくりぬいた厚さ0.2mmのシリコーン製スペーサーをサンドした冶具に該溶液を注入した。
次にかかる冶具を液もれしないようにクリップにて止め、プログラム昇温式オーブン中にて室温から60℃まで1時間で昇温し、同温度で2時間保ち、次いで75℃まで1時間で昇温し、同温度で2時間保持した。さらに90℃まで1時間で昇温し、同温度で2時間加熱したのち室温まで徐々に冷却して厚さ0.2mmのフィルム状の重合体を得た。得られたフィルムは透明で硬質であった。このフィルムを生理食塩水中にて水和させ、各物性を以下の方法に従って測定した。その結果を表1に示す。-Polymerization of hydrous contact lens material using Compound 1 (Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2)-
As a crosslinking agent for 50 parts by weight of Compound 1, 33 parts by weight of N-vinylpyrrolidone (hereinafter referred to as NVP) and 17 parts by weight of 2-hydroxyethyl methacrylate (hereinafter referred to as 2-HEMA). After adding 0.3 parts of ethylene glycol di (meth) acrylate and 0.3 part of 2,2′-azobisisobutyronitrile as a polymerization initiator and dissolving, two glass plates (76 mm × 25 mm × 2 mm) ) Was injected into a jig sandwiched between a nylon sheet and a silicone spacer 0.2 mm thick hollowed to φ16.
Next, the jig is stopped with a clip so as not to leak, and the temperature is raised from room temperature to 60 ° C. in 1 hour in a programmed temperature rising oven, kept at the same temperature for 2 hours, and then to 75 ° C. in 1 hour. The temperature was raised and held at that temperature for 2 hours. Further, the temperature was raised to 90 ° C. over 1 hour, heated at the same temperature for 2 hours, and then gradually cooled to room temperature to obtain a film-like polymer having a thickness of 0.2 mm. The resulting film was transparent and hard. This film was hydrated in physiological saline, and each physical property was measured according to the following method. The results are shown in Table 1.
(イ)含水率(重量%)
35℃における前記フィルムの含水率は次式に基づいて求めた。
含水率(重量%)={(W−W0)/W}×100
ただし、Wは水和処理後の平衡含水状態での試験フィルムの重量(g)、W0は水和処理後、乾燥機中にて乾燥した状態でのフィルムの重量(g)を表す。(I) Moisture content (wt%)
The moisture content of the film at 35 ° C. was determined based on the following formula.
Water content (% by weight) = {(W−W 0 ) / W} × 100
However, W represents the weight (g) of the test film in an equilibrium water-containing state after hydration treatment, and W 0 represents the weight (g) of the film in a state dried after drying in a dryer.
(ロ)酸素透過係数(Dk0.2)
酸素透過性の評価として、ツクバ・リカセイキ(株)製の酸素透過率計を用いて、35℃の生理食塩水中にてフィルムの厚さが約0.2mmのときの酸素透過係数の値に1011を乗じた数値で示す。単位:(cm2/sec)・(mlO2/ml・mmHg)(B) Oxygen transmission coefficient (Dk 0.2 )
As an evaluation of oxygen permeability, an oxygen permeability coefficient value of 10 was obtained when the film thickness was about 0.2 mm in 35 ° C. physiological saline using an oxygen permeability meter manufactured by Tsukuba Rikaseiki Co., Ltd. It is shown as a numerical value multiplied by 11 . Unit: (cm 2 / sec) · (mlO 2 / ml · mmHg)
(ハ)透過率(%)
透明性の評価として、SHIMADZU(株)製のUV測定器を用いて含水状態のフィルムの波長380〜780nmにおける透過率(%)として表す。(C) Transmittance (%)
As the evaluation of transparency, it is expressed as transmittance (%) at a wavelength of 380 to 780 nm of a film in a water-containing state using a UV measuring instrument manufactured by SHIMADZU.
TRIS:トリス(トリメチルシロキシ)シリルプロピルメタクリレート
NVP :N−ビニルピロリドン
2−HEMA:2−ヒドロキシエチルメタクリレート
TRIS: Tris (trimethylsiloxy) silylpropyl methacrylate NVP: N-vinylpyrrolidone 2-HEMA: 2-hydroxyethyl methacrylate
表1の結果から、従来シリコン系モノマーとして主に用いられてきたTRISを使用した場合には、他のモノマー成分との組み合わせによっては含水時における透明性に欠けるという問題があり、一方、本発明の化合物1の場合には、透明性に優れていることからフマル酸ジエステルの構造上、親水基とシリコン含有アルキルを一つの分子内に有するモノマーを使用することによる効果が発現されていることが理解できる。なお、酸素透過性については両者共にシリコン系モノマーを含有する量に依存して高い値を示している。 From the results shown in Table 1, when TRIS, which has been mainly used as a conventional silicon-based monomer, is used, there is a problem in that it lacks transparency when containing water depending on the combination with other monomer components. In the case of Compound 1, the effect of using a monomer having a hydrophilic group and a silicon-containing alkyl in one molecule is expressed on the structure of fumaric acid diester because of its excellent transparency. Understandable. In addition, about oxygen permeability, both show the high value depending on the quantity containing a silicon-type monomer.
−実施例3〜8および比較例3〜7−
実施例1において、重合成分の組成を表2(実施例3〜8)および表3(比較例3〜7)に示すように変更したほかは実施例1と同様にしてフィルムを得た。得られたフィルムを実施例1と同様に各物性の測定を行って、下記表2並びに表3に示す結果を得た。-Examples 3-8 and Comparative Examples 3-7-
A film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the composition of the polymerization components in Example 1 was changed as shown in Table 2 (Examples 3 to 8) and Table 3 (Comparative Examples 3 to 7). The physical properties of the obtained film were measured in the same manner as in Example 1, and the results shown in Table 2 and Table 3 below were obtained.
6FP :ヘキサフルオロプロピル(メタ)アクリレート
NVP :N−ビニルピロリドン
DMAA:N,N−ジメチルアクリルアミド
2−HEMA:2−ヒドロキシエチルメタクリレート
6FP: Hexafluoropropyl (meth) acrylate NVP: N-vinylpyrrolidone DMAA: N, N-dimethylacrylamide 2-HEMA: 2-hydroxyethyl methacrylate
前記表2並びに表3の結果より、本発明例においてはDk0.2は、含水率依存型の素材(比較例)の1.5倍以上であった。From the results of Tables 2 and 3, Dk 0.2 was 1.5 times or more that of the moisture content-dependent material (comparative example) in the examples of the present invention.
また、含水率と酸素透過係数に着目して、実施例1〜8および比較例3〜7について、その関係を図1に示す。図より従来の含水率依存型ソフトコンタクトレンズに比して、本発明のレンズ材料は含水率に係わらず高い酸素透過性を維持することがわかる。 Moreover, paying attention to the moisture content and the oxygen permeability coefficient, the relationship between Examples 1 to 8 and Comparative Examples 3 to 7 is shown in FIG. From the figure, it can be seen that the lens material of the present invention maintains high oxygen permeability regardless of the moisture content as compared with the conventional moisture content-dependent soft contact lens.
−化合物2の合成−
以下に示す反応式よりフマル酸ジエステル(化合物2)を得ることができる。-Synthesis of Compound 2-
A fumaric acid diester (compound 2) can be obtained from the reaction formula shown below.
2−メトキシエチルマレート3.6g(20mmol)、以下の構造のポリオルガノシロキサン化合物1 11.3g(10mmol)、4−ジメチルアミノピリジン245mg(2.0mmol)を塩化メチレン40mlに溶解させた。1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩(以下EDCと略す)3.9g(20mmol)を添加し、室温で3時間撹拌した。1N塩酸で反応系を洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を減圧留去した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(クロロホルム)にて精製を行い、目的とする化合物2を得た。収率95%。 3.6 g (20 mmol) of 2-methoxyethyl malate, 11.3 g (10 mmol) of polyorganosiloxane compound 1 having the following structure, and 245 mg (2.0 mmol) of 4-dimethylaminopyridine were dissolved in 40 ml of methylene chloride. 3.9 g (20 mmol) of 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride (hereinafter abbreviated as EDC) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. The reaction system was washed with 1N hydrochloric acid, dried over anhydrous magnesium sulfate, the solvent was distilled off under reduced pressure, and the residue was purified by silica gel column chromatography (chloroform) to obtain the desired compound 2. Yield 95%.
化合物2の1H−核磁気共鳴スペクトルおよび13C−核磁気共鳴スペクトルは、日本電子製JNMα−400型式を用い、重水素化クロロホルム中、25℃、1H−核磁気共鳴スペクトルは積算回数8回、13C−核磁気共鳴スペクトルは、積算回数128回で測定した。
その結果は次に示すとおりである。
The results are as follows.
IR(NaCl)cm−1 2962(vC−H),1729(vC=O),1646(vC=C),1260(vSi−C),1296,1091(vC(=O)−O),1025(vO−Si−O)
IR (NaCl) cm -1 2962 (v C-H ), 1729 (v C = O ), 1646 (v C = C ), 1260 (v Si-C ), 1296, 1091 (v C (= O)- O ), 1025 (vO -Si-O )
−化合物3の合成−
以下に示す反応式よりフマル酸ジエステル(化合物3)を得ることができる。-Synthesis of Compound 3-
A fumaric acid diester (compound 3) can be obtained from the reaction formula shown below.
得られた2−(2−オキソピロリジニル)エチルマレート1.0g(4.4mmol)、ポリオルガノシロキサン化合物1 2.5g(2.2mmol)、4−ジメチルアミノピリジン54mg(0.44mmol)を塩化メチレン5mlに溶解させた。EDC0.84g(4.4mmol)を添加し、室温で84時間撹拌した。1N塩酸で反応系を洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を減圧留去した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(塩化メチレン/酢酸エチル=10/1)にて精製を行い、目的とする化合物3を得た。収率49%。
The obtained 2- (2-oxopyrrolidinyl) ethyl malate 1.0 g (4.4 mmol), polyorganosiloxane compound 1 2.5 g (2.2 mmol), 4-dimethylaminopyridine 54 mg (0.44 mmol) were chlorinated. Dissolved in 5 ml of methylene. EDC 0.84g (4.4mmol) was added, and it stirred at room temperature for 84 hours. The reaction system was washed with 1N hydrochloric acid, dried over anhydrous magnesium sulfate, the solvent was distilled off under reduced pressure, and the residue was purified by silica gel column chromatography (methylene chloride / ethyl acetate = 10/1) to obtain the target compound 3 Got. Yield 49%.
化合物3の1H−核磁気共鳴スペクトルおよび13C−核磁気共鳴スペクトルは、日本電子製JNMα−400型式を用い、重水素化クロロホルム中、25℃、1H−核磁気共鳴スペクトルは積算回数8回、13C−核磁気共鳴スペクトルは、積算回数128回で測定した。
その結果は次に示すとおりである。
The results are as follows.
IR(NaCl)cm−1 2961,2872(vC−H),1726,1693(vC=O),1294(vC(=O)−O),1259(vSi−C),1015(vO−Si−O)
IR (NaCl) cm -1 296,2872 (v C-H ), 1726, 1693 (v C = O ), 1294 (v C (= O) -O ), 1259 (v Si-C ), 1015 (v O-Si-O )
また、ポリオルガノシロキサン化合物1に替えて、以下の構造のポリオルガノシロキサン化合物2を使用した他は、前記と同様の方法にて下記化合物(4)を得た。 Moreover, it replaced with the polyorganosiloxane compound 1 and obtained the following compound (4) by the method similar to the above except having used the polyorganosiloxane compound 2 of the following structures.
−実施例9〜24−
前記により得られた化合物(2)〜(4)を用いて、共重合成分の組成を表4〜7に示すように調製した。そして、実施例1、2と同様の方法により以下の温度条件で重合した。室温から90℃まで30分で昇温し、同温度で1時間保ち、次いで110℃まで30分で昇温し、同温度で1時間加熱したのち、室温まで徐冷した。こうして、厚さ0.2mmのフィルム状の重合物を得た。得られたフィルムを蒸留水中にて水和させ、各物性を調べた。その結果を表4〜6に示す。-Examples 9-24-
Using the compounds (2) to (4) obtained above, the compositions of the copolymer components were prepared as shown in Tables 4 to 7. And it polymerized on the following temperature conditions by the method similar to Example 1,2. The temperature was raised from room temperature to 90 ° C. in 30 minutes, kept at the same temperature for 1 hour, then heated to 110 ° C. in 30 minutes, heated at the same temperature for 1 hour, and then gradually cooled to room temperature. Thus, a film-like polymer having a thickness of 0.2 mm was obtained. The obtained film was hydrated in distilled water, and each physical property was examined. The results are shown in Tables 4-6.
表4〜6中の略記号はそれぞれ以下の化合物を示す。
TRIS:トリス(トリメチルシロキシ)シリルプロピルメタクリレート FM7711:両末端サイラプレーン(商標)チッソ(株)製 平均分子量1000 3FE:トリフルオロエチル(メタ)アクリレート NVP:N−ビニルピロリドン DMAA:N,N−ジメチルアクリルアミドThe abbreviations in Tables 4 to 6 represent the following compounds, respectively.
TRIS: Tris (trimethylsiloxy) silylpropyl methacrylate FM7711: Both ends Silaplane (trademark) manufactured by Chisso Corporation Average molecular weight 1000 3FE: Trifluoroethyl (meth) acrylate NVP: N-vinylpyrrolidone DMAA: N, N-dimethylacrylamide
−比較例8〜10−
共重合成分の組成を表7のように変更したほかは、実施例9〜24と同様にして厚さ0.2mmのフィルム状の重合物を得た。得られたフィルムを蒸留水中にて水和させ、各物性を調べた。その結果を表7に示す。-Comparative examples 8 to 10-
A film-like polymer having a thickness of 0.2 mm was obtained in the same manner as in Examples 9 to 24 except that the composition of the copolymerization component was changed as shown in Table 7. The obtained film was hydrated in distilled water, and each physical property was examined. The results are shown in Table 7.
表4〜6の結果から、本発明により得られたフィルムは含水状態において優れた透明性を呈することが分かる。また、表7の比較例9および10のように、従来汎用されているポリジメチルシロキサン系メタクリレートを使用した場合に比べて一層高い酸素透過性を示した。本発明例の酸素透過性Dk0.2は、含水率依存型の素材(比較例3〜7)の1.5〜2.5倍であった。From the results of Tables 4 to 6, it can be seen that the film obtained according to the present invention exhibits excellent transparency in a water-containing state. Further, as in Comparative Examples 9 and 10 in Table 7, the oxygen permeability was higher than that in the case of using a conventionally used polydimethylsiloxane methacrylate. The oxygen permeability Dk 0.2 of the present invention example was 1.5 to 2.5 times that of the moisture content-dependent material (Comparative Examples 3 to 7).
さらに、従来シリコン系モノマーとして主に用いられてきたTRISやポリジメチルシロキサン系メタクリレートを使用した場合には、含水率は使用量に応じて顕著に低下する傾向がある(比較例8〜10)が、化合物2および化合物3を使用すれば配合量に応じて僅かに上昇したことから、本発明のフマル酸ジエステルの構造において、親水基とシリコン含有アルキルをひとつの分子内に有するモノマーを使用することによる効果が現れていることがわかる。なお、化合物4については含水率が使用量に応じ僅かに減少したが、実施例24と比較例10を比較すると、化合物4の使用が特に高い酸素透過性と含水率を維持していることが分かる。 Furthermore, when TRIS and polydimethylsiloxane methacrylate, which have been mainly used as conventional silicon-based monomers, are used, the water content tends to decrease significantly depending on the amount used (Comparative Examples 8 to 10). In the structure of the fumaric acid diester of the present invention, a monomer having a hydrophilic group and a silicon-containing alkyl in one molecule is used because the use of Compound 2 and Compound 3 slightly increases depending on the amount of the compound. It can be seen that the effect of. In addition, although the moisture content decreased slightly according to the usage-amount about the compound 4, when Example 24 was compared with the comparative example 10, use of the compound 4 was maintaining especially high oxygen permeability and moisture content. I understand.
Claims (4)
Rは炭素数1〜10のヒドロキシアルキル基、−(CH2CH2O)m−A基(mは1〜10の整数、Aは水素、メチル又はエチルを示す)、下記式:
Y2は直鎖または分岐の炭素数3〜10のアルキレン、フェニレン、シクロヘキシレン、−(CH2CH2O)o−CH2CH2CH2−基(oは1から10の整数)、下記式:
X1、X2、X3はそれぞれ独立にメチル基、トリメチルシロキシ基、Si原子が18個以下のオルガノシロキシ基を示す]A fumaric acid derivative having a hydrophilic group (R) represented by the general formula (1) and a silicon-containing alkyl group.
R is a hydroxyalkyl group having 1 to 10 carbon atoms, - (CH 2 CH 2 O ) m-A group (m is an integer of from 1 to 10, A is a hydrogen, methyl or ethyl), the following formula:
Y 2 is linear or branched alkylene having 3 to 10 carbon atoms, phenylene, cyclohexylene, — (CH 2 CH 2 O) o —CH 2 CH 2 CH 2 — group (where o is an integer of 1 to 10), formula:
X 1 , X 2 and X 3 each independently represent a methyl group, a trimethylsiloxy group, or an organosiloxy group having 18 or less Si atoms]
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