專利名稱：可聚合的親水吸收紫外線單體的制作方法
背景技術(shù)：
有關(guān)先有技術(shù)的敘述眼內(nèi)晶狀體和隱形眼鏡形的光學(xué)器件商品化已經(jīng)幾十年了。對(duì)于隱形眼鏡，首要的用途一直是作為改善佩帶者視敏度的附屬物。這是通過(guò)為角膜表面少量增加或減小屈光能力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。此外，隱形眼鏡也對(duì)散光具有矯正能力。在體溫下或低于體溫下的含水環(huán)境中，隱形眼鏡應(yīng)該是穩(wěn)定的，是無(wú)毒的，而且不含有可浸出的化合物。
而對(duì)于眼內(nèi)晶狀體，主要的用途是代替由于外傷和/或形成白內(nèi)障而喪失晶狀體的人類和其它哺乳動(dòng)物的天然晶狀體。天然的晶狀體一般是雙凸面的晶狀體，寬度為6～13mm，具有接近20屈光度的可觀光學(xué)能力。因此，與隱形眼鏡相比，替代受損的天然晶狀體須要使用更大、更厚的眼內(nèi)植入晶狀體。象隱形眼鏡一樣，在體溫的含水環(huán)境中，眼內(nèi)晶狀體應(yīng)該是穩(wěn)定的，無(wú)毒的，并不含有可浸出的化合物。
最初，制造眼內(nèi)晶狀體和隱形眼鏡選用的材料是丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，特別是聚甲基丙烯酸甲酯。這些材料形成硬的玻璃狀晶狀體，容易成型為所需的光學(xué)矯正形狀。作為隱形眼鏡，這些化合物是成功的，一般稱為“硬”隱形眼鏡。
這些硬的玻璃狀聚合物必須具有6～13mm的直徑才能起到眼內(nèi)晶狀體的作用。因?yàn)檫@些晶狀體是硬的，這個(gè)限制就要求在眼上切開相應(yīng)的同樣寬度。而早年切除受損晶狀體的外科技術(shù)采用的是大切口，所以沒(méi)感覺(jué)出大尺寸有多大缺點(diǎn)。但這樣的大切口會(huì)帶來(lái)很多并發(fā)癥，而且拖長(zhǎng)治療時(shí)間?，F(xiàn)在，切除天然晶狀體外科技術(shù)的進(jìn)步能夠采用越來(lái)越小的切口，可以小到2～3mm。因此，一直在尋找適當(dāng)?shù)牟牧嫌米餮蹆?nèi)晶狀體，使其可以通過(guò)較小的切口插入。
為了減緩使用聚丙烯酸酯，如聚甲基丙烯酸甲酯的缺點(diǎn)，開發(fā)了各種水凝膠和彈性的聚硅氧烷，它們都是可卷曲、可折疊、可變形的，而且是有回彈性的。當(dāng)晶狀體被折疊或變形時(shí)，可以通過(guò)小到2～3mm的切口送入眼中。這些材料的回彈性為這些晶狀體在植入后提供了重新呈現(xiàn)其初始的雙凸面光學(xué)形狀的能力。在這些軟晶狀體中使用的材料被證實(shí)可以提供光學(xué)透明的晶狀體，具有足夠的折射率，很結(jié)實(shí)，并有足夠的回彈性，經(jīng)得住為了更小切口所須要的折疊、變形或卷曲操作。為保證較小切口的這些物質(zhì)的折疊、變形或卷曲能力，對(duì)于患者來(lái)說(shuō)在降低對(duì)眼睛的損傷、改善術(shù)后愈合和減少并發(fā)癥方面都是重大的改進(jìn)。
柔軟性和回彈性并不是所尋求的唯一改進(jìn)。尋求的另一個(gè)改進(jìn)是防護(hù)紫外線(UV)。隨著對(duì)紫外線曝露研究的進(jìn)展，我們對(duì)許多紫外線曝露的有害影響的理解正在增加。每年開發(fā)越來(lái)越多的產(chǎn)品來(lái)減少或防止在紫外線有害影響下的曝露。對(duì)于隱形眼鏡和眼內(nèi)晶狀體來(lái)說(shuō)，紫外線的吸收作用至少象為皮膚防曬的紫外線吸收作用一樣重要。當(dāng)把自身的晶狀體剝離以后，它所提供的紫外線防護(hù)能力就喪失了，如果不恢復(fù)這種防護(hù)，就增大了視網(wǎng)膜在紫外線下有害曝露的風(fēng)險(xiǎn)。在隱形眼鏡中或在眼內(nèi)晶狀體植入體中提供紫外線吸收劑就增強(qiáng)了對(duì)眼睛的紫外線防護(hù)。
在用于隱形眼鏡和眼內(nèi)晶狀體的水凝膠中使用紫外線吸收劑同時(shí)也帶來(lái)其它問(wèn)題。隱形眼鏡或眼內(nèi)晶狀體適用的光學(xué)水凝膠需要透明性、良好的視覺(jué)力、穩(wěn)定性和回彈性。由于隱形眼鏡和眼內(nèi)晶狀體要長(zhǎng)期使用，特別是對(duì)于眼內(nèi)晶狀體，紫外線吸收化合物應(yīng)該一直保存在聚合物當(dāng)中。如果紫外線吸收劑被浸出，周圍的組織就有曝露在化學(xué)品中的危險(xiǎn)。隨著時(shí)間的進(jìn)程紫外線吸收能力的下降，也增加了紫外線下暴露的危險(xiǎn)。
在水凝膠中使用的紫外線吸收劑應(yīng)該是可以作為水凝膠的共聚單體參與聚合的。二苯甲酮為基礎(chǔ)的紫外線吸收劑是可聚合的，但得到的聚合物可能不是熱穩(wěn)定的，特別是在水合時(shí)。部分紫外線吸收劑會(huì)分解并逸出聚合物。
此外，這些紫外線吸收劑是疏水的，在親水的水凝膠共聚單體和共聚物中不大溶解。即便這些化合物稍微能溶解于親水共聚單體和共聚物，當(dāng)在水凝膠中發(fā)生水合時(shí)，它們傾向于從微相分離狀發(fā)生凝聚。此凝聚現(xiàn)象使材料變成霧狀，使其不能用作晶狀體。
另一類一般的紫外線吸收劑是苯基苯并三唑類化合物，比如2-(2’-羥基-5’-甲基丙烯酰氧基乙基苯基)-2H-苯并三唑及其衍生物。這些衍生物是可聚合的，對(duì)水解是穩(wěn)定的，可是象苯酚基的紫外線吸收劑一樣，這些化合物傾向于疏水。疏水特性導(dǎo)致微相分離和霧化。
紫外線吸收劑的疏水性也降低了水凝膠中吸收水的量。吸水量的減少造成水凝膠材料更硬，回彈性更差。為了克服這些缺點(diǎn)，要盡量減少紫外線吸收劑的用量，以得到有回彈性和光學(xué)透明的水凝膠。結(jié)果，當(dāng)前在光學(xué)透明材料中使用的疏水紫外線吸收劑不能得到具有顯著紫外線吸收特性的水凝膠。在當(dāng)前有關(guān)環(huán)境管理規(guī)定中，在372nm或短于此波長(zhǎng)處的光吸收作用達(dá)至少90％時(shí)，才是顯著的紫外線吸收。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種增大了親水性的穩(wěn)定性可聚合的吸收紫外線單體。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種具有光學(xué)透明性和回彈性，同時(shí)能顯著吸收紫外線，提高了親水性的穩(wěn)定吸收紫外線水凝膠。
從下面的公開和說(shuō)明，對(duì)本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)將不言而喻。
發(fā)明概要通過(guò)提供一種適合于與其它共聚單體和共聚物共聚的新型可聚合親水紫外線吸收組分，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了上述的目標(biāo)和其它目標(biāo)。本發(fā)明的共聚物在交聯(lián)和水合以后，提供具有高度光學(xué)透明性、高水含量、高折射率的水凝膠，這種水凝膠是穩(wěn)定的且有良好回彈性，在400nm和更短的波長(zhǎng)處能吸收至少90％的入射紫外線。在本說(shuō)明書中，光學(xué)透明性指的是在可見(jiàn)光光譜的波長(zhǎng)范圍內(nèi)有90％以上的光透射率。該水凝膠是無(wú)毒的適合于植入生命系統(tǒng)中。特別是這些水凝膠適合于用來(lái)制作吸收紫外線的隱形眼鏡和眼內(nèi)晶狀體。
新型的親水紫外線吸收組分包括2-(2’-羥基-5’-丙烯酰氧基烷氧基烷基苯基)-2H-苯并三唑。這些新型親水紫外線吸收組分的例子是2-(2’-羥基-5’-甲基丙烯酰氧基乙氧基甲基苯基)-2H-苯并三唑。環(huán)氧乙烷基團(tuán)也可以是線形重復(fù)單元，可重復(fù)直至10個(gè)環(huán)氧乙烷基團(tuán)。
苯并三唑?yàn)榛A(chǔ)的紫外線吸收劑，象其它的紫外線吸收組合物一樣，一般是疏水的，并且不溶解于水。環(huán)氧乙烷重復(fù)單元是本發(fā)明新型組合物親水特性的來(lái)源，通過(guò)調(diào)節(jié)重復(fù)的疏水亞甲基數(shù)目的同時(shí)，調(diào)節(jié)環(huán)氧乙烷重復(fù)單元的數(shù)目，就可以調(diào)節(jié)這些新型紫外線吸收劑的親水性，以用于不同的領(lǐng)域。
作為例子的化合物2-(2’-羥基-5’-甲基丙烯酰氧基烷氧基烷基苯基)-2H-苯并三唑可以在0～10℃下，在吡啶存在下，在乙醚和二氯甲烷的混合溶劑中，以相應(yīng)的2-(2’-羥基-5’-羥基烷氧基烷基苯基)-2H-苯并三唑與甲基丙烯酰氯反應(yīng)來(lái)合成。
選擇用于本發(fā)明水凝膠的其它共聚單體可以是丙烯酸的衍生物，比如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺、乙烯基取代的酰胺、或帶有不飽和側(cè)鏈取代基，如乙烯基或丙烯?；暮s環(huán)化合物。
本發(fā)明的水凝膠材料包括至少一種親水或水溶性單體形成的共聚物。另外的附加的共聚單體可以是疏水的或者是親水的。特定的例子是各種丙烯酸酯和丙烯酰胺化合物，如甲基丙烯酸2-羥基乙酯、N，N-二甲基丙烯酰胺和N-芐基-N-甲基丙烯酰胺與交聯(lián)化合物，如二甲基丙烯酸乙二醇酯的共聚物。讓這些化合物經(jīng)過(guò)充分的交聯(lián)，經(jīng)水合達(dá)到水合平衡水含量，即大約15％至大約65％，并具有1.41～1.52的濕折射率nD20。這些共聚單體與大約1％至大約5％的本發(fā)明可聚合親水吸收紫外線共聚單體聚合，得到穩(wěn)定的無(wú)毒水凝膠，它在400nm或更短的波長(zhǎng)處顯示出至少90％的紫外線吸收率。這些光學(xué)透明的吸收紫外線水凝膠被用于眼內(nèi)晶狀體、隱形眼鏡和相關(guān)的領(lǐng)域。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明附圖描述了本發(fā)明的典型成分2-(2’-羥基-5’-丙烯酰氧基(烷氧基)n烷基苯基)-2H-苯并三唑的通式，其中X=氫或鹵素，n=1～10，而R=氫或甲基。
舉例實(shí)施方案的詳細(xì)敘述本發(fā)明提供了新型的親水吸收紫外線的可聚合組分，它進(jìn)一步提供適合于形成水凝膠的親水吸收紫外線聚合材料。在該水凝膠中，吸收紫外線組分對(duì)水解是穩(wěn)定的而且不會(huì)被浸出。本發(fā)明的水凝膠是光學(xué)透明的、吸收紫外線的交聯(lián)聚合物和共聚物。水凝膠及其制造方法在文獻(xiàn)中一般都普遍介紹過(guò)。
作為例子的一類形成吸收紫外線水凝膠的聚合物，包括交聯(lián)的聚合物和共聚物，其水合達(dá)到相當(dāng)高的水合平衡水含量。然而，正如上面所指出的，高水含量的吸收紫外線水凝膠一般的困難是，象疏水性紫外線吸收劑那樣的微相分離極強(qiáng)地干擾水凝膠的光學(xué)透明性。降低疏水性紫外線吸收劑的含量可以解決微相的問(wèn)題，只是會(huì)明顯地降低紫外線吸收特性的效果。本發(fā)明的水凝膠聚合物和共聚物具有15％或更高的平衡水含量。本發(fā)明的水凝膠聚合物的折射率至少為1.41。本發(fā)明的水凝膠聚合物具有足夠量的親水紫外線吸收劑，在400nm或更短的波長(zhǎng)下提供對(duì)入射光至少90％的吸收率，而使光學(xué)透明性沒(méi)有明顯損失。
參照

圖1，本發(fā)明提供了通式為2-(2’-羥基-5’-丙烯酰氧基(烷氧基)n烷基苯基)-2H-苯并三唑新型可聚合紫外線吸收成分。其烷基部分是亞甲基或亞甲基重復(fù)單元，是疏水的。該通式中用n表示的化合物的烷氧基部分是環(huán)氧烷烴或環(huán)氧烷烴重復(fù)單元如環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷，是親水的。疏水的亞甲基重復(fù)單元和親水的環(huán)氧烷烴重復(fù)單元共同存在是此新一類紫外線吸收劑獨(dú)特特性的一部分。
通過(guò)控制重復(fù)的亞甲基數(shù)和環(huán)氧烷烴重復(fù)單元數(shù)就能夠調(diào)節(jié)這類紫外線吸收劑的親水程度。這種調(diào)節(jié)可以對(duì)此種化合物精心設(shè)計(jì)，以達(dá)到對(duì)不同應(yīng)用都有各自所需的親水性。本發(fā)明作為例子的化合物包括2-(2’-羥基-5’-甲基丙烯酰氧基乙氧基甲基苯基)-2H-苯并三唑和2-(2’-羥基-5’-甲基丙烯酰氧基乙氧基乙基苯基)-2H-苯并三唑。
作為例子的2-(2’-羥基-5’-丙烯酰氧基(烷氧基)n烷基苯基)-2H-苯并三唑可以在0～10℃下，在吡啶存在下，在乙醚和二氯甲烷混合溶劑中，通過(guò)與甲基丙烯酰氯的反應(yīng)從2-(2’-羥基-5’-羥基(烷氧基)n烷基苯基)-2H-苯并三唑合成。2-(2’-羥基-5’-丙烯酰氧基(烷氧基)n烷基苯基)-2H-苯并三唑是可以與各種各樣的共聚單體聚合，形成聚合物和共聚物的共聚單體。
通過(guò)交聯(lián)和水合，上面例舉的親水共聚單體產(chǎn)生的水凝膠具有高水含量、高折射率nD20/nD37，和良好的強(qiáng)度、回彈性和穩(wěn)定性。當(dāng)在水凝膠中的使用量為大約1％(重量)至大約5％(重量)時(shí)，2-(2’-羥基-5’-丙烯酰氧基(烷氧基)n烷基苯基)-2H-苯并三唑在400nm或更短的波長(zhǎng)處為水凝膠提供至少90％的紫外線吸收率。
當(dāng)前用來(lái)形成水凝膠的許多單體和聚合物都適合于制造本發(fā)明的紫外線吸收水凝膠。一般說(shuō)來(lái)，形成水凝膠的聚合物是水溶性或親水單體的交聯(lián)聚合物或水溶性和水不溶性單體的共聚物。在本發(fā)明中可以使用的作為例子的共聚單體包括丙烯酸烷基酯(烷基=3-(N,N-二甲基氨基)丙基丙1～6碳) 烯酰胺丙烯酸苯基酯 烯丙基丙烯酰胺丙烯酸羥基乙酯羥甲基二丙酮丙烯酰胺丙烯酸羥丙酯 N,N-二甲基丙烯酰胺丙烯酸羥丁酯 N,N-二乙基丙烯酰胺單丙烯酸甘油酯N-乙基-N-甲基丙烯酰胺丙烯酸2-苯氧基乙酯N-甲基甲基丙烯酰胺丙烯酸2-N-嗎啉基乙酯 N-羥甲基甲基丙烯酰胺丙烯酸2-(2-乙氧基乙氧基) N-(2-羥丙基)甲基丙烯酰胺乙酯丙烯酸2-(N,N-二甲基氨基) N-4-(羥基苯基)甲基丙烯酰乙酯 胺丙烯酸3-(N,N-二甲基氨基) N-(3-吡啶甲基)甲基丙烯酰丙酯 胺甲基丙烯酸烷基酯(烷基 3-乙烯基吡啶1～6碳)甲基丙烯酸糠基酯 4-乙烯基吡啶甲基丙烯酸羥乙基酯N-乙烯基吡咯烷酮甲基丙烯酸羥丙基酯乙烯基吡嗪甲基丙烯酸羥丁基酯2-甲基-5-乙烯基吡嗪?jiǎn)渭谆┧岣视王?-乙烯基嘧啶甲基丙烯酸2-苯氧基乙酯乙烯基噠嗪甲基丙烯酸2-N-嗎啉代乙酯 N-乙烯基咪唑甲基丙烯酸2-(N,N-二 N-乙烯基咔唑甲基氨基)乙酯甲基丙烯酸3-(N,N- N-乙烯基琥珀酰亞胺二甲基氨基)丙酯甲基丙烯酸2-吡咯烷酮4-甲基-5-乙烯基噻唑基乙酯N-烷基丙烯酰胺(烷基 N-丙烯?；鶈徇?～8碳)N-(正十八基丙烯酰胺)N-甲基-N-乙烯基乙酰胺可以用來(lái)制造本發(fā)明水凝膠的交聯(lián)劑的例子包括二丙烯酸1,3-丙二醇酯、二丙烯酸1,4-丁二醇酯、二丙烯酸1,6-己二醇酯、二丙烯酸1,4-亞苯基酯、三(丙烯酰氧基丙基)甘油醚、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸1,3-丙二醇酯、二甲基丙烯酸1,6-己二醇酯、二甲基丙烯酸1,10-癸二醇酯、二甲基丙烯酸1,12-十二碳二醇酯、二甲基丙烯酸三乙二醇酯、三甲基丙烯酸甘油酯、N,N’-八亞甲基二丙烯酰胺、N,N’-十二亞甲基二丙烯酰胺、N,N’-(1,2-二羥基亞乙基)二丙烯酰胺、烯丙基甲基丙烯酰胺、二乙烯基吡啶、4,6-二乙烯基嘧啶、2,5-二乙烯基吡嗪、1,4-二乙烯基咪唑、1,5二乙烯基咪唑和二乙烯基苯。交聯(lián)劑的用量為大約0.01％(重量)至1.0％(重量)。
用來(lái)制造此水凝膠材料的各種共聚單體和其它試劑的相對(duì)用量將取決于所需的強(qiáng)度、最終含水量、折射率和為了將此水凝膠用于特定應(yīng)用所需要的彈性。使用作為例子舉出的本發(fā)明2-(2’-羥基-5’-丙烯酰氧基(烷氧基)n烷基苯基)-2H-苯并三唑所制備的水凝膠，具有用在許多紫外線吸收水凝膠各種領(lǐng)域所需的性能，即要求高紫外線吸收性能、高強(qiáng)度、親水性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。
按照本發(fā)明，舉出的紫外線吸收水凝膠共聚物是用二甲基丙烯酸乙二醇酯交聯(lián)的N,N-二甲基丙烯酰胺和2-(2’-羥基-5’-甲基丙烯酰氧基乙氧基甲基苯基)-2H-苯并三唑與甲基丙烯酸2-羥乙基酯的共聚物。另一個(gè)水凝膠共聚物的例子是用二甲基丙烯酸乙二醇酯交聯(lián)的N,N-二甲基丙烯酰胺和2-(2’-羥基-5’-甲基丙烯酰氧基乙氧基乙基苯基)-2H-苯并三唑與甲基丙烯酸2-羥乙基酯的共聚物。
下面的各實(shí)施例用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的原理，但并不以此作為限制。
實(shí)施例1合成2-(2’-羥基-5’-甲基丙烯酰氧基乙氧基甲基苯基)-2H-苯并三唑?qū)?80mL的二氯甲烷倒入裝有30g 2-(2’-羥基-5’-羥基乙氧基甲基苯基)-2H-苯并三唑的三頸瓶中，攪拌直至化合物開始溶解。隨后在此反應(yīng)系統(tǒng)中加入13.5g吡啶和120mL無(wú)水乙醚。將15.3g甲基丙烯酰氯在60mL無(wú)水乙醚中的溶液放在添加漏斗中。在冰水中將反應(yīng)容器冷卻到0～10℃。伴隨著攪拌在45min內(nèi)從添加漏斗中將溶液滴加到反應(yīng)系統(tǒng)中。在此溫度下繼續(xù)攪拌2～3hr。
在將反應(yīng)混合物溫?zé)岬绞覝匾院?，繼續(xù)攪拌12～24hr。過(guò)濾除去固體鹽，將溶液轉(zhuǎn)移到分液漏斗中。用150mL 2N鹽酸溶液洗滌此溶液。如果分離界面不清晰，加入150mL水。用150mL二氯甲烷萃取水層，合并有機(jī)層。用150mL飽和碳酸氫鈉溶液洗滌有機(jī)層，然后用硫酸鎂干燥。最后除去溶劑。
將殘?jiān)芙庥?50mL乙醇中，然后冷凍到-20～-45℃12～24hr以形成沉淀。在低溫下迅速過(guò)濾白色粉末狀沉淀，于室溫下真空干燥。在超聲波作用下將干燥的粉末溶解于150mL乙醇和甲醇的混合溶劑(3∶2)中，過(guò)濾除去殘留的雜質(zhì)，得到約20g的2-(2’-羥基-5’-甲基丙烯酰氧基乙氧基甲基苯基)-2H-苯并三唑。
實(shí)施例2合成2-(2’-羥基-5’-甲基丙烯酰氧基乙氧基乙基苯基)-2H-苯并三唑重復(fù)實(shí)施例1的操作步驟，用2-(2’-羥基-5’-羥基乙氧基乙基苯基)-2H-苯并三唑作為替代原料。將為180mL二氯甲烷倒入裝有30g2-(2’-羥基-5’-羥基乙氧基乙基苯基)-2H-苯并三唑的三頸瓶中，攪拌直至化合物開始溶解。隨后在此反應(yīng)系統(tǒng)中加入13.5g吡啶和120mL無(wú)水乙醚。將15.3g甲基丙烯酰氯在60mL無(wú)水乙醚中的溶液放在添加漏斗中。在冰水中將反應(yīng)容器冷卻到0～10℃。伴隨著攪拌在45min內(nèi)從添加漏斗中將溶液滴加到反應(yīng)系統(tǒng)中。在此溫度下繼續(xù)攪拌2～3hr。
在將反應(yīng)混合物溫?zé)岬绞覝匾院?，繼續(xù)攪拌12～24hr。過(guò)濾除去固體鹽，將溶液轉(zhuǎn)移到分液漏斗中。用150mL 2N鹽酸溶液洗滌此溶液。如果分離不清晰，加入150mL水。用150mL二氯甲烷萃取水層，合并有機(jī)層。用150mL飽和碳酸氫鈉溶液洗滌有機(jī)層，然后用硫酸鎂干燥。最后除去溶劑。
將殘?jiān)芙庥?50mL乙醇中，然后冷凍到-20～-45℃12～24hr以形成沉淀。在低溫下迅速過(guò)濾白色粉末狀沉淀，于室溫下真空干燥。在超聲波作用下將干燥的粉末溶解于150mL乙醇和甲醇的混合溶劑(3∶2)中，過(guò)濾除去殘留的雜質(zhì)，得到約20g的2-(2’-羥基-5’-甲基丙烯酰氧基乙氧基乙基苯基)-2H-苯并三唑。
下面的各實(shí)施例說(shuō)明2-(2’-羥基-5’-丙烯酰氧基(烷氧基)n烷基苯基)-2H-苯并三唑和各種其它單體的聚合。
實(shí)施例3制備總共4種不同的共聚物，并評(píng)價(jià)作為典型的水凝膠形成材料的應(yīng)用。下面的表Ⅰ中給出所用的各種成分的縮寫。后面的表Ⅱ說(shuō)明使用的聚合混合物和交聯(lián)劑各組分的比例。在隨后的表Ⅲ中說(shuō)明了共聚物的性能。水凝膠吸收的水量取決于所允許的交聯(lián)度。
通過(guò)如下的操作實(shí)施各種聚合法，首先將適當(dāng)量的單體和交聯(lián)劑與作為聚合引發(fā)劑的2,2’-偶氮二異丁腈混合。然后將混合物轉(zhuǎn)移到用三甲基氯硅烷脫模劑預(yù)處理過(guò)的安瓿中。然后將每個(gè)安瓿接到真空系統(tǒng)上并用液氮冷卻。在混合物被冷凍后，將混合物置于真空下。在達(dá)到恒壓時(shí)，關(guān)閉真空，借助于水浴溫?zé)?，讓該混合物解凍。重?fù)此凍結(jié)-解凍循環(huán)2到4次，以使混合物充分脫氣。最后，在真空或在氮或氬等惰性氣體下，將每種混合物在安瓿中密封，在60℃的溫度下聚合24hr，然后在135℃的溫度下聚合10hr。
在將聚合的材料冷卻以后，打開每個(gè)安瓿，將得到的聚合物棒切成坯件。然后在其非水合狀態(tài)把各坯件機(jī)加工為眼內(nèi)晶狀體。機(jī)加工非水合晶狀體的直徑為大約6～13mm，晶狀體中心的厚度為大約0.5～2.0mm。
將每件晶狀體浸入生理緩沖水溶液中8～48hr，讓其水合到其平衡水含量。觀察到晶狀體稍許膨脹，同時(shí)仍然保持其原始的形狀。
表Ⅰ組分縮寫甲基丙烯酸2-羥基乙酯HEMAN,N-二甲基丙烯酰胺 DMAN-芐基-N-甲基丙烯酰胺 BMA2-(2’-羥基-5’-甲基丙烯酰氧基乙氧基 HMMB甲基苯基)-2H-苯并三唑2-(2’-羥基-5’-甲基丙烯酰氧基乙氧基 HMEB乙基苯基)-2H-苯并三唑二甲基丙烯酸乙二醇酯EGDMA2,2’-偶氮二異丁腈 AIBN過(guò)氧化二異丙苯 DCP表ⅡHEMA DMA BMA HMMB HMEB EGDMA AIBNDCP1 60％ 15％ 25％ 1.0％ 1.0％ 0.02％ 0.02％2 71％ 5％ 24％ 1.0％ 0.6％ 0.02％ 0.02％3 71％ 5％ 24％ 2.0％ 0.6％ 0.02％ 0.02％4 71％ 5％ 24％ 2.0％ 0.6％ 0.02％ 0.02％對(duì)于如此制造的每件晶狀體，使用先有技術(shù)中已知的適當(dāng)ANSI草案測(cè)定折射率、邵氏A硬度、紫外線吸收率和毒性。通過(guò)稱量每件水合晶狀體和各自相應(yīng)干水凝膠晶狀體的重量差，再除以適度水合晶狀體重量，求出其水含量，以確定每個(gè)晶狀體的含水百分比。在水溶液中將各水合晶狀體懸浮，再測(cè)定透過(guò)該晶狀體的632nm激光的入射光透射百分比，來(lái)測(cè)定晶狀體的光學(xué)透明性。結(jié)果匯總在表Ⅲ中。
表Ⅲ折射率透明性 水(％) 硬度紫外線毒性(濕) (吸收)1 1.4754透明20.3％29381.1nm無(wú)毒2 1.4877透明21.6％26382.5nm無(wú)毒3 1.4890透明21.0％25386.4nm無(wú)毒4 1.4879透明21.8％30390.5nm無(wú)毒本發(fā)明的親水吸收紫外線單體供給制造紫外線吸收聚合物、共聚物和水凝膠。這些產(chǎn)品可在各種不同環(huán)境下應(yīng)用于許多領(lǐng)域。此親水吸收紫外線單體使該成分的疏水鏈段與親水鏈段平衡，同時(shí)提供至少90％的顯著紫外線吸收率，而不損失其光學(xué)透明性。對(duì)于需高含水量水凝膠的應(yīng)用，在本發(fā)明的紫外線吸收劑中使用較少亞甲基的同時(shí)，使用較高含量的環(huán)氧烷基。通過(guò)為保持較高濃度紫外線吸收劑條件下，該紫外線吸收劑水合和/或較高水含量所需的親水鏈段，與使紫外線吸收劑避免明顯的微相分離所需的親水鏈段之間取得平衡，而達(dá)到所需的光學(xué)透明性。
由此本發(fā)明舉出具體實(shí)施方案而加以了說(shuō)明，先有技術(shù)的專業(yè)人員應(yīng)該注意到，此處僅僅是舉例說(shuō)明而已，在本發(fā)明的范圍之內(nèi)還可以進(jìn)行變更、修訂和改良。
權(quán)利要求
1．如下通式的單體 其中X是氫或鹵素；n是1～10的數(shù)；R1是1～6個(gè)碳原子的非分支烷基；R2是1～5烷基；以及R3是氫或甲基。
2．含有聚合的如下通式單體的均聚物 其中X是氫或鹵素；n是1～10的數(shù)；R1是1～6個(gè)碳原子的非分支烷基；R2是1～10烷基；以及R3是氫或甲基。
3．含有包括一種如下通式共聚單體和至少一種可聚合共聚單體的交聯(lián)共聚物的水凝膠 其中X是氫或鹵素；n是1～10的數(shù)；R1是1～6個(gè)碳原子的非分支烷基；R2是1～5烷基；以及R3是氫或甲基。
4．如權(quán)利要求3的水凝膠，其中所述至少一種可聚合共聚單體選自丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙烯基取代的酰胺、乙烯基取代的含氮雜環(huán)化合物和丙烯?；〈暮s環(huán)化合物。
5．如權(quán)利要求3的水凝膠，其中至少一種可聚合共聚單體選自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丁酯、單丙烯酸甘油酯、丙烯酸-2-苯氧基乙酯、丙烯酸2-N-嗎啉代乙酯、丙烯酸2-(2-乙氧基乙氧基)乙酯、丙烯酸2-(N,N-二甲基氨基)乙酯、丙烯酸3-(N,N-二甲基氨基)丙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸糠基酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥丁酯、單甲基丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸2-苯氧基乙酯、甲基丙烯酸2-N-嗎啉代乙酯、甲基丙烯酸2-(N,N-二甲基氨基)乙酯、甲基丙烯酸3-(N,N-二甲基氨基)丙酯、甲基丙烯酸2-吡咯烷酮基乙酯、N-甲基丙烯酰胺、N-乙基丙烯酰胺、N-丙基丙烯酰胺、N-丁基丙烯酰胺、N-戊基丙烯酰胺、N-己基丙烯酰胺、N-庚基丙烯酰胺、N-辛基丙烯酰胺、N-(正十八烷基丙烯酰胺)、3-(N,N-二甲基氨基)丙基丙烯酰胺、烯丙基丙烯酰胺、羥甲基二丙酮丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、N-乙基-N-甲基丙烯酰胺、N-甲基甲基丙烯酰胺、N-羥甲基甲基丙烯酰胺、N-(2-羥丙基)甲基丙烯酰胺、N-4-(羥苯基)甲基丙烯酰胺、N-(3-吡啶甲基)甲基丙烯酰胺、3-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶、N-乙烯基吡咯烷酮、乙烯基吡嗪、2-甲基-5-乙烯基吡嗪、4-乙烯基嘧啶、乙烯基噠嗪、N-乙烯基咪唑、N-乙烯基咔唑、N-乙烯基琥珀酰亞胺、4-甲基-5-乙烯基噻唑、N-丙烯?；鶈徇蚇-甲基-N-乙烯基乙酰胺。
6．如權(quán)利要求3的水凝膠，包括選自下面的交聯(lián)劑二丙烯酸1,3-丙二醇酯、二丙烯酸1,4-丁二醇酯、二丙烯酸1,6-己二醇酯、二丙烯酸1,4-亞苯基酯、三(丙烯酰氧基丙基)甘油醚、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸1,3-丙二醇酯、二甲基丙烯酸1,6-己二醇酯、二甲基丙烯酸1,10-癸二醇酯、二甲基丙烯酸1,12-十二碳二醇酯、二甲基丙烯酸三乙二醇酯、三甲基丙烯酸甘油酯、N,N’-八亞甲基二丙烯酰胺、N,N’-十二亞甲基二丙烯酰胺、N,N’-(1,2-二羥基亞乙基)二丙烯酰胺、烯丙基甲基丙烯酰胺、二乙烯基吡啶、4,6-二乙烯基嘧啶、2,5-二乙烯基吡嗪、1,4-二乙烯基咪唑、1,5二乙烯基咪唑和二乙烯基苯。
7．如權(quán)利要求4的水凝膠，包括選自下面的交聯(lián)劑二丙烯酸1,3-丙二醇酯、二丙烯酸1,4-丁二醇酯、二丙烯酸1,6-己二醇酯、二丙烯酸1,4-亞苯基酯、三(丙烯酰氧基丙基)甘油醚、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸1,3-丙二醇酯、二甲基丙烯酸1,6-己二醇酯、二甲基丙烯酸1,10-癸二醇酯、二甲基丙烯酸1,12-十二碳二醇酯、二甲基丙烯酸三乙二醇酯、三甲基丙烯酸甘油酯、N,N’-八亞甲基二丙烯酰胺、N,N’-十二亞甲基二丙烯酰胺、N,N’-(1,2-二羥基亞乙基)二丙烯酰胺、烯丙基甲基丙烯酰胺、二乙烯基吡啶、4,6-二乙烯基嘧啶、2,5-二乙烯基吡嗪、1,4-二乙烯基咪唑、1,5二乙烯基咪唑和二乙烯基苯。
8．由權(quán)利要求2的均聚物制造的眼內(nèi)晶狀體。
9．由權(quán)利要求3的水凝膠制造的眼內(nèi)晶狀體。
10．由權(quán)利要求4的水凝膠制造的眼內(nèi)晶狀體。
11．由權(quán)利要求5的水凝膠制造的眼內(nèi)晶狀體。
12．由權(quán)利要求6的水凝膠制造的眼內(nèi)晶狀體。
13．由權(quán)利要求7的水凝膠制造的眼內(nèi)晶狀體。
14．權(quán)利要求3的水凝膠，其折射率nD37為1.41～1.52，處于充分水合狀態(tài)。
15．如權(quán)利要求3的水凝膠，其平衡水含量為15％～65％。
16．如權(quán)利要求3的水凝膠，其中該水凝膠包括大約1％(重量)至大約5％(重量)的共聚單體2-(2’-羥基-5’-甲基丙烯酰氧基烷氧基烷基苯基)-2H-苯并三唑。
17．如權(quán)利要求3的水凝膠，包括有效量的2-(2’-羥基-5’-甲基丙烯酰氧基烷氧基烷基苯基)-2H-苯并三唑，為該水凝膠提供對(duì)入射紫外線至少90％的紫外線吸收率。
18．分子式為2-(2’-羥基-5’-甲基丙烯酰氧基乙氧基甲基苯基)-2H-苯并三唑的物料的組合物。
19．分子式為2-(2’-羥基-5’-甲基丙烯酰氧基乙氧基乙基苯基)-2H-苯并三唑的物料的組合物。
20．含有從共聚單體混合物制備的交聯(lián)共聚物的水凝膠，該共聚單體混合物包括2-(2’-羥基-5’-甲基丙烯酰氧基乙氧基甲基苯基)-2H-苯并三唑和至少一種可聚合共聚單體。
21．含有從共聚單體混合物制備的交聯(lián)共聚物的水凝膠，該共聚單體混合物包括2-(2’-羥基-5’-甲基丙烯酰氧基乙氧基乙基苯基)-2H-苯并三唑和至少一種可聚合共聚單體。
22．在400nm或更短的波長(zhǎng)處紫外線透射率10％或更低的光學(xué)透明水凝膠。
23．如權(quán)利要求22的光學(xué)透明水凝膠，含有如下通式單體 其中X是氫或鹵素；n是1～10的數(shù)；R1是1～6個(gè)碳原子的非分支烷基；R2是1～5烷基；以及R3是氫或甲基。
24．如權(quán)利要求22的光學(xué)透明水凝膠，其平衡水含量至少為15％(重量)。
25．如權(quán)利要求24的光學(xué)透明水凝膠，其折射率nD37至少為1.41。
26．如權(quán)利要求22的光學(xué)透明水凝膠，包括2-(2’-羥基-5’-甲基丙烯酰氧基乙氧基乙基苯基)-2H-苯并三唑。
27．如權(quán)利要求22的光學(xué)透明水凝膠，包括2-(2’-羥基-5’-甲基丙烯酰氧基乙氧基甲基苯基)-2H-苯并三唑。
全文摘要
提供親水吸收紫外線聚合單體。這些單體是可聚合的,可以提供生物相容性的水凝膠,它能夠吸收至少90%的入射到該水凝膠的紫外線。該水凝膠是光學(xué)透明的,折射率高,具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性。所提供的水凝膠可用在所有可以使用水凝膠的領(lǐng)域,包括眼內(nèi)晶狀體、角膜嵌入物、角膜外貼物、隱形眼鏡和類似的應(yīng)用。
文檔編號(hào)A61L27/00GK1300283SQ9980602
公開日2001年6月20日 申請(qǐng)日期1999年5月5日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月11日
發(fā)明者X·廖, G·－S·李, S·Q·周 申請(qǐng)人:法馬西亞及厄普約翰格羅寧根有限公司