基于含有脲基團的單體的牙科材料的制作方法
【專利說明】基于含有脲基團的單體的牙科材料
[0001] 本發(fā)明涉及基于含有脲基團的單體的牙科材料。所述牙科材料特別適合作為牙齒 充填材料（復合材料）、粘合劑、粘固劑（cement)或涂層材料。
[0002] 牙科粘合劑、粘固劑或復合材料的可聚合的有機基質主要由單體、引發(fā)劑組分、穩(wěn) 定劑和顏料的混合物組成。二甲基丙稀酸酯的混合物通常用作樹脂（N. Moszner, T. Hirt, J. Polym. Sci. Part A:Polym. Chem. 50(2012)4369-4402) 〇
[0003] 在基質單體的情況下，非酸性和酸性單甲基丙烯酸酯、交聯(lián)二甲基丙烯酸酯和多 官能甲基丙烯酸酯之間存在區(qū)別。具有酸基團的可自由基聚合的單體給牙科材料帶來 自蝕特性，其結果是可以避免在施加材料之前對牙齒表面進行酸處理以腐蝕牙齒表面并 去除所謂的站污層。它們還通過與牙齒物質（tooth substance)的離子或共價相互作 用改善了對牙的粘附。它們主要用于粘合劑和自蝕牙科材料中（N. Moszner, U. Salz, J. Zimmermann, Dent. Mat. 21(2005)895-910)。
[0004] 在已知的牙科單體的情況下，可自由基聚合基團（或多個基團）與分子的結合主 要通過酯、醚和氨基甲酸酯（urethane)基團發(fā)生。然而，也已知這樣的單體，其中所述結合 通過其它基團，例如脲基團發(fā)生。
[0005] 基于可聚合的三環(huán)癸烷衍生物的牙科材料由EP 0 209 700 A2已知。三環(huán)癸烷衍 生物具有兩個（甲基）丙烯酸基團，其通過氨基甲酸酯或脲基團結合于所述三環(huán)癸烷基團。
[0006] EP 0 400 383 Al公開了三異氰酸酯的含有脲基團的（甲基）丙烯酸衍生物。據(jù) 說這些適合用于牙科材料中。（甲基）丙烯酸衍生物具有雙環(huán)基體，如二苯基甲烷或二環(huán)己 基甲烷。
[0007] WO 2009/006282 A2涉及基于含有脲基、酰胺基或優(yōu)選地氨基甲酸酯基的多官能 (甲基）丙烯酸酯的牙科材料。
[0008] WO 2008/033911 A2公開了可自由基聚合的單體，其可以含有脲基團并且其用作 牙科組合物中的膠凝劑。膠凝劑是指這樣的低分子量物質，其當溶于有機液體中時形成三 維網絡，并且其使液體固定化，形成不可流動的凝膠。該凝膠可以通過升高溫度而可逆地液 化。
[0009] 在提到的文件中，只有WO 2008/033911 A2描述了具體的包含含有脲基團的單體 的牙科材料。通過自組裝，這些單體形成固化組合物的物理網絡，并產生具有蠟狀特性的凝 膠。凝膠形成對于許多形式的用途是不利的，因為其與粘度的急劇升高相關，粘度的急劇升 高使得例如復合材料和粘合劑的使用更加困難得多。凝膠形成還對聚合速率具有不利影 響。
[0010] 牙科材料必須滿足很多不同的要求。相對于過早固化，它們在儲存過程中必須具 有良好的長期穩(wěn)定性，但另一方面，它們還必須在自由基均聚和共聚中顯示高的聚合速率。 它們在口腔環(huán)境下應是穩(wěn)定和耐光的，并且不傾向于變色。此外，它們應具有低的經口毒 性，并且在聚合過程中僅有低的收縮。此外，固化后的吸水率應較小，然而，特別是在粘合劑 的情況下，在固化前與極性溶劑及其與水的混合物的良好的混溶性是有利的。
[0011] 已知的牙科材料含有關于特定性質優(yōu)化的單體。以同樣方式滿足所有要求的單體 不是已知的，因此仍然需要改進的基質單體。直到現(xiàn)在，實踐中尚未使用含有脲基團的單 體。
[0012] 本發(fā)明的目的是提供這樣的牙科材料，其滿足所提到的要求并具有用于牙科目的 最佳的一系列特性，特別是在自由基聚合中具有高的聚合速率。此外，所述牙科材料在聚合 后具有良好的機械性能。它們還對牙結構（牙本質，特別是牙釉質）具有高的粘附，并且特 別適合作為粘合劑、粘固劑、復合材料或涂層材料。此外，還希望在極性溶劑中和在極性溶 劑與水的混合物中具有良好的溶解性。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明，該目的是通過含有至少一種根據(jù)通式I的脲衍生物的牙科材料實現(xiàn) 的，
[0015] 其中
[0016] R1、R2在每種情況下彼此獨立地=可以被-〇-、-S-、-C〇-〇-間斷的脂族C ^c15S 團，
[0017] X=可自由基聚合基團，
[0018] Y=可自由基聚合基團或酸基團，
[0019] n、m在每種情況下彼此獨立地=1、2或3。
[0020] 優(yōu)選的可自由基聚合基團為CH2= CR 3-C0-Z-或R4O-CO-C ( = CH2) -CH2-Z-,其中Z 為0或NR5或不存在，R3為H或CH 3，且R4和R5在每種情況下彼此獨立地為H或C i-C7烷基。 (甲基）丙烯酰氧基（CH2= CR3-CO-Z-,其中Z = 0)是特別優(yōu)選的，特別是（甲基）丙烯酰 氨基（CH2= CR 3-C0-Z-，其中 Z = NR5)和 R4O-CO-C ( = CH2)-CH2-Z-,其中 Z 優(yōu)選地為 0 ;R3 在每種情況下為H或CH3，并且R4和R 5在每種情況下彼此獨立地為CH 3或C 2H5。
[0021] 優(yōu)選的酸基團為-PO (OH)2、-O-PO(OH)# -SO 3H。
[0022] 根據(jù)一個特別優(yōu)選的實施方案，X和Y具有以下含義：
[0023] X = CH2= CR 3-C0-Z-或 R4O-CO-C ( = CH2) -CH2-Z-,其中 Z 為 0 或 NR5或不存在，R3 為H或CH3，且R4和R 5在每種情況下彼此獨立地為H或C i-C7烷基，和
[0024] Y = CH2= CR 3'-C0-Z'-或 R4'0-C0-C( = CH2)-CH2-Z'-，其中 Z' 為 0 或 NR5' 或不存在，R3'為H或CH3，且R4'和R 5'在每種情況下彼此獨立地為H或C1-C7烷基； 或-PO (OH) 2、-0-P0 (OH) 2、-SO3H。
[0025] 基團R1和R2為分別被基團X取代η次或被Y取代m次的脂族基團。這些基團可 以是支鏈的或直鏈的。式I僅覆蓋與化合價理論相容的那些化合物。
[0026] R1和R2優(yōu)選地為直鏈脂族基團，特別是具有式（CH2)p的基團，其中p為1至15的 整數(shù)，特別優(yōu)選地為2至12的整數(shù)，并且非常特別優(yōu)選地為3至10的整數(shù)。R 1和R 2可以 是不同的或優(yōu)選地相同的。在η和m為1的每種情況下，直鏈基團是特別優(yōu)選的。當η和 m大于1時，R1和R2優(yōu)選地具有支鏈結構。在該情況下，幾個基團X和Y優(yōu)選地分布在主鏈 和側鏈（或多個側鏈）上。
[0027] 基團被雜原子或官能團間斷的表述應理解為雜原子或官能團插入碳鏈中并且兩 邊均與C原子鄰接。雜原子和/或官能團串接在一起不包括在該定義中。
[0028] 優(yōu)選地，R1不被或被1至4個，特別是1至2個雜原子或官能團間斷，特別優(yōu)選地 被1或2個0原子間斷。R 2優(yōu)選地不被或被1至4個，特別是1至2個雜原子或官能團間 斷，特別優(yōu)選地被1或2個0原子間斷。
[0029] 本文提到的變量的優(yōu)選的定義可以彼此獨立地選擇。然而，根據(jù)本發(fā)明，其中所有 變量具有一個優(yōu)選的，特別是一個特別優(yōu)選的定義的化合物自然是特別優(yōu)選的。
[0030] 包含其中Y為酸基團的式I的化合物的牙科材料特別適合作為自蝕材料，特別是 作為粘合劑、粘固劑和窩溝封閉劑。優(yōu)選的酸性脲衍生物為其中式I的變量具有以下含義 的化合物：
[0031] R1 =脂族C 2_C12基團，其可以被-〇_或-C0-0-間斷，
[0032] R2 =脂族C?；鶊F，其可以被-〇_或-C0-0-間斷，
[0033] X = CH2= CR 3-C0-Z-或 R4O-CO-C ( = CH2) -CH2-Z-,其中 Z 為 0 或 NR5, R3為 H 或 CH3，以及R4和R5在每種情況下彼此獨立地為H或C「C3烷基，
[0034] Y = -PO (OH) 2、-0-P0 (OH) 2、-S03H，
[0035] η = 1 或 2，
[0036] m=l 或2。
[0037] 特別優(yōu)選的是這樣的實施方案的牙科材料，其中變量具有以下含義：
[0038] R1、R2在每種情況下彼此獨立地=直鏈脂族C X1?；鶊F，其可以被1或2個-0-間 斷，其中R1和R 2優(yōu)選地相同，
[0039] X = CH2= CR 3-C0-Z-，其中 Z 為 0 或 NR5,或 R4O-CO-C ( = CH2) -CH2-Z-，其中 Z = 〇, R3為H或CH 3, R4為甲基或乙基，以及R5為H、甲基或乙基，
[0040] Y = -PO (OH) 2、-0-P0 (OH) 2、-S03H，
[0041] n、m在每種情況下=1。
[0042] 根據(jù)另外的實施方案，Y為可自由基聚合基團。在這樣的情況下，式I的脲衍生物 具有交聯(lián)特性。含有這樣的交聯(lián)衍生物的牙科材料特別適合作為粘合劑、涂層材料、粘固劑 或充填材料（復合材料），特別適合作為粘合劑和粘固劑。優(yōu)選的式I的交聯(lián)脲衍生物是其 中變量具有以下含義的化合物：
[0043] R1 =脂族C 2_C12基團，其可以被-〇_或-C0-0-間斷，
[0044] R2 =脂族C?；鶊F，其可以被-〇_或-C0-0-間斷，
[0045] X，Y 在每種情況下彼此獨立地=CH2 = CR 3-C0-Z-或 R4O-CO-C ( = CH2) -CH2-Z-,其 中Z為0或NR5，R3為H或CH 3，以及R4和R5在每種情況下彼此獨立地為H或C「C3烷基，其 中X和Y優(yōu)選地相同，
[0046] η = 1 或 2，
[0047] m = 1或2 ;特別優(yōu)選地：
[0048] R1、R2在每種情況下彼此獨立地=直鏈脂族C X1。基團，其可以被1或2個-0-間 斷，其中R1和R 2優(yōu)選地相同，
[0049] X、Y在每種情況下彼此獨立地=CH2= CR 3-C0-Z-，其中Z為0或NR5,或 R4O-CO-C ( = CH2) -CH2-Z-,其中Z = 0, R3為H或CH 3, R4為甲基或乙基以及R5為H、甲基或 乙基，其中X和Y優(yōu)選地相同，
[0050] n、m在每種情況下=1。
[0051] 其中Y為酸基團且η大于1的脲衍生物除了具有酸基團的自蝕和粘附促進作用以 外，還具有交聯(lián)特性，并且可以用作交聯(lián)劑。然而，僅具有一個可聚合基團的式I的酸性脲 衍生物還可以有利地與具有兩個或更多個可聚合基團的式I的非酸性脲衍生物組合。同時 包含交聯(lián)和式I的酸性脲衍生物的組合物根據(jù)本發(fā)明是特別優(yōu)選的。
[0052] 包含通式I的單體的可聚合的脲基團可以容易地制備。例如，可以將NH2-官能化 的可聚合的（甲基）丙烯酸酯或（甲基丙烯）酰胺和NH 2-官能化的膦酸酯、磷酸酯或磺酸 酯與異氰酸酯官能化的可聚合的（甲基）丙烯酸酯或（甲基丙烯）酰胺反應，其中在膦酸 酯、磷酸酯或磺酸酯的情況下，隨后發(fā)生酸基團的釋放并且形成通式I的化合物。NH 2-官 能化的可聚合的（甲基）丙烯酸酯或（甲基丙烯）酰胺可以通過（甲基）丙烯酰化相應的 OH-保護的氨基醇，接著分別脫離保護基