JPH10512239A5 - - Google Patents
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- JPH10512239A5 JPH10512239A5 JP1996520661A JP52066196A JPH10512239A5 JP H10512239 A5 JPH10512239 A5 JP H10512239A5 JP 1996520661 A JP1996520661 A JP 1996520661A JP 52066196 A JP52066196 A JP 52066196A JP H10512239 A5 JPH10512239 A5 JP H10512239A5
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【発明の詳細な説明】
【0001】
本発明は、特に表面の改質用、及び被覆材として適切であり、しかしそれ以上に、ポリマーに転換し、そして成形品に変換される、重合性化合物若しくはセグメント化コポリマーの製造に適切な新規NCO末端ビニルテロマーに関し、更には、成形品を包含するこの種のポリマー、また更にはポリマーの成形品の製造への用途、並びにポリマー及び成形品の製造方法に関する。好ましい成形品は、眼科用レンズであり、特にはコンタクトレンズである。このビニルテロマーは、使用するビニルモノマーからその時々に形成される鎖長の分子量分布が狭いこと、及び、特に反応性の高いイソシアネート基による単官能性であることによって、既知のビニルテロマーより際立って優れている。
【0002】
本発明のOCN末端ビニルテロマーは、式(I):
【化12】
(式中、
PI* は、光開始剤の2価基を表し、
Aは、2価の置換1,2−エチレン基(この基は、共重合性ビニルモノマーのビニル−二重結合を単結合で置き換えることにより誘導される)を表し、
個々のRa は、互いに独立して、重合の連鎖停止体として働くのに適切な1価基を表し、そして
pは、3〜500までの整数を表す)で示される化合物である。
【0003】
式(I)中の−(A)p−基、又はこれの製造に使用するビニルモノマーは、H−活性基を有しないことが好ましい。
【0004】
本発明の式(I)のビニルテロマーは、式(B):
【化13】
(式中、
PI* は、先に定義されたとおりであり、そして
Raaは、光開始剤の分解に伴ってより反応性の低いラジカルを生成する該光開始剤の部分を表す)で示される光開始剤を、先に定義されている構成成分“A”として、ビニルテロマーに組み込まれるビニルモノマーと、公知の方法で反応させるものである。連鎖の停止は、例えば、式(B)の光開始剤Raaの、より反応性の低いラジカルによるか、又は、反応条件下で反応混合物中に存在する他の適当な連鎖停止物質、例えばH−ラジカル若しくはOH−ラジカル、又は溶媒から生成するラジカルによって起こる。可変記号Ra は、好ましくは、式(B)の光開始剤の構成成分Raaである。
【0005】
本発明の重合性化合物は、式(C):
【化14】
(式中、
Monoは、Rx −H基を除去したビニルモノマーの1価の残基を表し、
Rx は、互いに独立して、単結合、−O−、−NRN −若しくは−S−(ここで、RN は、水素若しくは低級アルキルを表す)を表し、
PI* は、光開始剤の2価の残基を表し、
Aは、2価の置換1,2−エチレン基(この基は、共重合性ビニルモノマーのビニル−二重結合を単結合で置き換えることにより誘導される)を表し、
個々のRa は、互いに独立して、重合の連鎖停止体として働くのに適切な1価の基を表し、そして
pは、3〜500までの整数を表す)で示される化合物である。
【0006】
Rx に対する“結合”の意味は、この場合に限り、COOH−基の構成成分として、ビニルモノマーの1価基にOH基が存在することである。COOH−基は、イソシアナト基と反応して、CO2 を分離し、“−CO−NH−”結合を形成する。この場合に限り、Rx は反応生成物中での結合を意味するが、“Rx −H”基を含有する出発物質にあっては状況が異なる。
【0007】
本発明の、式(C)の重合性化合物は、先に定義した式(I)のビニルテロマーを、Rx は先に定義したものではあるが、単結合とは異なるRx −H基を、少なくとも1個含有するビニルモノマーと、公知の方法で反応させることによって形成される。
【0008】
本発明のセグメント化コポリマーは、式(D):
【化15】
(式中、
Macroは、m個のRx −H基が除去された、m価のマクロマーの残基を表し、
Rx は、互いに独立して、単結合、−O−、−NRN −若しくは−S−(ここで、RN は、水素若しくは低級アルキル表す)を表し、
PI* は、光開始剤の2価の残基を表し、
Aは、2価の置換1,2−エチレン基(この基は、共重合性のあるビニルモノマーのビニル−二重結合を単結合で置き換えることにより誘導される)を表し、
個々のRa は、互いに独立して、重合の連鎖停止体として働くのに適切な1価の基を表し、
pは、mとは独立して、3〜500の整数を表し、そして
mは、1〜100までの整数を表す)で示される、架橋されてはいないが、場合により架橋性のコポリマーである。
【0009】
Rx に対する“結合”の意味は、この場合に限り、COOH−基の構成成分として、マクロマー中にOH基が存在することである。COOH−基は、イソシアナト基と反応して、CO2 を分離し、“−CO−NH−”結合を形成する。この場合に限り、Rx は反応生成物中での結合を意味するが、“Rx −H”基を有する出発物質にあっては状況が異なる。
【0010】
セグメント化コポリマーの中では、本発明に適合したものとして、ブロックコポリマー、グラフトコポリマー、特にくし形コポリマー、又は星形コポリマーがある。
【0011】
本発明の式(D)のセグメント化コポリマーは、式(A):
【化16】
(式中、
Macro、Rx 及びmは、前記と同義であるが、しかし、Rx は単結合とは異なる)で示されるマクロマーを、式(I):
【化17】
(式中、
PI* 、A、Ra 及びpは、前記と同義である)のビニルテロマーと、反応させることによって形成される。
【0012】
本発明の式(A)のマクロマーは、mのいくつかが−Rx H基を有しており、それらは、ヒドロキシ基(カルボキシル基−COOHの構成成分も含む)、アミノ基若しくは低級アルキルアミノ基(アミド基−CONRN も含む)又はメルカプト基である。これらの基は、式(B)の光開始剤のイソシアナト基とは共反応性である。式(C)の化合物の基“Mono”に寄与するビニルモノマーにも、同様なことが当てはまる。
【0013】
指数pは、好ましくは5〜200の数、特に10〜100の数を表す。
【0014】
指数mは、好ましくは2〜15の数、特に2〜5の数を表す。
【0015】
本発明のポリマーは、下記の構成成分:
a)先に定義した式(C)の重合性化合物、
b)場合により、共重合性ビニルモノマー、及び
c)共重合性の架橋剤を含有する重合性混合物からの重合生成物であるか、又は
下記の構成成分:
aa)先に定義した、構成成分−(A)p−中に反応性基を有する式(D)の重合性化合物、
bb)場合により、共重合性ビニルモノマー、及び
cc)式(D)の化合物の構成成分−(A)p−中の反応性基と共反応性の架橋剤を含有する重合性混合物からの重合生成物である。
【0016】
既述の重合性混合物に、共重合性のビニルモノマーを使用する場合には、式(C)又は(D)の化合物を、好ましくは、10〜90重量%、特に20〜80重量%の量で加え、また共重合性のビニルモノマーは、使用する場合、好ましくは、10〜90重量%、特に20〜80重量%の量で加えるが、これらの重量%指示は、構成成分a)及びb)、又はaa)及びbb)の量にも、相対的に適用される。架橋剤c)若しくはcc)は、好ましくは、構成成分a)及びb)、あるいはaa)及びbb)の総量に対して、25重量%まで、特には12.5%までの量で添加する。
【0017】
共重合性の架橋剤c)については、前出の文で述べたように、現行技術において、公知の、典型的なオリゴビニル系の架橋剤である。架橋剤cc)においては、前出の文で述べたように、−(A)p−中にある反応性基と共反応性を有するオリゴ官能性化合物である。
【0018】
−(A)p−部分の反応性基について、原則的に個々の反応性基は、イソシアナト基に対して不活性ないし反応が不活発であると理解されており、例としては、イソシアナト基又はエポキシ基である。これと共反応性であるオリゴ官能性化合物の基は、例えば、アミノ基又はヒドロキシ基である。したがって、この場合、適切なオリゴ官能性化合物は、例えば、ジアミン、ジオール又はアミノアルコールである。
【0019】
指数mの意味に従って、1〜100個の式(A)のマクロマーに結合している基は、末端若しくはペンダントとして、又は末端及びペンダントとして存在している。
【0020】
特に好ましい実施態様においては、式(A)のマクロマーは、2個の末端Rx H基を有している。こうして形成された、本発明の、式(D)のセグメント化コポリマー又は式(D)のブロックコポリマーは、同様に、特に好ましいものであり、本発明では、トリブロックコポリマーとして表現してある:中心のブロックは、実質的にはマクロマーから構成されており、それには2個の光開始剤基:−(A)p−Ra −ブロックが結合している。
【0021】
別の好ましい実施態様においては、式(A)のマクロマーは、ペンダントのRx H基のみを有している。こうして形成された、本発明の、式(D)のセグメント化コポリマー又は式(D)のグラフトコポリマーは、同様に好ましいものであり、本発明では、くし形ポリマーとして表現してある:くしの背部ないしみねの部分はマクロマーから構成されていて、そこにいくつかの光開始剤がペンダントとして結合し、くしの歯は実質的に2価基Aで形成され、光開始剤基の上に結合している。
【0022】
他の好ましい実施態様においては、式(A)の環状マクロマーがペンダントのRx H基を有している。こうして形成された、本発明の、式(D)のセグメント化コポリマー又は式(D)のグラフトコポリマーは、同様に好ましいものであり、本発明では、星形ポリマーとして表現してある:星の中心はマクロマーから構成されており、そこにいくつかの光開始剤がペンダントとして結合し、星の光芒は実質的に2価基Aで形成され、光開始剤基の上に結合している。
【0023】
本発明のビニルテロマー、ここから得られるセグメント化コポリマー、又は重合性化合物及びそれから得られる架橋ポリマーは、意外なことに、その特性の点で、従来成分と一線を画していることは、重要である。ビニルモノマーの鎖長(式(I)の−(A)p−を参照のこと)が、本発明では相当程度に制御されるので、例えば、比較的狭い分子量分布が達成できることが、その1つである。更に意外なことに、式(I)のビニルテロマーには、通常なら副反応によって生成するはずの、使用ビニルモノマーのホモポリマー、並びに、ビス−OCN−末端テロマー及びポリマーが、全く、又は少なくとも実質的に、存在しない。これらの有利な特性が、本発明の式(C)の重合性化合物、式(D)のセグメント化コポリマー及び既述のポリマーの製造という流れに沿って、反応に応用される。
【0024】
更に、本発明のビニルテロマー、及びこれから得られる前記のような生成物は、UV−重合を用いる簡単かつ迅速な合成によって入手可能であり、それらの製造に際してほとんど副反応が起こらず、生成物が通常は無色であり及び熱に不安定なビニルモノマーからも製造できる利点を有している。光反応開始剤の第2のラジカル断片により、万一、ビニルモノマーの単独重合が始った場合に生成するはずの、イソシアナト基が末端にないビニルテロマー若しくは対応する後続生成物が、実際には生成しない。その代わりに、第2の、より低反応性のラジカルは、明らかに、光重合の間、確実なかご効果により、それ自身、ビニルモノマーの単独重合を開始させることもなく、効率的な連鎖停止剤として作用する。更に、α,ω−2官能性のテロマー若しくはポリマーを生成する副反応も観察されなかった。
【0025】
本発明の式(D)のコポリマー又は式(C)の重合性化合物は、それに続く生成物に変えること、又は更に加工することを目的としている。特に、式(C)又は(D)の非架橋化合物は、簡単な方法、例えば式(C)又は(D)の化合物を、架橋剤の存在下で反応させれば、架橋ポリマーを形成するという点で、状況が際立っている。このような架橋方法に加え、あるいはその代替として、本発明の式(C)又は(D)の化合物は、式(I)の−(A)p−部分に反応性の基があれば、修飾することも可能である。
【0026】
この種の反応性基としては、例えば、イソシアナト−又はエポキシ基であり得るが、これらは、ビニルイソシアナト−又はビニルエポキシ化合物、例えば、2−イソシアナトエチルメタクリレート又はグリシジル(メタ)アクリレートを、ヒドロキシ低級アルキル(メタ)アクリレート、例えば2−ヒドロキシエチルメタクリレート又は3−ヒドロキシプロピルメタクリレートに追加する形で反応させることによって導入される。記述した方法により組み込まれたヒドロキシ低級アルキル(メタ)アクリレートのC−C−二重結合は、本発明のポリマーの架橋反応及び/又は広範囲のビニルモノマー若しくはジビニルモノマーとの共重合を可能にする。
【0027】
前述及び後述において、表現“(メタ)アクリレート”は、短縮して“メタクリレート又はアクリレート”としてある。
【0028】
前述した特性のすべては、本発明のポリマーを、種々の成形品として多くの使用目的に適したものにしているが、例示すれば、生体医学材料、例えば移植物、眼科用レンズ、特に人工角膜、眼内レンズ、若しくは特に好ましくは、コンタクトレンズとして、又は、医療装置、器具、膜、ドラッグデリバリーシステムとして、又は、無機若しくは有機材料の被覆としての用途がある。更に、式(I)の非架橋ビニルテロマーは、本発明のポリマーの原料として適しているだけでなく、例えば生体医学材料、眼科用レンズ、特にはコンタクトレンズ、又は移植物の改質表面の調製、並びに無機又は有機材料の被覆の用途にも優れている。この目的には、式(I)のビニルテロマーの高反応性のイソシアナト基を、その時々の表面のH−活性基と反応させるだけでよい。親水性の構成成分“A”からなる、親水、疎水両性のブロック−、くし形−若しくは星形ポリマーは、界面活性を有しており、例えば、乳化剤として適している。
【0029】
したがって、本発明は、成形品のなかでも、特に前述したセグメント化コポリマー、重合性化合物若しくはポリマーから製造されるコンタクトレンズに関する。更に、本発明は、成形品の製造、特に前述したセグメント化コポリマー、重合性化合物若しくはポリマーからのコンタクトレンズの製造に関し、また、前述したセグメント化コポリマー、重合性の化合物若しくはポリマーの、成形品、特にコンタクトレンズの製造への応用に関し、更にまた、本発明のビニルテロマーの、改質された表面の調製、又は特にコンタクトレンズ表面の被覆への適用に関する。
【0030】
式(A)のマクロマーについては、好ましくは、平均分子量が300〜10,000ダルトンのオリゴマー又はポリマーで、好ましくは最低3個、より好ましくは3〜50個、そして特に好ましくは、5〜20個の構成単位を有するものである。オリゴマーとポリマーの間の移行は、周知のように流動的であり、厳密に線引きができない。ポリマーは、50〜10,000個、より好ましくは、50〜5,000個の構成単位を有してよく、また平均分子量が10,000〜2,000,000、好ましくは、10,000〜500,000であってよい。オリゴマー及びポリマーは、また95モル%までの、好ましくは5〜90モル%までの、H−活性基(この用語は、ここでは、Rx がこの場合、単結合とは異なるという条件つきで、先に定義してある“Rx H−基”と同じ意味である)のないコモノマー構成単位を、このポリマーに関して、含有してよい。
【0031】
H−活性基を有するオリゴマー及びポリマーは、天然又は合成のオリゴマー又はポリマーである。
【0032】
天然のオリゴマー及びポリマーは、例えば、オリゴ糖及び多糖又はそれらの誘導体、タンパク質、糖タンパク質、酵素及び発育因子である。いくつかの例を挙げると、ペプチド、シクロデキストリン、でんぷん、ヒアルロン酸、脱アセチル化ヒアルロン酸、キトサン、トレハロース、セロビオース、マルトトリオース、マルトヘキサオース、キトヘキサオース、アガロース、キチン50、アミロース、グルカン、ヘパリン、キシラン、ペクチン、ガラクタン、ポリ−ガラクトサミン、グルコサミノグリカン、デキストラン、アミノ化デキストラン、セルロース、ヒドロキシアルキルセルロース、カルボキシアルキルセルロース、ヘパリン、フコイダン、コンドロイチン硫酸、硫酸化多糖、ムコ多糖、ゼラチン、ゼイン、カゼイン、絹フィブロイン、コラーゲン、アルブミン、グロブリン、ビリルビン、卵白アルブミン、ケラチン、フィブロネクチン及びビトロネクチン、ペプシン、トリプシン及びリゾチームである。
【0033】
合成のオリゴマー及びポリマーは、−COOH、−OH、−NH2 又は−NHRN 基を含有する物質でありうるが、前記のRN は低級アルキル、好ましくはC1 −C6 −アルキルを意味する。例えば、ビニルエステル又は−エーテルのポリマーをけん化したもの(ポリビニルアルコール)、ポリジオレフィン例えばポリブタジエン、ポリイソプレン又はクロロプレンをヒドロキシル化したもの;ポリアクリル酸及びポリメタクリル酸並びにポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリアクリルアミド又はポリメタクリルアミドで、エステル基又はアミド基中にヒドロキシアルキル−又はアミノアルキル残基を有するもの;ヒドロキシアルキル−又はアミノアルキル基を有するポリシロキサン;エポキシ又はグリシジル化合物とジオールからのポリエーテル;ポリビニルフェノール又はビニルフェノールとオレフィン性コモノマーからのコポリマー;並びにビニルアルコール、ビニルピロリドン、アクリル酸、メタクリル酸、(メタ)アクリル酸無水物又はヒドロキシアルキル若しくはアミノアルキルを有するアクリレート、メタクリレート、又はアクリルアミド若しくはメタクリルアミド、又はヒドロキシル化ジオレフィンの群から選ばれた少なくとも1種のモノマーとエチレン性不飽和コモノマー、例えば、アクリロニトリル、オレフィン、ジオレフィン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルエーテル及びビニルエステルとのコポリマー;又は、末端にOH−又はアミノアルコキシ基を有するポリオキサアルキレンである。
【0034】
好ましいオリゴマー及びポリマーは、例えばシクロデキストリンで、合計6〜8個の、環を形成しているグルコース構造単位又はヒドロキシアルキル−若しくはアミノアルキル−誘導体又はグルコース若しくはマルトース−置換誘導体を有し、その少なくとも1個の構造単位が式(V)と合致するものであり、
【化18】
式中、R7 、R8 、及びR9 は、互いに独立して、H、C1 −C4 −アルキル、特にメチル、C2 −C6 −アシル、特にアセチル、C1 −C4 −ヒドロキシアルキル、特にヒドロキシメチル又は2−ヒドロキシエタ−1−イル、C2 −C10−アミノアルキル及び特にC2 −C4 −アミノアルキル、例えば2−アミノエタ−1−イル又は3−アミノプロパ−1−イル又は4−アミノブタ−1−イルを意味し、X1 は−O−又は−NR1B−を表し、このうちシクロデキストリン単位ごとに合計1〜10個、好ましくは1〜6個のX1 が−NR1B−であり得、残りのX1 は−O−であり、R1Bは水素又は低級アルキルである。
【0035】
他の好ましいオリゴマー及びポリマーは、例えばオリゴ−又はポリシロキサンで、アルキル−、アルコキシアルキル−又はアミノアルキル末端基又は−側鎖中にOH−又はNH2 −基を有するものである。ランダム又はブロックオリゴマー若しくはブロックポリマーでありうる。好ましいオリゴマー及びポリマーは、
a)式(VII)の構成成分を5〜100モル%
【化19】
及び
b)式(VIII)の構成成分を95〜0モル%
【化20】
を含有するもので、このオリゴマー又はポリマーに関して、式中、R11は、場合により部分的に若しくは完全にFで置換されたC1 −C4 −アルキル、低級アルケニル、シアノ低級アルキル又はアリール、好ましくはメチル、エチル、ビニル、アリル、シアノプロピル又はトリフルオロメチルを表し、R12は、C2 −C6 −アルキレン、好ましくは1,3−プロピレン、−(CH2)z −(O−CH2 −CHCH3 −)Z−、−(CH2)z −(O−CH2 −CH2 −)Z−又は−(CH2)z −NH−(CH2)z −NH−、好ましくは−(CH2)3 −(O−CH2 −CHCH3 −)2−又は−(CH2)3 −NH−(CH2)2 −NH−であり、ここでzは2〜4の整数を表し、R14はR11と同じ意味か又は−R12−X1 −H若しくは−R12−X1 −R15−Hを表し、X1 は−O−又は−NH−であり、R13はRx H残基であり、そしてR15は直接結合か又は−C(O)−(CHOH)r−CH2 −O−基を意味し、ここでrは0か又は1〜4の整数を表す。
【0036】
シロキサンの好ましいオリゴマー又はポリマーは、また式(X)で示されるもので、
【化21】
式中、R11は、場合により部分的に若しくは完全にFで置換されたC1 −C4 −アルキル、ビニル、アリル又はフェニル、好ましくはメチルであり、R12はC2 −C6 −アルキレン、好ましくは1,3−プロピレンであり、R14はR11と同じ意味か又は−R12−X1 −H若しくは−R12−X1 −R15−Hを表し、X1 は−O−又は−NH−であり、sは1〜1,000、好ましくは1〜150の整数であり、そしてR13はRx H残基であり、そしてR15は直接結合か又は−C(O)−(CHOH)r−CH2 −O−基を意味し、rは0か又は1〜4の整数を表す。X1 はここでは好ましくは−NH−である。
【0037】
他の好ましいオリゴマー及びポリマーは、オリゴ−及びポリビニルアルコールをベースとするものである。−CH2 CH(OH)−構成単位を有するホモポリマー又はオレフィンの他の1価又は2価の構成単位とのコポリマーである。
【0038】
好ましくはオリゴマー及びポリマーにおいて、
a)式(XI)の構成単位を5〜100モル%
【化22】
及び
b)式(XII)の構成単位を95〜0モル%
【化23】
を含有するもので、式中、R16はRx H残基であり、R17はH、C1 −C6 −アルキル、−COOR20又は−COO−であり、R18はH、F、Cl、CN又はC1 −C6 −アルキルを意味し、そしてR19はH、OH、R10−H、F、Cl、CN、R20−O−、C1 −C12−アルキル、−COO−、−COOR20、−OCO−R20、メチルフェニル又はフェニルを表し、このうちR10は直接結合、−(C1 −C4 −アルキレン−O)−又は−(C2 −C10−アルキレン−NH)−であり、そしてR20はC1 −C18−アルキル、C5 −C7 −シクロアルキル、(C1 −C12−アルキル)−C5 −C7 −シクロアルキル、フェニル、(C1 −C12−アルキル)フェニル、ベンジル又は(C1 −C12−アルキル)ベンジルを表す。
【0039】
R17は、好ましくはHである。R17がアルキルであれば、好ましくはメチル又はエチルである。R17が−COOR20であれば、R20は好ましくはC1 −C12−、特にC1 −C6 −アルキルである。
【0040】
R18がアルキルであれば、好ましくはC1 −C4 −アルキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル又はn−ブチルである。R18は、好ましくはH、Cl、又はC1 −C4 −アルキルである。
【0041】
R19がR20−O−基であれば、R20は好ましくはC1 −C12−、特にC1 −C6 −アルキルである。R19がアルキルであれば、1〜6個、特に1〜4個のC−原子を有するものが好ましい。R19が−COOR20基であれば、R20は好ましくはC1 −C12−、特にC1 −C6 −アルキル、シクロペンチル又はシクロヘキシルである。R19が−OCO−R20基であれば、R20はC1 −C12−、特にC1 −C6 −アルキル、フェニル又はベンジルであることが好ましい。
【0042】
好ましい実施態様においては、R17がH、R18がH、F、Cl、メチル又はエチル、及びR19はH、OH、F、Cl、CN、C1 −C4 −アルキル、C1 −C6 −アルコキシ、C1 −C6 −ヒドロキシアルコキシ、−COO−C1 −C6 −アルキル、−OOC−C1 −C6 −アルキル又はフェニルである。
【0043】
特に好ましいのは、オリゴマー及びポリマーのうち、R17がH、R18がH又はメチル、R19がH、OH、CN、メチル、OCH3 、O(CH2)t OH又は−COOCH3 で、tが2〜6の整数のものである。
【0044】
オリゴマー及びポリマーの更に好ましい一群は、部分的に若しくは完全にヒドロキシアルキル化したオリゴ−又はポリ−アクリレート又は−メタクリレートあるいは−アクリルアミド又は−メタクリルアミドである。
【0045】
それらは、例えば式(XIII)の構成単位を5〜100モル%、
【化24】
及び式(XIV)の構成単位を95〜0モル%
【化25】
含有することができるが、式中、R21はH又はメチルであり、X2 及びX3 は、互いに独立して、−O−又は−NH−であり、R22は−(CH2)c −で、cが2〜12、好ましくは2〜6の整数であり、R23は式Rx Hの残基であり、R17及びR18は前述のとおり、そしてR24はR19と同じ意味か又は−C(O)X2 R22X3 Hを意味している。R17、R18及びR19については、前述したとおりの好ましい態様が当てはまる。X2 及びX3 についても前述したとおりの好ましい態様が当てはまる。
【0046】
他の好ましいオリゴマー及びポリマーは、ポリアルキレンオキシドである。例えば、同一又は異なる反復構成単位−[CH2 CH(R26)−O]−を有する式(XV)のものである。
【0047】
【化26】
式中、R25はR28−X4 基又は1〜20個のC−原子を有するアルコール又はポリオールの残基で、その残基の価数が1〜vであり、R26はH、C1 −C8 −アルキル、好ましくはC1 −C4 −アルキル更に特に好ましくはメチルであり、R27はX4 とともに直接結合か、又はR27はC2 −C6 −アルキレン、好ましくはC3 −C6 −アルキレン更に特に好ましくは1,3−プロピレン、X4 は−O−又は−NH−であり、R28は式Rx Hの残基、uは3〜10,000、好ましくは5〜5,000、特に好ましくは5〜1,000、更に特に好ましくは5〜100である数値、vは1〜6、好ましくは1〜4の整数である。
【0048】
R25は、アルコール又はポリオールの1価〜4価の残基であってよい。R25がアルコール残基である場合、R25は好ましくは直鎖状又は分岐状のC3 −C20−アルキル又は−アルケニル、C3 −C8 −更に好ましくはC5 −C6 −シクロアルキル、−CH2 −(C5 −C6 −シクロアルキル)、C6 −C10−アリール更に特にフェニル及びナフチル、C7 −C16−アラルキル更に特にベンジル及び1−フェニルエト−2−イルである。環状あるいは芳香族の残基は、C1 −C18−アルキル又はC1 −C18−アルコキシで置換されていてもよい。
【0049】
R25がジオールの残基である場合、R25は、好ましくは、分岐状更に特に直鎖状のC3 −C20−アルキレン又はアルケニレン、更に好ましくは、C3 −C12−アルキレン、C3 −C8 −更に特にC5 −C6 −シクロアルキレン、−CH2 −(C5 −C6 −シクロアルキル)−、−CH2 −(C5 −C6 −シクロアルキル)−CH2 −、C7 −C16−アラルキレン更に特にベンジレン、−CH2 −(C6 −C10−アリール)−CH2 −更に特にキシリレンである。環状又は芳香族の残基は、C1 −C12−アルキル又はC1 −C12−アルコキシで置換されていてもよい。
【0050】
R25が3価の残基である場合、これは脂肪族又は芳香族トリオールから導かれる。R25は、好ましくは3〜12個のC−原子を有する3価の脂肪族残基であり、特に好ましくは第一級水酸基を有するトリオールから導かれる。R25は、特に好ましくは−CH2(CH−)CH2 −、HC(CH2 −)3又はCH3 C(CH2 −)3である。
【0051】
R25が4価の残基である場合、好ましくは脂肪族テトラオールから導かれる。R25は、この場合には好ましくはC(CH2 −)4である。
【0052】
R25は、好ましくはJeffamine(Texaco) 、Pluriol 、Poloxamer(BASF) 又はポリ(テトラメチレンオキシド)から導かれた残基である。
【0053】
特に好ましくは、式−[CH2 CH2 −O]−又は−[CH2 CH(CH3)−O]−の構造単位を有するホモ−及びブロック−オリゴマー及び−ポリマーである。
【0054】
式(XVI)に相当するフッ素化ポリエーテルも好適である。
【0055】
【化27】
式中、R27、R28、X4 、u及びvは、前に定義されたとおりであり、R25は前に定義したものか、又は部分若しくは完全フッ素化アルコールの1価残基で1〜20個、好ましくは1〜12個更に特に好ましくは1〜6個のC−原子を有しているもの、又は部分若しくは完全フッ素化ジオールの2価残基で2〜6個、好ましくは2〜4個更に特に好ましくは2若しくは3個のC−原子を有しているものであり、そしてRd はF又はパーフルオロアルキルで、1〜12個、好ましくは1〜6個更に特に好ましくは1〜4個のC−原子を有しているものである。Rd は、−CF3 が特に好ましい。
【0056】
以上の他の好適なオリゴマー及びポリマーは、例えばポリビニルアミン又はポリエチレンイミンのようなポリアミン類である。ポリ−ε−リジンも同様に好適である。
【0057】
式(B)の光開始剤として、基本的には1個のイソシアナト基を有する光開始剤はすべて適している。この種の光開始剤は、例えばEP−A−632329にすでに記述されている。適切な光開始剤は、通常、下記構造要素で示される。
【0058】
【化28】
式中、基“OH/NR’R””は、問題の炭素原子がOH基又はNR’R”基を有し、R’及びR”は、互いに独立して、直鎖状若しくは分岐状でC1 −C4 −アルコキシで置換されていてもよい低級アルキル、アリール低級アルキル又は低級アルケニルである;又はR’及びR”は、一緒になって、−(CH2)z −Y11−(CH2)z −を意味し、Y11は直結、−O−、−S−、又は−NR1B−であり、そしてR1BはH又は低級アルキル、そしてzは2〜4までの整数を意味する)。これは、適当な刺激で2個のラジカルを生成し、これによってベンゾイルの炭素とsp3 炭素の間の結合が切断される。通常、ベンゾイルラジカルはより反応性が高く、重合反応を開始させる。したがって、式(B)からの可変記号PI* は、主にこのベンゾイルラジカルに対応する。このベンゾイルラジカルは、公知技術として知られているように、置換され、本発明にしたがって、更にイソシアナト基を包含する。前述から明らかなように、sp3 炭素ラジカルはより反応性が低く、通常重合反応の開始には役立たない。その代わりに、むしろ連鎖停止剤として反応する。式(B)からの可変記号Raaは、したがって、このsp3 炭素ラジカルに主として対応する。
【0059】
本発明の特に好ましい光開始剤について、以下に記述する。
【0060】
式(B)に記載の、本発明で使用する官能性光開始剤は、好ましくは式(IIa)又は(IIb)の化合物である。
【0061】
【化29】
式中、YはO、NH又はNR1A;Y1 はO;Y2 は−O−、−O−(O)C−、−C(O)−O−又は−O−C(O)−O−;nは、互いに独立して、0又は1;RはH、C1 −C12−アルキル、C1 −C12−アルコキシ又はC1 −C12−アルキルNH−;R1 及びR2 は、互いに独立して、H、直鎖状又は分岐状のC1 −C8 −アルキル、C1 −C8 −ヒドロキシアルキル又はC6 −C10−アリール、又は2個のR1 −(Y1)n −基は、一緒になって、−(CH2)x −、又はR1 −(Y1)n −基とR2 −(Y1)n −基は、一緒になって、下記式で示す残基を形成する。
【0062】
【化30】
式中、R3 は直接結合か又は直鎖状又は分岐状のC1 −C8 −アルキレンであって、非置換又は−OHで置換されているか、及び/又は、場合により1個以上の−O−基、−O−C(O)−基又は−O−C(O)−O−基で中断されているものを表し;R4 は分岐状のC3 −C18−アルキレン、あるいは、非置換又はC1 −C4 −アルキル若しくはC1 −C4 −アルコキシで置換されたC6 −C10−アリーレン、あるいは非置換又はC1 −C4 −アルキル若しくはC1 −C4 −アルコキシで置換されたC7 −C18−アラルキレン、非置換又はC1 −C4 −アルキル若しくはC1 −C4 −アルコキシで置換されたC3 −C8 −シクロアルキレン、非置換又はC1 −C4 −アルキル若しくはC1 −C4 −アルコキシ置換のC3 −C8 −シクロアルキレン−Cy H2y−、あるいは非置換又はC1 −C4 −アルキル若しくはC1 −C4 −アルコキシ置換の−Cy H2y−(C3 −C8 −シクロアルキレン)−Cy H2y−を意味し;R5 は、独立に、R4 と同義であるか又は直鎖状C3 −C18−アルキレンを表し;R1Aは低級アルキルを表し;xは3〜5の整数を意味し;yは1〜6の整数を表し;Ra 及びRb は、互いに独立して、H、C1 −C8 −アルキル、C3 −C8 −シクロアルキル、ベンジル又はフェニルを表し;ただし、R2 がHの場合には、−(Y1)n −R1 基中のnは0であり;−(Y1)n −基の最大2個のY1 はOであって、かつ、他の−(Y1)n −基中のnは0であり;R3 が直接結合の場合には、−(Y2)n −基中のnは0である;更に式中、
Xは2価の−O−、−NH、−S−低級アルキレン又は
【化31】
を意味し;Y10は−O−(CH2)y −又は直接結合であり、その際yは1〜6の整数を表し、かつ、その末端CH2 −基は式(IIb)中の隣接Xと結合しており;R100 はH、C1 −C12−アルキル、C1 −C12−アルコキシ、C1 −C12−アルキルNH−又は−NR1AR1Bを表し、そのR1Aは低級アルキルそしてR1BはH又は低級アルキルを表し;R101 は直鎖状又は分岐状の低級アルキル、低級アルケニル又はアリール低級アルキルを表し;R102 は、R101 とは独立に、R101 と同じ定義を有するか、又は、アリールを表し、あるいは、R101 及びR102 は、一緒になって−(CH2)m −を意味し、ここで、mは2〜6の整数であり;R103 及びR104 は、互いに独立して、直鎖状又は分岐状で、C1 −C4 −アルコキシによって置換されていてもよい低級アルキル、アリール低級アルキル又は低級アルケニルを意味し;あるいは、R103 及びR104 は、一緒になって、−(CH2)z −Y11−(CH2)z −を表し、ここでY11は直接結合、−O−、−S−、又は−NR1Bであり、そして、R1BはH又は低級アルキルを意味し、かつ、zは、2〜4の整数である。
【0063】
好ましい実施態様においては、YはOである。
【0064】
アルキルとしてのR1Aは、例えばメチル、エチル、n−又はi−プロピル、n−、i−、又はt−ブチル、ペンチル又はヘキシルであってよい。好ましくは、R1Aはメチルである。
【0065】
R基は、アルキル、アルコキシ又はアルキルNH−として、好ましくは、1〜6個そして特に好ましくは1〜4個のC−原子を有する。若干の例を挙げれば、メチル、エチル、n−又はi−プロピル、n−、i−、又はt−ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、デシル、ドデシル、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、及びメチルNH−である。とりわけ好ましいのは、RがHの場合である。
【0066】
R1 は、アルキルとして、好ましくは直鎖状で、しかも1〜4個までのC−原子を有するのが好ましい。若干の例を挙げれば、メチル、エチル、n−又はi−プロピル、n−、i−、又はt−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル及びオクチルである。特に好ましいのは、R1 がメチル又はエチルである。R1 はアリールとして、例えばナフチル及び特にフェニルであってもよい。両方のR1 −(Y1)n −基が、一緒になって−(CH2)x −である場合、xは好ましくは4、特に好ましくは5である。R1 は、ヒドロキシアルキルとして、好ましくは直鎖状で、しかも1〜4個のC−原子を有するのが好ましい。若干の例を挙げれば、ヒドロキシメチル及び2−ヒドロキシエタ−1−イルである。
【0067】
R2 には、R1 と同様な好ましい態様が当てはまる。特に好ましいのはR2 がH、メチル又はエチルの場合である。
【0068】
Ra 及びRb は、好ましくは互いに独立に、H又はC1 −C4 −アルキル、例えばメチル又はエチルである。
【0069】
好ましいサブグループにあっては、R1 は好ましくはエチルそして特に好ましくはメチル、又は両方のR1 −(Y1)n −基が、一緒になって、ペンタメチレンを意味し、−(Y1)n −R2 中のnが好ましくは0、R2 が好ましくはメチル、ヒドロキシメチル又はH、そしてRがHである。
【0070】
他の好ましい実施態様においては、−(Y1)n −R2 基中Y1 がO、nが1、そしてR2 がHである。特にこの場合R1 −(Y1)n −基のnは0である。
【0071】
R3 は、アルキレンとして、好ましくは、1〜6個、特に好ましくは1〜4個のC−原子を有し、そのアルキレンは直鎖状であるのが好ましい。若干の例を挙げれば、メチレン、エチレン、1,2−又は1,3−プロピレン、1,2−、1,3−又は1,4−ブチレン、ペンチレン、ヘキシレン、ヘプチレン及びオクチレンである。好ましくは、メチレン、エチレン、1,3−プロピレン、及び1,4−ブチレンである。ことのほか好ましいのは、R3 がエチレン;又は直結で−(Y2)n −基のnが0の場合である。
【0072】
ヒドロキシ置換アルキレンとしてのR3 は、特に例えば2−ヒドロキシ−1,3−プロピレン又は更に2−ヒドロキシ−1,3−又は1,4−ブチレンがありうる。−O−により中断され、場合により−OHで置換されたアルキレンは、例えば−CH2 CH2 −O−CH2 CH2 −、−CH2 CH2 −O−CH2 CH2 −O−CH2 CH2 −、−CH2 CH2 −O−CH2 CH2 −O−CH2 CH2 −O−CH2CH2 −、[−CH(CH3)CH2 −O−CH(CH3)CH2 −]、−CH(CH3)CH2 −O−CH2 CH2 −、−CH(C2 H5)CH2 −O−CH2 CH2 −、[−CH(C2 H5)CH2 −O−CH(C2 H5)CH2 −]又は−CH2 CH2 CH2 CH2 −O−CH2 CH2 CH2CH2 −及び−CH2 CH(OH)CH2 −O−CH2 CH2 −である。−O−C(O)−又は−C(O)−O−によって中断されたアルキレンは、例えば−CH2 CH2 −C(O)−O−CH2 −又は−CH2CH2 −O−C(O)−CH2 −である。−O−C(O)−O−によって中断されたアルキレンは、例えば−CH2 CH2 −O−C(O)−O−CH2 CH2 −又は−CH2 CH2 −O−C(O)−O−CH2 −である。
【0073】
置換基であるC1 −C4 −アルキル及びC1 −C4 −アルコキシは、好ましくは、メチル、エチル、メトキシ又はエトキシである。
【0074】
分岐状アルキレンとしてのR4 は、好ましくは3〜14個、特に好ましくは4〜10個のC−原子を有する。アルキレンの例を挙げると、1,2−プロピレン、2−メチル−又は2,2−ジメチル−1,3−プロピレン、1,2−、1,3−又は2,3−ブチレン、2−メチル−又は2,3−ジメチル−1,4−ブチレン、1,2−、1,3−又は1,4−ペンチレン、2−メチル−又は3−メチル−又は4−メチル−又は2,3−ジメチル−又は2,4−ジメチル−又は3,4−ジメチル−又は2,3,4−トリメチル−又は2,2,3−トリメチル−2,2,4−トリメチル−又は2,2,3,3−テトラメチル−又は2,2,3,4−テトラメチル−1,5−ペンチレン、1,2−、1,3−、1,4−又は1,5−ヘキシレン、2−メチル−又は3−メチル又は4−メチル−又は2,2−ジメチル−又は3,3−ジメチル−又は2,3−ジメチル−又は2,4−ジメチル−又は3,4−ジメチル−又は2,2,3−トリメチル−又は2,2,4−トリメチル−又は2,2,5−トリメチル−又は2,3,4−トリメチル−又は2,2,4,5−テトラメチル−1,6−ヘキシレンである。更なる例は、EP−A−632329に公開されている。
【0075】
いくつかの好ましい分岐状アルキレン残基を挙げると、2,2−ジメチル−1,4−ブチレン、2,2−ジメチル−1,5−ペンチレン、2,2,3−又は2,2,4−トリメチル−1,5−ペンチレン、2,2−ジメチル−1,6−ヘキシレン、2,2,3−又は2,2,4−又は2,2,5−トリメチル−1,6−ヘキシレン、2,2−ジメチル−1,7−ヘプチレン、2,2,3−又は2,2,4−又は2,2,5−又は2,2,6−トリメチル−1,7−ヘプチレン、2,2−ジメチル−1,8−オクチレン、2,2,3−又は2,2,4−又は2,2,5−又は2,2,6−又は2,2,7−トリメチル−1,8−オクチレンである。
【0076】
R4 がアリーレンである場合、好ましくはナフチレン、特に好ましくはフェニレンである。アリーレンが置換される場合には、置換基はイソシアナト基に対してオルト位置にあるのが好ましい。置換アリーレンの例としては、1−メチル−2,4−フェニレン、1,5−ジメチル−2,4−フェニレン、1−メトキシ−2,4−フェニレン及び1−メチル−2,7−ナフチレンである。
【0077】
アラルキレンとしてのR4 は、好ましくは、ナフチルアルキレン、特に好ましくはフェニルアルキレンである。アラルキレン中のアルキレン基は、1〜12個、特に好ましくは1〜6個、更に特に好ましくは1〜4個のC−原子を有しているものである。とりわけ好ましいものとしては、アラルキレン中のアルキレン基がメチレン又はエチレンである。若干の例を挙げると、1,3−又は1,4−ベンジレン、ナフト−2−イル−7−メチレン、6−メチル−1,3−又は1,4−ベンジレン、6−メトキシ−1,3−又は1,4−ベンジレンである。
【0078】
R4 がシクロアルキレンである場合、それは、好ましくはC5 −又はC6 −シクロアルキレンで、非置換又はメチル置換のものである。若干の例を挙げると、1,3−シクロブチレン、1,3−シクロペンチレン、1,3−又は1,4−シクロヘキシレン、1,3−又は1,4−シクロヘプチレン、1,3−又は1,4−又は1,5−シクロオクチレン、4−メチル−1,3−シクロペンチレン、4−メチル−1,3−シクロヘキシレン、4,4−ジメチル−1,3−シクロヘキシレン、3−メチル−又は3,3−ジメチル−1,4−シクロヘキシレン、3,5−ジメチル−1,3−シクロヘキシレン、2,4−ジメチル−1,4−シクロヘキシレンである。
【0079】
R4 がシクロアルキレン−Cy H2y−である場合、それは、好ましくはシクロペンチレン−Cy H2y−、特にはシクロヘキシレン−Cy H2y−で、非置換又は好ましくは1〜3個のC1 −C4 −アルキル、特に好ましくはメチルで置換したものである。−Cy H2y−基中、好ましくはyが1〜4の整数である。好ましくは−Cy H2y−基がエチレン、特に好ましくはメチレンである。若干の例を挙げると、シクロペンタ−1−イル−3−メチレン、3−メチル−シクロペンタ−1−イル−3−メチレン、3,4−ジメチル−シクロペンタ−1−イル−3−メチレン、3,4,4−トリメチル−シクロペンタ−1−イル−3−メチレン、シクロヘキサ−1−イル−3−又は−4−メチレン、3−又は4−又は5−メチル−シクロヘキサ−1−イル−3−又は−4−メチレン、3,4−又は3,5−ジメチル−シクロヘキサ−1−イル−3−又は−4−メチレン、3,4,5−又は3,4,4−又は3,5,5−トリメチル−シクロヘキサ−1−イル−3−又は−4−メチレンである。
【0080】
R4 が−Cy H2y−シクロアルキレン−Cy H2y−である場合、それは、好ましくは−Cy H2y−シクロペンチレン−Cy H2y−、特には−Cy H2y−シクロヘキシレン−Cy H2y−で、非置換又は好ましくは1〜3個のC1 −C4 −アルキル、特に好ましくはメチルで置換したものである。−Cy H2y−基中、好ましくはyが1〜4までの整数である。好ましくは−Cy H2y−基はエチレン、特に好ましくはメチレンである。若干の例を挙げると、シクロペンタン−1,3−ジメチレン、3−メチル−シクロペンタン−1,3−ジメチレン、3,4−ジメチル−シクロペンタン−1,3−ジメチレン、3,4,4−トリメチル−シクロペンタン−1,3−ジメチレン、シクロヘキサン−1,3−又は−1,4−ジメチレン、3−又は4−又は5−メチル−シクロヘキサン−1,3−又は−1,4−ジメチレン、3,4−又は3,5−ジメチル−シクロヘキサン−1,3−又は−1,4−ジメチレン、3,4,5−又は3,4,4−又は3,5,5−トリメチル−シクロヘキサン−1,3−又は−1,4−ジメチレンである。
【0081】
R5 がR4 と同じ意味を有する場合には、先にR4 に与えた好ましい態様が同様に当てはまる。R5 は、直鎖状アルキレンとして、好ましくは3〜12個、特に好ましくは3〜8個のC−原子を有する。直鎖状アルキレンを若干例示すると、1,3−プロピレン、1,4−ブチレン、1,5−ペンチレン、1,6−ヘキシレン、1,7−ヘプチレン、1,8−オクチレン、1,9−ノニレン、1,10−デシレン、1,11−ウンデシレン、1,12−ドデシレン、1,14−テトラデシレン及び1,18−オクタデシレンである。
【0082】
Xの好ましい定義は、−O−、−NH−、−S−又は低級アルキレンである。より好ましいのはXが−O−又は−S−であり、更に特に好ましいのは−O−である。
【0083】
Y10の好ましい定義においては、指数yは1〜5、より好ましくは2〜4、また非常に好ましいのは2〜3で、したがってY10は例えばエチレンオキシ又はプロピレンオキシである。他の好ましい定義では、Y10は直結で、その際Xは、好ましくは少なくとも1個のヘテロ原子であるか、又はそれを含有しているものである。
【0084】
R100 基は、アルキル、アルコキシ、アルキルNH−又は−NR1AR1Bとして、好ましくは1〜6個、特に好ましくは1〜4個のC−原子を有する。若干の例を挙げると、メチル、エチル、n−又はi−プロピル、n−、i−、又はt−ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、デシル、ドデシル、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、N,N−ジメチルアミノ及びN−メチルアミノである。とりわけ好ましいのは、RがHである。−NR1AR1Bの好ましい定義は、N,N−ジメチルアミノ、N−メチルアミノ、N−メチル−N−エチルアミノ、N−エチルアミノ、N,N−ジエチルアミノ、N−イソプロピルアミノ又はN,N−ジイソプロピルアミノである。
【0085】
R101 は、好ましくはアリル、ベンジル、直鎖状C1 −C4 −アルキル、例えばメチル又はエチルである。
【0086】
R102 は、好ましくはR101 と同一の意味を有しており、より好ましくは直鎖状低級アルキルで、1〜4個のC−原子、特に好ましくは1〜2個のC−原子を有するものである。R102 はアリールとして、例えばナフチル又は特にフェニルで、非置換又は低級アルキルか低級アルコキシで置換したものでもよい。R101 及びR102 が、一緒になって−(CH2)m −である場合、mは、好ましくは4又は5、特に好ましくは5である。
【0087】
R103 は、好ましくは1〜4個のC−原子を有する直鎖状低級アルキル、ベンジル又はアリルであるが、より好ましくはメチル又はエチルである。
【0088】
R104 は、好ましくは1〜4個のC−原子を有する直鎖状低級アルキルであり、より好ましくはメチル又はエチルである。
【0089】
R103 及びR104 が、一緒になって、−(CH2)z −Y11−(CH2)z −である場合には、Y11は好ましくは直結、−O−又は−N(CH3)−、そして特に−O−であり;zは好ましくは2〜3、特に好ましくは2である。
【0090】
式(IIa)の化合物の好ましいサブグループは、R1 −(Y1)n −基中のnが0、R2 −(Y1)n −基中のY、Y2 及びY1 のそれぞれがO、R2 −(Y1)n −基中のnが0又は1、R1 がC1 −C4 −アルキル又はフェニル、又はR1 −(Y1)n −基が、一緒になって、テトラメチレン又はペンタメチレン、R2 がC1 −C4 −アルキル又はH、Rが水素、−(Y2)n −基中のnが0又は1、R3 が直鎖状又は分岐状のC2 −C4 −アルキレン又は直接結合を表すが、その際、−(Y2)n −基中のnが0、R4 が分岐状のC5 −C10−アルキレン、フェニレン又は1〜3個のメチル基で置換されたフェニレン、ベンジレン又は1〜3個のメチル基で置換されたベンジレン、シクロヘキシレン又は1〜3個のメチル基で置換されたシクロヘキシレン、シクロヘキシレン−Cy H2y−又は−Cy H2y−シクロヘキシレン−Cy H2y−又は1〜3個のメチル基で置換されたシクロヘキシレン−Cy H2y−又は−Cy H2y−シクロヘキシレン−Cy H2y−を表し、R5 はR4 に与えられた定義を有するか又は直鎖状のC3 −C10−アルキレンであり、そして、yは1又は2である、ものである。
【0091】
式(IIa)の化合物の特に好ましいサブグループは、R1 −(Y1)n −基及び−(Y2)n −基中のnが0、R2 −(Y1)n −基中のY、Y2 及びY1 のそれぞれがO、R2 −(Y1)n −基中のnが0又は1、R1 がメチル又はフェニル、又はR1 −(Y1)n −基が、一緒になって、ペンタメチレン、R2 がメチル又はH、Rが水素、−(Y2)n −基中のnが1、及びR3 がエチレン又は−(Y2)n −基中のnが0、及びR3 が直接結合、R4 が分岐状のC6 −C10−アルキレン、フェニレン又は1〜3個のメチル基で置換されたフェニレン、ベンジレン又は1〜3個のメチル基で置換されたベンジレン、シクロヘキシレン又は1〜3個のメチル基で置換されたシクロヘキシレン、シクロヘキシレン−CH2 −又は1〜3個のメチル基で置換されたシクロヘキシレン−CH2 −、及びR5 はR4 に与えられた定義を有するか又は直鎖状のC5 −C10−アルキレンである、ものである。
【0092】
式(IIb)の化合物の好ましいサブグループにおいて、R101 は直鎖状の低級アルキル、低級アルケニル又はアリール低級アルキルを表し;R102 はR101 とは独立に、R101 と同一の定義を有するか又はアリールを意味し;R103 及びR104 は、互いに独立して、直鎖状又は分岐状で、C1 −C4 −アルコキシで置換されていてもよい低級アルキル、アリール低級アルキル又は低級アルケニルを意味し;又はR103 及びR104 は、一緒になって、−(CH2)z −Y11−(CH2)z −であり、ここで、Y11は直結、−O−、−S−、又は−NR1B−、及びR1BはH又は低級アルキル、及びzは2〜4の整数を意味し;そしてR5 は直鎖状又は分岐状のC3 −C18−アルキレン、非置換又はC1 −C4 −アルキル若しくはC1 −C4 −アルコキシで置換されたC6 −C10−アリーレン、又は非置換又はC1 −C4 −アルキル若しくはC1 −C4 −アルコキシで置換されたC7 −C8 −アラルキレン、非置換又はC1 −C4 −アルキル若しくはC1 −C4 −アルコキシで置換されたC13−C24−アリーレンアルキレンアリーレン、非置換又はC1 −C4 −アルキル若しくはC1 −C4 −アルコキシで置換されたC3 −C8 −シクロアルキレン、非置換又はC1 −C4 −アルキル若しくはC1 −C4 −アルコキシで置換されたC3 −C8 −シクロアルキレン−Cy H2y−、又は非置換若しくはC1 −C4 −アルキル若しくはC1 −C4 −アルコキシで置換された−Cy H2y−(C3 −C8 −シクロアルキレン)−Cy H2y−であり、かつ、yは1〜6の整数である。
【0093】
式(IIb)の化合物の好ましいサブグループにおいては、Xは2価の−O−、−NH−、−S−又は−(CH2)y −を意味し;Y10は−O−(CH2 )y−又は直結であり、その際、yは1〜6の整数、またそれの末端CH2 −基は式(IIb)中で隣接Xと結合しており;R100 はH、C1 −C12−アルキル又はC1 −C12−アルコキシを表し;R101 は直鎖状の低級アルキル、低級アルケニル又はアリール低級アルキルを表し;R102 はR101 とは独立にR101 と同じ定義のものか又はアリール、又はR101 及びR102 は、一緒になって、−(CH2)m −であり、mは2〜6の整数であり;R103 及びR104 はそれぞれ独立に、直鎖状又は分岐状で、C1 −C4 −アルコキシによって置換されていてもよい低級アルキル、アリール低級アルキル又は低級アルケニルを意味し;又はR103 及びR104 は、一緒になって、−(CH2)z Z−Y11−(CH2)z −であり、ここでY11は直結、−O−、−S−、又は−NR1Bであり、R1BはH又は低級アルキル、またzは2〜4の整数であり;そしてR5 は分岐状のC6 −C10−アルキレン、フェニレン又は1〜3個のメチル基で置換されたフェニレン、ベンジレン又は1〜3個のメチル基で置換されたベンジレン、シクロヘキシレン又は1〜3個のメチル基で置換されたシクロヘキシレン、シクロヘキシレン−CH2 −又は1〜3個のメチル基で置換されたシクロヘキシレン−CH2 −を意味する。
【0094】
式(IIb)の化合物の特に好ましいサブグループにおいては、R101 はメチル、アリル、トルイルメチル又はベンジルを意味し、R102 はメチル、エチル、ベンジル又はフェニルを意味し、又はR101 及びR102 は、一緒になってペンタメチレンを表し、R103 及びR104 は、互いに独立して、4個までのC−原子を有する低級アルキルを表し、又はR103 及びR104 は、一緒になって、−CH2 CH2 −O−CH2 CH2 −を表し、そしてR5 は分岐状のC6 −C10−アルキレン、フェニレン又は1〜3個のメチル基で置換されたフェニレン、ベンジレン又は1〜3個のメチル基で置換されたベンジレン、シクロヘキシレン又は1〜3個のメチル基で置換されたシクロヘキシレン、シクロヘキシレン−CH2 −又は1〜3個のメチル基で置換されたシクロヘキシレン−CH2 −を意味する。
【0095】
R4 基及びR5 基については、特にOCN−基の反応性を低下させるような基が問題で、これは、本質的に立体障害、及び少なくとも隣接したC−原子に対する電子的な影響によって引き起こされるものである。したがって、R4 基及びR5 基は、数ある中でも、非対称形残基、例えばOCN−基に対してα−又は特にβ−位置にある分岐状アルキレン、又は少なくとも1個の該α−位置における置換環状炭化水素残基であることが好ましい。
【0096】
共重合可能なビニルモノマーのなかで、特に本発明の範囲においては、1個のビニル基を有し、コンタクトレンズへの応用が見出されている共重合に関係してすでに記述されている種類のモノマーが対象となる。ビニル基ということに関連しては、そもそも統一的にはビニル基の区分“−CH=CH2 ”が理解されておらず、一般的には1個の炭素−炭素二重結合を有するという、それぞれの区分で理解されている。ビニルモノマーの言語構成成分“ビニル”の具体的な好ましい意味については、式(III)の化合物に関連した後述の解説から明白になるであろう。本発明の意図に沿った共重合可能なビニルモノマーについては、例えばEP−A−374,752、EP−A−417,235の中、及びEP−A−455,587の中ですでに公表されている。
【0097】
本発明のビニルテロマー、ブロックコポリマー、重合可能な化合物、ポリマー又はコンタクトレンズのために、式(I)の構成成分Aを調製するための出発物質であるモノマー類は、特に式(III)の化合物である。
【0098】
【化32】
式(I)のビニルテロマー中の、文字Aで記号化されている該モノマーは、部分式(IV)の形状中に組み込まれる。
【0099】
【化33】
式中、置換基W、X0 、Y0 及びZは、次の意味を有する:これらの置換基の3個が水素で、第4の置換基がアシル、ハロゲン、ヘテロ環残基又はアリールから選ばれるか;又はこれらの置換基の2個が水素で、第3のものが低級アルキル、第4の置換基がアシル、ハロゲン、ヘテロ環残基又はアリールから選ばれ;又はこれらの置換基の2個が水素で、他の2個の置換基は共同して、中断されていないか又は1〜2個のヘテロ原子によって中断されている炭化水素橋を形成するか、又は他の2個の置換基が、互いに独立してアシルであるもの。式(III)のモノマー類は、親水性のビニルモノマー又は疎水性のビニルモノマーである。
【0100】
式(I)のビニルテロマーの製造に使用される共重合可能なビニルモノマーは、H−活性基、少なくとも保護されてないH−活性基を有しないことが好ましい。以後、これを第I群ビニルモノマーと呼称する。これに対し、式(C)の重合性化合物の製造に使用されるビニルモノマーは、意図的に少なくとも1つのH−活性基を有している。以後、これをC群ビニルモノマーと呼称する。
【0101】
アリールは、特に6〜15個の炭素原子を有する芳香族炭化水素基を意味し、例えばフェニル、又は低級アルキル、低級アルコキシ、ハロゲン、アミノ又はヒドロキシの類の1個又はそれ以上、とりわけ3個までの残基によって置換されたフェニルである。例は、フェニル又はトリルである。
【0102】
ハロゲンは、特に塩素、臭素又はフッ素を意味するが、更にヨウ素でもよい。
【0103】
ヘテロ環残基は、特に5又は6員の芳香族環又は飽和環であって、1又は2個のヘテロ原子、例えば酸素−又は窒素原子を有するもの、とりわけ1又は2個の窒素原子を有するものである。これにはラクタムも含まれる。
【0104】
炭化水素橋であって、中断されていないもの、又は1〜2個のヘテロ原子によって中断されているものとは、特に低級アルキレン、又は酸素又は窒素によって中断されている低級アルキレンを意味する。窒素によって中断されている低級アルキレンは、例えば低級アルキルによって置換されていてもよい。例としては、1,3−プロピレン、2−アザ−1,3−プロピレン又はN−メチル−2−アザ−1,3−プロピレンである。
【0105】
アシルは、カルボキシ、アロイル、シクロアルカノイル又はアルカノイルを、及び特にカルボキシ、非置換又は置換アリールオキシカルボノイル、非置換又は置換シクロアルキルオキシカルボニル、又は非置換又は置換アルコキシカルボニルを表す。
【0106】
アロイルは、例としてベンゾイル、又は低級アルキル、低級アルコキシ、ハロゲン、又はヒドロキシの類の1個又はそれ以上、とりわけ3個までの残基によって置換されたベンゾイルを意味し、更にフェニルスルホニル又はフェニルオキシスルホニル、並びに低級アルキル、低級アルコキシ、ハロゲン、又はヒドロキシによって置換されたフェニルスルホニル又はフェニルオキシスルホニルも意味しうる。
【0107】
アルカノイルは、好ましくは、低級アルカノイルを意味しており、例えばプロパノイル又はブタノイルである。
【0108】
シクロアルカノイルは、好ましくは、8個までの炭素原子を有するシクロアルキルオキシカルボニルを意味し、例えばシクロヘキシルオキシカルボニルを意味する。
【0109】
非置換アルコキシカルボニルは、好ましくは、低級アルコキシカルボニルであり、例えばメトキシカルボニル、エトキシカルボニル、プロピルオキシカルボニル、ブトキシカルボニル、t−ブトキシカルボニル、t−ブチルメチルオキシカルボニル又は2−エチルヘキシルオキシカルボニルを意味する。
【0110】
非置換アリールオキシカルボニルは、好ましくはフェニルオキシカルボニルである。
【0111】
置換アリールオキシカルボニルは、好ましくは、低級アルキル、低級アルコキシ、ハロゲン、又はヒドロキシの類の1個又はそれ以上、とりわけ3個までの残基によって置換されたフェニルオキシカルボニルである。
【0112】
置換アルコキシカルボニルは、好ましくは、ハロゲン例えばフッ素、シロキサン基のような疎水性基、又はヒドロキシ、アミノ、モノ−若しくはジ−低級アルキルアミノ、イソシアナトのような親水性基によって、又は低級アルキレングリコールによって置換されたものである。置換アルコキシカルボニルの更なる意味については、式(III)の個々の好適なビニルモノマーについての後に続く記述によって示されるであろう。これは、置換アリールオキシカルボニル及び置換シクロアルキルオキシカルボニルについても同様である。
【0113】
本発明で使用できる親水性ビニルモノマーは、好ましくは式(III)のアクリレート及びメタクリリレートであり、式中のW及びY0 は水素、X0 は水素又はメチルを表す。またZは−Z1 −Z2 基を意味し、この中でZ1 は−COO−であって酸素原子を介してZ2 に結合しており、Z2 は水可溶化性の基、例えば、カルボキシ、ヒドロキシ又は第三級アミノ、例えばt−低級アルキルアミノで低級アルキル基当たり1〜7個の炭素数を有するもの、ポリエチレンオキシド基で2〜100の反復単位、好ましくは2〜40の反復単位を有するもの、又はスルファト−、ホスファト−、スルホナト−又はホスホナト基によって、1個又は複数個置換された炭化水素残基で、1〜10個の炭素原子を有するものを意味し、例えば上記のように置換されたアルキル−、シクロアルキル−又はフェニル残基、又はフェニルアルキルやアルキルシクロアルキルのような、これらの残基を組み合わせたものであり;更に、
式(III)のアクリルアミド及びメタクリルアミドであって、式中のW及びY0 が水素、X0 が水素又はメチルであり、Zはアミノカルボニル又はジ−低級アルキルアミノカルボニルを意味するものであり;
式(III)のアクリルアミド及びメタクリルアミドであって、式中のW及びY0 が水素、X0 が水素又はメチルで、Zは1置換アミノカルボニル(前記で定義したZ2 基又は低級アルキルで置換されている)を意味するもの;
式(III)のマレエート及びフマレートは、式中のW及びX0(又はW及びZ)は水素、Y0 及びZ(又はX0 及びY0)はそれぞれ独立に−Z1 −Z2 基であり、このZ1 及びZ2 が前記で定義されているもの;
式(III)のクロトネートであって、式中のW及びX0 が水素、Y0 がメチルで、Zは−Z1 −Z2 基を意味し、ここでZ1 及びZ2 は前記で定義したとおりのもの;
式(III)のビニルエーテルであって、式中のW、Y0及びX0は水素であり、Zは−Z1−Z2基を意味し、Z1は酸素であり、Z2は前記で定義したものであるもの;
式(III)の、ビニルで置換された5又は6員のヘテロ環で1又は2個の窒素原子を有する、並びに例えばN−ビニル−2−ピロリドンのようなN−ビニルラクタムであって、式中のW、X0 及びY0 が水素、Zが、ラクタムのN上に結合している残基、例えば2−ピロリドンのそれのように、1又は2個の窒素原子を有する5−又は6員のヘテロ環残基であるもの;
そして式(III)の、ビニル性不飽和カルボン酸であって、メタクリル酸、クロトン酸、フマル酸及びケイ皮酸のように合計3〜10個の炭素原子を有するもの;である。
【0114】
好ましくは、例えばヒドロキシ又はアミノで置換されたC2 −C4 −アルキル(メタ)アクリレート、5員〜7員のN−ビニルラクタム、N,N−ジ−C1 −C4 −アルキル(メタ)アクリルアミド及び合計3〜5個の炭素原子を有するビニル性不飽和カルボン酸である。この中では、5員〜7員のN−ビニルラクタム及びN,N−ジ−C1 −C4 −アルキル(メタ)アクリルアミドが第I群ビニルモノマーであり、一方、ヒドロキシ又はアミノで置換されたC2 −C4 −アルキル(メタ)アクリレート及び合計3〜5個の炭素原子を有するビニル性不飽和カルボン酸がC群ビニルモノマーである。第I群タイプ及びC群タイプの代表における前者、後者のビニルモノマーの区分けは、H−活性基が存在するか否かという基準で容易に決定できるので、ここでは代表全部につき個々には言及しない。ビニルモノマーのこの両群は、該区分基準に基づいて互いに独立したものとして明白に評価される。
【0115】
以下記載のものが、使用可能な水溶性のモノマーに属する:2−ヒドロキシエチル−、2−及び3−ヒドロキシプロピル−、2,3−ジヒドロキシプロピル−、ポリエトキシエチル−、及びポリエトキシプロピル−アクリレート及び−メタクリレート、及び、これらに相当するアクリルアミド類及びメタクリルアミド類、アクリルアミド及びメタクリルアミド、N−メチルアクリルアミド及び−メタクリルアミド、ビスアセトン−アクリルアミド、2−ヒドロキシエチルアクリルアミド、ジメチルアクリルアミド及び−メタクリルアミド、並びに、メチロールアクリルアミド及び−メタクリルアミド、N,N−ジメチル−及びN,N−ジエチルアミノエチルアクリレート及び−メタクリレート、並びに、これらに相当するアクリルアミド及びメタクリルアミド、N−t−ブチルアミノエチルメタクリレート及び−メタクリルアミド、2−及び4−ビニルピリジン、4−及び2−メチル−5−ビニルピリジン、N−メチル−4−ビニルピペリジン、1−ビニル−及び2−メチル−1−ビニル−イミダゾール、ジメチルアリルアミン及びメチルジアリルアミン、並びに、パラ−、メタ−及びオルト−アミノスチレン、ジメチルアミノエチルビニルエーテル、N−ビニルピロリドン及び2−ピロリジノエチルメタクリレート、アクリル−及びメタクリル酸、イタコン酸、ケイ皮酸、クロトン酸、フマル酸、マレイン酸及びそれらのヒドロキシ低級アルキルモノ−及びジエステル、例えば2−ヒドロキシエチル−及びジ−(2−ヒドロキシ)−エチル−フマレート、−マレエート及び−イタコネート、及び3−ヒドロキシプロピル−ブチルフマレート及びジ−ポリアルコキシアルキル−フマレート、−マレエート及び−イタコネート、マレイン酸無水物、N−メチル−マレイン酸イミド、アクリル酸ナトリウム及びメタクリル酸ナトリウム、2−メタクリロイルオキシエチルスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−ホスファトエチルメタクリレート、ビニルスルホン酸、フェニルビニルスルホネート、ビニルスルホン酸ナトリウム、p−スチレンスルホン酸、p−スチレンスルホン酸ナトリウム及びアリルスルホン酸、N−ビニルピロリドン、N−ビニルピリドン、N−ビニルカプロラクタム、更には、カチオン性モノマーの第四級化誘導体であって、選択されたアルキル化剤(例えばヨウ化メチル、塩化ベンジル又は塩化ヘキサデシル)、グリシドール、エピクロロヒドリン又はエチレンオキシドのようなエポキシド、アクリル酸、硫酸メチル及びプロパンスルトンで第四級化することによって得られたもの。
【0116】
本発明に関連して使用可能な、水溶性モノマーの完全なリストは、下記中に見ることができる:R.H. Yocum及びE.B. Nyquist著、Functional Monomers[機能性モノマー]、第1巻、ページ424-440(M. Dekker, N.Y. 1973) 。
【0117】
好ましい親水性ビニルモノマーは、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、3−ヒドロキシプロピルメタクリレート、N−ビニル−2−ピロリドン、ポリエチレングリコールメタクリレートであって特に分子量が約400のエチレングリコール部分を有するもの、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、並びにアクリル−及びメタクリル酸である。
【0118】
疎水性ビニルモノマーとして、場合により本発明で使用されるものを例示的に考慮すると以下のとおりである:
式(III)のアクリレート及びメタクリレートであって、式中のW及びY0 は水素、X0 は水素又はメチルを表し、またZは−Z1 −Z3 基を意味し、この中でZ1 は−COO−であって酸素原子を介してZ3 に結合しており、Z3 は直鎖状又は分岐状の脂肪族性、脂環族性又は芳香族性の基で、1〜21個の炭素原子を有しているもので、例えば相当する置換アルキル−、シクロアルキル−又はフェニル残基、又はこれら残基の組み合わせで、例えばフェニルアルキル又はアルキルシクロアルキルなど(これらは、エーテル−又はチオエーテル結合、スルホキシド又はスルホン基、又はカルボニル基を含んでいてもよい);又はZ3 がヘテロ環式基で、酸素−、硫黄−又は窒素原子、及び5又は6個、又は二環式の場合は10個までの環構成原子を有する、又はポリプロピレンオキシド−又はポリ−n−ブチレンオキシド−基で2〜50の反復アルコキシ単位を有するもの、又はZ3 が1〜12個の炭素原子を有するアルキル基でハロゲン原子特にフッ素原子を含有するもの、又はZ3 が1〜6個のSi原子を有するシロキサン基であるもの;
式(III)のアクリルアミド及びメタクリルアミドであって、式中のW及びY0 は水素、X0 は水素又はメチルを表し、またZはモノ置換のアミノカルボニル(前記で定義したZ3 によって置換されている)を意味するもの;式(III)のマレイネート及びフマレートであって、式中のW及びX0(又はW及びZ)は水素、Y0 及びZ(又はX0 及びYO)はそれぞれ独立に−Z1 −Z3 基を意味し、Z1 及びZ3 が前記で定義したものであるもの;
式(III)のイタコネートであって、式中のW及びY0 は水素、X0 は−Z1 −Z3 基を意味し、Z1 及びZ3 は前記で定義したもの、またZは−CH2 −Z1 −Z3 基を意味し、Z1 及びZ3 は前記で定義したものであるもの;
式(III)のクロトネートで、式中のW及びX0 は水素、Y0 はメチル、及びZは−Z1 −Z3 基を意味し、Z1 及びZ3 が前記で定義したものであるもの;
式(III)のビニルエステルで、式中のW、Y0 及びX0 は水素、Zは−Z1 −Z3 基を意味し、Z1 は−COO−であって炭素原子を介してZ3 に結合しており、Z3 は前記で定義したものであるもの;
式(III)のビニルエーテルで、式中のW、Y0 及びX0 は水素、Zは−Z1 −Z3 基を意味し、Z1 は酸素、Z3 は前記で定義したものであるもの。
【0119】
好ましいのは、特に、3〜5個の炭素原子を有するビニル性不飽和カルボン酸の、C1−C4−アルキルエステル又はC5−C7−シクロアルキルエステルである。
【0120】
適切な疎水性モノマーの例として以下のものがある:メチル−、エチル−、プロピル−、イソピロピル−、ブチル−、イソブチル−、t−ブチル−、エトキシエチル−、メトキシエチル−、ベンジル−、フェニル−、シクロヘキシル−、トリメチルシクロヘキシル−、イソボルニル−、ジシクロペンタジエニル−、ノルボルニルメチル−、シクロドデシル−、1,1,3,3−テトラメチルブチル−、n−ブチル−、n−オクチル−、2−エチルヘキシル−、デシル−、ドデシル−、トリデシル−、オクタデシル−、グリシジル−、エチルチオエチル−、フルフリル−、トリ−、テトラ−及びペンタシロキサニルプロピル−アクリレート及び−メタクリレート、並びに相当するアミド;N−(1,1−ジメチル−3−オキソブチル)−アクリルアミド;モノ−及びジメチル−フマレート、−マレエート及び−イタコネート;ジエチル−フマレート;イソプロピル−及びジイソプロピル−フマレート及び−イタコネート;モノ−及びジフェニル−及びメチルフェニル−フマレート及びイタコネート;メチル−及びエチルクロトネート;メチルビニルエーテル及びメトキシエチルビニルエーテル;ビニルアセテート、ビニルプロピオネート、ビニルベンゾエート、アクリロニトリル、塩化ビニリデン、スチレン、α−メチルスチレン及びt−ブチルスチレン。
【0121】
好ましい疎水性ビニルモノマーは、メチルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート又はこれらの混合物である。
【0122】
前記したビニルモノマーでは、2種の特別なタイプの疎水性ビニルモノマーが、本発明に関連して特に言及に値する。すなわちシロキサンモノビニル成分及び含フッ素ビニル化合物である。
【0123】
特に好ましいシロキサンモノビニル成分は、式(III)の化合物であって、式中のW及びY0 が水素、X0 が水素又はメチル、Zが−Z1 −Z4 基を意味し、Z1 は−COO−であって酸素原子を介してZ4 に結合しており、Z4 は1又はそれ以上、例えば3〜9個のトリ低級アルキルシリルオキシで置換されたシリル−低級アルキルであるものである。シリル−低級アルキルの中では、1個又はそれ以上のケイ素原子で置換された低級アルキル残基で、そのケイ素原子の自由原子価が特にトリ低級アルキルシロキシにより満たされているものが、本発明との関連において理解される。特別に際立った個別化合物は、例えばトリス(トリメチルシロキシ)シリルプロピルメタクリレート及びトリス(トリス(トリメチルシロキシ)シロキシ)シリルプロピルメタクリレートである。
【0124】
特に好ましい含フッ素ビニル化合物は、式(III)の化合物(式中、W及びY0 は水素、X0 は水素又はメチル、Zは−Z1 −Z5 基を意味し、Z1 は−COO−であって酸素原子を介してZ5 に結合しており、Z5 はフッ素で置換されたアルキル、特に低級アルキルである)である。特別なこれのための例としては、2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルメタクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロペンチルメタクリレート及びヘキサフルオロイソプロピルメタクリレートである。
【0125】
すでに言及したように、本発明に応じたポリマーが、好ましくは式(C)又は(D)の化合物から、場合によってはビニルモノマーから、架橋剤の存在下で製造される。
【0126】
適当なビニル性架橋剤は、特にオリゴオレフィン性、特にジオレフィン性のモノマー、例えばアリルアクリレート及び−メタクリレート、エチレングリコール−、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−及び一般的にポリエチレンオキシドグリコールジアクリレート及び−ジメタクリレート、1,4−ブタンジオール−及びポリ−n−ブチレンオキシドグリコールジアクリレート及び−ジメタクリレート、プロピレングリコール−及びポリプロピレンオキシドグリコールジアクリレート及び−ジメタクリレート、チオジエチレングリコールジアクリレート及び−メタクリレート、ジ−(2−ヒドロキシエチル)−スルホンジアクリレート及び−ジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート及び及び−ジメタクリレート、トリメチロールプロパン−トリ−及び−テトラアクリレート、ペンタエリトリト−トリ−及び−テトラアクリレート、ジビニルベンゼン、ジビニルエーテル、ジビニルスルホン、ジシロキサニル−ビス−3−ヒドロキシプロピルジアクリレート又は−メタクリレート及び類似の化合物である。エチレングリコールジメタクリレートが好ましい。
【0127】
架橋剤としては、オリゴビニルマクロマー、例えばジビニルマクロマーも、米国特許第4,136,250号に記載されているように、考慮の対象になる。更に、本発明に関連した架橋剤としては、オリゴビニルシロキサン化合物、例えば10個までのケイ素原子を有するビス(メタ)アクリロキシ−低級−シロキサンも好適である。この例としては、3,5−ビス(3−メタクロイルオキシプロピル)−3,5−ビス(トリメチルシロキシ)−1,1,1,7,7,7−ヘキサメチルテトラシロキサン及び1,3−ジメタクリルオキシプロピル−テトラメチルジシロキサンである。
【0128】
本発明のビニルテロマー、セグメント化コポリマー、重合性化合物及び応用のためのポリマーの製造に当たって必要とする原料、例えば式(A)、(B)、(III)のそれ、及び架橋剤については、それ自体公知であるか及び/又は本明細書中に記載されている。
【0129】
式(II)の化合物は、公知の方法で、ジイソシアネートを、相当するH−酸光開始剤で反応させることによって製造することができる。仮に光開始剤中に同時に2つの異なった反応性H酸基、例えば2つのOH−基が併存すると、その化合物は高収率、高純度で得られる。特に有利なのは、反応性の異なるイソシアナト基を有するジイソシアネートを使用することであり、こうすることで、異性体及び2付加体の生成を抑制できるからである。異なった反応性は、例えば前記したように立体障害によってもたらされうる。異なった反応性は、また、ジイソシアネート中の1個のイソシアナト基を、例えばカルボン酸又はヒドロキシルアミンでキャッピングすることによっても達成されうる。式(IIa)の化合物は、EP−A−632,329によって公知である。
【0130】
式(IIb)の化合物は、式(IIc):
【化34】
式中、X、Y、R、R1 、R2 、R3 及びR4 は以前に定義されたとおりである、
で示される化合物を、好ましくは不活性有機溶媒中において、式(IId)のジイソシアネート又は場合によりモノキャッピングしたジイソシアネート、
【化35】
R5 は以前に定義されたとおりである、
と反応させることによって製造される。
【0131】
キャッピング剤は、ウレタン化学によってよく知られている。例えば、フェノール類(クレゾール、キシレノール)、ラクタム類(ε−カプロラクタム)、オキシム類(アセトキシム、ベンゾフェノンオキシム)、H−活性メチレン化合物(マロン酸ジエチル、アセト酢酸エチル)、ピラゾール類又はベンゾトリアゾール類である。キャッピング剤は、例えばZ.W. Wicks, Jr. によりPogress in Organic Coatings, 9(1981)のページ3〜28に記述されている。
【0132】
式(IIc)のタイプの誘導体(アダクト)は、よく知られていて、例えばEP−A−284,561、EP−A−117,233又はEP−A−088,050に記述されている。
【0133】
適切な不活性溶媒は、非プロトン性非極性又は極性の溶媒で、例えば炭化水素(石油エーテル、メチルシクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン)、ハロゲン化炭化水素(クロロホルム、塩化メチレン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン、クロロベンゼン)、エーテル(ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、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、テトラヒドロフラン(THF)、ジオキサン)、ケトン(アセトン、ジブチルケトン、メチル−イソブチルケトン)、カルボン酸エステル及びラクトン(酢酸エチル、ブチロラクトン、バレロラクトン)、アルキル化カルボン酸アミド(N,N−ジメチルアセトアミド(DMA)又はN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP))、ニトリル(アセトニトリル)、スルホン及びスルホキシド(ジメチルスルホキシド(DMSO)、テトラメチレンスルホン)である。極性の溶媒を使用することが好ましい。
【0134】
反応剤は、当モル量で入れるのが有利である。反応温度は、例えば0〜200℃とすることができる。触媒を使用する場合には、温度は目的に合わせて−20〜60℃の範囲、好ましくは−10〜50℃の範囲に保つことができる。適切な触媒は、例を挙げると、カルボン酸のアルカリ金属塩のような金属塩、第三級アミン[例えば、(C1 −C6 −アルキル)3N(トリエチルアミン、トリ−n−ブチルアミン)、N−メチルピロリジン、N−メチルモルホリン、N,N−ジメチルピペリジン、ピリジン、及び1,4−ジアザ−ビシクロオクタン]である。特に効果的であると判明したものに、スズの化合物、特に、ジブチルスズジラウレート及びスズジオクトエートのような、カルボン酸のアルキルスズ塩がある。
【0135】
式(IIc)の化合物に遊離のNH−基が存在するならば、この基は、ジイソシアネートとの反応のあいだ適当な保護基によって真っ先に保護され、その後、保護基の開裂によって再び遊離させることができる。適当な保護基は、当業者にはよく知られている。代表的な例は、例えばT.W. Greene 著、“Protective Groups in Organic Synthesis", Wiley Interscience, 1981 から読み取ることができる。
【0136】
生成した化合物の単離及び精製は、よく知られている方法、例えば、抽出、結晶化、再結晶又はクロマトグラフィーによる精製方法によって行われる。これらの化合物は、高収率、高純度で得られる。最適化されていない工程で、収率が理論値の85%以上に達することもできる。
【0137】
ビニルテロマー中の構成成分“A”としてビニルテロマーに組み込まれるビニルモノマーの、式(B)の光開始剤との反応は、公知の方法で行うことができる。したがって、ビニルテロマー中の構成成分“A”としてビニルテロマーに組み込まれるビニルモノマーは、室温、又は場合に応じて使用する溶媒の沸点を最高とする温度において、適した溶媒の不存在下又は存在下で重合される。これに関連して適切な溶媒は、イソシアナト基と反応しうるH−活性な水素原子を含有せず、またUV光を吸収しないことを特徴とするものである。この例としては、例えばヘキサン、メチルシクロヘキサン、ベンゼン又はトルエンなどの炭化水素、特には環状脂肪族化合物、アセトン、メチルイソプロピルケトン又はシクロヘキサノンなどのケトン、酢酸エステルのようなエステル、ヘキサフルオロアセトンのようなフッ素化溶媒、ジエチルエーテル、ジメトキシエタン、ジオキサン又はテトラヒドロフランのようなエーテル(好ましくは環状エーテル)、又はN−メチルピロリドン又はDMAのようなアミド、又はジメチルスルホキシド又はアセトニトリル、又はこれら溶媒の複数種の混合物である。精製は公知の方法で実施される。本発明に従ったポリマーへの架橋反応にも、基本的には同じ諸条件が適用される。
【0138】
反応は、生成したビニルテロマーが沈降し、循環ろ過されて、反応混合物から常に隔離されるように操作するのが有利である。更に、光テロメル化に対し増感作用すなわち促進作用を及ぼすような溶媒を使用すると有利である。
【0139】
有利に反応を制御するには、副生成物を避けるため、ビニルモノマーがおよそ40%消費されたところまでしか反応を進めないことである。このことは、始めから反応混合物中に、すべての反応成分が存在するときには、特に重要である。この場合、光開始剤の効力が比較的急速に低下し、−NCOを末端にもたないホモポリマーの生成する可能性が増大するからである。
【0140】
これに代わる有利な方法として、UV照射の間、モノマーの溶液と光開始剤の溶液を同時に加えていくやり方がありうる。
【0141】
式(C)の化合物の製造のための、式(I)のビニルテロマーとビニルモノマーとの反応は、簡単に、ウレタン化学における公知の方法で実施することができる。このことは、式(I)のビニルテロマーと式(A)のマクロマーとの反応にも同様にいえる。
【0142】
本発明のポリマーの製造は、公知の方法、例えば、すでに前述した諸条件の下で実施することができるが、この場合、反応の進行にとって、溶媒がH−活性基を有しないことは必須ではない。
【0143】
既述のグラフト重合に適したオレフィンは、例えば、アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、メタクリルアミド、ヒドロキシエチルメタクリレート、グリセリルメタクリレート、オリゴエチレンオキシドモノ−及び−ビスアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、メチレンビスアクリルアミド、ビニルカプロラクタム、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸モノビニルエステル、ビニルトリフルオロアセテート及びビニレンカルボネートであり、場合により、後で反応性のエスエルを加水分解することもできる。
【0144】
光重合反応の促進は、更に、光増感剤を添加することによって実現することができるが、この光増感剤はスペクトル感受性を移動させたり、領域を広げたりするものである。これは、特に芳香族カルボニル化合物で、例えば、チオキサントン−、アントラキノン−及び3−アシルクマリン誘導体、及び3−(アロイルメチレン)−チアゾリンである。
【0145】
光開始剤の有効性は、EP−A−122,223及びEP−A−186,626に記述されているように、含フッ素有機残基を有するチタノセン誘導体を、例えば1〜20%の量で添加することによって向上する。このチタノセンの例としては、ビス(メチルシクロペンタジエニル)−ビス(2,3,6−トリフルオロフェニル)−チタン、ビス(シクロペンタジエニル)−ビス−(4−ジブチルアミノ−2,3,5,6−テトラフルオロフェニル)−チタン、ビス(メチルシクロペンタジエニル)−2−(トリフルオロメチル)フェニル−チタン−イソシアネート、ビス(シクロペンタジエニル)−2−(トリフルオロメチル)フェニル−チタン−トリフルオロアセテート又はビス(メチルシクロペンタジエニル)−ビス(4−デシルオキシ−2,3,5,6−テトラフルオロフェニル)−チタンである。これらの混合物には、とりわけ液体のα−アミノケトンが適している。
【0146】
特に、本発明のポリマーからは、公知の方法により成形品、特にコンタクトレンズを製造することができる。このためには、例えば本発明のポリマーをシリンダー状の型中で重合し、得られた棒を、離型後、円板状ないしボタン状に切断し、更に機械加工、特に旋盤加工をすればよい。そのほか、本発明の成形品若しくはレンズは、他の公知の方法である、静置した型への注型、回転注型、プレス成形、深絞り成形、加熱成形、回転(旋盤)又はレーザー加工によっても製造することができる。これらの工程は公知であり、したがって当業者への詳細な解説は不要である。
【0147】
もし製造が開放式の型で実施される場合には、不活性雰囲気の下で行うことが好ましい。公知のように、酸素は重合反応を妨げ、重合時間を長引かせる。密閉式の型が重合物の形成に使用されるのであれば、その型は低酸素透過性で非粘着性の不活性な材料で調製されていることが好ましい。適切な型材の例は、Teflon(登録商標)のようなポリテトラフルオロエチレン、シリコーンゴム、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びMylar(登録商標)のようなポリエステルである。適当な離型剤を使用すれば、ガラスや金属の型も使用できる。
【0148】
静置した型への注型は、例として、もし型が内側曲面と外側曲面を使用できる場合には、直接コンタクトレンズへと導くことができる。すなわち、コンタクトレンズは、適当な型の中で重合することによって、直接に(“完全成形”法)又は片面のみ完成状態で(“半成形”法)製造することができる。
【0149】
回転注型(スピンキャスティング)も、本発明で同様に応用できる。この方法では、本発明の出発材料の溶液が回転注型用の型の中に注入され、型が回転する。この間、溶媒は蒸発する。型の寸法、回転速度及び注入された溶液の粘度で決まる寸法をもつ完成コンタクトレンズが型の中に残る。
【0150】
プレス成形は、例えば本発明のポリマーの薄片を型押し成形することによって行われる。ポリマーの薄片は公知の方法、例えば溶液を注ぐことによって調製される。
【0151】
例えば上述のようにして作製した薄片からコンタクトレンズを、同様に公知の方法で、深絞り法や加熱成形法によって製造することができる。
【0152】
旋盤加工は、同様に、本発明のコンタクトレンズの製造のための方法の最後の工程となる。この方法は、例えば前述した方法に従って製造した半製品で更に加工が必要な場合に、常に重要である。旋盤加工とは、コンタクトレンズ半製品の、公知の切削加工工程であると理解される。相当する半製品は、例えば丸棒を押出しと切断、又は溶液の注型によって製造される。概念的には、コンタクトレンズ半製品とは、この関連においては、ボタン、又は半成形品例えば内側曲面半製品のことである。典型的な半製品は、厚さ4又は6mm、直径10〜17、例えば12又は14mmを示す。軟質材料の場合は、相当する作業に先立って特に軟化点以下で凍結することが必要であり、そして加工工程中はその必要温度を確実に保持しなければならない。
【0153】
レーザー加工も本発明に適用できる。半製品又は他の方法で製造されたコンタクトレンズに適用するが、最終の追加的な表面微細加工に限られる。
【0154】
式(I)のビニルテロマーによる表面被覆は、公知の方法で実施されるが、その際、ビニルテロマーのイソシアナト基が表面のH−活性基と反応する。その際、表面がすでに相当するH−活性基を有しているか、又は公知の方法、例えばプラズマ処理法(これについては例えばWO94/06485参照のこと)で、あらかじめ表面上にこれを生成させる。
【0155】
本発明に従った被覆方法は、下記の工程で特徴づけられる:
a)被覆しようとする表面が、まだH−活性基を有しない場合は、化学的又は物理的処理、例えばプラズマ処理で、H−活性基を生成させ、これがイソシアナト基と共反応性を有するが、その際、特にRx −H基が関わり、ここで、Rx は、互いに独立して、−O−、−NRN −又は−S−を表し、RN は水素若しくは低級アルキルを表し、
b)イソシアナト基と共反応性のH−活性基を有する表面は、前記のように式(I)のビニルテロマーと接触させると、ビニルテロマーのイソシアナト基がその表面のH−活性基と共有結合を形成する。
【0156】
その表面については、特にコンタクトレンズの表面に関する。得られた表面層の構造は、いわゆるブラシ構造に相当し、最外部が好ましい性質を有する。
【0157】
以下の実施例は本発明の目的を明らかにするものであって、本発明をこの実施例の範囲に限定するものではない。量の記述におけるパーセントは、他に明示的に指定のない限り、重量パーセントである。以下の実施例において、温度は、他に指定のない限り、摂氏度で示す。分子量は、本明細書にもあるように、他に明示的に指定のない限り、平均分子量(記号:“Mw”)である。本発明のビニルテロマーは、この発明明細書の中では、光テロマーとも表現する。
【0158】
A−実施例:OCN−官能性光開始剤の製造
実施例A1:下記化合物の製造
【0159】
【化36】
【0160】
還流冷却器、温度計、撹拌機及び窒素導入管を備えた500mlフラスコ中で、新たに蒸留したイソホロンジイソシアネート(IPDI)11.125g(0.05モル)の乾燥塩化メチレン50ml中の溶液を、4’−(β−ヒドロキシエトキシ)−2−ヒドロキシプロピ−2−イル−フェノン(Darocure(登録商標)2959)11.2g(0.05モル)の塩化メチレン300ml中の溶液と混合し、ジブチルスズ−ジラウレートを触媒として20mg加えた後、室温で48時間撹拌する。反応の進行は、シリカゲルプレート(60F254、art 5719 Merck)上での薄層クロマトグラフィーを用いて追跡する(展開剤:トルエン/アセトニトリル7:3)。生じた生成物は、シリカゲル60のカラムクロマトグラフィー(溶離剤:トルエン/アセトニトリル7:3)によって少量の未反応Darocure(登録商標)2959及びジ置換IPDIを分離除去する。純粋な画分をロ−タリーエバポレーターで蒸発濃縮した後、無色の油状物を得、これを−16℃に冷却してゆっくりと結晶させ、引き続いて乾燥ジエチルエーテルから再結晶する。融点76℃を示す白色結晶の生成物15.6g(理論値の70%)を得る。
【0161】
生成物のイソシアナト含有量はジブチルアミンのトルエン溶液で滴定することにより確認する:計算値2.242mVal/g、実測値2.25mVal/g。
【0162】
この方法は、"Analytical Chemistry of Polyurethanes"(HighPolymer Series XVI/Part III 、D.S. David、H.B. Staley 共編、Interscience Publishers, New York 1969)に記述されている。
【0163】
実施例A2:下記化合物の製造
【0164】
【化37】
【0165】
実施例A1と同様に、1,6−ジイソシアナト−2,2,4−トリメチル−ヘキサン(TMDI)10.5g(0.05モル)とDarocure(登録商標)2959の11.1g(0.05モル)の乾燥塩化メチレン400ml中の溶液を、室温で窒素雰囲気下、40時間反応させる。融点41〜43℃を示す白色結晶生成物14.5g(理論値の67%)を得る。NCO滴定:計算値2.30mVal/g、実測値2.36mVal/g。
【0166】
実施例A3:下記式の化合物の製造
【0167】
【化38】
【0168】
実施例A1に記載の装置中で、トルイレン−2,4−ジイソシアネート(TDI)1.74g(0.01モル)のジクロロメタン20ml中の溶液と、Darocure(登録商標)2959の2.24g(0.01モル)の乾燥ジクロロメタン60ml中の溶液を反応させる。反応混合物は触媒を添加せずに、薄層クロマトグラムで未反応Darocure(登録商標)2959が検出できなくなるまで、室温で48時間及び40℃で1時間撹拌する。生成物は、反応溶液を乾燥石油エーテル(沸点40〜60℃)180ml中で沈殿させることによって分離し、引き続いてジクロロメタン/石油エーテル1:3から2回再結晶を行う。
【0169】
融点124〜125℃の白色結晶生成物を得る。収量17.2g、理論値の87%である。OCN滴定:計算値2.50mVal/g、実測値2.39mVal/g。
【0170】
実施例A4:下記化合物の製造:
【0171】
【化39】
【0172】
還流冷却器、温度計、撹拌機及び窒素導入管を備えた100mlフラスコ中で、2−エチル−2−ジメチルアミノ−1−(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル)ペンタ−4−エン−1−オン2.92g(10ミリモル)の乾燥塩化メチレン30ml中の溶液、及びIPDI2.22g(10ミリモル)の乾燥塩化メチレン30ml中の溶液を混合する。これに触媒DBTDL2.0mgを添加し、室温で72時間撹拌する。反応の進行は薄層クロマトグラムで追跡する(展開剤はトルエン/アセトン6:1)。その後、反応溶液を水中に攪拌しながら入れる。有機相を分離し、水で2回洗浄する。有機相をMgSO4 上で乾燥し、ロータリーエバポレーターで濃縮する。残留物をカラムクロマトグラフィーで精製する(トルエン/アセトン6:1)。黄色油状物3.4g(66%)が残る。構造はプロトン−NMR、IR及び元素分析で確認する。
【0173】
2−エチル−2−ジメチルアミノ−1−(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル)ペント−4−エン−1−オンの製造:
【0174】
【化40】
【0175】
EP−A−284,561に記述されている合成法に依拠することによって、定量的収量で達成される。融点80〜82℃の黄色結晶が残る。
【0176】
実施例A5:
実施例A4と同様に、下記のイソシアネートが、塩化メチレン中の1−(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル)−2−メチル−2−モルホリノ−プロパン−1−オン1.17g(4ミリモル)、2,4−TDI0.7g(4ミリモル)及び触媒DBTDLから製造される。エーテル50ml及び石油エーテル200mlを反応溶液に加えた後に、目的化合物が結晶の形で沈殿する。これをろ過し、石油エーテルで洗浄し、次いで真空中で乾燥する。後に示す融点97〜102℃の化合物を得る。
【0177】
【化41】
【0178】
1−(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル)−2−メチル−2−モルホリノ−プロパン−1−オンの製造:
【0179】
【化42】
【0180】
EP−A−088,050の記載されている合成法に依拠することによって達成される。
【0181】
実施例A6:
実施例A4と同様にして、下記化合物が製造される。
【0182】
【化43】
【0183】
実施例A7:
実施例A4と同様にして、下記化合物が製造される。
【0184】
【化44】
【0185】
B−実施例:
実施例B1:
実施例A1で製造された光開始剤3g(6.72×10-3モル)及び新たに蒸留したN−ビニルピロリドン7.5g(6.72×10-3モル)を乾燥アセトン60ml中に溶解して、水冷のHg−高圧−液中ランプを備えたDEMA−3H光反応器に入れる。窒素での真空置換を3回実施して、反応器中の溶液から酸素を排除する。このように準備した溶液を、乾燥窒素下で強く撹拌しながら、UV−光を100分間照射する。この間に、淡黄色の固体生成物が容器壁に沈着するが、アセトン−反応溶液を排出した後、乾燥DMSOで溶出することができた。こうして得た両溶液を、10倍容積の非溶媒(乾燥!)で沈殿させることにより、2種の固体物質、生成物A及び生成物Bを得る。
【0186】
生成物A:
DMSO50ml中の溶液を、乾燥ジエチルエーテル500ml中で沈殿、
量:P2 O5 上、高真空中で14時間乾燥後、白色粉末が1.4g、
OCN−含有量:0.041mVal/gを滴定で確認、
IR−スペクトル:2,141cm-1に明らかなOCN吸収帯、
分子量:OCN−含有量から計算:Mn約25,000D、
DMF中で測定(蒸気圧浸透圧法):Mn約27,600±3,100D、
平均重合度:分子量から計算:DPn約220。
【0187】
生成物B:アセトン50ml中の反応溶液を、乾燥ジエチルエーテル500ml中で沈殿、
量:白色粉末が1.6g、
OCN−含有量:0.191mVal/g、
IR−スペクトル:2,145cm-1に強いOCN−吸収帯、
分子量:OCN−含有量から計算:Mn約5,260D、
DMF中で測定(蒸気圧浸透圧法):Mn約5,370±400D、
平均重合度:DPn約44。
【0188】
実施例B2:
実施例B1に記載のように、官能性光開始剤3g及びN−ビニルピロリドン7.5gを、同様な反応条件下で相互に反応させる。ただし、反応器中には、まず、アセトン30mlのみ入れる。次いで、安定したUV−照射下で、光開始剤3gのアセトン20ml中の溶液及びNVP7.5gのアセトン20ml中の溶液を、同時に、5時間をかけてゆっくり滴下する。更に半時間の照射後、ここまで、完全に溶液のままであった反応生成物を、乾燥ジエチルエーテル700ml中で沈殿させて、単離し、乾燥させる。収量5.63g(理論値の53.6%)、OCN−含有量0.266mVal/g、分子量:Mn約3,760。
【0189】
実施例B3〜B10:
実施例B2と同様に、一連のその他の親水性及び疎水性のビニルモノマーを、OCN−官能性光テロマーと反応させる:
【0190】
実施例B3:実施例A1からの光開始剤3g、
ビニルモノマー: DMA 10g
OCN−含有量(mVal/g):0.236 Mn: 4,240
【0191】
実施例B4:実施例A2からの光開始剤3g、
ビニルモノマー: ジエチレングリコールモノメチルエーテルメタクリレート 12g
OCN−含有量(mVal/g):0.122 Mn: 8,200
【0192】
実施例B5:実施例A3からの光開始剤3g、
ビニルモノマー: 2−(N,N−ジメチルアミノエチル)メタクリレート 12g
OCN−含有量(mVal/g):0.568 Mn: 1,760
【0193】
実施例B6:実施例A4からの光開始剤3g、
ビニルモノマー: TRIS 17g
OCN−含有量(mVal/g):0.444 Mn: 2,250
【0194】
実施例B7:実施例A1からの光開始剤3g、
ビニルモノマー: MMA 10g
OCN−含有量(mVal/g):0.068 Mn:14,700
【0195】
実施例B8:実施例A1からの光開始剤3g、
ビニルモノマー:2,2,3,4,4,4−ヘキサフルオロブチルメタクリレート 22g
OCN−含有量(mVal/g):0.30 Mn: 3,340
【0196】
実施例B9:実施例A1からの光開始剤3g、
ビニルモノマー: 3−(ペンタメチルジシロキシ)プロピルメタクリレート 22g
OCN−含有量(mVal/g):0.140 Mn: 7,160
【0197】
実施例B10:実施例A1からの光開始剤3g、
ビニルモノマー: グリシジルメタクリレート 15g
OCN−含有量(mVal/g):0.089 Mn:11,200
【0198】
C−実施例:OCN−光テロマーを用いたフィルム及び平面基材の表面改質
実施例C1〜C4:
反応基を有する種々のポリマー材料からのフィルムは、実施例B1に従い製造した光テロマーの適当な溶媒溶液(濃度〜20重量%)を用い、技法として、浸漬、スプレー及び刷毛ぬりの方法を応用して、その表面をぬらす。こうして処理したフィルムは、乾燥窒素下で24時間60℃に加熱し、引き続いて、アセトンで洗浄して未反応の光テロマーを除去する。遮光下で乾燥した後、FTIR分光法を用いてフィルムの分析を行う。
【0199】
【表1】
TMDI=トリメチルヘキサンジイソシアネート、MEK=メチルエチルケトン
【0200】
実施例C5:
a)ポリウレタン、b)ガラス及びc)Kapton−ポリイミドで被覆したアルミニウムからなる平らな板(5×5×0.5cm)に、n−ヘプチルアミンの存在下で、アルゴン−プラズマを用いた通常の方法による処理を行った。この方法によって、反応性のアミノ基を有する数ナノメートル厚さのフィルムが、基材上に形成される。実施例C1〜C4に記述してあるように、こうして予備処理された板は、実施例B1からの生成物AのDMSO溶液を用いて処理する。このような方法により、その板の上に、ポリ−ビニルピロリドンからなる親水性の、ブラシ構造をもつ被覆が形成される。以下の接触角は、これらの板について、Kruss G40装置を用いて測定したものである:
【0201】
基材a) 基材b) 基材c)
接触角、未処理品[゜]: 78 46 96
接触角、 処理品[゜]: 38 36 42
【0202】
実施例C6:(プラズマ−処理したシリコーンフィルム)
PS−2067(Petrarch Heuls America Inc., Bristol USA)を、Folanormホイル(Folex, Zurich, Schweiz)上に被膜状に塗布し、それをUV硬化することによって作製したシリコーンゴムフィルムを、80℃及び0.13Pa{10-3Torr}で加熱する。引き続いて、そのフィルムを、市販されている周波数13.6メガヘルツのプラズマ反応器中に置き、その系を0.1mbarに排気する。この圧力下、10標準立方センチメートルの酸素流及び出力40ワットの条件で、フィルムを酸素プラズマに30秒間暴露する。プラズマを止め、反応器に空気を入れて、フィルムを空気で安定化させる。
【0203】
実施例C7:(ポリブタジエンフィルム、プラズマ処理)
Folanorm支持薄膜上に、ポリ−1,2−ブタジエン(シンジオタクチックポリブタジエン、Polysciences Inc, 製品16317)のTHF溶液を、窒素雰囲気中で注いで、0.5mm厚のフィルム状に成形する。そのフィルムは、実施例C6に記述したのと同様、酸素プラズマによる処理を行う。
【0204】
実施例C8:
2−ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)92%、エチレングリコールジメタクリレート7.7%及びIrgacure(登録商標)184(0.3%)0.3%の混合物を、Folanorm支持ホイル上に注いでフィルム状に成形し、通常の方法でUV−照射して硬化する。
【0205】
実施例C9:
ポリビニルアルコール(PVA、Mn72,000、Fluka AG, Schweiz)99%、及びイソホロンジイソシアネート(Aldrich)1%のDMSO10%溶液を、Folanorm上に塗布してフィルム状にし、70℃、最終的には1.3Pa{0.01Torr}で2時間加熱して硬化する。そのフィルムは、THFで洗浄してDMSO及び過剰のIPDIを除去し、引き続き80℃及び0.13Pa{0.001Torr}において6時間かけ、残りの溶媒を除去する。
【0206】
実施例C10〜13:
以下の表は、実施例C1に記述した方法で、実施例B2で調製したOCN−官能性NVP−光テロマーを使用して処理した、実施例C6〜C9に記載したようなポリマーフィルムの接触角(Kruss G40)を示す。
【0207】
実施例 材料(フィルム) 接触角[゜]
未処理品 処理品
C10 シリコーン(C6) 100.4 54.5
C11 ポリブタジエン(C7) 79.5 46.2
C12 ポリ−HEMA(C8) 78.4 38.5
C13 PVA(C9) 47.1 32.5
【0208】
実施例C14:
塩を洗浄除去して凍結乾燥した、架橋ポリ−HEMAベースのソフトタイプのヒドロゲルレンズ(STD-Cibasoft(商標)、Tefilcon、CIBA Vision, Atlanta,USA)を、ジブチルスズジラウレート10mgを触媒として含有する光テロマー(乾燥DMSO10ml中に1g)の溶液で、12時間処理する。実施例B1(A)、B1(B)、B3、B4及びB5に記載してある光テロマーを加える。その後、レンズを注意深くアセトン及び水で洗浄し、次いで0.1mbarの真空中で乾燥する。下記表は、このように処理し、続いて、ホスフェートで緩衝した(pH7.4)生理的食塩水中でオートクレーブ処理(120℃、30分)したレンズの接触角を表す。この処理により、レンズ上に親水性表面が生成したことを、データが示している。
【0209】
実施例 実施例の 接触角[゜]
光テロマー 未処理品 処理品
a) B1(A) 78 52
b) B1(B) 78 46
c) B3 78 42
d) B4 78 36
e) B5 78 50
【0210】
実施例C15:
表面上に反応性のアミノ基を生成させるために、アンモニアガス又はn−ヘプチルアミンの存在下、通常の方法によって種々のコンタクトレンズにプラズマ処理を施した。このように予備処理したレンズは、続いて、実施例C1に記載したように、実施例B2で調製したPVP−光テロマーの溶液で処理する。下記表に記載してある接触角(Kruss G40装置)は、上記処理に続いてオートクレーブ処理したコンタクトレンズが、親水性表面を有することを示している。
【0211】
実施例 コンタクトレンズ プラズマガス 接触角[゜]
の材料 未処理品 処理品
a) Tefilcon アンモニア − 32
b) シリコーン* アンモニア 104 52
c) シリコーン* ヘプチルアミン 104 48
d) Atlafilcon A ヘプチルアミン − 37
* 掲載してあるシリコーン材料は、メチルメタクリレート15重量%、TRIS15重量%及び約4,000の平均分子量Mnを有するポリジメチルシロキサン−マクロマー70重量%からなるコポリマーであり、2個の末端ヒドロキシブチル基を有し、それぞれがイソシアナトエチルメタクリレートで停止されている。
【0212】
D−実施例:
実施例D1:OCN−官能性光テロマーを使用する下記式のくし形ポリマーの製造
【0213】
【化45】
【0214】
還流冷却器、温度計、撹拌機及び窒素導入管を備えた250mlフラスコ中で、乾燥窒素下、実施例B1に記載されているOCN末端ポリ−(N−ビニルピロリドン)−テロマーB11.78gの乾燥DMSO100ml中の溶液を、アミノアルキル−ポリジメチルシロキサン(0.515mValNH2/g 、Petrarch PS813(登録商標):Mn〜3000、b=3、a+c=37)4.37gを乾燥ジクロロメタン50mlに溶解したものを反応させる。反応混合物は、室温で2時間撹拌し、続いて、40℃で1時間加温する。ロータリーエバポレーターでジクロロメタンを蒸発させた後、親水、疎水両性PDMS−ポリ−NVP−くし形ポリマーの粘稠なDMSO溶液は、乾燥ジエチルエーテル1000ml中で沈殿させて生成物を分離する。最終的には40℃、0.013Pa{10-4 Torr}の高真空中で溶媒残分を除去した後、界面活性を示す、非常に粘稠な無色の生成物15.9g(理論値の98%)を得る。IR−スペクトルでは、OCN−吸収は見られない。
【0215】
実施例D2〜D6:
実施例D1と同様、更に広範囲なブロック−及びくし形ポリマーが、記載してあるOCN官能性光テロマーと、アミノ官能性マクロマーとの反応によって得られる。その結果を下表にまとめたが、その中で、構造式中の“Zx ”は、尿素を介して、それに結合している光テロマーの残基を意味する。また、指数“x”は、一連のB−実施例に記載のある光テロマー例の、その数を表す。
【0216】
【表2】
【0217】
【化46】
【0218】
式中、Z1 、Z3 、Z5 、Z6 及びZ8 は、実施例B1、B3、B5、B6及びB8からの対応する残基を意味する。
【0219】
実施例E1:(重合性のあるマクロモノマーの製造)
実施例D1中で挙げた反応条件を応用して、実施例B2に記載したOCN−官能性PVP−光テロマー37.6g(0.01モル)と、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)1.31gとを、乾燥DMSO250ml中で反応させるが、その際、触媒としてジブチルスズジラウレート10mgを添加する。乾燥ジエチルエーテルで沈殿させ、0.013Pa{10-4 Torr}で乾燥すると、白色粉末状生成物38.8gを得る。
【0001】
本発明は、特に表面の改質用、及び被覆材として適切であり、しかしそれ以上に、ポリマーに転換し、そして成形品に変換される、重合性化合物若しくはセグメント化コポリマーの製造に適切な新規NCO末端ビニルテロマーに関し、更には、成形品を包含するこの種のポリマー、また更にはポリマーの成形品の製造への用途、並びにポリマー及び成形品の製造方法に関する。好ましい成形品は、眼科用レンズであり、特にはコンタクトレンズである。このビニルテロマーは、使用するビニルモノマーからその時々に形成される鎖長の分子量分布が狭いこと、及び、特に反応性の高いイソシアネート基による単官能性であることによって、既知のビニルテロマーより際立って優れている。
【0002】
本発明のOCN末端ビニルテロマーは、式(I):
【化12】
(式中、
PI* は、光開始剤の2価基を表し、
Aは、2価の置換1,2−エチレン基(この基は、共重合性ビニルモノマーのビニル−二重結合を単結合で置き換えることにより誘導される)を表し、
個々のRa は、互いに独立して、重合の連鎖停止体として働くのに適切な1価基を表し、そして
pは、3〜500までの整数を表す)で示される化合物である。
【0003】
式(I)中の−(A)p−基、又はこれの製造に使用するビニルモノマーは、H−活性基を有しないことが好ましい。
【0004】
本発明の式(I)のビニルテロマーは、式(B):
【化13】
(式中、
PI* は、先に定義されたとおりであり、そして
Raaは、光開始剤の分解に伴ってより反応性の低いラジカルを生成する該光開始剤の部分を表す)で示される光開始剤を、先に定義されている構成成分“A”として、ビニルテロマーに組み込まれるビニルモノマーと、公知の方法で反応させるものである。連鎖の停止は、例えば、式(B)の光開始剤Raaの、より反応性の低いラジカルによるか、又は、反応条件下で反応混合物中に存在する他の適当な連鎖停止物質、例えばH−ラジカル若しくはOH−ラジカル、又は溶媒から生成するラジカルによって起こる。可変記号Ra は、好ましくは、式(B)の光開始剤の構成成分Raaである。
【0005】
本発明の重合性化合物は、式(C):
【化14】
(式中、
Monoは、Rx −H基を除去したビニルモノマーの1価の残基を表し、
Rx は、互いに独立して、単結合、−O−、−NRN −若しくは−S−(ここで、RN は、水素若しくは低級アルキルを表す)を表し、
PI* は、光開始剤の2価の残基を表し、
Aは、2価の置換1,2−エチレン基(この基は、共重合性ビニルモノマーのビニル−二重結合を単結合で置き換えることにより誘導される)を表し、
個々のRa は、互いに独立して、重合の連鎖停止体として働くのに適切な1価の基を表し、そして
pは、3〜500までの整数を表す)で示される化合物である。
【0006】
Rx に対する“結合”の意味は、この場合に限り、COOH−基の構成成分として、ビニルモノマーの1価基にOH基が存在することである。COOH−基は、イソシアナト基と反応して、CO2 を分離し、“−CO−NH−”結合を形成する。この場合に限り、Rx は反応生成物中での結合を意味するが、“Rx −H”基を含有する出発物質にあっては状況が異なる。
【0007】
本発明の、式(C)の重合性化合物は、先に定義した式(I)のビニルテロマーを、Rx は先に定義したものではあるが、単結合とは異なるRx −H基を、少なくとも1個含有するビニルモノマーと、公知の方法で反応させることによって形成される。
【0008】
本発明のセグメント化コポリマーは、式(D):
【化15】
(式中、
Macroは、m個のRx −H基が除去された、m価のマクロマーの残基を表し、
Rx は、互いに独立して、単結合、−O−、−NRN −若しくは−S−(ここで、RN は、水素若しくは低級アルキル表す)を表し、
PI* は、光開始剤の2価の残基を表し、
Aは、2価の置換1,2−エチレン基(この基は、共重合性のあるビニルモノマーのビニル−二重結合を単結合で置き換えることにより誘導される)を表し、
個々のRa は、互いに独立して、重合の連鎖停止体として働くのに適切な1価の基を表し、
pは、mとは独立して、3〜500の整数を表し、そして
mは、1〜100までの整数を表す)で示される、架橋されてはいないが、場合により架橋性のコポリマーである。
【0009】
Rx に対する“結合”の意味は、この場合に限り、COOH−基の構成成分として、マクロマー中にOH基が存在することである。COOH−基は、イソシアナト基と反応して、CO2 を分離し、“−CO−NH−”結合を形成する。この場合に限り、Rx は反応生成物中での結合を意味するが、“Rx −H”基を有する出発物質にあっては状況が異なる。
【0010】
セグメント化コポリマーの中では、本発明に適合したものとして、ブロックコポリマー、グラフトコポリマー、特にくし形コポリマー、又は星形コポリマーがある。
【0011】
本発明の式(D)のセグメント化コポリマーは、式(A):
【化16】
(式中、
Macro、Rx 及びmは、前記と同義であるが、しかし、Rx は単結合とは異なる)で示されるマクロマーを、式(I):
【化17】
(式中、
PI* 、A、Ra 及びpは、前記と同義である)のビニルテロマーと、反応させることによって形成される。
【0012】
本発明の式(A)のマクロマーは、mのいくつかが−Rx H基を有しており、それらは、ヒドロキシ基(カルボキシル基−COOHの構成成分も含む)、アミノ基若しくは低級アルキルアミノ基(アミド基−CONRN も含む)又はメルカプト基である。これらの基は、式(B)の光開始剤のイソシアナト基とは共反応性である。式(C)の化合物の基“Mono”に寄与するビニルモノマーにも、同様なことが当てはまる。
【0013】
指数pは、好ましくは5〜200の数、特に10〜100の数を表す。
【0014】
指数mは、好ましくは2〜15の数、特に2〜5の数を表す。
【0015】
本発明のポリマーは、下記の構成成分:
a)先に定義した式(C)の重合性化合物、
b)場合により、共重合性ビニルモノマー、及び
c)共重合性の架橋剤を含有する重合性混合物からの重合生成物であるか、又は
下記の構成成分:
aa)先に定義した、構成成分−(A)p−中に反応性基を有する式(D)の重合性化合物、
bb)場合により、共重合性ビニルモノマー、及び
cc)式(D)の化合物の構成成分−(A)p−中の反応性基と共反応性の架橋剤を含有する重合性混合物からの重合生成物である。
【0016】
既述の重合性混合物に、共重合性のビニルモノマーを使用する場合には、式(C)又は(D)の化合物を、好ましくは、10〜90重量%、特に20〜80重量%の量で加え、また共重合性のビニルモノマーは、使用する場合、好ましくは、10〜90重量%、特に20〜80重量%の量で加えるが、これらの重量%指示は、構成成分a)及びb)、又はaa)及びbb)の量にも、相対的に適用される。架橋剤c)若しくはcc)は、好ましくは、構成成分a)及びb)、あるいはaa)及びbb)の総量に対して、25重量%まで、特には12.5%までの量で添加する。
【0017】
共重合性の架橋剤c)については、前出の文で述べたように、現行技術において、公知の、典型的なオリゴビニル系の架橋剤である。架橋剤cc)においては、前出の文で述べたように、−(A)p−中にある反応性基と共反応性を有するオリゴ官能性化合物である。
【0018】
−(A)p−部分の反応性基について、原則的に個々の反応性基は、イソシアナト基に対して不活性ないし反応が不活発であると理解されており、例としては、イソシアナト基又はエポキシ基である。これと共反応性であるオリゴ官能性化合物の基は、例えば、アミノ基又はヒドロキシ基である。したがって、この場合、適切なオリゴ官能性化合物は、例えば、ジアミン、ジオール又はアミノアルコールである。
【0019】
指数mの意味に従って、1〜100個の式(A)のマクロマーに結合している基は、末端若しくはペンダントとして、又は末端及びペンダントとして存在している。
【0020】
特に好ましい実施態様においては、式(A)のマクロマーは、2個の末端Rx H基を有している。こうして形成された、本発明の、式(D)のセグメント化コポリマー又は式(D)のブロックコポリマーは、同様に、特に好ましいものであり、本発明では、トリブロックコポリマーとして表現してある:中心のブロックは、実質的にはマクロマーから構成されており、それには2個の光開始剤基:−(A)p−Ra −ブロックが結合している。
【0021】
別の好ましい実施態様においては、式(A)のマクロマーは、ペンダントのRx H基のみを有している。こうして形成された、本発明の、式(D)のセグメント化コポリマー又は式(D)のグラフトコポリマーは、同様に好ましいものであり、本発明では、くし形ポリマーとして表現してある:くしの背部ないしみねの部分はマクロマーから構成されていて、そこにいくつかの光開始剤がペンダントとして結合し、くしの歯は実質的に2価基Aで形成され、光開始剤基の上に結合している。
【0022】
他の好ましい実施態様においては、式(A)の環状マクロマーがペンダントのRx H基を有している。こうして形成された、本発明の、式(D)のセグメント化コポリマー又は式(D)のグラフトコポリマーは、同様に好ましいものであり、本発明では、星形ポリマーとして表現してある:星の中心はマクロマーから構成されており、そこにいくつかの光開始剤がペンダントとして結合し、星の光芒は実質的に2価基Aで形成され、光開始剤基の上に結合している。
【0023】
本発明のビニルテロマー、ここから得られるセグメント化コポリマー、又は重合性化合物及びそれから得られる架橋ポリマーは、意外なことに、その特性の点で、従来成分と一線を画していることは、重要である。ビニルモノマーの鎖長(式(I)の−(A)p−を参照のこと)が、本発明では相当程度に制御されるので、例えば、比較的狭い分子量分布が達成できることが、その1つである。更に意外なことに、式(I)のビニルテロマーには、通常なら副反応によって生成するはずの、使用ビニルモノマーのホモポリマー、並びに、ビス−OCN−末端テロマー及びポリマーが、全く、又は少なくとも実質的に、存在しない。これらの有利な特性が、本発明の式(C)の重合性化合物、式(D)のセグメント化コポリマー及び既述のポリマーの製造という流れに沿って、反応に応用される。
【0024】
更に、本発明のビニルテロマー、及びこれから得られる前記のような生成物は、UV−重合を用いる簡単かつ迅速な合成によって入手可能であり、それらの製造に際してほとんど副反応が起こらず、生成物が通常は無色であり及び熱に不安定なビニルモノマーからも製造できる利点を有している。光反応開始剤の第2のラジカル断片により、万一、ビニルモノマーの単独重合が始った場合に生成するはずの、イソシアナト基が末端にないビニルテロマー若しくは対応する後続生成物が、実際には生成しない。その代わりに、第2の、より低反応性のラジカルは、明らかに、光重合の間、確実なかご効果により、それ自身、ビニルモノマーの単独重合を開始させることもなく、効率的な連鎖停止剤として作用する。更に、α,ω−2官能性のテロマー若しくはポリマーを生成する副反応も観察されなかった。
【0025】
本発明の式(D)のコポリマー又は式(C)の重合性化合物は、それに続く生成物に変えること、又は更に加工することを目的としている。特に、式(C)又は(D)の非架橋化合物は、簡単な方法、例えば式(C)又は(D)の化合物を、架橋剤の存在下で反応させれば、架橋ポリマーを形成するという点で、状況が際立っている。このような架橋方法に加え、あるいはその代替として、本発明の式(C)又は(D)の化合物は、式(I)の−(A)p−部分に反応性の基があれば、修飾することも可能である。
【0026】
この種の反応性基としては、例えば、イソシアナト−又はエポキシ基であり得るが、これらは、ビニルイソシアナト−又はビニルエポキシ化合物、例えば、2−イソシアナトエチルメタクリレート又はグリシジル(メタ)アクリレートを、ヒドロキシ低級アルキル(メタ)アクリレート、例えば2−ヒドロキシエチルメタクリレート又は3−ヒドロキシプロピルメタクリレートに追加する形で反応させることによって導入される。記述した方法により組み込まれたヒドロキシ低級アルキル(メタ)アクリレートのC−C−二重結合は、本発明のポリマーの架橋反応及び/又は広範囲のビニルモノマー若しくはジビニルモノマーとの共重合を可能にする。
【0027】
前述及び後述において、表現“(メタ)アクリレート”は、短縮して“メタクリレート又はアクリレート”としてある。
【0028】
前述した特性のすべては、本発明のポリマーを、種々の成形品として多くの使用目的に適したものにしているが、例示すれば、生体医学材料、例えば移植物、眼科用レンズ、特に人工角膜、眼内レンズ、若しくは特に好ましくは、コンタクトレンズとして、又は、医療装置、器具、膜、ドラッグデリバリーシステムとして、又は、無機若しくは有機材料の被覆としての用途がある。更に、式(I)の非架橋ビニルテロマーは、本発明のポリマーの原料として適しているだけでなく、例えば生体医学材料、眼科用レンズ、特にはコンタクトレンズ、又は移植物の改質表面の調製、並びに無機又は有機材料の被覆の用途にも優れている。この目的には、式(I)のビニルテロマーの高反応性のイソシアナト基を、その時々の表面のH−活性基と反応させるだけでよい。親水性の構成成分“A”からなる、親水、疎水両性のブロック−、くし形−若しくは星形ポリマーは、界面活性を有しており、例えば、乳化剤として適している。
【0029】
したがって、本発明は、成形品のなかでも、特に前述したセグメント化コポリマー、重合性化合物若しくはポリマーから製造されるコンタクトレンズに関する。更に、本発明は、成形品の製造、特に前述したセグメント化コポリマー、重合性化合物若しくはポリマーからのコンタクトレンズの製造に関し、また、前述したセグメント化コポリマー、重合性の化合物若しくはポリマーの、成形品、特にコンタクトレンズの製造への応用に関し、更にまた、本発明のビニルテロマーの、改質された表面の調製、又は特にコンタクトレンズ表面の被覆への適用に関する。
【0030】
式(A)のマクロマーについては、好ましくは、平均分子量が300〜10,000ダルトンのオリゴマー又はポリマーで、好ましくは最低3個、より好ましくは3〜50個、そして特に好ましくは、5〜20個の構成単位を有するものである。オリゴマーとポリマーの間の移行は、周知のように流動的であり、厳密に線引きができない。ポリマーは、50〜10,000個、より好ましくは、50〜5,000個の構成単位を有してよく、また平均分子量が10,000〜2,000,000、好ましくは、10,000〜500,000であってよい。オリゴマー及びポリマーは、また95モル%までの、好ましくは5〜90モル%までの、H−活性基(この用語は、ここでは、Rx がこの場合、単結合とは異なるという条件つきで、先に定義してある“Rx H−基”と同じ意味である)のないコモノマー構成単位を、このポリマーに関して、含有してよい。
【0031】
H−活性基を有するオリゴマー及びポリマーは、天然又は合成のオリゴマー又はポリマーである。
【0032】
天然のオリゴマー及びポリマーは、例えば、オリゴ糖及び多糖又はそれらの誘導体、タンパク質、糖タンパク質、酵素及び発育因子である。いくつかの例を挙げると、ペプチド、シクロデキストリン、でんぷん、ヒアルロン酸、脱アセチル化ヒアルロン酸、キトサン、トレハロース、セロビオース、マルトトリオース、マルトヘキサオース、キトヘキサオース、アガロース、キチン50、アミロース、グルカン、ヘパリン、キシラン、ペクチン、ガラクタン、ポリ−ガラクトサミン、グルコサミノグリカン、デキストラン、アミノ化デキストラン、セルロース、ヒドロキシアルキルセルロース、カルボキシアルキルセルロース、ヘパリン、フコイダン、コンドロイチン硫酸、硫酸化多糖、ムコ多糖、ゼラチン、ゼイン、カゼイン、絹フィブロイン、コラーゲン、アルブミン、グロブリン、ビリルビン、卵白アルブミン、ケラチン、フィブロネクチン及びビトロネクチン、ペプシン、トリプシン及びリゾチームである。
【0033】
合成のオリゴマー及びポリマーは、−COOH、−OH、−NH2 又は−NHRN 基を含有する物質でありうるが、前記のRN は低級アルキル、好ましくはC1 −C6 −アルキルを意味する。例えば、ビニルエステル又は−エーテルのポリマーをけん化したもの(ポリビニルアルコール)、ポリジオレフィン例えばポリブタジエン、ポリイソプレン又はクロロプレンをヒドロキシル化したもの;ポリアクリル酸及びポリメタクリル酸並びにポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリアクリルアミド又はポリメタクリルアミドで、エステル基又はアミド基中にヒドロキシアルキル−又はアミノアルキル残基を有するもの;ヒドロキシアルキル−又はアミノアルキル基を有するポリシロキサン;エポキシ又はグリシジル化合物とジオールからのポリエーテル;ポリビニルフェノール又はビニルフェノールとオレフィン性コモノマーからのコポリマー;並びにビニルアルコール、ビニルピロリドン、アクリル酸、メタクリル酸、(メタ)アクリル酸無水物又はヒドロキシアルキル若しくはアミノアルキルを有するアクリレート、メタクリレート、又はアクリルアミド若しくはメタクリルアミド、又はヒドロキシル化ジオレフィンの群から選ばれた少なくとも1種のモノマーとエチレン性不飽和コモノマー、例えば、アクリロニトリル、オレフィン、ジオレフィン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルエーテル及びビニルエステルとのコポリマー;又は、末端にOH−又はアミノアルコキシ基を有するポリオキサアルキレンである。
【0034】
好ましいオリゴマー及びポリマーは、例えばシクロデキストリンで、合計6〜8個の、環を形成しているグルコース構造単位又はヒドロキシアルキル−若しくはアミノアルキル−誘導体又はグルコース若しくはマルトース−置換誘導体を有し、その少なくとも1個の構造単位が式(V)と合致するものであり、
【化18】
式中、R7 、R8 、及びR9 は、互いに独立して、H、C1 −C4 −アルキル、特にメチル、C2 −C6 −アシル、特にアセチル、C1 −C4 −ヒドロキシアルキル、特にヒドロキシメチル又は2−ヒドロキシエタ−1−イル、C2 −C10−アミノアルキル及び特にC2 −C4 −アミノアルキル、例えば2−アミノエタ−1−イル又は3−アミノプロパ−1−イル又は4−アミノブタ−1−イルを意味し、X1 は−O−又は−NR1B−を表し、このうちシクロデキストリン単位ごとに合計1〜10個、好ましくは1〜6個のX1 が−NR1B−であり得、残りのX1 は−O−であり、R1Bは水素又は低級アルキルである。
【0035】
他の好ましいオリゴマー及びポリマーは、例えばオリゴ−又はポリシロキサンで、アルキル−、アルコキシアルキル−又はアミノアルキル末端基又は−側鎖中にOH−又はNH2 −基を有するものである。ランダム又はブロックオリゴマー若しくはブロックポリマーでありうる。好ましいオリゴマー及びポリマーは、
a)式(VII)の構成成分を5〜100モル%
【化19】
及び
b)式(VIII)の構成成分を95〜0モル%
【化20】
を含有するもので、このオリゴマー又はポリマーに関して、式中、R11は、場合により部分的に若しくは完全にFで置換されたC1 −C4 −アルキル、低級アルケニル、シアノ低級アルキル又はアリール、好ましくはメチル、エチル、ビニル、アリル、シアノプロピル又はトリフルオロメチルを表し、R12は、C2 −C6 −アルキレン、好ましくは1,3−プロピレン、−(CH2)z −(O−CH2 −CHCH3 −)Z−、−(CH2)z −(O−CH2 −CH2 −)Z−又は−(CH2)z −NH−(CH2)z −NH−、好ましくは−(CH2)3 −(O−CH2 −CHCH3 −)2−又は−(CH2)3 −NH−(CH2)2 −NH−であり、ここでzは2〜4の整数を表し、R14はR11と同じ意味か又は−R12−X1 −H若しくは−R12−X1 −R15−Hを表し、X1 は−O−又は−NH−であり、R13はRx H残基であり、そしてR15は直接結合か又は−C(O)−(CHOH)r−CH2 −O−基を意味し、ここでrは0か又は1〜4の整数を表す。
【0036】
シロキサンの好ましいオリゴマー又はポリマーは、また式(X)で示されるもので、
【化21】
式中、R11は、場合により部分的に若しくは完全にFで置換されたC1 −C4 −アルキル、ビニル、アリル又はフェニル、好ましくはメチルであり、R12はC2 −C6 −アルキレン、好ましくは1,3−プロピレンであり、R14はR11と同じ意味か又は−R12−X1 −H若しくは−R12−X1 −R15−Hを表し、X1 は−O−又は−NH−であり、sは1〜1,000、好ましくは1〜150の整数であり、そしてR13はRx H残基であり、そしてR15は直接結合か又は−C(O)−(CHOH)r−CH2 −O−基を意味し、rは0か又は1〜4の整数を表す。X1 はここでは好ましくは−NH−である。
【0037】
他の好ましいオリゴマー及びポリマーは、オリゴ−及びポリビニルアルコールをベースとするものである。−CH2 CH(OH)−構成単位を有するホモポリマー又はオレフィンの他の1価又は2価の構成単位とのコポリマーである。
【0038】
好ましくはオリゴマー及びポリマーにおいて、
a)式(XI)の構成単位を5〜100モル%
【化22】
及び
b)式(XII)の構成単位を95〜0モル%
【化23】
を含有するもので、式中、R16はRx H残基であり、R17はH、C1 −C6 −アルキル、−COOR20又は−COO−であり、R18はH、F、Cl、CN又はC1 −C6 −アルキルを意味し、そしてR19はH、OH、R10−H、F、Cl、CN、R20−O−、C1 −C12−アルキル、−COO−、−COOR20、−OCO−R20、メチルフェニル又はフェニルを表し、このうちR10は直接結合、−(C1 −C4 −アルキレン−O)−又は−(C2 −C10−アルキレン−NH)−であり、そしてR20はC1 −C18−アルキル、C5 −C7 −シクロアルキル、(C1 −C12−アルキル)−C5 −C7 −シクロアルキル、フェニル、(C1 −C12−アルキル)フェニル、ベンジル又は(C1 −C12−アルキル)ベンジルを表す。
【0039】
R17は、好ましくはHである。R17がアルキルであれば、好ましくはメチル又はエチルである。R17が−COOR20であれば、R20は好ましくはC1 −C12−、特にC1 −C6 −アルキルである。
【0040】
R18がアルキルであれば、好ましくはC1 −C4 −アルキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル又はn−ブチルである。R18は、好ましくはH、Cl、又はC1 −C4 −アルキルである。
【0041】
R19がR20−O−基であれば、R20は好ましくはC1 −C12−、特にC1 −C6 −アルキルである。R19がアルキルであれば、1〜6個、特に1〜4個のC−原子を有するものが好ましい。R19が−COOR20基であれば、R20は好ましくはC1 −C12−、特にC1 −C6 −アルキル、シクロペンチル又はシクロヘキシルである。R19が−OCO−R20基であれば、R20はC1 −C12−、特にC1 −C6 −アルキル、フェニル又はベンジルであることが好ましい。
【0042】
好ましい実施態様においては、R17がH、R18がH、F、Cl、メチル又はエチル、及びR19はH、OH、F、Cl、CN、C1 −C4 −アルキル、C1 −C6 −アルコキシ、C1 −C6 −ヒドロキシアルコキシ、−COO−C1 −C6 −アルキル、−OOC−C1 −C6 −アルキル又はフェニルである。
【0043】
特に好ましいのは、オリゴマー及びポリマーのうち、R17がH、R18がH又はメチル、R19がH、OH、CN、メチル、OCH3 、O(CH2)t OH又は−COOCH3 で、tが2〜6の整数のものである。
【0044】
オリゴマー及びポリマーの更に好ましい一群は、部分的に若しくは完全にヒドロキシアルキル化したオリゴ−又はポリ−アクリレート又は−メタクリレートあるいは−アクリルアミド又は−メタクリルアミドである。
【0045】
それらは、例えば式(XIII)の構成単位を5〜100モル%、
【化24】
及び式(XIV)の構成単位を95〜0モル%
【化25】
含有することができるが、式中、R21はH又はメチルであり、X2 及びX3 は、互いに独立して、−O−又は−NH−であり、R22は−(CH2)c −で、cが2〜12、好ましくは2〜6の整数であり、R23は式Rx Hの残基であり、R17及びR18は前述のとおり、そしてR24はR19と同じ意味か又は−C(O)X2 R22X3 Hを意味している。R17、R18及びR19については、前述したとおりの好ましい態様が当てはまる。X2 及びX3 についても前述したとおりの好ましい態様が当てはまる。
【0046】
他の好ましいオリゴマー及びポリマーは、ポリアルキレンオキシドである。例えば、同一又は異なる反復構成単位−[CH2 CH(R26)−O]−を有する式(XV)のものである。
【0047】
【化26】
式中、R25はR28−X4 基又は1〜20個のC−原子を有するアルコール又はポリオールの残基で、その残基の価数が1〜vであり、R26はH、C1 −C8 −アルキル、好ましくはC1 −C4 −アルキル更に特に好ましくはメチルであり、R27はX4 とともに直接結合か、又はR27はC2 −C6 −アルキレン、好ましくはC3 −C6 −アルキレン更に特に好ましくは1,3−プロピレン、X4 は−O−又は−NH−であり、R28は式Rx Hの残基、uは3〜10,000、好ましくは5〜5,000、特に好ましくは5〜1,000、更に特に好ましくは5〜100である数値、vは1〜6、好ましくは1〜4の整数である。
【0048】
R25は、アルコール又はポリオールの1価〜4価の残基であってよい。R25がアルコール残基である場合、R25は好ましくは直鎖状又は分岐状のC3 −C20−アルキル又は−アルケニル、C3 −C8 −更に好ましくはC5 −C6 −シクロアルキル、−CH2 −(C5 −C6 −シクロアルキル)、C6 −C10−アリール更に特にフェニル及びナフチル、C7 −C16−アラルキル更に特にベンジル及び1−フェニルエト−2−イルである。環状あるいは芳香族の残基は、C1 −C18−アルキル又はC1 −C18−アルコキシで置換されていてもよい。
【0049】
R25がジオールの残基である場合、R25は、好ましくは、分岐状更に特に直鎖状のC3 −C20−アルキレン又はアルケニレン、更に好ましくは、C3 −C12−アルキレン、C3 −C8 −更に特にC5 −C6 −シクロアルキレン、−CH2 −(C5 −C6 −シクロアルキル)−、−CH2 −(C5 −C6 −シクロアルキル)−CH2 −、C7 −C16−アラルキレン更に特にベンジレン、−CH2 −(C6 −C10−アリール)−CH2 −更に特にキシリレンである。環状又は芳香族の残基は、C1 −C12−アルキル又はC1 −C12−アルコキシで置換されていてもよい。
【0050】
R25が3価の残基である場合、これは脂肪族又は芳香族トリオールから導かれる。R25は、好ましくは3〜12個のC−原子を有する3価の脂肪族残基であり、特に好ましくは第一級水酸基を有するトリオールから導かれる。R25は、特に好ましくは−CH2(CH−)CH2 −、HC(CH2 −)3又はCH3 C(CH2 −)3である。
【0051】
R25が4価の残基である場合、好ましくは脂肪族テトラオールから導かれる。R25は、この場合には好ましくはC(CH2 −)4である。
【0052】
R25は、好ましくはJeffamine(Texaco) 、Pluriol 、Poloxamer(BASF) 又はポリ(テトラメチレンオキシド)から導かれた残基である。
【0053】
特に好ましくは、式−[CH2 CH2 −O]−又は−[CH2 CH(CH3)−O]−の構造単位を有するホモ−及びブロック−オリゴマー及び−ポリマーである。
【0054】
式(XVI)に相当するフッ素化ポリエーテルも好適である。
【0055】
【化27】
式中、R27、R28、X4 、u及びvは、前に定義されたとおりであり、R25は前に定義したものか、又は部分若しくは完全フッ素化アルコールの1価残基で1〜20個、好ましくは1〜12個更に特に好ましくは1〜6個のC−原子を有しているもの、又は部分若しくは完全フッ素化ジオールの2価残基で2〜6個、好ましくは2〜4個更に特に好ましくは2若しくは3個のC−原子を有しているものであり、そしてRd はF又はパーフルオロアルキルで、1〜12個、好ましくは1〜6個更に特に好ましくは1〜4個のC−原子を有しているものである。Rd は、−CF3 が特に好ましい。
【0056】
以上の他の好適なオリゴマー及びポリマーは、例えばポリビニルアミン又はポリエチレンイミンのようなポリアミン類である。ポリ−ε−リジンも同様に好適である。
【0057】
式(B)の光開始剤として、基本的には1個のイソシアナト基を有する光開始剤はすべて適している。この種の光開始剤は、例えばEP−A−632329にすでに記述されている。適切な光開始剤は、通常、下記構造要素で示される。
【0058】
【化28】
式中、基“OH/NR’R””は、問題の炭素原子がOH基又はNR’R”基を有し、R’及びR”は、互いに独立して、直鎖状若しくは分岐状でC1 −C4 −アルコキシで置換されていてもよい低級アルキル、アリール低級アルキル又は低級アルケニルである;又はR’及びR”は、一緒になって、−(CH2)z −Y11−(CH2)z −を意味し、Y11は直結、−O−、−S−、又は−NR1B−であり、そしてR1BはH又は低級アルキル、そしてzは2〜4までの整数を意味する)。これは、適当な刺激で2個のラジカルを生成し、これによってベンゾイルの炭素とsp3 炭素の間の結合が切断される。通常、ベンゾイルラジカルはより反応性が高く、重合反応を開始させる。したがって、式(B)からの可変記号PI* は、主にこのベンゾイルラジカルに対応する。このベンゾイルラジカルは、公知技術として知られているように、置換され、本発明にしたがって、更にイソシアナト基を包含する。前述から明らかなように、sp3 炭素ラジカルはより反応性が低く、通常重合反応の開始には役立たない。その代わりに、むしろ連鎖停止剤として反応する。式(B)からの可変記号Raaは、したがって、このsp3 炭素ラジカルに主として対応する。
【0059】
本発明の特に好ましい光開始剤について、以下に記述する。
【0060】
式(B)に記載の、本発明で使用する官能性光開始剤は、好ましくは式(IIa)又は(IIb)の化合物である。
【0061】
【化29】
式中、YはO、NH又はNR1A;Y1 はO;Y2 は−O−、−O−(O)C−、−C(O)−O−又は−O−C(O)−O−;nは、互いに独立して、0又は1;RはH、C1 −C12−アルキル、C1 −C12−アルコキシ又はC1 −C12−アルキルNH−;R1 及びR2 は、互いに独立して、H、直鎖状又は分岐状のC1 −C8 −アルキル、C1 −C8 −ヒドロキシアルキル又はC6 −C10−アリール、又は2個のR1 −(Y1)n −基は、一緒になって、−(CH2)x −、又はR1 −(Y1)n −基とR2 −(Y1)n −基は、一緒になって、下記式で示す残基を形成する。
【0062】
【化30】
式中、R3 は直接結合か又は直鎖状又は分岐状のC1 −C8 −アルキレンであって、非置換又は−OHで置換されているか、及び/又は、場合により1個以上の−O−基、−O−C(O)−基又は−O−C(O)−O−基で中断されているものを表し;R4 は分岐状のC3 −C18−アルキレン、あるいは、非置換又はC1 −C4 −アルキル若しくはC1 −C4 −アルコキシで置換されたC6 −C10−アリーレン、あるいは非置換又はC1 −C4 −アルキル若しくはC1 −C4 −アルコキシで置換されたC7 −C18−アラルキレン、非置換又はC1 −C4 −アルキル若しくはC1 −C4 −アルコキシで置換されたC3 −C8 −シクロアルキレン、非置換又はC1 −C4 −アルキル若しくはC1 −C4 −アルコキシ置換のC3 −C8 −シクロアルキレン−Cy H2y−、あるいは非置換又はC1 −C4 −アルキル若しくはC1 −C4 −アルコキシ置換の−Cy H2y−(C3 −C8 −シクロアルキレン)−Cy H2y−を意味し;R5 は、独立に、R4 と同義であるか又は直鎖状C3 −C18−アルキレンを表し;R1Aは低級アルキルを表し;xは3〜5の整数を意味し;yは1〜6の整数を表し;Ra 及びRb は、互いに独立して、H、C1 −C8 −アルキル、C3 −C8 −シクロアルキル、ベンジル又はフェニルを表し;ただし、R2 がHの場合には、−(Y1)n −R1 基中のnは0であり;−(Y1)n −基の最大2個のY1 はOであって、かつ、他の−(Y1)n −基中のnは0であり;R3 が直接結合の場合には、−(Y2)n −基中のnは0である;更に式中、
Xは2価の−O−、−NH、−S−低級アルキレン又は
【化31】
を意味し;Y10は−O−(CH2)y −又は直接結合であり、その際yは1〜6の整数を表し、かつ、その末端CH2 −基は式(IIb)中の隣接Xと結合しており;R100 はH、C1 −C12−アルキル、C1 −C12−アルコキシ、C1 −C12−アルキルNH−又は−NR1AR1Bを表し、そのR1Aは低級アルキルそしてR1BはH又は低級アルキルを表し;R101 は直鎖状又は分岐状の低級アルキル、低級アルケニル又はアリール低級アルキルを表し;R102 は、R101 とは独立に、R101 と同じ定義を有するか、又は、アリールを表し、あるいは、R101 及びR102 は、一緒になって−(CH2)m −を意味し、ここで、mは2〜6の整数であり;R103 及びR104 は、互いに独立して、直鎖状又は分岐状で、C1 −C4 −アルコキシによって置換されていてもよい低級アルキル、アリール低級アルキル又は低級アルケニルを意味し;あるいは、R103 及びR104 は、一緒になって、−(CH2)z −Y11−(CH2)z −を表し、ここでY11は直接結合、−O−、−S−、又は−NR1Bであり、そして、R1BはH又は低級アルキルを意味し、かつ、zは、2〜4の整数である。
【0063】
好ましい実施態様においては、YはOである。
【0064】
アルキルとしてのR1Aは、例えばメチル、エチル、n−又はi−プロピル、n−、i−、又はt−ブチル、ペンチル又はヘキシルであってよい。好ましくは、R1Aはメチルである。
【0065】
R基は、アルキル、アルコキシ又はアルキルNH−として、好ましくは、1〜6個そして特に好ましくは1〜4個のC−原子を有する。若干の例を挙げれば、メチル、エチル、n−又はi−プロピル、n−、i−、又はt−ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、デシル、ドデシル、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、及びメチルNH−である。とりわけ好ましいのは、RがHの場合である。
【0066】
R1 は、アルキルとして、好ましくは直鎖状で、しかも1〜4個までのC−原子を有するのが好ましい。若干の例を挙げれば、メチル、エチル、n−又はi−プロピル、n−、i−、又はt−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル及びオクチルである。特に好ましいのは、R1 がメチル又はエチルである。R1 はアリールとして、例えばナフチル及び特にフェニルであってもよい。両方のR1 −(Y1)n −基が、一緒になって−(CH2)x −である場合、xは好ましくは4、特に好ましくは5である。R1 は、ヒドロキシアルキルとして、好ましくは直鎖状で、しかも1〜4個のC−原子を有するのが好ましい。若干の例を挙げれば、ヒドロキシメチル及び2−ヒドロキシエタ−1−イルである。
【0067】
R2 には、R1 と同様な好ましい態様が当てはまる。特に好ましいのはR2 がH、メチル又はエチルの場合である。
【0068】
Ra 及びRb は、好ましくは互いに独立に、H又はC1 −C4 −アルキル、例えばメチル又はエチルである。
【0069】
好ましいサブグループにあっては、R1 は好ましくはエチルそして特に好ましくはメチル、又は両方のR1 −(Y1)n −基が、一緒になって、ペンタメチレンを意味し、−(Y1)n −R2 中のnが好ましくは0、R2 が好ましくはメチル、ヒドロキシメチル又はH、そしてRがHである。
【0070】
他の好ましい実施態様においては、−(Y1)n −R2 基中Y1 がO、nが1、そしてR2 がHである。特にこの場合R1 −(Y1)n −基のnは0である。
【0071】
R3 は、アルキレンとして、好ましくは、1〜6個、特に好ましくは1〜4個のC−原子を有し、そのアルキレンは直鎖状であるのが好ましい。若干の例を挙げれば、メチレン、エチレン、1,2−又は1,3−プロピレン、1,2−、1,3−又は1,4−ブチレン、ペンチレン、ヘキシレン、ヘプチレン及びオクチレンである。好ましくは、メチレン、エチレン、1,3−プロピレン、及び1,4−ブチレンである。ことのほか好ましいのは、R3 がエチレン;又は直結で−(Y2)n −基のnが0の場合である。
【0072】
ヒドロキシ置換アルキレンとしてのR3 は、特に例えば2−ヒドロキシ−1,3−プロピレン又は更に2−ヒドロキシ−1,3−又は1,4−ブチレンがありうる。−O−により中断され、場合により−OHで置換されたアルキレンは、例えば−CH2 CH2 −O−CH2 CH2 −、−CH2 CH2 −O−CH2 CH2 −O−CH2 CH2 −、−CH2 CH2 −O−CH2 CH2 −O−CH2 CH2 −O−CH2CH2 −、[−CH(CH3)CH2 −O−CH(CH3)CH2 −]、−CH(CH3)CH2 −O−CH2 CH2 −、−CH(C2 H5)CH2 −O−CH2 CH2 −、[−CH(C2 H5)CH2 −O−CH(C2 H5)CH2 −]又は−CH2 CH2 CH2 CH2 −O−CH2 CH2 CH2CH2 −及び−CH2 CH(OH)CH2 −O−CH2 CH2 −である。−O−C(O)−又は−C(O)−O−によって中断されたアルキレンは、例えば−CH2 CH2 −C(O)−O−CH2 −又は−CH2CH2 −O−C(O)−CH2 −である。−O−C(O)−O−によって中断されたアルキレンは、例えば−CH2 CH2 −O−C(O)−O−CH2 CH2 −又は−CH2 CH2 −O−C(O)−O−CH2 −である。
【0073】
置換基であるC1 −C4 −アルキル及びC1 −C4 −アルコキシは、好ましくは、メチル、エチル、メトキシ又はエトキシである。
【0074】
分岐状アルキレンとしてのR4 は、好ましくは3〜14個、特に好ましくは4〜10個のC−原子を有する。アルキレンの例を挙げると、1,2−プロピレン、2−メチル−又は2,2−ジメチル−1,3−プロピレン、1,2−、1,3−又は2,3−ブチレン、2−メチル−又は2,3−ジメチル−1,4−ブチレン、1,2−、1,3−又は1,4−ペンチレン、2−メチル−又は3−メチル−又は4−メチル−又は2,3−ジメチル−又は2,4−ジメチル−又は3,4−ジメチル−又は2,3,4−トリメチル−又は2,2,3−トリメチル−2,2,4−トリメチル−又は2,2,3,3−テトラメチル−又は2,2,3,4−テトラメチル−1,5−ペンチレン、1,2−、1,3−、1,4−又は1,5−ヘキシレン、2−メチル−又は3−メチル又は4−メチル−又は2,2−ジメチル−又は3,3−ジメチル−又は2,3−ジメチル−又は2,4−ジメチル−又は3,4−ジメチル−又は2,2,3−トリメチル−又は2,2,4−トリメチル−又は2,2,5−トリメチル−又は2,3,4−トリメチル−又は2,2,4,5−テトラメチル−1,6−ヘキシレンである。更なる例は、EP−A−632329に公開されている。
【0075】
いくつかの好ましい分岐状アルキレン残基を挙げると、2,2−ジメチル−1,4−ブチレン、2,2−ジメチル−1,5−ペンチレン、2,2,3−又は2,2,4−トリメチル−1,5−ペンチレン、2,2−ジメチル−1,6−ヘキシレン、2,2,3−又は2,2,4−又は2,2,5−トリメチル−1,6−ヘキシレン、2,2−ジメチル−1,7−ヘプチレン、2,2,3−又は2,2,4−又は2,2,5−又は2,2,6−トリメチル−1,7−ヘプチレン、2,2−ジメチル−1,8−オクチレン、2,2,3−又は2,2,4−又は2,2,5−又は2,2,6−又は2,2,7−トリメチル−1,8−オクチレンである。
【0076】
R4 がアリーレンである場合、好ましくはナフチレン、特に好ましくはフェニレンである。アリーレンが置換される場合には、置換基はイソシアナト基に対してオルト位置にあるのが好ましい。置換アリーレンの例としては、1−メチル−2,4−フェニレン、1,5−ジメチル−2,4−フェニレン、1−メトキシ−2,4−フェニレン及び1−メチル−2,7−ナフチレンである。
【0077】
アラルキレンとしてのR4 は、好ましくは、ナフチルアルキレン、特に好ましくはフェニルアルキレンである。アラルキレン中のアルキレン基は、1〜12個、特に好ましくは1〜6個、更に特に好ましくは1〜4個のC−原子を有しているものである。とりわけ好ましいものとしては、アラルキレン中のアルキレン基がメチレン又はエチレンである。若干の例を挙げると、1,3−又は1,4−ベンジレン、ナフト−2−イル−7−メチレン、6−メチル−1,3−又は1,4−ベンジレン、6−メトキシ−1,3−又は1,4−ベンジレンである。
【0078】
R4 がシクロアルキレンである場合、それは、好ましくはC5 −又はC6 −シクロアルキレンで、非置換又はメチル置換のものである。若干の例を挙げると、1,3−シクロブチレン、1,3−シクロペンチレン、1,3−又は1,4−シクロヘキシレン、1,3−又は1,4−シクロヘプチレン、1,3−又は1,4−又は1,5−シクロオクチレン、4−メチル−1,3−シクロペンチレン、4−メチル−1,3−シクロヘキシレン、4,4−ジメチル−1,3−シクロヘキシレン、3−メチル−又は3,3−ジメチル−1,4−シクロヘキシレン、3,5−ジメチル−1,3−シクロヘキシレン、2,4−ジメチル−1,4−シクロヘキシレンである。
【0079】
R4 がシクロアルキレン−Cy H2y−である場合、それは、好ましくはシクロペンチレン−Cy H2y−、特にはシクロヘキシレン−Cy H2y−で、非置換又は好ましくは1〜3個のC1 −C4 −アルキル、特に好ましくはメチルで置換したものである。−Cy H2y−基中、好ましくはyが1〜4の整数である。好ましくは−Cy H2y−基がエチレン、特に好ましくはメチレンである。若干の例を挙げると、シクロペンタ−1−イル−3−メチレン、3−メチル−シクロペンタ−1−イル−3−メチレン、3,4−ジメチル−シクロペンタ−1−イル−3−メチレン、3,4,4−トリメチル−シクロペンタ−1−イル−3−メチレン、シクロヘキサ−1−イル−3−又は−4−メチレン、3−又は4−又は5−メチル−シクロヘキサ−1−イル−3−又は−4−メチレン、3,4−又は3,5−ジメチル−シクロヘキサ−1−イル−3−又は−4−メチレン、3,4,5−又は3,4,4−又は3,5,5−トリメチル−シクロヘキサ−1−イル−3−又は−4−メチレンである。
【0080】
R4 が−Cy H2y−シクロアルキレン−Cy H2y−である場合、それは、好ましくは−Cy H2y−シクロペンチレン−Cy H2y−、特には−Cy H2y−シクロヘキシレン−Cy H2y−で、非置換又は好ましくは1〜3個のC1 −C4 −アルキル、特に好ましくはメチルで置換したものである。−Cy H2y−基中、好ましくはyが1〜4までの整数である。好ましくは−Cy H2y−基はエチレン、特に好ましくはメチレンである。若干の例を挙げると、シクロペンタン−1,3−ジメチレン、3−メチル−シクロペンタン−1,3−ジメチレン、3,4−ジメチル−シクロペンタン−1,3−ジメチレン、3,4,4−トリメチル−シクロペンタン−1,3−ジメチレン、シクロヘキサン−1,3−又は−1,4−ジメチレン、3−又は4−又は5−メチル−シクロヘキサン−1,3−又は−1,4−ジメチレン、3,4−又は3,5−ジメチル−シクロヘキサン−1,3−又は−1,4−ジメチレン、3,4,5−又は3,4,4−又は3,5,5−トリメチル−シクロヘキサン−1,3−又は−1,4−ジメチレンである。
【0081】
R5 がR4 と同じ意味を有する場合には、先にR4 に与えた好ましい態様が同様に当てはまる。R5 は、直鎖状アルキレンとして、好ましくは3〜12個、特に好ましくは3〜8個のC−原子を有する。直鎖状アルキレンを若干例示すると、1,3−プロピレン、1,4−ブチレン、1,5−ペンチレン、1,6−ヘキシレン、1,7−ヘプチレン、1,8−オクチレン、1,9−ノニレン、1,10−デシレン、1,11−ウンデシレン、1,12−ドデシレン、1,14−テトラデシレン及び1,18−オクタデシレンである。
【0082】
Xの好ましい定義は、−O−、−NH−、−S−又は低級アルキレンである。より好ましいのはXが−O−又は−S−であり、更に特に好ましいのは−O−である。
【0083】
Y10の好ましい定義においては、指数yは1〜5、より好ましくは2〜4、また非常に好ましいのは2〜3で、したがってY10は例えばエチレンオキシ又はプロピレンオキシである。他の好ましい定義では、Y10は直結で、その際Xは、好ましくは少なくとも1個のヘテロ原子であるか、又はそれを含有しているものである。
【0084】
R100 基は、アルキル、アルコキシ、アルキルNH−又は−NR1AR1Bとして、好ましくは1〜6個、特に好ましくは1〜4個のC−原子を有する。若干の例を挙げると、メチル、エチル、n−又はi−プロピル、n−、i−、又はt−ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、デシル、ドデシル、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、N,N−ジメチルアミノ及びN−メチルアミノである。とりわけ好ましいのは、RがHである。−NR1AR1Bの好ましい定義は、N,N−ジメチルアミノ、N−メチルアミノ、N−メチル−N−エチルアミノ、N−エチルアミノ、N,N−ジエチルアミノ、N−イソプロピルアミノ又はN,N−ジイソプロピルアミノである。
【0085】
R101 は、好ましくはアリル、ベンジル、直鎖状C1 −C4 −アルキル、例えばメチル又はエチルである。
【0086】
R102 は、好ましくはR101 と同一の意味を有しており、より好ましくは直鎖状低級アルキルで、1〜4個のC−原子、特に好ましくは1〜2個のC−原子を有するものである。R102 はアリールとして、例えばナフチル又は特にフェニルで、非置換又は低級アルキルか低級アルコキシで置換したものでもよい。R101 及びR102 が、一緒になって−(CH2)m −である場合、mは、好ましくは4又は5、特に好ましくは5である。
【0087】
R103 は、好ましくは1〜4個のC−原子を有する直鎖状低級アルキル、ベンジル又はアリルであるが、より好ましくはメチル又はエチルである。
【0088】
R104 は、好ましくは1〜4個のC−原子を有する直鎖状低級アルキルであり、より好ましくはメチル又はエチルである。
【0089】
R103 及びR104 が、一緒になって、−(CH2)z −Y11−(CH2)z −である場合には、Y11は好ましくは直結、−O−又は−N(CH3)−、そして特に−O−であり;zは好ましくは2〜3、特に好ましくは2である。
【0090】
式(IIa)の化合物の好ましいサブグループは、R1 −(Y1)n −基中のnが0、R2 −(Y1)n −基中のY、Y2 及びY1 のそれぞれがO、R2 −(Y1)n −基中のnが0又は1、R1 がC1 −C4 −アルキル又はフェニル、又はR1 −(Y1)n −基が、一緒になって、テトラメチレン又はペンタメチレン、R2 がC1 −C4 −アルキル又はH、Rが水素、−(Y2)n −基中のnが0又は1、R3 が直鎖状又は分岐状のC2 −C4 −アルキレン又は直接結合を表すが、その際、−(Y2)n −基中のnが0、R4 が分岐状のC5 −C10−アルキレン、フェニレン又は1〜3個のメチル基で置換されたフェニレン、ベンジレン又は1〜3個のメチル基で置換されたベンジレン、シクロヘキシレン又は1〜3個のメチル基で置換されたシクロヘキシレン、シクロヘキシレン−Cy H2y−又は−Cy H2y−シクロヘキシレン−Cy H2y−又は1〜3個のメチル基で置換されたシクロヘキシレン−Cy H2y−又は−Cy H2y−シクロヘキシレン−Cy H2y−を表し、R5 はR4 に与えられた定義を有するか又は直鎖状のC3 −C10−アルキレンであり、そして、yは1又は2である、ものである。
【0091】
式(IIa)の化合物の特に好ましいサブグループは、R1 −(Y1)n −基及び−(Y2)n −基中のnが0、R2 −(Y1)n −基中のY、Y2 及びY1 のそれぞれがO、R2 −(Y1)n −基中のnが0又は1、R1 がメチル又はフェニル、又はR1 −(Y1)n −基が、一緒になって、ペンタメチレン、R2 がメチル又はH、Rが水素、−(Y2)n −基中のnが1、及びR3 がエチレン又は−(Y2)n −基中のnが0、及びR3 が直接結合、R4 が分岐状のC6 −C10−アルキレン、フェニレン又は1〜3個のメチル基で置換されたフェニレン、ベンジレン又は1〜3個のメチル基で置換されたベンジレン、シクロヘキシレン又は1〜3個のメチル基で置換されたシクロヘキシレン、シクロヘキシレン−CH2 −又は1〜3個のメチル基で置換されたシクロヘキシレン−CH2 −、及びR5 はR4 に与えられた定義を有するか又は直鎖状のC5 −C10−アルキレンである、ものである。
【0092】
式(IIb)の化合物の好ましいサブグループにおいて、R101 は直鎖状の低級アルキル、低級アルケニル又はアリール低級アルキルを表し;R102 はR101 とは独立に、R101 と同一の定義を有するか又はアリールを意味し;R103 及びR104 は、互いに独立して、直鎖状又は分岐状で、C1 −C4 −アルコキシで置換されていてもよい低級アルキル、アリール低級アルキル又は低級アルケニルを意味し;又はR103 及びR104 は、一緒になって、−(CH2)z −Y11−(CH2)z −であり、ここで、Y11は直結、−O−、−S−、又は−NR1B−、及びR1BはH又は低級アルキル、及びzは2〜4の整数を意味し;そしてR5 は直鎖状又は分岐状のC3 −C18−アルキレン、非置換又はC1 −C4 −アルキル若しくはC1 −C4 −アルコキシで置換されたC6 −C10−アリーレン、又は非置換又はC1 −C4 −アルキル若しくはC1 −C4 −アルコキシで置換されたC7 −C8 −アラルキレン、非置換又はC1 −C4 −アルキル若しくはC1 −C4 −アルコキシで置換されたC13−C24−アリーレンアルキレンアリーレン、非置換又はC1 −C4 −アルキル若しくはC1 −C4 −アルコキシで置換されたC3 −C8 −シクロアルキレン、非置換又はC1 −C4 −アルキル若しくはC1 −C4 −アルコキシで置換されたC3 −C8 −シクロアルキレン−Cy H2y−、又は非置換若しくはC1 −C4 −アルキル若しくはC1 −C4 −アルコキシで置換された−Cy H2y−(C3 −C8 −シクロアルキレン)−Cy H2y−であり、かつ、yは1〜6の整数である。
【0093】
式(IIb)の化合物の好ましいサブグループにおいては、Xは2価の−O−、−NH−、−S−又は−(CH2)y −を意味し;Y10は−O−(CH2 )y−又は直結であり、その際、yは1〜6の整数、またそれの末端CH2 −基は式(IIb)中で隣接Xと結合しており;R100 はH、C1 −C12−アルキル又はC1 −C12−アルコキシを表し;R101 は直鎖状の低級アルキル、低級アルケニル又はアリール低級アルキルを表し;R102 はR101 とは独立にR101 と同じ定義のものか又はアリール、又はR101 及びR102 は、一緒になって、−(CH2)m −であり、mは2〜6の整数であり;R103 及びR104 はそれぞれ独立に、直鎖状又は分岐状で、C1 −C4 −アルコキシによって置換されていてもよい低級アルキル、アリール低級アルキル又は低級アルケニルを意味し;又はR103 及びR104 は、一緒になって、−(CH2)z Z−Y11−(CH2)z −であり、ここでY11は直結、−O−、−S−、又は−NR1Bであり、R1BはH又は低級アルキル、またzは2〜4の整数であり;そしてR5 は分岐状のC6 −C10−アルキレン、フェニレン又は1〜3個のメチル基で置換されたフェニレン、ベンジレン又は1〜3個のメチル基で置換されたベンジレン、シクロヘキシレン又は1〜3個のメチル基で置換されたシクロヘキシレン、シクロヘキシレン−CH2 −又は1〜3個のメチル基で置換されたシクロヘキシレン−CH2 −を意味する。
【0094】
式(IIb)の化合物の特に好ましいサブグループにおいては、R101 はメチル、アリル、トルイルメチル又はベンジルを意味し、R102 はメチル、エチル、ベンジル又はフェニルを意味し、又はR101 及びR102 は、一緒になってペンタメチレンを表し、R103 及びR104 は、互いに独立して、4個までのC−原子を有する低級アルキルを表し、又はR103 及びR104 は、一緒になって、−CH2 CH2 −O−CH2 CH2 −を表し、そしてR5 は分岐状のC6 −C10−アルキレン、フェニレン又は1〜3個のメチル基で置換されたフェニレン、ベンジレン又は1〜3個のメチル基で置換されたベンジレン、シクロヘキシレン又は1〜3個のメチル基で置換されたシクロヘキシレン、シクロヘキシレン−CH2 −又は1〜3個のメチル基で置換されたシクロヘキシレン−CH2 −を意味する。
【0095】
R4 基及びR5 基については、特にOCN−基の反応性を低下させるような基が問題で、これは、本質的に立体障害、及び少なくとも隣接したC−原子に対する電子的な影響によって引き起こされるものである。したがって、R4 基及びR5 基は、数ある中でも、非対称形残基、例えばOCN−基に対してα−又は特にβ−位置にある分岐状アルキレン、又は少なくとも1個の該α−位置における置換環状炭化水素残基であることが好ましい。
【0096】
共重合可能なビニルモノマーのなかで、特に本発明の範囲においては、1個のビニル基を有し、コンタクトレンズへの応用が見出されている共重合に関係してすでに記述されている種類のモノマーが対象となる。ビニル基ということに関連しては、そもそも統一的にはビニル基の区分“−CH=CH2 ”が理解されておらず、一般的には1個の炭素−炭素二重結合を有するという、それぞれの区分で理解されている。ビニルモノマーの言語構成成分“ビニル”の具体的な好ましい意味については、式(III)の化合物に関連した後述の解説から明白になるであろう。本発明の意図に沿った共重合可能なビニルモノマーについては、例えばEP−A−374,752、EP−A−417,235の中、及びEP−A−455,587の中ですでに公表されている。
【0097】
本発明のビニルテロマー、ブロックコポリマー、重合可能な化合物、ポリマー又はコンタクトレンズのために、式(I)の構成成分Aを調製するための出発物質であるモノマー類は、特に式(III)の化合物である。
【0098】
【化32】
式(I)のビニルテロマー中の、文字Aで記号化されている該モノマーは、部分式(IV)の形状中に組み込まれる。
【0099】
【化33】
式中、置換基W、X0 、Y0 及びZは、次の意味を有する:これらの置換基の3個が水素で、第4の置換基がアシル、ハロゲン、ヘテロ環残基又はアリールから選ばれるか;又はこれらの置換基の2個が水素で、第3のものが低級アルキル、第4の置換基がアシル、ハロゲン、ヘテロ環残基又はアリールから選ばれ;又はこれらの置換基の2個が水素で、他の2個の置換基は共同して、中断されていないか又は1〜2個のヘテロ原子によって中断されている炭化水素橋を形成するか、又は他の2個の置換基が、互いに独立してアシルであるもの。式(III)のモノマー類は、親水性のビニルモノマー又は疎水性のビニルモノマーである。
【0100】
式(I)のビニルテロマーの製造に使用される共重合可能なビニルモノマーは、H−活性基、少なくとも保護されてないH−活性基を有しないことが好ましい。以後、これを第I群ビニルモノマーと呼称する。これに対し、式(C)の重合性化合物の製造に使用されるビニルモノマーは、意図的に少なくとも1つのH−活性基を有している。以後、これをC群ビニルモノマーと呼称する。
【0101】
アリールは、特に6〜15個の炭素原子を有する芳香族炭化水素基を意味し、例えばフェニル、又は低級アルキル、低級アルコキシ、ハロゲン、アミノ又はヒドロキシの類の1個又はそれ以上、とりわけ3個までの残基によって置換されたフェニルである。例は、フェニル又はトリルである。
【0102】
ハロゲンは、特に塩素、臭素又はフッ素を意味するが、更にヨウ素でもよい。
【0103】
ヘテロ環残基は、特に5又は6員の芳香族環又は飽和環であって、1又は2個のヘテロ原子、例えば酸素−又は窒素原子を有するもの、とりわけ1又は2個の窒素原子を有するものである。これにはラクタムも含まれる。
【0104】
炭化水素橋であって、中断されていないもの、又は1〜2個のヘテロ原子によって中断されているものとは、特に低級アルキレン、又は酸素又は窒素によって中断されている低級アルキレンを意味する。窒素によって中断されている低級アルキレンは、例えば低級アルキルによって置換されていてもよい。例としては、1,3−プロピレン、2−アザ−1,3−プロピレン又はN−メチル−2−アザ−1,3−プロピレンである。
【0105】
アシルは、カルボキシ、アロイル、シクロアルカノイル又はアルカノイルを、及び特にカルボキシ、非置換又は置換アリールオキシカルボノイル、非置換又は置換シクロアルキルオキシカルボニル、又は非置換又は置換アルコキシカルボニルを表す。
【0106】
アロイルは、例としてベンゾイル、又は低級アルキル、低級アルコキシ、ハロゲン、又はヒドロキシの類の1個又はそれ以上、とりわけ3個までの残基によって置換されたベンゾイルを意味し、更にフェニルスルホニル又はフェニルオキシスルホニル、並びに低級アルキル、低級アルコキシ、ハロゲン、又はヒドロキシによって置換されたフェニルスルホニル又はフェニルオキシスルホニルも意味しうる。
【0107】
アルカノイルは、好ましくは、低級アルカノイルを意味しており、例えばプロパノイル又はブタノイルである。
【0108】
シクロアルカノイルは、好ましくは、8個までの炭素原子を有するシクロアルキルオキシカルボニルを意味し、例えばシクロヘキシルオキシカルボニルを意味する。
【0109】
非置換アルコキシカルボニルは、好ましくは、低級アルコキシカルボニルであり、例えばメトキシカルボニル、エトキシカルボニル、プロピルオキシカルボニル、ブトキシカルボニル、t−ブトキシカルボニル、t−ブチルメチルオキシカルボニル又は2−エチルヘキシルオキシカルボニルを意味する。
【0110】
非置換アリールオキシカルボニルは、好ましくはフェニルオキシカルボニルである。
【0111】
置換アリールオキシカルボニルは、好ましくは、低級アルキル、低級アルコキシ、ハロゲン、又はヒドロキシの類の1個又はそれ以上、とりわけ3個までの残基によって置換されたフェニルオキシカルボニルである。
【0112】
置換アルコキシカルボニルは、好ましくは、ハロゲン例えばフッ素、シロキサン基のような疎水性基、又はヒドロキシ、アミノ、モノ−若しくはジ−低級アルキルアミノ、イソシアナトのような親水性基によって、又は低級アルキレングリコールによって置換されたものである。置換アルコキシカルボニルの更なる意味については、式(III)の個々の好適なビニルモノマーについての後に続く記述によって示されるであろう。これは、置換アリールオキシカルボニル及び置換シクロアルキルオキシカルボニルについても同様である。
【0113】
本発明で使用できる親水性ビニルモノマーは、好ましくは式(III)のアクリレート及びメタクリリレートであり、式中のW及びY0 は水素、X0 は水素又はメチルを表す。またZは−Z1 −Z2 基を意味し、この中でZ1 は−COO−であって酸素原子を介してZ2 に結合しており、Z2 は水可溶化性の基、例えば、カルボキシ、ヒドロキシ又は第三級アミノ、例えばt−低級アルキルアミノで低級アルキル基当たり1〜7個の炭素数を有するもの、ポリエチレンオキシド基で2〜100の反復単位、好ましくは2〜40の反復単位を有するもの、又はスルファト−、ホスファト−、スルホナト−又はホスホナト基によって、1個又は複数個置換された炭化水素残基で、1〜10個の炭素原子を有するものを意味し、例えば上記のように置換されたアルキル−、シクロアルキル−又はフェニル残基、又はフェニルアルキルやアルキルシクロアルキルのような、これらの残基を組み合わせたものであり;更に、
式(III)のアクリルアミド及びメタクリルアミドであって、式中のW及びY0 が水素、X0 が水素又はメチルであり、Zはアミノカルボニル又はジ−低級アルキルアミノカルボニルを意味するものであり;
式(III)のアクリルアミド及びメタクリルアミドであって、式中のW及びY0 が水素、X0 が水素又はメチルで、Zは1置換アミノカルボニル(前記で定義したZ2 基又は低級アルキルで置換されている)を意味するもの;
式(III)のマレエート及びフマレートは、式中のW及びX0(又はW及びZ)は水素、Y0 及びZ(又はX0 及びY0)はそれぞれ独立に−Z1 −Z2 基であり、このZ1 及びZ2 が前記で定義されているもの;
式(III)のクロトネートであって、式中のW及びX0 が水素、Y0 がメチルで、Zは−Z1 −Z2 基を意味し、ここでZ1 及びZ2 は前記で定義したとおりのもの;
式(III)のビニルエーテルであって、式中のW、Y0及びX0は水素であり、Zは−Z1−Z2基を意味し、Z1は酸素であり、Z2は前記で定義したものであるもの;
式(III)の、ビニルで置換された5又は6員のヘテロ環で1又は2個の窒素原子を有する、並びに例えばN−ビニル−2−ピロリドンのようなN−ビニルラクタムであって、式中のW、X0 及びY0 が水素、Zが、ラクタムのN上に結合している残基、例えば2−ピロリドンのそれのように、1又は2個の窒素原子を有する5−又は6員のヘテロ環残基であるもの;
そして式(III)の、ビニル性不飽和カルボン酸であって、メタクリル酸、クロトン酸、フマル酸及びケイ皮酸のように合計3〜10個の炭素原子を有するもの;である。
【0114】
好ましくは、例えばヒドロキシ又はアミノで置換されたC2 −C4 −アルキル(メタ)アクリレート、5員〜7員のN−ビニルラクタム、N,N−ジ−C1 −C4 −アルキル(メタ)アクリルアミド及び合計3〜5個の炭素原子を有するビニル性不飽和カルボン酸である。この中では、5員〜7員のN−ビニルラクタム及びN,N−ジ−C1 −C4 −アルキル(メタ)アクリルアミドが第I群ビニルモノマーであり、一方、ヒドロキシ又はアミノで置換されたC2 −C4 −アルキル(メタ)アクリレート及び合計3〜5個の炭素原子を有するビニル性不飽和カルボン酸がC群ビニルモノマーである。第I群タイプ及びC群タイプの代表における前者、後者のビニルモノマーの区分けは、H−活性基が存在するか否かという基準で容易に決定できるので、ここでは代表全部につき個々には言及しない。ビニルモノマーのこの両群は、該区分基準に基づいて互いに独立したものとして明白に評価される。
【0115】
以下記載のものが、使用可能な水溶性のモノマーに属する:2−ヒドロキシエチル−、2−及び3−ヒドロキシプロピル−、2,3−ジヒドロキシプロピル−、ポリエトキシエチル−、及びポリエトキシプロピル−アクリレート及び−メタクリレート、及び、これらに相当するアクリルアミド類及びメタクリルアミド類、アクリルアミド及びメタクリルアミド、N−メチルアクリルアミド及び−メタクリルアミド、ビスアセトン−アクリルアミド、2−ヒドロキシエチルアクリルアミド、ジメチルアクリルアミド及び−メタクリルアミド、並びに、メチロールアクリルアミド及び−メタクリルアミド、N,N−ジメチル−及びN,N−ジエチルアミノエチルアクリレート及び−メタクリレート、並びに、これらに相当するアクリルアミド及びメタクリルアミド、N−t−ブチルアミノエチルメタクリレート及び−メタクリルアミド、2−及び4−ビニルピリジン、4−及び2−メチル−5−ビニルピリジン、N−メチル−4−ビニルピペリジン、1−ビニル−及び2−メチル−1−ビニル−イミダゾール、ジメチルアリルアミン及びメチルジアリルアミン、並びに、パラ−、メタ−及びオルト−アミノスチレン、ジメチルアミノエチルビニルエーテル、N−ビニルピロリドン及び2−ピロリジノエチルメタクリレート、アクリル−及びメタクリル酸、イタコン酸、ケイ皮酸、クロトン酸、フマル酸、マレイン酸及びそれらのヒドロキシ低級アルキルモノ−及びジエステル、例えば2−ヒドロキシエチル−及びジ−(2−ヒドロキシ)−エチル−フマレート、−マレエート及び−イタコネート、及び3−ヒドロキシプロピル−ブチルフマレート及びジ−ポリアルコキシアルキル−フマレート、−マレエート及び−イタコネート、マレイン酸無水物、N−メチル−マレイン酸イミド、アクリル酸ナトリウム及びメタクリル酸ナトリウム、2−メタクリロイルオキシエチルスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−ホスファトエチルメタクリレート、ビニルスルホン酸、フェニルビニルスルホネート、ビニルスルホン酸ナトリウム、p−スチレンスルホン酸、p−スチレンスルホン酸ナトリウム及びアリルスルホン酸、N−ビニルピロリドン、N−ビニルピリドン、N−ビニルカプロラクタム、更には、カチオン性モノマーの第四級化誘導体であって、選択されたアルキル化剤(例えばヨウ化メチル、塩化ベンジル又は塩化ヘキサデシル)、グリシドール、エピクロロヒドリン又はエチレンオキシドのようなエポキシド、アクリル酸、硫酸メチル及びプロパンスルトンで第四級化することによって得られたもの。
【0116】
本発明に関連して使用可能な、水溶性モノマーの完全なリストは、下記中に見ることができる:R.H. Yocum及びE.B. Nyquist著、Functional Monomers[機能性モノマー]、第1巻、ページ424-440(M. Dekker, N.Y. 1973) 。
【0117】
好ましい親水性ビニルモノマーは、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、3−ヒドロキシプロピルメタクリレート、N−ビニル−2−ピロリドン、ポリエチレングリコールメタクリレートであって特に分子量が約400のエチレングリコール部分を有するもの、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、並びにアクリル−及びメタクリル酸である。
【0118】
疎水性ビニルモノマーとして、場合により本発明で使用されるものを例示的に考慮すると以下のとおりである:
式(III)のアクリレート及びメタクリレートであって、式中のW及びY0 は水素、X0 は水素又はメチルを表し、またZは−Z1 −Z3 基を意味し、この中でZ1 は−COO−であって酸素原子を介してZ3 に結合しており、Z3 は直鎖状又は分岐状の脂肪族性、脂環族性又は芳香族性の基で、1〜21個の炭素原子を有しているもので、例えば相当する置換アルキル−、シクロアルキル−又はフェニル残基、又はこれら残基の組み合わせで、例えばフェニルアルキル又はアルキルシクロアルキルなど(これらは、エーテル−又はチオエーテル結合、スルホキシド又はスルホン基、又はカルボニル基を含んでいてもよい);又はZ3 がヘテロ環式基で、酸素−、硫黄−又は窒素原子、及び5又は6個、又は二環式の場合は10個までの環構成原子を有する、又はポリプロピレンオキシド−又はポリ−n−ブチレンオキシド−基で2〜50の反復アルコキシ単位を有するもの、又はZ3 が1〜12個の炭素原子を有するアルキル基でハロゲン原子特にフッ素原子を含有するもの、又はZ3 が1〜6個のSi原子を有するシロキサン基であるもの;
式(III)のアクリルアミド及びメタクリルアミドであって、式中のW及びY0 は水素、X0 は水素又はメチルを表し、またZはモノ置換のアミノカルボニル(前記で定義したZ3 によって置換されている)を意味するもの;式(III)のマレイネート及びフマレートであって、式中のW及びX0(又はW及びZ)は水素、Y0 及びZ(又はX0 及びYO)はそれぞれ独立に−Z1 −Z3 基を意味し、Z1 及びZ3 が前記で定義したものであるもの;
式(III)のイタコネートであって、式中のW及びY0 は水素、X0 は−Z1 −Z3 基を意味し、Z1 及びZ3 は前記で定義したもの、またZは−CH2 −Z1 −Z3 基を意味し、Z1 及びZ3 は前記で定義したものであるもの;
式(III)のクロトネートで、式中のW及びX0 は水素、Y0 はメチル、及びZは−Z1 −Z3 基を意味し、Z1 及びZ3 が前記で定義したものであるもの;
式(III)のビニルエステルで、式中のW、Y0 及びX0 は水素、Zは−Z1 −Z3 基を意味し、Z1 は−COO−であって炭素原子を介してZ3 に結合しており、Z3 は前記で定義したものであるもの;
式(III)のビニルエーテルで、式中のW、Y0 及びX0 は水素、Zは−Z1 −Z3 基を意味し、Z1 は酸素、Z3 は前記で定義したものであるもの。
【0119】
好ましいのは、特に、3〜5個の炭素原子を有するビニル性不飽和カルボン酸の、C1−C4−アルキルエステル又はC5−C7−シクロアルキルエステルである。
【0120】
適切な疎水性モノマーの例として以下のものがある:メチル−、エチル−、プロピル−、イソピロピル−、ブチル−、イソブチル−、t−ブチル−、エトキシエチル−、メトキシエチル−、ベンジル−、フェニル−、シクロヘキシル−、トリメチルシクロヘキシル−、イソボルニル−、ジシクロペンタジエニル−、ノルボルニルメチル−、シクロドデシル−、1,1,3,3−テトラメチルブチル−、n−ブチル−、n−オクチル−、2−エチルヘキシル−、デシル−、ドデシル−、トリデシル−、オクタデシル−、グリシジル−、エチルチオエチル−、フルフリル−、トリ−、テトラ−及びペンタシロキサニルプロピル−アクリレート及び−メタクリレート、並びに相当するアミド;N−(1,1−ジメチル−3−オキソブチル)−アクリルアミド;モノ−及びジメチル−フマレート、−マレエート及び−イタコネート;ジエチル−フマレート;イソプロピル−及びジイソプロピル−フマレート及び−イタコネート;モノ−及びジフェニル−及びメチルフェニル−フマレート及びイタコネート;メチル−及びエチルクロトネート;メチルビニルエーテル及びメトキシエチルビニルエーテル;ビニルアセテート、ビニルプロピオネート、ビニルベンゾエート、アクリロニトリル、塩化ビニリデン、スチレン、α−メチルスチレン及びt−ブチルスチレン。
【0121】
好ましい疎水性ビニルモノマーは、メチルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート又はこれらの混合物である。
【0122】
前記したビニルモノマーでは、2種の特別なタイプの疎水性ビニルモノマーが、本発明に関連して特に言及に値する。すなわちシロキサンモノビニル成分及び含フッ素ビニル化合物である。
【0123】
特に好ましいシロキサンモノビニル成分は、式(III)の化合物であって、式中のW及びY0 が水素、X0 が水素又はメチル、Zが−Z1 −Z4 基を意味し、Z1 は−COO−であって酸素原子を介してZ4 に結合しており、Z4 は1又はそれ以上、例えば3〜9個のトリ低級アルキルシリルオキシで置換されたシリル−低級アルキルであるものである。シリル−低級アルキルの中では、1個又はそれ以上のケイ素原子で置換された低級アルキル残基で、そのケイ素原子の自由原子価が特にトリ低級アルキルシロキシにより満たされているものが、本発明との関連において理解される。特別に際立った個別化合物は、例えばトリス(トリメチルシロキシ)シリルプロピルメタクリレート及びトリス(トリス(トリメチルシロキシ)シロキシ)シリルプロピルメタクリレートである。
【0124】
特に好ましい含フッ素ビニル化合物は、式(III)の化合物(式中、W及びY0 は水素、X0 は水素又はメチル、Zは−Z1 −Z5 基を意味し、Z1 は−COO−であって酸素原子を介してZ5 に結合しており、Z5 はフッ素で置換されたアルキル、特に低級アルキルである)である。特別なこれのための例としては、2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルメタクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロペンチルメタクリレート及びヘキサフルオロイソプロピルメタクリレートである。
【0125】
すでに言及したように、本発明に応じたポリマーが、好ましくは式(C)又は(D)の化合物から、場合によってはビニルモノマーから、架橋剤の存在下で製造される。
【0126】
適当なビニル性架橋剤は、特にオリゴオレフィン性、特にジオレフィン性のモノマー、例えばアリルアクリレート及び−メタクリレート、エチレングリコール−、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−及び一般的にポリエチレンオキシドグリコールジアクリレート及び−ジメタクリレート、1,4−ブタンジオール−及びポリ−n−ブチレンオキシドグリコールジアクリレート及び−ジメタクリレート、プロピレングリコール−及びポリプロピレンオキシドグリコールジアクリレート及び−ジメタクリレート、チオジエチレングリコールジアクリレート及び−メタクリレート、ジ−(2−ヒドロキシエチル)−スルホンジアクリレート及び−ジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート及び及び−ジメタクリレート、トリメチロールプロパン−トリ−及び−テトラアクリレート、ペンタエリトリト−トリ−及び−テトラアクリレート、ジビニルベンゼン、ジビニルエーテル、ジビニルスルホン、ジシロキサニル−ビス−3−ヒドロキシプロピルジアクリレート又は−メタクリレート及び類似の化合物である。エチレングリコールジメタクリレートが好ましい。
【0127】
架橋剤としては、オリゴビニルマクロマー、例えばジビニルマクロマーも、米国特許第4,136,250号に記載されているように、考慮の対象になる。更に、本発明に関連した架橋剤としては、オリゴビニルシロキサン化合物、例えば10個までのケイ素原子を有するビス(メタ)アクリロキシ−低級−シロキサンも好適である。この例としては、3,5−ビス(3−メタクロイルオキシプロピル)−3,5−ビス(トリメチルシロキシ)−1,1,1,7,7,7−ヘキサメチルテトラシロキサン及び1,3−ジメタクリルオキシプロピル−テトラメチルジシロキサンである。
【0128】
本発明のビニルテロマー、セグメント化コポリマー、重合性化合物及び応用のためのポリマーの製造に当たって必要とする原料、例えば式(A)、(B)、(III)のそれ、及び架橋剤については、それ自体公知であるか及び/又は本明細書中に記載されている。
【0129】
式(II)の化合物は、公知の方法で、ジイソシアネートを、相当するH−酸光開始剤で反応させることによって製造することができる。仮に光開始剤中に同時に2つの異なった反応性H酸基、例えば2つのOH−基が併存すると、その化合物は高収率、高純度で得られる。特に有利なのは、反応性の異なるイソシアナト基を有するジイソシアネートを使用することであり、こうすることで、異性体及び2付加体の生成を抑制できるからである。異なった反応性は、例えば前記したように立体障害によってもたらされうる。異なった反応性は、また、ジイソシアネート中の1個のイソシアナト基を、例えばカルボン酸又はヒドロキシルアミンでキャッピングすることによっても達成されうる。式(IIa)の化合物は、EP−A−632,329によって公知である。
【0130】
式(IIb)の化合物は、式(IIc):
【化34】
式中、X、Y、R、R1 、R2 、R3 及びR4 は以前に定義されたとおりである、
で示される化合物を、好ましくは不活性有機溶媒中において、式(IId)のジイソシアネート又は場合によりモノキャッピングしたジイソシアネート、
【化35】
R5 は以前に定義されたとおりである、
と反応させることによって製造される。
【0131】
キャッピング剤は、ウレタン化学によってよく知られている。例えば、フェノール類(クレゾール、キシレノール)、ラクタム類(ε−カプロラクタム)、オキシム類(アセトキシム、ベンゾフェノンオキシム)、H−活性メチレン化合物(マロン酸ジエチル、アセト酢酸エチル)、ピラゾール類又はベンゾトリアゾール類である。キャッピング剤は、例えばZ.W. Wicks, Jr. によりPogress in Organic Coatings, 9(1981)のページ3〜28に記述されている。
【0132】
式(IIc)のタイプの誘導体(アダクト)は、よく知られていて、例えばEP−A−284,561、EP−A−117,233又はEP−A−088,050に記述されている。
【0133】
適切な不活性溶媒は、非プロトン性非極性又は極性の溶媒で、例えば炭化水素(石油エーテル、メチルシクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン)、ハロゲン化炭化水素(クロロホルム、塩化メチレン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン、クロロベンゼン)、エーテル(ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、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、テトラヒドロフラン(THF)、ジオキサン)、ケトン(アセトン、ジブチルケトン、メチル−イソブチルケトン)、カルボン酸エステル及びラクトン(酢酸エチル、ブチロラクトン、バレロラクトン)、アルキル化カルボン酸アミド(N,N−ジメチルアセトアミド(DMA)又はN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP))、ニトリル(アセトニトリル)、スルホン及びスルホキシド(ジメチルスルホキシド(DMSO)、テトラメチレンスルホン)である。極性の溶媒を使用することが好ましい。
【0134】
反応剤は、当モル量で入れるのが有利である。反応温度は、例えば0〜200℃とすることができる。触媒を使用する場合には、温度は目的に合わせて−20〜60℃の範囲、好ましくは−10〜50℃の範囲に保つことができる。適切な触媒は、例を挙げると、カルボン酸のアルカリ金属塩のような金属塩、第三級アミン[例えば、(C1 −C6 −アルキル)3N(トリエチルアミン、トリ−n−ブチルアミン)、N−メチルピロリジン、N−メチルモルホリン、N,N−ジメチルピペリジン、ピリジン、及び1,4−ジアザ−ビシクロオクタン]である。特に効果的であると判明したものに、スズの化合物、特に、ジブチルスズジラウレート及びスズジオクトエートのような、カルボン酸のアルキルスズ塩がある。
【0135】
式(IIc)の化合物に遊離のNH−基が存在するならば、この基は、ジイソシアネートとの反応のあいだ適当な保護基によって真っ先に保護され、その後、保護基の開裂によって再び遊離させることができる。適当な保護基は、当業者にはよく知られている。代表的な例は、例えばT.W. Greene 著、“Protective Groups in Organic Synthesis", Wiley Interscience, 1981 から読み取ることができる。
【0136】
生成した化合物の単離及び精製は、よく知られている方法、例えば、抽出、結晶化、再結晶又はクロマトグラフィーによる精製方法によって行われる。これらの化合物は、高収率、高純度で得られる。最適化されていない工程で、収率が理論値の85%以上に達することもできる。
【0137】
ビニルテロマー中の構成成分“A”としてビニルテロマーに組み込まれるビニルモノマーの、式(B)の光開始剤との反応は、公知の方法で行うことができる。したがって、ビニルテロマー中の構成成分“A”としてビニルテロマーに組み込まれるビニルモノマーは、室温、又は場合に応じて使用する溶媒の沸点を最高とする温度において、適した溶媒の不存在下又は存在下で重合される。これに関連して適切な溶媒は、イソシアナト基と反応しうるH−活性な水素原子を含有せず、またUV光を吸収しないことを特徴とするものである。この例としては、例えばヘキサン、メチルシクロヘキサン、ベンゼン又はトルエンなどの炭化水素、特には環状脂肪族化合物、アセトン、メチルイソプロピルケトン又はシクロヘキサノンなどのケトン、酢酸エステルのようなエステル、ヘキサフルオロアセトンのようなフッ素化溶媒、ジエチルエーテル、ジメトキシエタン、ジオキサン又はテトラヒドロフランのようなエーテル(好ましくは環状エーテル)、又はN−メチルピロリドン又はDMAのようなアミド、又はジメチルスルホキシド又はアセトニトリル、又はこれら溶媒の複数種の混合物である。精製は公知の方法で実施される。本発明に従ったポリマーへの架橋反応にも、基本的には同じ諸条件が適用される。
【0138】
反応は、生成したビニルテロマーが沈降し、循環ろ過されて、反応混合物から常に隔離されるように操作するのが有利である。更に、光テロメル化に対し増感作用すなわち促進作用を及ぼすような溶媒を使用すると有利である。
【0139】
有利に反応を制御するには、副生成物を避けるため、ビニルモノマーがおよそ40%消費されたところまでしか反応を進めないことである。このことは、始めから反応混合物中に、すべての反応成分が存在するときには、特に重要である。この場合、光開始剤の効力が比較的急速に低下し、−NCOを末端にもたないホモポリマーの生成する可能性が増大するからである。
【0140】
これに代わる有利な方法として、UV照射の間、モノマーの溶液と光開始剤の溶液を同時に加えていくやり方がありうる。
【0141】
式(C)の化合物の製造のための、式(I)のビニルテロマーとビニルモノマーとの反応は、簡単に、ウレタン化学における公知の方法で実施することができる。このことは、式(I)のビニルテロマーと式(A)のマクロマーとの反応にも同様にいえる。
【0142】
本発明のポリマーの製造は、公知の方法、例えば、すでに前述した諸条件の下で実施することができるが、この場合、反応の進行にとって、溶媒がH−活性基を有しないことは必須ではない。
【0143】
既述のグラフト重合に適したオレフィンは、例えば、アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、メタクリルアミド、ヒドロキシエチルメタクリレート、グリセリルメタクリレート、オリゴエチレンオキシドモノ−及び−ビスアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、メチレンビスアクリルアミド、ビニルカプロラクタム、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸モノビニルエステル、ビニルトリフルオロアセテート及びビニレンカルボネートであり、場合により、後で反応性のエスエルを加水分解することもできる。
【0144】
光重合反応の促進は、更に、光増感剤を添加することによって実現することができるが、この光増感剤はスペクトル感受性を移動させたり、領域を広げたりするものである。これは、特に芳香族カルボニル化合物で、例えば、チオキサントン−、アントラキノン−及び3−アシルクマリン誘導体、及び3−(アロイルメチレン)−チアゾリンである。
【0145】
光開始剤の有効性は、EP−A−122,223及びEP−A−186,626に記述されているように、含フッ素有機残基を有するチタノセン誘導体を、例えば1〜20%の量で添加することによって向上する。このチタノセンの例としては、ビス(メチルシクロペンタジエニル)−ビス(2,3,6−トリフルオロフェニル)−チタン、ビス(シクロペンタジエニル)−ビス−(4−ジブチルアミノ−2,3,5,6−テトラフルオロフェニル)−チタン、ビス(メチルシクロペンタジエニル)−2−(トリフルオロメチル)フェニル−チタン−イソシアネート、ビス(シクロペンタジエニル)−2−(トリフルオロメチル)フェニル−チタン−トリフルオロアセテート又はビス(メチルシクロペンタジエニル)−ビス(4−デシルオキシ−2,3,5,6−テトラフルオロフェニル)−チタンである。これらの混合物には、とりわけ液体のα−アミノケトンが適している。
【0146】
特に、本発明のポリマーからは、公知の方法により成形品、特にコンタクトレンズを製造することができる。このためには、例えば本発明のポリマーをシリンダー状の型中で重合し、得られた棒を、離型後、円板状ないしボタン状に切断し、更に機械加工、特に旋盤加工をすればよい。そのほか、本発明の成形品若しくはレンズは、他の公知の方法である、静置した型への注型、回転注型、プレス成形、深絞り成形、加熱成形、回転(旋盤)又はレーザー加工によっても製造することができる。これらの工程は公知であり、したがって当業者への詳細な解説は不要である。
【0147】
もし製造が開放式の型で実施される場合には、不活性雰囲気の下で行うことが好ましい。公知のように、酸素は重合反応を妨げ、重合時間を長引かせる。密閉式の型が重合物の形成に使用されるのであれば、その型は低酸素透過性で非粘着性の不活性な材料で調製されていることが好ましい。適切な型材の例は、Teflon(登録商標)のようなポリテトラフルオロエチレン、シリコーンゴム、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びMylar(登録商標)のようなポリエステルである。適当な離型剤を使用すれば、ガラスや金属の型も使用できる。
【0148】
静置した型への注型は、例として、もし型が内側曲面と外側曲面を使用できる場合には、直接コンタクトレンズへと導くことができる。すなわち、コンタクトレンズは、適当な型の中で重合することによって、直接に(“完全成形”法)又は片面のみ完成状態で(“半成形”法)製造することができる。
【0149】
回転注型(スピンキャスティング)も、本発明で同様に応用できる。この方法では、本発明の出発材料の溶液が回転注型用の型の中に注入され、型が回転する。この間、溶媒は蒸発する。型の寸法、回転速度及び注入された溶液の粘度で決まる寸法をもつ完成コンタクトレンズが型の中に残る。
【0150】
プレス成形は、例えば本発明のポリマーの薄片を型押し成形することによって行われる。ポリマーの薄片は公知の方法、例えば溶液を注ぐことによって調製される。
【0151】
例えば上述のようにして作製した薄片からコンタクトレンズを、同様に公知の方法で、深絞り法や加熱成形法によって製造することができる。
【0152】
旋盤加工は、同様に、本発明のコンタクトレンズの製造のための方法の最後の工程となる。この方法は、例えば前述した方法に従って製造した半製品で更に加工が必要な場合に、常に重要である。旋盤加工とは、コンタクトレンズ半製品の、公知の切削加工工程であると理解される。相当する半製品は、例えば丸棒を押出しと切断、又は溶液の注型によって製造される。概念的には、コンタクトレンズ半製品とは、この関連においては、ボタン、又は半成形品例えば内側曲面半製品のことである。典型的な半製品は、厚さ4又は6mm、直径10〜17、例えば12又は14mmを示す。軟質材料の場合は、相当する作業に先立って特に軟化点以下で凍結することが必要であり、そして加工工程中はその必要温度を確実に保持しなければならない。
【0153】
レーザー加工も本発明に適用できる。半製品又は他の方法で製造されたコンタクトレンズに適用するが、最終の追加的な表面微細加工に限られる。
【0154】
式(I)のビニルテロマーによる表面被覆は、公知の方法で実施されるが、その際、ビニルテロマーのイソシアナト基が表面のH−活性基と反応する。その際、表面がすでに相当するH−活性基を有しているか、又は公知の方法、例えばプラズマ処理法(これについては例えばWO94/06485参照のこと)で、あらかじめ表面上にこれを生成させる。
【0155】
本発明に従った被覆方法は、下記の工程で特徴づけられる:
a)被覆しようとする表面が、まだH−活性基を有しない場合は、化学的又は物理的処理、例えばプラズマ処理で、H−活性基を生成させ、これがイソシアナト基と共反応性を有するが、その際、特にRx −H基が関わり、ここで、Rx は、互いに独立して、−O−、−NRN −又は−S−を表し、RN は水素若しくは低級アルキルを表し、
b)イソシアナト基と共反応性のH−活性基を有する表面は、前記のように式(I)のビニルテロマーと接触させると、ビニルテロマーのイソシアナト基がその表面のH−活性基と共有結合を形成する。
【0156】
その表面については、特にコンタクトレンズの表面に関する。得られた表面層の構造は、いわゆるブラシ構造に相当し、最外部が好ましい性質を有する。
【0157】
以下の実施例は本発明の目的を明らかにするものであって、本発明をこの実施例の範囲に限定するものではない。量の記述におけるパーセントは、他に明示的に指定のない限り、重量パーセントである。以下の実施例において、温度は、他に指定のない限り、摂氏度で示す。分子量は、本明細書にもあるように、他に明示的に指定のない限り、平均分子量(記号:“Mw”)である。本発明のビニルテロマーは、この発明明細書の中では、光テロマーとも表現する。
【0158】
A−実施例:OCN−官能性光開始剤の製造
実施例A1:下記化合物の製造
【0159】
【化36】
【0160】
還流冷却器、温度計、撹拌機及び窒素導入管を備えた500mlフラスコ中で、新たに蒸留したイソホロンジイソシアネート(IPDI)11.125g(0.05モル)の乾燥塩化メチレン50ml中の溶液を、4’−(β−ヒドロキシエトキシ)−2−ヒドロキシプロピ−2−イル−フェノン(Darocure(登録商標)2959)11.2g(0.05モル)の塩化メチレン300ml中の溶液と混合し、ジブチルスズ−ジラウレートを触媒として20mg加えた後、室温で48時間撹拌する。反応の進行は、シリカゲルプレート(60F254、art 5719 Merck)上での薄層クロマトグラフィーを用いて追跡する(展開剤:トルエン/アセトニトリル7:3)。生じた生成物は、シリカゲル60のカラムクロマトグラフィー(溶離剤:トルエン/アセトニトリル7:3)によって少量の未反応Darocure(登録商標)2959及びジ置換IPDIを分離除去する。純粋な画分をロ−タリーエバポレーターで蒸発濃縮した後、無色の油状物を得、これを−16℃に冷却してゆっくりと結晶させ、引き続いて乾燥ジエチルエーテルから再結晶する。融点76℃を示す白色結晶の生成物15.6g(理論値の70%)を得る。
【0161】
生成物のイソシアナト含有量はジブチルアミンのトルエン溶液で滴定することにより確認する:計算値2.242mVal/g、実測値2.25mVal/g。
【0162】
この方法は、"Analytical Chemistry of Polyurethanes"(HighPolymer Series XVI/Part III 、D.S. David、H.B. Staley 共編、Interscience Publishers, New York 1969)に記述されている。
【0163】
実施例A2:下記化合物の製造
【0164】
【化37】
【0165】
実施例A1と同様に、1,6−ジイソシアナト−2,2,4−トリメチル−ヘキサン(TMDI)10.5g(0.05モル)とDarocure(登録商標)2959の11.1g(0.05モル)の乾燥塩化メチレン400ml中の溶液を、室温で窒素雰囲気下、40時間反応させる。融点41〜43℃を示す白色結晶生成物14.5g(理論値の67%)を得る。NCO滴定:計算値2.30mVal/g、実測値2.36mVal/g。
【0166】
実施例A3:下記式の化合物の製造
【0167】
【化38】
【0168】
実施例A1に記載の装置中で、トルイレン−2,4−ジイソシアネート(TDI)1.74g(0.01モル)のジクロロメタン20ml中の溶液と、Darocure(登録商標)2959の2.24g(0.01モル)の乾燥ジクロロメタン60ml中の溶液を反応させる。反応混合物は触媒を添加せずに、薄層クロマトグラムで未反応Darocure(登録商標)2959が検出できなくなるまで、室温で48時間及び40℃で1時間撹拌する。生成物は、反応溶液を乾燥石油エーテル(沸点40〜60℃)180ml中で沈殿させることによって分離し、引き続いてジクロロメタン/石油エーテル1:3から2回再結晶を行う。
【0169】
融点124〜125℃の白色結晶生成物を得る。収量17.2g、理論値の87%である。OCN滴定:計算値2.50mVal/g、実測値2.39mVal/g。
【0170】
実施例A4:下記化合物の製造:
【0171】
【化39】
【0172】
還流冷却器、温度計、撹拌機及び窒素導入管を備えた100mlフラスコ中で、2−エチル−2−ジメチルアミノ−1−(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル)ペンタ−4−エン−1−オン2.92g(10ミリモル)の乾燥塩化メチレン30ml中の溶液、及びIPDI2.22g(10ミリモル)の乾燥塩化メチレン30ml中の溶液を混合する。これに触媒DBTDL2.0mgを添加し、室温で72時間撹拌する。反応の進行は薄層クロマトグラムで追跡する(展開剤はトルエン/アセトン6:1)。その後、反応溶液を水中に攪拌しながら入れる。有機相を分離し、水で2回洗浄する。有機相をMgSO4 上で乾燥し、ロータリーエバポレーターで濃縮する。残留物をカラムクロマトグラフィーで精製する(トルエン/アセトン6:1)。黄色油状物3.4g(66%)が残る。構造はプロトン−NMR、IR及び元素分析で確認する。
【0173】
2−エチル−2−ジメチルアミノ−1−(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル)ペント−4−エン−1−オンの製造:
【0174】
【化40】
【0175】
EP−A−284,561に記述されている合成法に依拠することによって、定量的収量で達成される。融点80〜82℃の黄色結晶が残る。
【0176】
実施例A5:
実施例A4と同様に、下記のイソシアネートが、塩化メチレン中の1−(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル)−2−メチル−2−モルホリノ−プロパン−1−オン1.17g(4ミリモル)、2,4−TDI0.7g(4ミリモル)及び触媒DBTDLから製造される。エーテル50ml及び石油エーテル200mlを反応溶液に加えた後に、目的化合物が結晶の形で沈殿する。これをろ過し、石油エーテルで洗浄し、次いで真空中で乾燥する。後に示す融点97〜102℃の化合物を得る。
【0177】
【化41】
【0178】
1−(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル)−2−メチル−2−モルホリノ−プロパン−1−オンの製造:
【0179】
【化42】
【0180】
EP−A−088,050の記載されている合成法に依拠することによって達成される。
【0181】
実施例A6:
実施例A4と同様にして、下記化合物が製造される。
【0182】
【化43】
【0183】
実施例A7:
実施例A4と同様にして、下記化合物が製造される。
【0184】
【化44】
【0185】
B−実施例:
実施例B1:
実施例A1で製造された光開始剤3g(6.72×10-3モル)及び新たに蒸留したN−ビニルピロリドン7.5g(6.72×10-3モル)を乾燥アセトン60ml中に溶解して、水冷のHg−高圧−液中ランプを備えたDEMA−3H光反応器に入れる。窒素での真空置換を3回実施して、反応器中の溶液から酸素を排除する。このように準備した溶液を、乾燥窒素下で強く撹拌しながら、UV−光を100分間照射する。この間に、淡黄色の固体生成物が容器壁に沈着するが、アセトン−反応溶液を排出した後、乾燥DMSOで溶出することができた。こうして得た両溶液を、10倍容積の非溶媒(乾燥!)で沈殿させることにより、2種の固体物質、生成物A及び生成物Bを得る。
【0186】
生成物A:
DMSO50ml中の溶液を、乾燥ジエチルエーテル500ml中で沈殿、
量:P2 O5 上、高真空中で14時間乾燥後、白色粉末が1.4g、
OCN−含有量:0.041mVal/gを滴定で確認、
IR−スペクトル:2,141cm-1に明らかなOCN吸収帯、
分子量:OCN−含有量から計算:Mn約25,000D、
DMF中で測定(蒸気圧浸透圧法):Mn約27,600±3,100D、
平均重合度:分子量から計算:DPn約220。
【0187】
生成物B:アセトン50ml中の反応溶液を、乾燥ジエチルエーテル500ml中で沈殿、
量:白色粉末が1.6g、
OCN−含有量:0.191mVal/g、
IR−スペクトル:2,145cm-1に強いOCN−吸収帯、
分子量:OCN−含有量から計算:Mn約5,260D、
DMF中で測定(蒸気圧浸透圧法):Mn約5,370±400D、
平均重合度:DPn約44。
【0188】
実施例B2:
実施例B1に記載のように、官能性光開始剤3g及びN−ビニルピロリドン7.5gを、同様な反応条件下で相互に反応させる。ただし、反応器中には、まず、アセトン30mlのみ入れる。次いで、安定したUV−照射下で、光開始剤3gのアセトン20ml中の溶液及びNVP7.5gのアセトン20ml中の溶液を、同時に、5時間をかけてゆっくり滴下する。更に半時間の照射後、ここまで、完全に溶液のままであった反応生成物を、乾燥ジエチルエーテル700ml中で沈殿させて、単離し、乾燥させる。収量5.63g(理論値の53.6%)、OCN−含有量0.266mVal/g、分子量:Mn約3,760。
【0189】
実施例B3〜B10:
実施例B2と同様に、一連のその他の親水性及び疎水性のビニルモノマーを、OCN−官能性光テロマーと反応させる:
【0190】
実施例B3:実施例A1からの光開始剤3g、
ビニルモノマー: DMA 10g
OCN−含有量(mVal/g):0.236 Mn: 4,240
【0191】
実施例B4:実施例A2からの光開始剤3g、
ビニルモノマー: ジエチレングリコールモノメチルエーテルメタクリレート 12g
OCN−含有量(mVal/g):0.122 Mn: 8,200
【0192】
実施例B5:実施例A3からの光開始剤3g、
ビニルモノマー: 2−(N,N−ジメチルアミノエチル)メタクリレート 12g
OCN−含有量(mVal/g):0.568 Mn: 1,760
【0193】
実施例B6:実施例A4からの光開始剤3g、
ビニルモノマー: TRIS 17g
OCN−含有量(mVal/g):0.444 Mn: 2,250
【0194】
実施例B7:実施例A1からの光開始剤3g、
ビニルモノマー: MMA 10g
OCN−含有量(mVal/g):0.068 Mn:14,700
【0195】
実施例B8:実施例A1からの光開始剤3g、
ビニルモノマー:2,2,3,4,4,4−ヘキサフルオロブチルメタクリレート 22g
OCN−含有量(mVal/g):0.30 Mn: 3,340
【0196】
実施例B9:実施例A1からの光開始剤3g、
ビニルモノマー: 3−(ペンタメチルジシロキシ)プロピルメタクリレート 22g
OCN−含有量(mVal/g):0.140 Mn: 7,160
【0197】
実施例B10:実施例A1からの光開始剤3g、
ビニルモノマー: グリシジルメタクリレート 15g
OCN−含有量(mVal/g):0.089 Mn:11,200
【0198】
C−実施例:OCN−光テロマーを用いたフィルム及び平面基材の表面改質
実施例C1〜C4:
反応基を有する種々のポリマー材料からのフィルムは、実施例B1に従い製造した光テロマーの適当な溶媒溶液(濃度〜20重量%)を用い、技法として、浸漬、スプレー及び刷毛ぬりの方法を応用して、その表面をぬらす。こうして処理したフィルムは、乾燥窒素下で24時間60℃に加熱し、引き続いて、アセトンで洗浄して未反応の光テロマーを除去する。遮光下で乾燥した後、FTIR分光法を用いてフィルムの分析を行う。
【0199】
【表1】
TMDI=トリメチルヘキサンジイソシアネート、MEK=メチルエチルケトン
【0200】
実施例C5:
a)ポリウレタン、b)ガラス及びc)Kapton−ポリイミドで被覆したアルミニウムからなる平らな板(5×5×0.5cm)に、n−ヘプチルアミンの存在下で、アルゴン−プラズマを用いた通常の方法による処理を行った。この方法によって、反応性のアミノ基を有する数ナノメートル厚さのフィルムが、基材上に形成される。実施例C1〜C4に記述してあるように、こうして予備処理された板は、実施例B1からの生成物AのDMSO溶液を用いて処理する。このような方法により、その板の上に、ポリ−ビニルピロリドンからなる親水性の、ブラシ構造をもつ被覆が形成される。以下の接触角は、これらの板について、Kruss G40装置を用いて測定したものである:
【0201】
基材a) 基材b) 基材c)
接触角、未処理品[゜]: 78 46 96
接触角、 処理品[゜]: 38 36 42
【0202】
実施例C6:(プラズマ−処理したシリコーンフィルム)
PS−2067(Petrarch Heuls America Inc., Bristol USA)を、Folanormホイル(Folex, Zurich, Schweiz)上に被膜状に塗布し、それをUV硬化することによって作製したシリコーンゴムフィルムを、80℃及び0.13Pa{10-3Torr}で加熱する。引き続いて、そのフィルムを、市販されている周波数13.6メガヘルツのプラズマ反応器中に置き、その系を0.1mbarに排気する。この圧力下、10標準立方センチメートルの酸素流及び出力40ワットの条件で、フィルムを酸素プラズマに30秒間暴露する。プラズマを止め、反応器に空気を入れて、フィルムを空気で安定化させる。
【0203】
実施例C7:(ポリブタジエンフィルム、プラズマ処理)
Folanorm支持薄膜上に、ポリ−1,2−ブタジエン(シンジオタクチックポリブタジエン、Polysciences Inc, 製品16317)のTHF溶液を、窒素雰囲気中で注いで、0.5mm厚のフィルム状に成形する。そのフィルムは、実施例C6に記述したのと同様、酸素プラズマによる処理を行う。
【0204】
実施例C8:
2−ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)92%、エチレングリコールジメタクリレート7.7%及びIrgacure(登録商標)184(0.3%)0.3%の混合物を、Folanorm支持ホイル上に注いでフィルム状に成形し、通常の方法でUV−照射して硬化する。
【0205】
実施例C9:
ポリビニルアルコール(PVA、Mn72,000、Fluka AG, Schweiz)99%、及びイソホロンジイソシアネート(Aldrich)1%のDMSO10%溶液を、Folanorm上に塗布してフィルム状にし、70℃、最終的には1.3Pa{0.01Torr}で2時間加熱して硬化する。そのフィルムは、THFで洗浄してDMSO及び過剰のIPDIを除去し、引き続き80℃及び0.13Pa{0.001Torr}において6時間かけ、残りの溶媒を除去する。
【0206】
実施例C10〜13:
以下の表は、実施例C1に記述した方法で、実施例B2で調製したOCN−官能性NVP−光テロマーを使用して処理した、実施例C6〜C9に記載したようなポリマーフィルムの接触角(Kruss G40)を示す。
【0207】
実施例 材料(フィルム) 接触角[゜]
未処理品 処理品
C10 シリコーン(C6) 100.4 54.5
C11 ポリブタジエン(C7) 79.5 46.2
C12 ポリ−HEMA(C8) 78.4 38.5
C13 PVA(C9) 47.1 32.5
【0208】
実施例C14:
塩を洗浄除去して凍結乾燥した、架橋ポリ−HEMAベースのソフトタイプのヒドロゲルレンズ(STD-Cibasoft(商標)、Tefilcon、CIBA Vision, Atlanta,USA)を、ジブチルスズジラウレート10mgを触媒として含有する光テロマー(乾燥DMSO10ml中に1g)の溶液で、12時間処理する。実施例B1(A)、B1(B)、B3、B4及びB5に記載してある光テロマーを加える。その後、レンズを注意深くアセトン及び水で洗浄し、次いで0.1mbarの真空中で乾燥する。下記表は、このように処理し、続いて、ホスフェートで緩衝した(pH7.4)生理的食塩水中でオートクレーブ処理(120℃、30分)したレンズの接触角を表す。この処理により、レンズ上に親水性表面が生成したことを、データが示している。
【0209】
実施例 実施例の 接触角[゜]
光テロマー 未処理品 処理品
a) B1(A) 78 52
b) B1(B) 78 46
c) B3 78 42
d) B4 78 36
e) B5 78 50
【0210】
実施例C15:
表面上に反応性のアミノ基を生成させるために、アンモニアガス又はn−ヘプチルアミンの存在下、通常の方法によって種々のコンタクトレンズにプラズマ処理を施した。このように予備処理したレンズは、続いて、実施例C1に記載したように、実施例B2で調製したPVP−光テロマーの溶液で処理する。下記表に記載してある接触角(Kruss G40装置)は、上記処理に続いてオートクレーブ処理したコンタクトレンズが、親水性表面を有することを示している。
【0211】
実施例 コンタクトレンズ プラズマガス 接触角[゜]
の材料 未処理品 処理品
a) Tefilcon アンモニア − 32
b) シリコーン* アンモニア 104 52
c) シリコーン* ヘプチルアミン 104 48
d) Atlafilcon A ヘプチルアミン − 37
* 掲載してあるシリコーン材料は、メチルメタクリレート15重量%、TRIS15重量%及び約4,000の平均分子量Mnを有するポリジメチルシロキサン−マクロマー70重量%からなるコポリマーであり、2個の末端ヒドロキシブチル基を有し、それぞれがイソシアナトエチルメタクリレートで停止されている。
【0212】
D−実施例:
実施例D1:OCN−官能性光テロマーを使用する下記式のくし形ポリマーの製造
【0213】
【化45】
【0214】
還流冷却器、温度計、撹拌機及び窒素導入管を備えた250mlフラスコ中で、乾燥窒素下、実施例B1に記載されているOCN末端ポリ−(N−ビニルピロリドン)−テロマーB11.78gの乾燥DMSO100ml中の溶液を、アミノアルキル−ポリジメチルシロキサン(0.515mValNH2/g 、Petrarch PS813(登録商標):Mn〜3000、b=3、a+c=37)4.37gを乾燥ジクロロメタン50mlに溶解したものを反応させる。反応混合物は、室温で2時間撹拌し、続いて、40℃で1時間加温する。ロータリーエバポレーターでジクロロメタンを蒸発させた後、親水、疎水両性PDMS−ポリ−NVP−くし形ポリマーの粘稠なDMSO溶液は、乾燥ジエチルエーテル1000ml中で沈殿させて生成物を分離する。最終的には40℃、0.013Pa{10-4 Torr}の高真空中で溶媒残分を除去した後、界面活性を示す、非常に粘稠な無色の生成物15.9g(理論値の98%)を得る。IR−スペクトルでは、OCN−吸収は見られない。
【0215】
実施例D2〜D6:
実施例D1と同様、更に広範囲なブロック−及びくし形ポリマーが、記載してあるOCN官能性光テロマーと、アミノ官能性マクロマーとの反応によって得られる。その結果を下表にまとめたが、その中で、構造式中の“Zx ”は、尿素を介して、それに結合している光テロマーの残基を意味する。また、指数“x”は、一連のB−実施例に記載のある光テロマー例の、その数を表す。
【0216】
【表2】
【0217】
【化46】
【0218】
式中、Z1 、Z3 、Z5 、Z6 及びZ8 は、実施例B1、B3、B5、B6及びB8からの対応する残基を意味する。
【0219】
実施例E1:(重合性のあるマクロモノマーの製造)
実施例D1中で挙げた反応条件を応用して、実施例B2に記載したOCN−官能性PVP−光テロマー37.6g(0.01モル)と、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)1.31gとを、乾燥DMSO250ml中で反応させるが、その際、触媒としてジブチルスズジラウレート10mgを添加する。乾燥ジエチルエーテルで沈殿させ、0.013Pa{10-4 Torr}で乾燥すると、白色粉末状生成物38.8gを得る。
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