專(zhuān)利名稱(chēng)：親水性高分子化合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及提供能夠在含水環(huán)境中起作用且被可見(jiàn)光活化的光引發(fā)和交聯(lián)過(guò)程組合的光交聯(lián)劑。
光固化技術(shù)中的進(jìn)展，改進(jìn)如UV燈、環(huán)氧化物基配料陽(yáng)離子引發(fā)劑、水基涂料和很多新單體中的那些，已能夠使這種生產(chǎn)方法滲透到很多重要的制造領(lǐng)域。目前光聚合已用于印刷電路板和微電子、照相平版印刷、磁記錄介質(zhì)、玻璃纖維層壓制品、醫(yī)用器件、特別是牙科和眼科領(lǐng)域的光刻膠中。
EP0800657描述了將大單體結(jié)構(gòu)交聯(lián)在一起的光引發(fā)劑，該引發(fā)劑與可共聚的單體和交聯(lián)劑一起可形成聚合產(chǎn)品，如在所得網(wǎng)狀物中殘留光引發(fā)劑基團(tuán)的眼科晶狀體。這對(duì)于在醫(yī)用中必須小心控制此類(lèi)可能有害的基團(tuán)是有利的。然而，該體系不能用于直接在眼睛囊袋中生產(chǎn)聚合產(chǎn)品，因?yàn)樗瓷婕翱杀豢梢?jiàn)光活化的光引發(fā)劑。
對(duì)于光聚合的醫(yī)學(xué)應(yīng)用，通常使用可見(jiàn)光而不是UV光對(duì)樹(shù)脂配料進(jìn)行固化。使用可見(jiàn)光(通常為藍(lán)色光)避免了將病人和牙科醫(yī)生或外科醫(yī)生暴露于有害的輻射下。其中同樣需要防止操作人員長(zhǎng)時(shí)間暴露于有害的UV下的工業(yè)實(shí)踐中也逐漸認(rèn)識(shí)到了這種方法的優(yōu)點(diǎn)。
用于上述應(yīng)用類(lèi)型中的幾乎所有(即使不是全部)配料的特征是它們要交聯(lián)。構(gòu)成上述工業(yè)產(chǎn)品的涂料或人工制品的聚合物基料的交聯(lián)使這些產(chǎn)品具有一些重要的優(yōu)點(diǎn)。交聯(lián)的聚合物具有比對(duì)應(yīng)的線性聚合物更高的耐環(huán)境(例如溫度和濕氣)性能、耐溶劑性及尺寸和機(jī)械穩(wěn)定性。這是因?yàn)楫?dāng)通過(guò)光聚合生產(chǎn)對(duì)應(yīng)的線性聚合物時(shí)，這些聚合物特別具有無(wú)規(guī)立構(gòu)的非晶型結(jié)構(gòu)。
通過(guò)在樹(shù)脂、涂料或膠凝體系配料中包括丙烯酸酯或類(lèi)似的具有兩個(gè)或多個(gè)可交聯(lián)的丙烯酸酯或乙烯基官能度特征的交聯(lián)劑的方式，將交聯(lián)引入聚合產(chǎn)品中。在一些配料中，此類(lèi)交聯(lián)物質(zhì)為低分子量聚合物。交聯(lián)劑與配料的單體共聚形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供高分子化合物，該化合物起到對(duì)帶有用于交聯(lián)的官能團(tuán)或帶有乙烯基類(lèi)、丙烯酸類(lèi)和甲基丙烯酸類(lèi)單體的很多不同聚合物體系的親水性光交聯(lián)劑的作用，并由此使光活化基團(tuán)保留于交聯(lián)網(wǎng)狀物中。
本發(fā)明的另一目的是提供能夠在波長(zhǎng)大于305nm下被活化的穩(wěn)定親水性光交聯(lián)劑。
本發(fā)明的再一目的是提供能夠在水溶液中特別對(duì)具有用于交聯(lián)的官能團(tuán)的親水性聚合物或由其制得的水溶性高分子顆粒起作用的光交聯(lián)劑。
本發(fā)明的又一目的是提供具有高光活性的光交聯(lián)劑(在水溶液中單體100％轉(zhuǎn)化為聚合物)，由此這樣將光引發(fā)劑殘余物，特別是乙烯基改性的光引發(fā)劑組分降至最低，由此降低組成漂移、Draize和其它環(huán)境有害物質(zhì)。
下面對(duì)如何實(shí)現(xiàn)本發(fā)明上述目的進(jìn)行描述，同時(shí)討論另一些顯而易見(jiàn)的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明描述本發(fā)明涉及具有通式(A)n(B)m(C)p的高分子親水性光交聯(lián)劑，其中(i)A、B和C為高分子結(jié)構(gòu)中的取代亞乙基單元；
(ii)A、B和C為無(wú)規(guī)分布的并且單元C帶有光活化基團(tuán)；(iii)n＝0-98mol％，m＝0-98mol％，n+m＝50-98mol％和p＝0.5-50mol％。當(dāng)單元C的光活化基團(tuán)暴露于規(guī)定波長(zhǎng)305nm以上的光下時(shí)，生成的基團(tuán)保留于高分子光交聯(lián)劑上并反應(yīng)形成交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。最終結(jié)構(gòu)優(yōu)選為固體制品。
光交聯(lián)劑優(yōu)選還包括用于交聯(lián)的官能團(tuán)。這些官能團(tuán)通常為乙烯基類(lèi)、丙烯酸類(lèi)或甲基丙烯酸類(lèi)基團(tuán)，并且其性能和引入聚合物主鏈上是本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員公知的，以下稱(chēng)為“用于交聯(lián)的官能團(tuán)”。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面，合適量的光交聯(lián)劑的含水組合物可經(jīng)足夠的輻射直接交聯(lián)入最終固體產(chǎn)品中。在另一方面中，用于交聯(lián)入固體制品中的含水組合物包括合適量的光交聯(lián)劑和帶有用于交聯(lián)的官能團(tuán)的親水性聚合。因此，該體系中的光交聯(lián)劑取代常規(guī)的交聯(lián)劑與光引發(fā)劑的組合物。本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員容易提供用于交聯(lián)所需制品的具有合適官能團(tuán)的可應(yīng)用親水性聚合物。例如，可想到使用眼內(nèi)晶狀體可接受的具有足夠高折射率的聚合物。作為另一合適的例子，可提及國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)PCT/EP99/04715中公開(kāi)的水溶性預(yù)形成親水性聚合物官能顆粒的含水組合物。在本發(fā)明另一方面中，光交聯(lián)劑可用于組合物中，優(yōu)選用于進(jìn)一步包括至少一種可共聚的乙烯基類(lèi)、丙烯酸類(lèi)或甲基丙烯酸類(lèi)單體的含水組合物。這些單體和其組合物是本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員公知的，這里不再進(jìn)一步詳細(xì)描述。然而，應(yīng)理解，該光交聯(lián)劑可取代此類(lèi)體系中的常規(guī)交聯(lián)劑和其與光引發(fā)劑的組合。
特別優(yōu)選的是，光交聯(lián)劑的光活化基團(tuán)包括膦氧化物，以生成用于在暴露于可見(jiàn)光下交聯(lián)的必須基團(tuán)。該光活化基團(tuán)更優(yōu)選為?；?或芳?；⒀趸?。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方面，光活化基團(tuán)通過(guò)包括亞苯基的連接基團(tuán)與光交聯(lián)劑單元C的亞乙基連接。將該亞苯基非必要的取代以獲得更大的穩(wěn)定性。該光活性基團(tuán)還可借助包括具有結(jié)構(gòu)-O-C(O)-NH-(即氨基甲酸酯橋)的連接基團(tuán)與所述亞乙基連接。優(yōu)選這種連接基團(tuán)具有結(jié)構(gòu)-O-C(O)-NH-Ph-，其中Ph表示非必要取代的亞苯基。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，光交聯(lián)劑包括如下通式的高分子光交聯(lián)劑的取代亞乙基單元A、B和CA＝-CH2-C(R1R2)-，B＝-CH2-C(R1R3)-，C＝-CH2-C(R1R4)-，其中R1為氫或甲基；R2為-CON(Me)2、-CO2CH2CH2OH、-OCOCH3、-OCOCH2CH2Ph、OH或內(nèi)酰胺基團(tuán)；R3為-CON(Me)2、-CO2CH2CH2OH、-OCOCH3、-OCOCH2CH2Ph、OH或內(nèi)酰胺基團(tuán)，當(dāng)B為-CH2-C(R1R3)-時(shí)，條件是R2和R3不相同，除非R2和R3為OH；和R4為-R5C(O)P(O)R6R7或-R5P(O)R6OC(O)R7，其中R5、R6和R7為選自包括苯基、甲苯基、二甲苯基、三甲苯基、甲氧基苯基、二甲氧基苯基、三甲氧基苯基、羥甲基苯基、二羥甲基苯基、三羥甲基苯基或苯乙烯基的相同或不同芳基基團(tuán)，或R4為-R8C(O)P(O)R9R10，其中R9和R10與上述R5、R6和R7相同，但R8為基團(tuán)-O-C(O)-NH-R11，其中R11與R9和R10相同。
在上述通式中，-OH表示羥基，Me表示甲基，Ph表示苯基。內(nèi)酰胺基團(tuán)通常為其中至少一個(gè)原子是氮的4至7個(gè)原子的雜環(huán)結(jié)構(gòu)。一個(gè)合適的這種內(nèi)酰胺基團(tuán)提供N-乙烯基吡咯烷酮結(jié)構(gòu)作為在所述烯屬主鏈上的A或B單元中的一個(gè)。還應(yīng)理解，除了上述取代基外，還可按照常規(guī)方法將用于交聯(lián)的官能團(tuán)引入高分子中。
在本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施方案中，選取上述光交聯(lián)劑、R2和R3以形成水溶性分子。
在通式(A)n(B)m(C)p中的合適單元A和B選自但不限于N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)、甲基丙烯酸2-羥乙基酯、N-N-二甲基丙烯酰胺和乙酸乙烯酯。所述乙酸乙烯酯優(yōu)選按常規(guī)方式水解為乙烯醇。在下表1中還涉及對(duì)很多基于這類(lèi)單元(或共聚單體)的具體光交聯(lián)劑和作為光引發(fā)基團(tuán)的4-乙烯基苯甲?；?二苯基膦氧化物(VBPO)的示例性部分的描述。因此，VBPO單元構(gòu)成上述通式中的單元C。根據(jù)本發(fā)明，一些特別合適的水溶性藍(lán)色光活化光交聯(lián)劑包括NVP和乙酸乙烯酯單元、僅N，N-二甲基丙烯酰胺單元或與乙基丙烯酸2-羥乙基酯單元一起，它們都與VBPO單元組合。這些光交聯(lián)劑證明高轉(zhuǎn)化率(單體至聚合物)和在水溶液中的合適高穩(wěn)定性。這類(lèi)光交聯(lián)劑可通過(guò)常規(guī)自由基聚合制備。
根據(jù)另一方面，所述通式基團(tuán)R4單元C為-O-C(O)-NH-R8-C(O)P(O)R9R10，其中R8、R9和R10與上述相同。因此R4優(yōu)選通過(guò)具有通式O＝C＝N-R8-C(O)P(O)R9R10的異氰酸酯取代光活化化合物與高分子主鏈(A)n(B)m(C)p上的羥基反應(yīng)引入，其中如上所述選擇單元C作為單元A和B。通常，該主鏈包括衍生自乙酸乙烯酯單體或共聚物(已進(jìn)行常規(guī)的水解步驟)的乙烯醇單元。該高分子主鏈的一個(gè)例子是NVP與乙酸乙烯酯的共聚物或聚(乙酸乙烯酯)。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及由包括上述光交聯(lián)劑的含水組合物通過(guò)用波長(zhǎng)超過(guò)約305nm的光照射所述組合物足以形成固體制品的時(shí)間而形成高分子交聯(lián)網(wǎng)狀物的方法。如上所述，該組合物可進(jìn)一步包括一種或多種可共聚的乙烯基類(lèi)、丙烯酸類(lèi)或甲基丙烯酸類(lèi)單體，或帶有官能乙烯基類(lèi)、丙烯酸類(lèi)或甲基丙烯酸類(lèi)基團(tuán)的親水性聚合物，或這些單體和聚合物混合物。
本發(fā)明特別適用于生產(chǎn)眼科晶狀體，特別是當(dāng)由親水性組合物帶來(lái)的生物相容性是有利的時(shí)。本發(fā)明光交聯(lián)劑的一個(gè)特別合適應(yīng)用是將其用于通過(guò)外科手術(shù)摘除缺陷天然晶狀體后在眼睛囊袋內(nèi)直接制備眼內(nèi)晶狀體中。這樣該光交聯(lián)劑成為具有用于通過(guò)常規(guī)裝置注射入眼內(nèi)的合適粘度和流體特性的眼科可接受組合物的一部分。
本發(fā)明的光交聯(lián)劑提供光引發(fā)和交聯(lián)方法的組合。本發(fā)明的一個(gè)重要特點(diǎn)是通過(guò)將光活化基團(tuán)與聚合物或高分子結(jié)構(gòu)連接進(jìn)行這種組合。這些光活化基團(tuán)，當(dāng)暴露于合適波長(zhǎng)的光下時(shí)，將進(jìn)行光誘導(dǎo)分裂并生成自由基，這些自由基殘留于聚合物或高分子結(jié)構(gòu)上。這些殘留的自由基接著引發(fā)、終止或以其它方式參與凝膠形成過(guò)程，這就是光敏物質(zhì)輻射固化的目的。與分離的光引發(fā)劑和交聯(lián)劑組合相比，使用本發(fā)明的光交聯(lián)劑導(dǎo)致化學(xué)和環(huán)境上的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。就化學(xué)上而言，使用光交聯(lián)劑提供了生產(chǎn)比通過(guò)光固化常規(guī)可光固化體系生產(chǎn)的那些更均勻網(wǎng)狀物。后一本身涉及單體組合的體系具有依賴(lài)于單體與交聯(lián)劑的活性比例的結(jié)構(gòu)。例如，在以高生產(chǎn)速率生產(chǎn)涂料時(shí)，常常選擇交聯(lián)劑，因其具有高活性。配料組分的反應(yīng)性差異在聚合期間導(dǎo)致組成偏移、組合物的平均單元變化。這種與活性交聯(lián)劑相關(guān)的特征意味著，在固化過(guò)程中后面形成的網(wǎng)狀物鏈段的交聯(lián)密度比前面形成的低。隨著對(duì)工業(yè)產(chǎn)品的技術(shù)要求不斷提高，改進(jìn)交聯(lián)網(wǎng)狀物的均勻性已在主觀上引起更大的注意。均勻網(wǎng)狀物與非均勻網(wǎng)狀物相比例如具有更高的破裂韌性和更好的光學(xué)性能。在其成型期間發(fā)生的收縮更均勻，使?jié)茶T更精確。與光引發(fā)劑和交聯(lián)劑的組合相比，使用光交聯(lián)劑作為網(wǎng)狀物前體產(chǎn)生一些益處，因?yàn)樗鼈兩傻淖杂苫镔|(zhì)起到交聯(lián)劑的作用，通過(guò)它們使聚合物主鏈連接起來(lái)。此外，這些自由基在整個(gè)固定相中生成，其濃度通過(guò)光引發(fā)物質(zhì)的量子效率控制，除了其濃度外，在固化期間還要調(diào)節(jié)光的強(qiáng)度。此特征導(dǎo)致形成具有更好控制的且均勻結(jié)構(gòu)的網(wǎng)狀物。
在醫(yī)用產(chǎn)品如接觸鏡或牙齒填充物的網(wǎng)狀物中殘留的光引發(fā)劑殘基具有合適的生理共生性(implication)。此外，光交聯(lián)劑因其聚合物或高分子性能，與已知引起皮膚和肺刺激的很多常規(guī)交聯(lián)劑相比，在環(huán)境上更可接受。
在本發(fā)明中，可用光交聯(lián)劑完全或部分取代常規(guī)光引發(fā)劑和常規(guī)交聯(lián)劑的組合。此外，正如用于交聯(lián)的配料體系領(lǐng)域熟練技術(shù)人員理解的，本發(fā)明的光交聯(lián)劑可與常規(guī)光引發(fā)劑或常規(guī)交聯(lián)劑并用。
本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員還知道，這里作為對(duì)可見(jiàn)光響應(yīng)的光活化體系而描述的本發(fā)明光交聯(lián)劑同樣適合對(duì)UV光響應(yīng)的體系，因此本發(fā)明具有非常通用的實(shí)用性。
本發(fā)明的詳細(xì)和示例性描述實(shí)施例1制備光交聯(lián)劑聚合物表1
下面的實(shí)施例描述分別制備P32-1(3)、P40-3和P41-1(對(duì)比)和P40-4。此外，增加證明光交聯(lián)劑DMA和4-乙烯基-2，6-二甲基苯甲酰膦氧化物的實(shí)施例(實(shí)施例1E和1F)
將0.520g甲氧基二苯基膦稱(chēng)重加入100ml其中一個(gè)頸用隔膜密封并涂有避光鋁箔的干燥二頸燒瓶中。加入3ml甲苯和一個(gè)磁攪拌棒并將該燒瓶用干燥氮?dú)鉀_洗。簡(jiǎn)單取出調(diào)節(jié)旋塞并加入0.409g 4-乙烯基苯甲酰氯，將該燒瓶再次用干燥氮?dú)鉀_洗，然后放入65℃浴中，同時(shí)進(jìn)行磁攪拌。
15分鐘后，將其它單體6.620g VP和0.595 gVac用預(yù)先制備的0.080g偶氮二異丁腈(AIBN)在8ml甲苯中的溶液稀釋?zhuān)瑢⒃摶旌衔镒⑷霟恐胁⒂昧硗獾?ml甲苯?jīng)_洗。將該聚合混合物在65℃下在磁攪拌下加熱8小時(shí)，得到透明的淺黃色溶液，將其在弱光下在乙醚中沉淀。倒掉上層清液，將淺黃色淤漿狀沉淀物吸收入30ml甲醇中，并用乙醚對(duì)該粗沉淀物再次沉淀。潷出上層清液，將聚合物產(chǎn)品在35℃下真空干燥至恒重。產(chǎn)量為5.751g(72％)易碎淺黃色聚合物。元素分析得到0.65％P，相當(dāng)于6.9％wwVBPO單元(0.209mmol/g)；和10.70％N，相當(dāng)于84.5％ww VP單元，因此平均單元質(zhì)量為115道爾頓。SEC得到Mn 32,000，Mw 103,000。這意味著數(shù)均鏈長(zhǎng)度約280個(gè)單元，其中每個(gè)鏈約7個(gè)光活化單元。
將0.481g甲氧基二苯基膦稱(chēng)重加入干燥的24×150mm Quickfit管中，并加入2.5ml干燥的甲苯。然后將該管避光包裹在鋁箔中。加入0.368g 4-乙烯基苯甲酰氯和磁攪拌棒，將該管用隔膜密封，用N2沖洗，然后在攪拌下放入65℃浴中。15分鐘后，將5.26g DMA和0.060g AIBN在5ml甲苯中的溶液通過(guò)注射器注入，并用另外的3.6ml甲苯?jīng)_洗。將該混合物在65℃下攪拌6小時(shí)，得到粘稠的橙黃色溶液，將其用甲醇稀釋并在乙醚中沉淀。將該產(chǎn)品用甲醇和乙醚再次沉淀，并在室溫下真空干燥。產(chǎn)量2.56g(43％)易碎淺黃色聚合物。元素分析0.82％P，相當(dāng)于8.8％wwVBPO單元(0.265mmol/g)。GPC(用聚乙二醇作為標(biāo)準(zhǔn)物)得到Mn 25,000，Mw 100,000。
將0.271g甲氧基二苯基膦稱(chēng)重加入干燥的24×150mm Quickfit管中，并加入2.5ml干燥的甲苯。然后將該管避光包裹在鋁箔中。加入0.204g 4-乙烯基苯甲酰氯和磁攪拌棒，將該管用隔膜密封，用N2沖洗，然后在攪拌下放入65℃浴中。15分鐘后，將5.60g PEMA和0.060g AIBN在5ml甲苯中的溶液通過(guò)注射器注入，并用另外的3.6ml甲苯?jīng)_洗。將該混合物在65℃下攪拌6小時(shí)，得到相當(dāng)粘稠的淺黃色溶液，將其用氯仿稀釋并在甲醇中沉淀。將該產(chǎn)品用氯仿(其中加入THF以使溶液澄清)再次沉淀，并在室溫下真空干燥。產(chǎn)量4.67g(78％)易碎淺黃色聚合物。元素分析0.48％P，相當(dāng)于5.2％wwVBPO單元(0.155mmol/g)。GPC(在THF中，用聚苯乙烯作為標(biāo)準(zhǔn)物)得到Mn 49,300，Mw 108,500。
將0.979g甲氧基二苯基膦稱(chēng)重加入干燥的燒瓶中，并加入5ml干燥的甲苯。將該燒瓶用鋁箔避光包裹。加入0.885g 4-乙烯基-2，6-二甲基苯甲酰氯和磁攪拌棒，將該燒瓶用隔膜密封、用N2沖洗、然后在攪拌下放入65℃浴中。15分鐘后，將10.426g DMA和0.121g AIBN在9.3ml甲苯中的溶液通過(guò)注射器注入，并用另外的8ml甲苯?jīng)_洗。將該混合物在65℃下攪拌8小時(shí)，得到粘稠的淺黃色溶液，將其用20ml乙醇稀釋并在乙醚中沉淀。將該產(chǎn)品從乙醇至己烷中再次沉淀，并在室溫下真空干燥。產(chǎn)量8.53g(71％)易碎淺黃色聚合物。元素分析0.58％P，相當(dāng)于6.75％ww(1.95mol％)VDMBPO單元(0.187meq/g)。
該聚合物是水溶性的并顯示優(yōu)良的水解穩(wěn)定性；經(jīng)過(guò)一年的試驗(yàn)，該產(chǎn)品未顯示可測(cè)量的光活性降低。GPC得到Mn6,000，Mw 26,000。
首先，將0.800g甲氧基苯乙烯基苯基膦稱(chēng)重加入干燥的燒瓶中，并加入5ml干燥的甲苯。將該燒瓶用鋁箔避光包裹。加入1.061g1，3，5-三甲基苯甲酰氯和磁攪拌棒，將該燒瓶用隔膜密封、用N2沖洗、然后在攪拌下放入65℃浴中。15分鐘后，將10.241g DMA在15mL甲苯中的溶液和0.120g AIBN在5.0ml甲苯中的溶液通過(guò)注射器依次注入。將該混合物在65℃下攪拌8小時(shí)，得到粘稠的淺黃色溶液，將其用20ml乙醇稀釋并在乙醚中沉淀。將該產(chǎn)品從乙醇至乙醚中再次沉淀，并在室溫下真空干燥。收率為55％淺黃色聚合物。元素分析0.87％P，相當(dāng)于10.4％ww(2.40mol％)TMBSPO單元(0.227meq/g)。GPC得到Mn9,000，Mw 35,000。
用2.5mol％ TMBSPO和97.5mol％ DMA重復(fù)該實(shí)驗(yàn)。收率為79％淺黃色聚合物。元素分析0.43％P，相當(dāng)于5.1％ww(1.19mol％)TMBSPO單元(0.112meq/g)。GPC得到Mn15,000，Mw 94,000。
最后，用4mol％ TMBSPO和96mol％ PEMA重復(fù)該實(shí)驗(yàn)。收率為68％易碎的淺黃色聚合物。元素分析0.56％P，相當(dāng)于5.4％ww TMBSPO單元(0.149mmol/g)。GPC得到Mn19,000，Mw 165,000。
1水解聚(N-乙烯基吡咯烷酮-乙酸乙烯酯)60∶40]為進(jìn)行此制備，將聚(NVP-co Vac)60∶40(Polysicences Inc.，Mw100,000；40g，0.16mol乙酸酯基)在氮?dú)庀氯苡诩状?200ml)并加熱至40℃。向該溶液中加入在蒸餾水(8.0ml)中的NaOH(6.4g，0.16mol)。經(jīng)過(guò)一夜反應(yīng)后，將該溶液冷卻至RT并用鹽酸(33％水溶液)中和。將該聚合物溶液從沉淀的鹽中分離出來(lái)并相對(duì)于重新蒸餾的水滲析(Sepectrapor 6滲析管，MWCO1000)兩天。滲析后，將該聚合物溶液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器濃縮并用甲醇(150ml)稀釋。將其沉淀入1升乙醚中。該沉淀的聚(NVP-co-VA)60∶40粉化并在與油泵連接的真空烘箱中在SICAPENT(Merck)上在40℃下干燥一周至達(dá)到恒重。
2.合成4-異氰酸酯基苯甲酰二苯基膦氧化物(IBPO)該反應(yīng)在弱光下在惰性氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行。向烘箱干燥的三頸燒瓶中加入甲氧基二苯基膦氧化物(0.177g，6.65×10-4mol)。接著加入干燥四氫呋喃(THF，10ml)。將該燒瓶包裹于鋁箔中以使反應(yīng)避開(kāi)外來(lái)光。將溫度升至65℃。然后加入在干燥THF(10mL)中的4-異氰酸酯基苯甲酰氯(Aldrich；0.116g，6.98×10-4mol，1.05eq.)。反應(yīng)1小時(shí)后，將溶劑蒸發(fā)，并回收淺黃色固體產(chǎn)品。產(chǎn)量0.192g，83％。用1H-NMR在DMSO-d6中分析給出在芳族光譜區(qū)域中的光引發(fā)劑(PI)的典型圖形，同時(shí)起始產(chǎn)品的吸收峰基本上消失。該產(chǎn)品可在不進(jìn)一步純化下直接用于下一步驟中。
3.合成4-異氰酸酯基-3，5-二甲基苯甲酰基二苯基膦氧化物用4-異氰酸酯基-3，5-二甲基苯甲酰氯代替4-異氰酸酯基苯甲酰氯重復(fù)實(shí)施例2中的反應(yīng)。
4.通過(guò)用IBPO改性聚(NVP-co-VA)60∶40合成光交聯(lián)劑該反應(yīng)在弱光下在惰性氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行。向烘干的三頸燒瓶中加入2g聚(NVP-co-VA)60∶40并在40℃下溶于50ml二甲基乙酰胺(DMAA)中。然后將10ml DMAA和預(yù)先制備的IBPO一起加入反應(yīng)燒瓶中，并將所得淺黃色溶液加入聚(NVP-co-VA)60∶40溶液中。反應(yīng)1夜后，將其在乙醚(350ml)中沉淀。將該淺黃色粘稠聚合物再次溶于30ml甲醇中并在300ml乙醚中再次沉淀。在Buchner漏斗中收集聚合物并在真空烘箱中在35℃下干燥過(guò)夜。回收淺黃色橡膠狀聚合物。產(chǎn)量1.824g(91％)。用1H-NMR(在DMSO-d6中)分析發(fā)現(xiàn)，IBDPPO已與共聚物反應(yīng)，估計(jì)其含量為2.7mol％。在一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)將其與聚合物交聯(lián)劑一起溶于水中時(shí)，經(jīng)藍(lán)色光照射后生成交聯(lián)的水溶漲彈性體物質(zhì)。
5.通過(guò)用IDMBPO改性聚(NVP-co-VA)60∶40合成光交聯(lián)劑用IDMBPO代替IBPO重復(fù)實(shí)施例4中的反應(yīng)，能夠獲得類(lèi)似的產(chǎn)品和結(jié)果。 甲氧基二苯 4-異氰酸酯 IBPO基膦氧化物 基-苯甲酰氯 4-異氰酸酯基-3，5 IDMBPO-二甲基苯甲酰氯實(shí)施例2下面的實(shí)施例涉及包括本發(fā)明光交聯(lián)劑的光聚合，并與用市購(gòu)的光引發(fā)劑進(jìn)行的光聚合對(duì)比。
將來(lái)自配料4A至4F的樣品圓盤(pán)稱(chēng)重、浸入20℃的水中24小時(shí)、干燥并稱(chēng)重。表4比較各配料的吸收水量(％)。表4.在25℃下被光交聯(lián)凝膠吸收的水(％)
已注意到，當(dāng)用藍(lán)色光照射后，在無(wú)交聯(lián)劑下制備的配料(4F)不膠凝并且不能形成適合任何測(cè)量的圓盤(pán)。由其它配料制備了滿(mǎn)意的圓盤(pán)，應(yīng)力松弛結(jié)果和吸水結(jié)果符合順序最多高度交聯(lián)的4A＞4C＜4E最少高度交聯(lián)的。
權(quán)利要求
1.一種具有通式(A)n(B)m(C)p的受光照射能產(chǎn)生交聯(lián)網(wǎng)狀物的高分子親水性光交聯(lián)劑，其中(i)A、B和C為高分子結(jié)構(gòu)中的取代亞乙基單元；(ii)A、B和C為無(wú)規(guī)分布的并且單元C帶有光活化基團(tuán)；(iii)n＝0-98mol％，m＝0-98mol％，n+m＝50-98mol％和p＝0.5-50mol％；當(dāng)單元C的光活化基團(tuán)暴露于規(guī)定波長(zhǎng)305nm以上的光下時(shí)，生成的基團(tuán)保留于高分子光交聯(lián)劑上并反應(yīng)形成交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的光交聯(lián)劑，其特征在于所述光活化基團(tuán)包括膦氧化物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的光交聯(lián)劑，其特征在于所述光活化基團(tuán)為?；蚍减；⒀趸铩?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求3的光交聯(lián)劑，其特征在于所述光活化基團(tuán)通過(guò)包括亞苯基的連接基團(tuán)與單元C的亞乙基基團(tuán)連接，所述亞苯基為非必要取代的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的光交聯(lián)劑，其特征在于所述光活化基團(tuán)通過(guò)包括具有如下結(jié)構(gòu)的基團(tuán)的連接基團(tuán)與單元C的亞乙基基團(tuán)連接-O-C(O)-NH-。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的光交聯(lián)劑，其中連接基團(tuán)具有結(jié)構(gòu)-O-C(O)-NH-Ph-，其中Ph表示非必要取代的亞苯基。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的光交聯(lián)劑，其中高分子結(jié)構(gòu)的亞乙基單元A、B、C包括符合如下的取代基A＝-CH2-C(R1R2)-，B＝-CH2-C(R1R3)-，C＝-CH2-C(R1R4)-，其中R1為氫或甲基；R2為-CON(Me)2、-CO2CH2CH2OH、-OCOCH3、-OCOCH2CH2Ph、OH或內(nèi)酰胺基團(tuán)；R3為-CON(Me)2、-CO2CH2CH2OH、-OCOCH3、-OCOCH2CH2Ph、OH或內(nèi)酰胺基團(tuán)，當(dāng)B為-CH2-C(R1R3)-時(shí)，條件是R2和R3不相同，除非R2和R3是OH；和R4為-R5C(O)P(O)R6R7或-R5P(O)R6OC(O)R7，其中R5、R6和R7為選自包括苯基、甲苯基、二甲苯基、三甲苯基、甲氧基苯基、二甲氧基苯基、三甲氧基苯基、羥甲基苯基、二羥甲基苯基、三羥甲基苯基或苯乙烯基的相同或不同芳基基團(tuán)，或R4為-R8C(O)P(O)R9R10，其中R9和R10與上述R5、R6和R7相同，但R8為基團(tuán)-O-C(O)-NH-R11，其中R11與R9和R10相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的光交聯(lián)劑，其中選取R2和R3以形成水溶性分子。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的光交聯(lián)劑，其中所述內(nèi)酰胺單元與單元A或B一起構(gòu)成N-乙烯基吡咯烷酮單元。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的光交聯(lián)劑，其中R2和R3中至少一個(gè)為羥基。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的光交聯(lián)劑，其中A為N-乙烯基吡咯烷酮，B為乙烯醇。
12.根據(jù)權(quán)利要求7的光交聯(lián)劑，其中R4是-O-C(O)-NH-R8-C(O)P(O)R9R10。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或7的光交聯(lián)劑，帶有用于交聯(lián)的官能團(tuán)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的光交聯(lián)劑，帶有選自乙烯基類(lèi)、丙烯酸類(lèi)和甲基丙烯酸類(lèi)的官能團(tuán)。
15.一種制備由親水性高分子(A)n(B)m(C)p制備光交聯(lián)劑的方法(i)A、B和C為高分子結(jié)構(gòu)中的取代亞乙基單元；(ii)A、B和C為無(wú)規(guī)分布的并且至少單元C帶有羥基基團(tuán)；(iii)n＝0-98mol％，m＝0-98mol％，n+m＝50-98mol％和p＝0.5-50mol％；通過(guò)所述高分子與具有結(jié)構(gòu)-C(O)＝N-R8-C(O)P(O)R9R10的異氰酸酯取代光活化劑反應(yīng)，其中R8、R9和R10為選自包括苯基、甲苯基、二甲苯基、三甲苯基、甲氧基苯基、二甲氧基苯基、三甲氧基苯基、羥甲基苯基、二羥甲基苯基、三羥甲基苯基或苯乙烯基的相同或不同芳基基團(tuán)。
16.一種由包括權(quán)利要求1至14任何一項(xiàng)的光交聯(lián)劑的含水組合物通過(guò)用波長(zhǎng)超過(guò)約305nm的光照射所述組合物足以形成固體制品的時(shí)間而形成高分子交聯(lián)網(wǎng)狀物的方法。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中所述組合物還包括至少一種可共聚的乙烯基類(lèi)、丙烯酸類(lèi)或甲基丙烯酸類(lèi)單體。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中所述組合物還包括帶有官能乙烯基類(lèi)、丙烯酸類(lèi)或甲基丙烯酸類(lèi)的親水聚合物。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中所述親水性聚合物形成水溶性顆粒形式的分離的可交聯(lián)單元。
20.根據(jù)權(quán)利要求16至19的方法，其中由所述組合物生產(chǎn)眼科晶狀體。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，包括將所述組合物注射入眼睛的囊袋內(nèi)并通過(guò)超過(guò)305nm的波長(zhǎng)照射將其交聯(lián)為最終的晶狀體產(chǎn)品的步驟。
23.一種眼科可接受的組合物，包括根據(jù)權(quán)利要求1至15任何一項(xiàng)的光交聯(lián)劑，該組合物的折射率至少為1.39和粘度應(yīng)使所述組合物可通過(guò)具有15 Gauge或更細(xì)的針的標(biāo)準(zhǔn)插管注射。
24.根據(jù)權(quán)利要求1至15任何一項(xiàng)的光交聯(lián)劑用于注射入眼睛的囊袋內(nèi)的眼科可接受組合物中的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有含光活性基團(tuán)的取代亞乙基的聚合物主鏈的高分子親水性光交聯(lián)劑。該光交聯(lián)劑當(dāng)暴露于規(guī)定波長(zhǎng)305nm以上的光下時(shí),生成的基團(tuán)保留于高分子光交聯(lián)劑上并反應(yīng)形成交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還涉及光交聯(lián)劑的制備方法、其在不同含水體系中的用途,和其用于生產(chǎn)包括眼科晶狀體的醫(yī)用器件中的用途。
文檔編號(hào)C08G77/24GK1348470SQ00806740
公開(kāi)日2002年5月8日 申請(qǐng)日期2000年3月16日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月16日
發(fā)明者K·A·霍德, K·A·迪靈翰姆, J·德戈魯特, H·海特捷瑪 申請(qǐng)人:法瑪西雅格羅寧根有限公司