專利名稱：用于降低硅氧烷水凝膠的模量的單體單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一類含氟代硅氧烷的單體單元和它們?cè)诮档凸柩跬樗z的模量方面的用途。這種物質(zhì)在制備隱形眼鏡中有特殊應(yīng)用。
背景技術(shù)：
水凝膠表示一類用于多種生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域的理想物質(zhì)，包括用于制備隱形眼鏡。水凝膠為包含平衡態(tài)水的水合且交聯(lián)的聚合體系。硅氧烷水凝膠為一類公知的水凝膠，其特征是其中引入了硅氧烷。通常，硅氧烷水凝膠的含水量大于約5％(重量)，而一般為約10-80％(重量)。通常，將至少一種含硅氧烷的單體與至少一種親水性單體的混合物進(jìn)行聚合可制備這種物質(zhì)。含硅氧烷的單體或親水性單體均可用作交聯(lián)劑(交聯(lián)劑是指具有多個(gè)可聚合官能團(tuán)的單體)，或者采用另一種單獨(dú)的交聯(lián)劑。在本領(lǐng)域中用于制備硅氧烷水凝膠的適用硅氧烷單體單元是公知的，在下述文獻(xiàn)中提供了許多實(shí)例U.S.專利4,136,250；4,153,641；4,740,533；5,034,461；5,070,215；5,260,000；5,310,779和5,358,995。適用的含硅氧烷的單體單元的實(shí)例包括(a)本體聚硅氧烷基烷基(甲基)丙烯酸單體，一般稱之為“TRIS”單體，例如包括甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基硅氧烷基)硅烷；(b)聚(有機(jī)硅氧烷)單體單元；(c)含硅氧烷單體，包括含硅氧烷的乙烯基碳酸酯或乙烯基氨基甲酸酯單體，例如1,3-雙[4-乙烯基氧基羰基氧基)丁-1-基]四甲基-二硅氧烷；3-(三甲基甲硅烷基)丙基乙烯基碳酸酯；3-(乙烯基氧基羰基硫基)丙基-[三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷]；3-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基]丙基乙烯基氨基甲酸酯；3-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基]丙基烯丙基氨基甲酸酯；3-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基]丙基乙烯基碳酸酯；叔丁基二甲基甲硅烷氧基乙基乙烯基碳酸酯；三甲基甲硅烷基乙基乙烯基碳酸酯；三甲基甲硅烷基甲基乙烯基碳酸酯。其它適用的含硅氧烷的單體實(shí)例在本領(lǐng)域中是公知的。
含硅氧烷的單體可與各種親水性單體進(jìn)行共聚以生產(chǎn)各種硅氧烷水凝膠產(chǎn)物。例如，硅氧烷水凝膠特別適用于各種生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域，包括制備成型制品和涂層，例如膜、薄膜、人造輸尿管、宮頸帽、子宮內(nèi)用具、心臟瓣膜、血管替代品、手術(shù)用具、插管、護(hù)牙、牙線、眼內(nèi)用具、彌補(bǔ)用具，特別是隱形眼鏡。
適宜的用于硅氧烷水凝膠的親水性單體包括不飽和羧酸，如甲基丙烯酸和丙烯酸；丙烯酰取代的醇，如甲基丙烯酸2-羥基乙酯和丙烯酸2-羥基乙酯；乙烯基內(nèi)酰胺，如N-乙烯基吡咯烷酮；和丙烯酰胺，如甲基丙烯酰胺和N,N-二甲基丙烯酰胺。其它實(shí)例為U.S.專利5,070,215描述的親水性的乙烯基碳酸酯或乙烯基氨基甲酸酯單體以及U.S.專利4,910,277描述的親水性噁唑酮單體。其它適宜的親水性單體是本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的。
具體就隱形眼鏡而言，業(yè)已表明，對(duì)某些用于形成硅氧烷水凝膠的單體進(jìn)行氟化可降低用所述水凝膠制備的隱形眼鏡上沉淀物的聚集，如U.S.專利4,954,587、5,079,319和5,010,141所述。進(jìn)而，已發(fā)現(xiàn)，具有某些氟代側(cè)基-(CF2)-H的含硅氧烷單體，可改善親水性單體與含硅氧烷單體單元間的相容性，如U.S.專利5,387,662和5,321,108所述。
多數(shù)硅氧烷水凝膠的模量(楊氏彈性模量)相當(dāng)高，例如常常超過(guò)300g/mm2(按照ASTM測(cè)試法D1938測(cè)量)。對(duì)于多數(shù)生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域而言，最好是將水凝膠的模量降低如降低至約20-150g/mm2，更優(yōu)選的是降低至30-100g/mm2。這對(duì)制備舒適的隱形眼鏡是非常重要的，這是因?yàn)殡[形眼鏡材料的模量對(duì)于眼鏡的“舒適度”有很大的影響。模量大的眼鏡一般感覺(jué)較硬，其彈性回復(fù)力太大，使得戴上這樣的眼鏡后感覺(jué)不自然。
本體聚硅氧烷基烷基甲基丙烯酸酯，例如甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷(被稱為TRIS)是公知的可降低硅氧烷水凝膠即聚氨酯-聚硅氧烷水凝膠組合物模量的物質(zhì)。例如參見(jiàn)Lai,Yu Chin,The Role of Bulky Polysiloxanyl Methacrylatesin PolyurethanePolysiloxane Hydrogels,Proceedings of the American Chemical SocietyDivision of Polymeric Materials:Science and Engineering,Vol 72,pg.118-119(1995)。TRIS化合物在硅氧烷水凝膠中的使用在U.S.專利5,358,995中也有描述。而在U.S.專利5,321,108和5,387,662中，公開(kāi)了TRIS類化合物，其至少包括一個(gè)含末端氫的氟取代端基。這種物質(zhì)可增加含硅氧烷的單體單元與親水性單體單元間的相容性。
不幸的是，上述TRIS型氟代化合物的沸點(diǎn)非常高，這樣就難于按照常規(guī)方法對(duì)其蒸餾。因而，這類物質(zhì)也難于進(jìn)行諸如氣相色譜的分析。
因此，人們?nèi)栽噲D尋找既具有可接受的透氧性，同時(shí)模量又得以降低，易于進(jìn)行合成、純化及分析的硅氧烷水凝膠。進(jìn)而，在許多應(yīng)用領(lǐng)域中，這種水凝膠必須具有光學(xué)透明性和可加工性(如能被鑄塑、機(jī)加工等)，可將其加工成如隱形眼鏡的產(chǎn)品，還應(yīng)具有生物相容性，并且形成沉淀的傾向較小。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及一種用于降低硅氧烷水凝膠的模量的單體單元，其用式Ⅰ表示
其中A為活性不飽和基團(tuán)；R和D獨(dú)立地為1-10個(gè)碳原子的烷基、亞烷基或鹵代烷基，其中在所說(shuō)的碳原子間可包括醚鍵；R1、R2、R3和R4獨(dú)立地選自烷基或鹵代烷基，其中在碳原子間可包括醚鍵；硅氧烷基團(tuán)；以及具有6-18個(gè)碳原子的碳環(huán)基團(tuán)；m為1-500的整數(shù)；n為1-20的整數(shù)；x和y為0或1；z為1或2；并且x+y+z=3；只要R1或R2中至少一個(gè)為1-10個(gè)碳原子的烷基。
本發(fā)明還涉及包含這種單體單元的水凝膠組合物，涉及降低水凝膠模量的方法，涉及制備水凝膠的方法，還涉及由這種水凝膠制備的隱形眼鏡。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，式Ⅰ所述的單體單元可降低水凝膠的模量，同時(shí)不會(huì)顯著降低形成的聚合組合物的透氧性。進(jìn)而，該單體單元的合成、純化和分析均相當(dāng)容易，它們可被聚合成水凝膠而不會(huì)顯著影響光學(xué)透明性。
發(fā)明詳述本發(fā)明涉及下式Ⅰ表示的單體單元，以及這種單體單元降低硅氧烷水凝膠模量的用途。本發(fā)明的硅氧烷水凝膠通常是通過(guò)聚合單體混合物形成的，所說(shuō)的單體混合物包含約10-89％(重量)但優(yōu)選約25-50％(重量)的含硅氧烷的單體單元；約10-70％(重量)但優(yōu)選約20-60％(重量)的親水性單體單元；約1-50％(重量)但優(yōu)選約5-20％(重量)的式Ⅰ表示的單體單元
其中A為活性不飽和基團(tuán)；R和D獨(dú)立地為1-10個(gè)碳原子的烷基、亞烷基或鹵代烷基，其中在所說(shuō)的碳原子間可包括醚鍵；R1、R2、R3和R4獨(dú)立地選自烷基或鹵代烷基，(包含未取代的烷基，如1-18個(gè)碳原子的烷基；還包含取代的烷基，如鹵代的烷基和羥基取代的烷基)，其中在碳原子間可包括醚鍵；硅氧烷基團(tuán)；及具有6-18個(gè)碳原子的碳環(huán)基團(tuán)，如可包含烷基側(cè)基的環(huán)己基或苯基；m為等于或大于1但優(yōu)選小于500的整數(shù)，更優(yōu)選1至10左右，首選1-3；n為1-20的整數(shù)，但優(yōu)選1-6；x和y為0或1；z為1或2；并且x+y+z=3；只要R1或R2中至少一個(gè)為1-10個(gè)碳原子的烷基。
式Ⅰ表示的單體單元可通過(guò)本領(lǐng)域公知的技術(shù)合成。優(yōu)選單體單元的具體制備方法在下述實(shí)施例中提供。
在某些優(yōu)選實(shí)施方案中，z為1,R1-R4獨(dú)立地選自烷基，如低級(jí)烷基，例如1-10個(gè)碳原子的烷基，如甲基、乙基、丙基等，以及氟代的低級(jí)烷基。優(yōu)選的單體單元的具體實(shí)例包括式Ⅱ表示的單體單元
可用于形成硅氧烷水凝膠的含硅氧烷的單體單元在本領(lǐng)域中是公知的，其實(shí)例參見(jiàn)下述文獻(xiàn)U.S.專利4,136,250；4,153,641；4,740,533；5,034,461；5,070,215；5,260,000；5,310,779和5,358,995?？蓱?yīng)用的含硅氧烷的單體單元包括用于組合物中的烯屬“封端的”含硅氧烷單體單元，該單體單元由式Ⅲ表示
其中A＇和A″為活性不飽和基團(tuán)；R＇和R″獨(dú)立地為1-10個(gè)碳原子的烷基或亞烷基，其中在碳原子間可包含醚鍵；R8-R17獨(dú)立地選自1-18個(gè)碳原子的單價(jià)烴基或鹵代單價(jià)烴基，在碳原子間可包括醚鍵，但優(yōu)選如R1-R4定義的那些基團(tuán)；a為等于或大于1的整數(shù)；b和c為等于或大于0的整數(shù)；和a+b+c=1-1000的整數(shù)。
優(yōu)選R8-R17獨(dú)立地選自烷基，包括未取代的烷基和取代的烷基，如氟代的烷基。更優(yōu)選的是，R8-R17中至少一個(gè)基團(tuán)包括氟代的烷基，如由式-D＇-(CF2)s-M＇表示的基團(tuán)其中D＇為1-10個(gè)碳原子的烷基或亞烷基，在所說(shuō)的碳原子間可包括醚鍵；M＇為氫、氟或烷基(如1-10個(gè)碳原子的烷基)，優(yōu)選氫或氟；和s為1-20的整數(shù)，優(yōu)選1-6。
對(duì)A、A＇和A″而言，術(shù)語(yǔ)“活性”用于描述不飽和基團(tuán)，該基團(tuán)至少包含一個(gè)可促進(jìn)自由基聚合的取代基。優(yōu)選活性基團(tuán)促進(jìn)在溫和條件如室溫下的聚合。雖然可采用各種這類基團(tuán)，但A、A＇和A″優(yōu)選為由下面通式表示的丙烯酸或甲基丙烯酸的酯或酰胺
其中X優(yōu)選為氫或甲基，但也可包括其它基團(tuán)，如氰基，Y表示-O-、-S-或-NH-，但優(yōu)選-O-。其它適宜基團(tuán)的實(shí)例包括乙烯基碳酸酯基、乙烯基氨基甲酸酯基、丙烯氰基和苯乙烯基。適宜的基團(tuán)的其它實(shí)例包括N-乙烯基-2-吡咯烷酮-(3,4，或5)基，如下式所示
D、R、R′和R″表示二價(jià)烴基，優(yōu)選1-10個(gè)碳原子的烷基或亞烷基，在碳原子間可包括醚鍵。優(yōu)選這種烷基或亞烷基包括1-6個(gè)碳原子。這種基團(tuán)的實(shí)例包括亞甲基、亞丙基、亞丁基、亞戊基、1,5-亞己基等，1,6-亞芳基，如亞苯基和亞聯(lián)苯基，和-O-(CH2)q-，其中q優(yōu)選為1-6。
優(yōu)選的單體單元的具體實(shí)例包括式Ⅳ和Ⅴ表示的單體單元
其中d、e、f和g為0-1000的整數(shù)，d+e等于2-1000的整數(shù)，優(yōu)選2-100，f+g等于2-1000的整數(shù)，優(yōu)選2-100，其中e和g優(yōu)選為約20-50的整數(shù)，h為1至大約20的整數(shù)。
式Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ表示的單體單元的合成方法是本領(lǐng)域中公知的。其具體實(shí)例在下述實(shí)施例中提供。
適宜的含硅氧烷的單體的實(shí)例還包括式Ⅵ表示的本體聚硅氧烷基烷基(甲基)丙烯酸單體
其中X代表-O-或-NR-；R18獨(dú)立地代表氫或甲基；R19獨(dú)立地代表低級(jí)烷基或苯基；和
h為1-10。
這種本體單體包括甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷。
另一類優(yōu)選的含硅氧烷的單體包括式Ⅶ的含硅氧烷的乙烯基碳酸酯或乙烯基氨基甲酸酯單體
其中Y′代表-O-,-S-或-NH-；Rsi代表含硅氧烷的有機(jī)基團(tuán)；R20代表氫或甲基；d為1、2、3或4；和q 為0或1。
適宜的含硅氧烷的有機(jī)基團(tuán)RSi包括-(CH2)n＇Si[(CH2)m＇CH3]3；-(CH2)n＇Si[OSi(CH2)m＇CH3]3；
和
其中R21代表
其中p＇為1-6；R22代表1-6個(gè)碳原子的烷基或氟代烷基；e為1-200；n＇為1、2、3或4；和m＇為0、1、2、3、4或5。
含硅氧烷的乙烯基碳酸酯或乙烯基氨基甲酸酯單體包括1,3-雙[4-乙烯基氧基羰基氧基)丁-1-基]四甲基-二硅氧烷；3-(三甲基甲硅烷基)丙基乙烯基碳酸酯；3-(乙烯基氧基羰基硫基)丙基-[三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷]；3-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基]丙基乙烯基氨基甲酸酯；3-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基]丙基烯丙基氨基甲酸酯；3-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基]丙基乙烯基碳酸酯；叔丁基二甲基甲硅烷氧基乙基乙烯基碳酸酯；三甲基甲硅烷基乙基乙烯基碳酸酯；三甲基甲硅烷基甲基乙烯基碳酸酯；和由式Ⅷ表示的“V2D25”。
另一類優(yōu)選的含硅氧烷的單體包括式Ⅸ和Ⅹ的單體
(Ⅸ)E(*D*A*D*G)a*D*A*D*E＇；或(Ⅹ)E(*D*G*D*A)a*D*G*D*E＇；其中D代表6-30個(gè)碳原子的烷基雙基、烷基環(huán)烷基雙基、環(huán)烷基雙基、芳基雙基或烷基芳基雙基；G代表1-40個(gè)碳原子的烷基雙基、烷基環(huán)烷基雙基、環(huán)烷基雙基、芳基雙基或烷基芳基雙基，且在其主鏈中可包含醚、硫或胺鍵；*代表氨基甲酸乙酯或脲基鍵；a至少為1；A代表式Ⅺ的二價(jià)聚合基團(tuán)
其中RS獨(dú)立地代表1-10個(gè)碳原子的烷基或氟代烷基，在碳原子間可包含醚鍵；m＇至少為1；和p為提供400-10,000基團(tuán)重量的數(shù)目；E和E＇獨(dú)立地代表式Ⅻ表示的可聚合不飽和有機(jī)基團(tuán)
其中R23為氫或甲基；R24為氫、1-6個(gè)碳原子的烷基或-CO-Y-R26基團(tuán)，其中Y為-O-、-S-或-NH-；R25為1-10個(gè)碳原子的二價(jià)亞烷基；R26為1-12個(gè)碳原子的烷基；X代表-CO-或-OCO-；Z代表-O-或-NH-；Ar代表6-30個(gè)碳原子的芳基；w為0-6；x為0或1；y為0或1；z為0或1。
優(yōu)選的氨基甲酸乙酯單體由式(ⅩⅢ)表示
其中，m至少為1，優(yōu)選3或4,a至少為1，優(yōu)選1,p為提供400-10,000分子量的數(shù)目，優(yōu)選至少為30,R27為二異氰酸酯脫去異氰酸酯基團(tuán)后的雙基，如異佛爾酮二異氰酸酯的雙基，每一個(gè)E″為下式表示的基團(tuán)
本發(fā)明的單體混合物可包括其它的成分，如交聯(lián)劑、內(nèi)濕潤(rùn)劑、親水性單體單元、增韌劑(toughening agents)和其它本領(lǐng)域公知的成分。
雖然某些前述含硅氧烷的單體單元在聚合時(shí)會(huì)形成三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，但附加的交聯(lián)劑仍可加至單體混合物中。適宜的交聯(lián)劑的實(shí)例包括多乙烯基，通常為二或三乙烯基單體，特別是二甘醇、三甘醇、丁二醇、1,6-己二醇的二或三(甲基)丙烯酸酯，硫代二甘醇二丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯；新戊二醇二丙烯酸酯；三羥甲基丙烷三丙烯酸酯等；N,N＇-二羥基亞乙基雙丙烯酰胺和雙甲基丙烯酰胺；二烯丙基化合物，如對(duì)苯二甲酸二烯丙酯和氰脲酸三烯丙酯；二乙烯基苯；乙二醇二乙烯基醚；多元醇如三乙醇胺、甘油、季戊四醇、丁二醇、甘露糖醇和山梨醇的(甲基)丙烯酸酯。進(jìn)而，還包括N,N-亞甲基-雙-(甲基)丙烯酰胺、磺化的二乙烯基苯和二乙烯基砜。還可以使用羥基烷基(甲基)丙烯酸酯與不飽和異氰酸酯的反應(yīng)產(chǎn)物，例如甲基丙烯酸2-羥乙酯與2-異氰酸根合乙基甲基丙烯酸酯(IEM)的反應(yīng)產(chǎn)物，如U.S.專利4,954,587所述。
其它公知的交聯(lián)劑為U.S.專利4,192,827所述的聚醚-二氨基甲酸乙酯-二甲基丙烯酸酯，以及聚乙二醇、聚丙二醇和聚丁二醇與2-異氰酸根合甲基丙烯酸酯(IEM)或間異丙烯基-γ,γ，-二甲基芐基異氰酸酯(m-TMI)的反應(yīng)產(chǎn)物，以及U.S.專利4,486,577和4,605,712所述的聚硅氧烷-二氨基甲酸乙酯-二甲基丙烯酸酯。其它公知的交聯(lián)劑為聚乙烯醇、乙氧基化聚乙烯醇或聚乙烯醇與聚乙烯的共聚物與0.1-10mol％乙烯基異氰酸酯如IEM或m-TMI的反應(yīng)產(chǎn)物。
雖然并不是必須的，但本發(fā)明的組合物還可包括增韌劑，優(yōu)選其用量少于約80％(重量)，例如約5-80％(重量)，優(yōu)選約20-60％(重量)。適宜的增韌劑的實(shí)例如U.S.專利4,327,203所述。這些增韌劑包括環(huán)烷基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，例如丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸叔丁基環(huán)己酯、丙烯酸異丙基環(huán)戊酯、甲基丙烯酸叔戊基環(huán)庚酯、丙烯酸叔丁基環(huán)己酯、丙烯酸異己基環(huán)戊酯、和丙烯酸甲基異戊基環(huán)辛酯。適宜的增韌劑的其它實(shí)例如U.S.專利4,355,147所述。這些參考文獻(xiàn)公開(kāi)了多環(huán)丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，例如丙烯酸和甲基丙烯酸異冰片酯、丙烯酸和甲基丙烯酸二環(huán)戊二烯酯、丙烯酸和甲基丙烯酸金剛烷基酯、丙烯酸和甲基丙烯酸異松莰烷基酯。增韌劑的其它實(shí)例如U.S.專利5,270,418所述。這些文獻(xiàn)公開(kāi)了支鏈的烷基羥基環(huán)烷基丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺。其代表性實(shí)例包括4-叔丁基，2-羥基環(huán)己基甲基丙烯酸酯(TBE)；4-叔丁基，2-羥基環(huán)戊基甲基丙烯酸酯；甲基丙烯酰氧基-4-叔丁基-2-羥基環(huán)己烷；6-異戊基-3-羥基環(huán)己基甲基丙烯酸酯；和甲基丙烯酰氧基氨基-2-異己基-5-羥基環(huán)戊烷。
內(nèi)潤(rùn)濕劑也可用于增加本發(fā)明的水凝膠組合物的潤(rùn)濕性。其實(shí)例包括N-鏈烯?；榛坠柰榛坊?，如U.S.專利4,652,622所述。這些潤(rùn)濕劑可由下述通式表示CH2=C(E)C(O)N(H)CH(G)(CH2)qC(O)OSi(V)3其中E為氫或甲基；G為(CH2)rC(O)OSi(V)3或氫；V為甲基、乙基或丙基；q為1-15的整數(shù)；r為1-10的整數(shù)；q+r為1-15的整數(shù)，下文中將其稱為NATA。
下文將丙烯酰氧基和甲基丙烯酰氧基，單和二元氨基酸稱為NAA，它們可使聚硅氧烷聚合物具有所需的表面潤(rùn)濕性，但在完成聚合之前，它們會(huì)從硅氧烷單體混合物中沉淀出來(lái)。NAA可被改性以形成三烷基甲硅烷基酯，其更易于摻入聚硅氧烷聚合物中。優(yōu)選的NATA為三甲基甲硅烷基-N-甲基丙烯酰氧基谷氨酸酯、三乙基甲硅烷基-N-甲基丙烯酰氧基谷氨酸酯、三甲基-N-甲基丙烯酰氧基6-氨基己酸酯、三甲基甲硅烷基-N-甲基丙烯酰氧-氨基十二烷酸酯和雙-三甲基-甲硅烷基-N-甲基丙烯酰氧基天冬氨酸酯。
優(yōu)選的潤(rùn)濕劑也可包括丙烯酸和甲基丙烯酸及其衍生物。通常，這種潤(rùn)濕劑的用量小于組合物重量的5％(重量)。
其它優(yōu)選的內(nèi)潤(rùn)濕劑包括噁唑酮，如U.S.專利4,810,764所述(1989年3月7日授權(quán)于Friends等)。這些物質(zhì)可用下式表示
其中R28和R29獨(dú)立地選自氫或甲基，和R30和R31獨(dú)立地選自甲基或環(huán)己基。
這些優(yōu)選的內(nèi)潤(rùn)濕劑具體包括2-異丙烯基-4,4-二甲基-2-噁唑啉-5-酮(IPDMO)、2-乙烯基-4,4-二甲基-2-噁唑啉-5-酮(VDMO)、環(huán)己烷-螺-4，-(2，-異丙烯基-2，-噁唑-5，-酮)(IPCO)環(huán)己烷-螺-4＇-(2＇-乙烯基-2＇-噁唑-5＇-酮)(VCD)和2-(1-丙烯基)-4,4-二甲基-噁唑-5-酮(PDMO)。這些噁唑酮的制備方法在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的，如U.S.專利4,810,764所述。
這些優(yōu)選的內(nèi)潤(rùn)濕劑具有使其成為特別有用的潤(rùn)濕劑的兩個(gè)重要特征(1)相對(duì)而言，它們是非極性的，與疏水單體(聚硅氧烷和增韌劑)相容；(2)當(dāng)進(jìn)行適度水解后，它們會(huì)轉(zhuǎn)化成為高極性氨基酸，這將賦予其顯著的潤(rùn)濕性能。當(dāng)在其它單體存在下進(jìn)行聚合時(shí)，形成了共聚物。這些內(nèi)潤(rùn)濕劑通過(guò)碳-碳雙鍵與聚硅氧烷單體的端封基團(tuán)聚合，并與增韌劑聚合形成特別適用于生物醫(yī)學(xué)，尤其是隱形眼鏡的共聚物材料。
如所指明的那樣，本發(fā)明的水凝膠組合物包含親水性單體單元。適用的親水性單體單元的實(shí)例包括下述文獻(xiàn)所述的那些U.S.專利4,259,467；4,260,725；4,440,918；4,910,277；4,954,587；4,990,582；5,010,141；5,079,319；5,310,779；5,321,108；5,358,995；5,387,662；所有這些文獻(xiàn)引入本文作參考。
優(yōu)選的親水性單體可為含丙烯?；蛞蚁┗膯误w。這種親水性單體自身可用作交聯(lián)劑。術(shù)語(yǔ)“乙烯基類型”或“含乙烯基”單體是指包含乙烯基基團(tuán)(CH2=CQH)的單體，其通常具有高活性。這種含親水性乙烯基的單體非常容易聚合?！氨Ｐ汀被颉昂！钡膯误w是指包含由下式表示的丙烯?；鶊F(tuán)的單體
其中，X優(yōu)選氫或甲基，Y優(yōu)選-O-、-OQ-、-NH-、-NQ-和-NH(Q)-，其中Q通常為烷基或取代烷基。這種單體易于聚合。
優(yōu)選的可摻入本發(fā)明水凝膠中的含乙烯基親水性單體包括N-乙烯基內(nèi)酰胺(如，N-乙烯基吡咯烷酮(NVP))、N-乙烯基-N-甲基乙酰胺、N-乙烯基-N-乙基乙酰胺、N-乙烯基-N-乙基甲酰胺、N-乙烯基-甲酰胺，特別優(yōu)選NVP。
優(yōu)選的可摻入本發(fā)明水凝膠中的含丙烯酰的親水性單體包括N,N-二甲基丙烯酰胺(DMA)、基丙烯酸2-羥乙甲酯、甲基丙烯酸甘油酯、2-羥基乙基甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸和丙烯酸，首選DMA。
當(dāng)含丙烯酰單體和含乙烯基單體同時(shí)摻入本發(fā)明中時(shí)，可使用即具有乙烯基又具有丙烯酰可聚合基團(tuán)的交聯(lián)劑，如U.S.專利5,310,779(1994.5.10授權(quán))所述的交聯(lián)劑，該文獻(xiàn)引入本文作參考。這種交聯(lián)劑有助于使形成的共聚物從整體上進(jìn)行UV固化。但是，該共聚物也可僅通過(guò)加熱進(jìn)行固化，或者同時(shí)采用UV和加熱手段。在單體混合物中將包括用于固化共聚物的光和/或熱引發(fā)劑，其是本領(lǐng)域中公知的。其它可摻入含硅氧烷水凝膠中的交聯(lián)劑包括前述的那些。
本發(fā)明也可采用其它增加組合物潤(rùn)濕性的技術(shù)，如本領(lǐng)域中公知的等離子體表面處理技術(shù)。
特別優(yōu)選的水凝膠組合物包含約5-20％(重量)的式Ⅰ表示的單體單元，5-60％(重量)的式Ⅳ表示的單體單元和20-60％(重量)的親水性單體單元。
本發(fā)明中采用的單體混合物通過(guò)常規(guī)方法易于固化成鑄塑形狀，如用UV聚合或熱聚合，或其組合的方法，這與聚合烯屬不飽和化合物的方法相同。代表性的自由基熱聚合引發(fā)劑為有機(jī)過(guò)氧化物，例如過(guò)氧化乙酰、過(guò)氧化月桂酰、過(guò)氧化癸酰、過(guò)氧化硬脂酰、過(guò)氧化苯甲酰。叔丁基過(guò)氧化新戊酸酯、過(guò)氧化二碳酸酯等，其用量為總單體混合物重量的約0.01-1％(重量)。代表性的UV引發(fā)劑是本領(lǐng)域公知的那些，例如，苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚，Darocur 1173、1164、2273、1116、2959、3331(EM Industries)和Igracur651和184(Ciba-Geigy)。
本發(fā)明的單體單元與其它共聚單體的聚合通常在稀釋劑存在下進(jìn)行(加有交聯(lián)劑)。然后，聚合產(chǎn)物將形成凝膠形式。如果稀釋劑為非水稀釋劑，則必須采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的萃取和水合方法從凝膠中除去稀釋劑以用水代替。聚合過(guò)程也可以在無(wú)稀釋劑存在下進(jìn)行，得到一種干凝膠。然后，如本領(lǐng)域公知的那樣，將這些干凝膠水合以形成水凝膠。
除了上述聚合引發(fā)劑外，本發(fā)明的共聚物也可包括其它本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的成分。例如，單體混合物可以包括著色劑或UV吸收劑，如公知的用于隱形眼鏡領(lǐng)域中的那些成分。
本發(fā)明提供了可用于修復(fù)術(shù)的材料，例如心臟瓣膜、眼內(nèi)鏡片、薄膜、手術(shù)用具、血管替代品、子宮內(nèi)用具、膜和其它薄膜、宮頸帽、外科移植物、血管、人造輸尿管、人造乳房組織和用于與排出體外的體液進(jìn)行接觸的膜，如腎透析和心/肺機(jī)等用膜、插管、護(hù)牙、牙線、眼內(nèi)用具、彌補(bǔ)用具，特別是隱形眼鏡。
可以采用旋轉(zhuǎn)鑄塑法(如U.S.專利3,408,429及3,496,254所述)、鑄壓成型法或其它公知的制備隱形眼鏡的方法將本發(fā)明的聚合物制成隱形眼鏡。聚合過(guò)程可以在相應(yīng)于所需隱形眼鏡形狀的旋轉(zhuǎn)模具或靜態(tài)模具中進(jìn)行。必要時(shí)，鏡片可作進(jìn)一步精加工。聚合過(guò)程也可以在適宜的模具或容器中進(jìn)行以形成鈕扣坯、板或棒坯，將其再加工(如采用車床或激光進(jìn)行切割或拋光)得到所需形狀的隱形眼鏡。
當(dāng)水凝膠用于制備隱形眼鏡時(shí)，優(yōu)選其含水量為約20-70％(重量)。進(jìn)而，優(yōu)選該水凝膠的模量為約20-150g/mm2，更優(yōu)選約30-100g/mm2。
以下用若干個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。
實(shí)施例1通過(guò)改變各組分的比例，制備若干水凝膠聚硅氧烷組合物，所述組分為式Ⅴ所示的烯屬端封的含硅氧烷的單體單元(RD542)，親水性單體單元、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMA)及式Ⅱ所示本發(fā)明的單體單元(MO)。下表Ⅰ給出了每一種單體單元的具體比例。對(duì)各組合物進(jìn)行各種機(jī)械性能測(cè)試，結(jié)果示于表Ⅰ。
按照下述過(guò)程制備以下被稱之為“RD542”的式Ⅴ所示的單體單元，即聚(25mol％八氟戊氧基丙基甲基硅氧烷)-共-(75mol％二甲基硅氧烷)(a)制備DP 100甲基丙烯酸酯端封的聚75mol％二甲基硅氧烷-共-25mol％甲基硅氧烷氫化物的預(yù)聚物在干燥的氮?dú)夥障拢?000ml的圓底燒瓶中加入八甲基環(huán)四硅氧烷(371.9g,1.25mol)、四甲基環(huán)四硅氧烷(100.4g,0.42mol)和1,3-雙甲基丙烯酰氧基丁基四甲基二硅氧烷(27.7g,0.7mol)。攪拌下，加入三氟甲磺酸(0.25％,1,25g)作為引發(fā)劑。將反應(yīng)混合物在室溫下攪拌過(guò)夜。然后加入10g的碳酸氫鈉，再將反應(yīng)混合物攪拌過(guò)夜。將形成的溶液進(jìn)行過(guò)濾，并將其置于50℃及高真空下，除去未反應(yīng)的環(huán)狀化合物。用NMR光譜證實(shí)了預(yù)聚物的結(jié)構(gòu)。(b)制備DP100甲基丙烯酸酯端封的聚75mol％二甲基硅氧烷-共-25mol％(甲基八氟戊氧基丙基)硅氧烷的預(yù)聚物在干燥的氮?dú)夥障?，向帶有磁力攪拌器和水冷凝器?00ml的圓底燒瓶中加入15g(0.002mol)的硅氧烷氫化物預(yù)聚物(如上制備)，27.2g(0.1mol)的烯丙氧基八氟戊烷，60μl的四甲基二硅氧烷鉑配合物(由Huels得到)和80ml的無(wú)水四氫呋喃以及80ml二噁烷。將反應(yīng)混合物加熱至75℃，通過(guò)IR光譜檢測(cè)硅氧烷氫化物的損失。在硅氧烷氫化物反應(yīng)后，將反應(yīng)混合物冷卻，通過(guò)在高真空及50℃下加熱產(chǎn)物1小時(shí)以除去未反應(yīng)的烯丙氧基八氟戊烷。用NMR光譜證實(shí)了形成的八氟取代的預(yù)聚物的結(jié)構(gòu)。
按照下述過(guò)程制備以下被稱之為“MO”的式Ⅱ所示的單體單元，即1-(甲基丙烯酰氧基丙基)-3-(3-(2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊氧基)-丙基)四甲基二硅氧烷(a)制備三甲基甲硅烷基保護(hù)的羥丙基四甲基二硅氧烷向1L的圓底燒瓶中加入1,3-四甲基二硅氧烷(100g,0.774mol)、烯丙氧基三甲基硅烷(97.0g,0.779mol)、0.008g的(TRIS(三苯基膦)銠)氯化物和400ml的甲苯。將溶液在80℃下加熱2小時(shí)，此時(shí)，通過(guò)1H-NMR光譜顯示硅氧烷氫化物進(jìn)行了反應(yīng)。采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器除去甲苯，將形成的油進(jìn)行真空蒸餾(65℃/1.5mmHg)，得到127.5g(收率64.8％)的三甲基甲硅烷基保護(hù)的羥丙基四甲基二硅氧烷。(b)制備1-(3-三甲基甲硅烷氧基丙基)-3-(3-(2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊氧基)-丙基)四甲基二硅氧烷向1L的圓底燒瓶中加入三甲基甲硅烷基保護(hù)的羥丙基四甲基二硅氧烷(60g,0.227mol)、烯丙氧基八氟戊烷(74.1g,0.272mol)、鉑二乙烯基四甲基二硅氧烷配合物(113μl,0.02mol/μl催化劑)、200ml的THF和200ml的1,4-二噁烷。將溶液在80℃下加熱3小時(shí)，使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器除去溶劑。使形成的油通過(guò)50g的硅膠，使用10/1戊烷與二氯甲烷的混合物。使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器除去溶劑，形成的油再進(jìn)行真空蒸餾(120℃/0.2mmHg)，得到103g純度為97％的1-(3-三甲基甲硅烷氧基丙基)-3-(3-(2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊氧基)-丙基)四甲基二硅氧烷。(c)制備1-(甲基丙烯酰氧基丙基)-3-(3-(2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊氧基)-丙基)四甲基二硅氧烷將1-(3-三甲基甲硅烷氧基丙基)-3-(3-(2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊氧基)-丙基)四甲基二硅氧烷(57.3g,0.1mol)溶解于540ml甲醇中。在室溫下，向該溶液中加入8.8ml的10％的乙酸溶液。將混合物攪拌1小時(shí)，在40℃下用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器除去溶劑。將形成的油溶解于300ml的己烷中，用蒸餾水洗滌四次。收集有機(jī)層，用無(wú)水硫酸鎂干燥，過(guò)濾。
將上述濾得的反應(yīng)產(chǎn)物1-(3-羥丙基)-3-(3-(2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊氧基)-丙基)四甲基二硅氧烷(46.3g,0.1mol)與三乙胺(11.1g,0.110mol)一道加至1L的圓底燒瓶中。將溶液冷卻至0℃，再緩慢加入甲基丙烯酰氯(11.5g,0.11mol)。隨后，將溶液升至室溫，將其攪拌過(guò)夜。第二天，用1N HCl萃取2次，再用2N NaOH萃取2次，再用2N蒸餾水萃取2次。收集有機(jī)層，用硫酸鎂干燥。將溶液過(guò)濾，使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器除去溶劑。使形成的油通過(guò)50g的硅膠，使用10/1戊烷與二氯甲烷的混合物。用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器除去溶劑，形成的油再進(jìn)行真空蒸餾(120℃/0.1mmHg)，得到34.1g(收率為64％)純度為95％的1-(3-甲基丙烯酰氧基丙基)-3-(3-(2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊氧基)-丙基)四甲基二硅氧烷。
該合成過(guò)程可用下述反應(yīng)路徑表示
用于制備MO的合成路線
以表Ⅰ所列的比例將每一種試樣的各組分以及一種UV引發(fā)劑混合約20分鐘。再將各組合物分別鑄塑成膜，采用下述過(guò)程對(duì)其機(jī)械性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。將每種組合物的膜鑄塑在具有0.3mm特氟隆間隔物的硅烷化玻璃板間，固化條件為在UV強(qiáng)度3500μW/cm2下2小時(shí)。UV引發(fā)劑為Darocur 1173(濃度為0.5％)。將形成的膜在2-丙醇中提取16小時(shí)，在蒸餾水中提取2小時(shí)，隨后在磷酸緩沖鹽水(pH7.3)中水合16小時(shí)。膜的機(jī)械性能采用Instron Model 4500按照ASTM法1708和1938測(cè)定。透氧率(DK)采用極譜深測(cè)法(I.Fatt,J.E.Rasson和J.B.Melpolder,ICLC J.,14,38(1987))測(cè)定。水解穩(wěn)定性試驗(yàn)由下述步驟組成將于磷酸緩沖鹽水中的試驗(yàn)?zāi)ぴ?0℃下加熱3、5、7和14天；檢測(cè)重量和水含量的變化。表Ⅰ提供了各組合物機(jī)械性能評(píng)價(jià)結(jié)果。
表Ⅰ
表Ⅰ給出了三種水凝膠組合物的模量、撕裂強(qiáng)度、透氧率(DK)和含水量。第一種組合物為對(duì)照樣，它不包含式Ⅱ所示的單體單元。第二種和第三種水凝膠組合物分別包括20和40wt％的式Ⅱ所示的單體單元(MO)。表Ⅰ的模量數(shù)據(jù)清楚表明，對(duì)照樣組合物的模量顯著大于包含MO的其它組合物。
實(shí)施例Ⅱ按照實(shí)施例1制備水凝膠聚硅氧烷組合物，只是含硅氧烷的單體單元被式ⅩⅢ所示的含氨基甲酸乙酯-硅氧烷的單體單元代替。更具體地說(shuō)，所用的氨基甲酸乙酯單體單元如U.S.專利5,034,461的實(shí)施例11所述。單體單元的制備是本領(lǐng)中公知的，也參見(jiàn)U.S.專利5,034,461。如實(shí)施例Ⅰ，將各組合物進(jìn)行表Ⅱ所示的各種機(jī)械性能測(cè)試。
表Ⅱ
表Ⅱ給出了四種水凝膠組合物的模量、撕裂強(qiáng)度、透氧率(DK)、伸長(zhǎng)和含水量。第一種組合物為對(duì)照樣，它不包含式Ⅱ所示的單體單元。第二種、第三種和第四種水凝膠組合物分別包括10、20和30wt％的式Ⅱ所示的單體單元(MO)。表Ⅱ的模量數(shù)據(jù)清楚表明，對(duì)照樣組合物的模量顯著大于包含MO的其它組合物。
實(shí)施例Ⅲ式Ⅲ所示的單體單元的合成為本領(lǐng)域中公知的，以下提供式Ⅳ所示的具體物質(zhì)的代表性合成方法。更具體地說(shuō)，按照下述過(guò)程合成聚(65mol％三氟丙基甲基硅氧烷)-共-(35mol％二甲基硅氧烷)。
在室溫下，將八甲基環(huán)四硅氧烷(39.4g,0.122mol)、三氟丙基環(huán)三硅氧烷(154.3g,0.33mol)和甲基丙烯酰氧基丁基四甲基二硅氧烷(6.3g,0.015mol)加至干燥氮?dú)庀碌膱A底燒瓶中。再加入三氟甲磺酸(0.54g,3.6mol)，將混合物攪拌24小時(shí)。然后向粘稠的反應(yīng)產(chǎn)物中加入碳酸氫鈉，繼續(xù)攪拌16小時(shí)。中和后，加入氯仿(500ml)，溶液用硫酸鎂干燥，用5μ微孔特氟隆過(guò)濾器過(guò)濾。將濾液置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中，除去氯仿。在快速攪拌下，向500ml的甲醇中滴加形成的預(yù)聚物，以除去未反應(yīng)的環(huán)狀化合物。收集聚合物層，并重復(fù)兩次該過(guò)程。在第三次分餾后，收集聚合物，將其溶解于乙醚中，用硫酸鎂干燥，再次用5μ過(guò)濾器過(guò)濾。形成的溶解置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中，除去乙醚。通過(guò)NMR光譜證實(shí)了純化產(chǎn)物(150g,65％)的分子結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例Ⅳ雖然式Ⅰ所示單體單元的合成是本領(lǐng)域公知的，此處優(yōu)然提供了其它代表性的合成方法。更具體地說(shuō)，下面提供了甲基丙烯酰丙基二(八氟戊氧基丙基二甲基甲硅烷氧基)甲基硅烷的合成方法。
(a)制備甲基丙烯酰氧基丙基甲基二(甲基甲硅烷氧基)硅烷向備有溫度計(jì)和磁力攪拌器的三頸圓底燒瓶中加入甲基丙烯酰氧基丙基二氯甲基硅烷(25g,0.104mol)、二甲基氯硅烷(39.2g,0.415mol)、三乙胺(45.5g,0.450mol)和250ml無(wú)水乙醚。將反應(yīng)混合物冷卻至-15℃，緩慢加入蒸餾水(14.9g,0.830mol)。將反應(yīng)混合物緩慢地升溫至室溫,將混合物攪拌過(guò)夜。將形成的溶液用蒸餾水洗滌三次。收集乙醚層，用硫酸鎂干燥，過(guò)濾，使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器除去乙醚。將形成的油蒸餾(105℃/0.15mm)，得到收率為50％、純度為94％(通過(guò)GC測(cè)定)的甲基丙烯酰氧基丙基三(二甲基甲硅烷氧基)硅烷。
(b)制備甲基丙烯酰丙基二(八氟戊氧基丙基二甲基甲硅烷氧基)甲基硅烷向200ml的圓底燒瓶中加入甲基丙烯酰氧基丙基三(二甲基甲硅烷氧基)硅烷(8.0g,0.0249mol)、烯丙氧基八氟戊烷(15g,0.055mol)、0.030ml的鉑二乙烯基配合物(huels)和80ml的四氫呋喃。將溶液回流1小時(shí)，此時(shí)1H-NMR顯示硅氧烷氫化物發(fā)生了反應(yīng)，使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(50℃/30mm)除去THF和未反應(yīng)的烯丙氧基八氟戊烷，形成定量收率的甲基丙烯酰丙基二(八氟戊氧基丙基二甲基甲硅烷氧基)甲基硅烷。
對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，根據(jù)本發(fā)明的描述可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改進(jìn)和變化。因而，可以理解，在權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)，本發(fā)明可以采用本文描述的內(nèi)容之外的形式實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種式Ⅰ表示的單體單元
其中A為活性不飽和基團(tuán)；R和D獨(dú)立地為1-10個(gè)碳原子的烷基、亞烷基或鹵代烷基，其中在所說(shuō)的碳原子間可包括醚鍵；R1、R2、R3和R4獨(dú)立地選自烷基或鹵代烷基，其中在碳原子間可包括醚鍵；硅氧烷基團(tuán)；以及具有6-18個(gè)碳原子的碳環(huán)基團(tuán)；m為1-500的整數(shù)；n為1-20的整數(shù)；x和y為0或1；z為1或2；并且x+y+z=3；只要R1或R2中至少一個(gè)為1-10個(gè)碳原子的烷基。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的單體單元，其中z為1,R1和R2獨(dú)立地選自1-10個(gè)碳原子的烷基。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的單體單元，其中至少一個(gè)所說(shuō)的烷基是氟代烷基。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的單體單元，其中A為選自丙烯酸或甲基丙烯酸的酯或酰胺的基團(tuán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的單體單元，其中R和D為1-6個(gè)碳原子的烷基，其中在所說(shuō)的碳原子間可包括醚鍵。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的單體單元，其中R1、R2、R3和R4獨(dú)立地選自1-10個(gè)碳原子的烷基。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的單體單元，其中n為1-6；m為1-10。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的單體單元，其用式Ⅱ表示
9.一種通過(guò)聚合含式Ⅰ所示單體單元的單體混合物而形成的水凝膠組合物
其中A為活性不飽和基團(tuán)；R和D獨(dú)立地為1-10個(gè)碳原子的烷基、亞烷基或鹵代烷基，其中在所說(shuō)的碳原子間可包括醚鍵；R1、R2、R3和R4獨(dú)立地選自烷基或鹵代烷基，其中在碳原子間可包括醚鍵；硅氧烷基團(tuán)；以及6-18個(gè)碳原子的碳環(huán)基團(tuán)；m為1-500的整數(shù)；n為1-20的整數(shù)；x和y為0或1；z為1或2；并且x+y+z=3；只要R1或R2中至少一個(gè)為1-10個(gè)碳原子的烷基。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的組合物，其中z為1,R1、R2、R3和R4獨(dú)立地選自1-10個(gè)碳原子的烷基。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的組合物，其中至少一個(gè)所說(shuō)的烷基是氟代烷基。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的組合物，其中A為選自丙烯酸或甲基丙烯酸的酯或酰胺的基團(tuán)。
13.根據(jù)權(quán)利要求9的組合物，其中R和D為1-6個(gè)碳原子的烷基，其中在所說(shuō)的碳原子間可包括醚鍵；n為1-6；m為1-10。
14.根據(jù)權(quán)利要求9的組合物，其中，式Ⅰ表示的單體單元包括用式Ⅱ表示的單體單元
15.根據(jù)權(quán)利要求9的組合物，它是通過(guò)聚合包含下述組分的單體混合物形成的(a)約10-89％(重量)的含硅氧烷的單體單元；(b)約10-70％(重量)的親水性單體單元；和(c)約1-50％(重量)的式Ⅰ表示的單體單元。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的組合物，其中所說(shuō)的含硅氧烷的單體單元包括由式Ⅲ表示的單體單元
其中A′和A″為活性不飽和基團(tuán)；R＇和R″獨(dú)立地為1-10個(gè)碳原子的烷基或亞烷基，其中在碳原子間可包含醚鍵；R8-R17獨(dú)立地選自R1-R4所述的基團(tuán)；a為等于或大于1的整數(shù)；b和c為等于或大于0的整數(shù)；和a+b+c等于1-1000的整數(shù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的組合物，其中A＇和A″選自丙烯酸或甲基丙烯酸的酯或酰胺；R′和R″選自1-6個(gè)碳原子的烷基，其中在碳原子間可包含醚鍵；R8-R17獨(dú)立地選自1-10個(gè)碳原子的烷基。
18.一種隱形眼鏡，其包含通過(guò)聚合含式Ⅰ所示單體單元的單體混合物而形成的水凝膠組合物
其中A為活性不飽和基團(tuán)；R和D獨(dú)立地為1-10個(gè)碳原子的烷基、亞烷基或鹵代烷基，其中在所說(shuō)的碳原子間可包括醚鍵；R1、R2、R3和R4獨(dú)立地選自烷基或鹵代烷基，其中在碳原子間可包括醚鍵；硅氧烷基團(tuán)；以及具有6-18個(gè)碳原子的碳環(huán)基團(tuán)；m為1-500的整數(shù)；n為1-20的整數(shù)；x和y為0或1；z為1或2；并且x+y+z=3；只要R1或R2中至少一個(gè)為1-10個(gè)碳原子的烷基。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的隱形眼鏡，其中z為1；R1、R2、R3和R4獨(dú)立地選自1-10個(gè)碳原子的烷基；A為選自丙烯酸或甲基丙烯酸的酯或酰胺；R和D為1-6個(gè)碳原子的烷基，其中在所說(shuō)的碳原子間可包括醚鍵；n為1-6；m為1-10。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的隱形眼鏡，其中，式Ⅰ表示的單體單元包括式Ⅱ表示的單體單元
21.根據(jù)權(quán)利要求18的隱形眼鏡，其中所說(shuō)的硅氧烷水凝膠由包括下述組分的單體混合物聚合而成(a)約10-89％(重量)的含硅氧烷的單體單元；(b)約10-70％(重量)的親水性單體單元；和(c)約1-50％(重量)的式Ⅰ表示的單體單元。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的隱形眼鏡，其中所說(shuō)的含硅氧烷的單體單元包括由式Ⅲ表示的單體單元
其中A＇和A″為活性不飽和基團(tuán)；R＇和R″獨(dú)立地為1-10個(gè)碳原子的烷基或亞烷基，其中在碳原子間可包含醚鍵；R8-R17獨(dú)立地選自R1-R4所述的基團(tuán)；a為等于或大于1的整數(shù)；b和c為等于或大于0的整數(shù)；和a+b+c等于1-1000的整數(shù)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的隱形眼鏡，其中A＇和A″選自丙烯酸或甲基丙烯酸的酯或酰胺；R′和R″選自1-6個(gè)碳原子的烷基，其中在碳原子間可包含醚鍵；R8-R17獨(dú)立地選自1-10個(gè)碳原子的烷基。
24.根據(jù)權(quán)利要求18的隱形眼鏡，其中所說(shuō)的組合物的楊氏彈性模量為約20-150g/mm2。
25.一種水凝膠組合物的制備方法，包括包含式Ⅰ所示單體單元的單體混合物的聚合步驟
其中A為活性不飽和基團(tuán)；R和D獨(dú)立地為1-10個(gè)碳原子的烷基、亞烷基或鹵代烷基，其中在所說(shuō)的碳原子間可包括醚鍵；R1、R2、R3和R4獨(dú)立地選自烷基或鹵代烷基，其中在碳原子間可包括醚鍵；硅氧烷基團(tuán)；以及具有6-18個(gè)碳原子的碳環(huán)基團(tuán)；m為1-500的整數(shù)；n為1-20的整數(shù)；x和y為0或1；z為1或2；并且x+y+z=3；只要R1或R2中至少一個(gè)為1-10個(gè)碳原子的烷基。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的方法，其中z為1；R1、R2、R3和R4獨(dú)立地選自1-10個(gè)碳原子的烷基；A為選自丙烯酸或甲基丙烯酸的酯或酰胺的基團(tuán)；R和D為1-6個(gè)碳原子的烷基，其中在所說(shuō)的碳原子間可包括醚鍵；n為1-6；m為1-10。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的方法，其中聚合單體混合物的步驟的特征在于制備一種單體混合物，該單體混合物包含(a)約10-89％(重量)的含硅氧烷的單體單元；(b)約10-70％(重量)的親水性單體單元；和(c)約1-50％(重量)的式Ⅰ表示的單體單元。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中所說(shuō)的含硅氧烷的單體單元包括由式Ⅲ表示的單體單元
其中A＇和A″為活性不飽和基團(tuán)；R＇和R″獨(dú)立地為1-10個(gè)碳原子的烷基或亞烷基，其中在碳原子間可包含醚鍵；R8-R17獨(dú)立地選自R1-R4所述的基團(tuán)；a為等于或大于1的整數(shù)；b和c為等于或大于0的整數(shù)；和a+b+c等于1-1000的整數(shù)。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的方法，其中A＇和A″選自丙烯酸或甲基丙烯酸的酯或酰胺；R′和R″選自1-6個(gè)碳原子的烷基，其中在碳原子間可包含醚鍵；R8-R17獨(dú)立地選自1-10個(gè)碳原子的烷基。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了用于降低水凝膠模量的單體單元。包含本發(fā)明單體單元的硅氧烷水凝膠特別適用于制備生物醫(yī)學(xué)制品如硅氧烷水凝膠隱形眼鏡。式Ⅰ中A為活性不飽和基團(tuán);R和D獨(dú)立地為1—10個(gè)碳原子的烷基、亞烷基或鹵代烷基,其中在所說(shuō)的碳原子間可包括醚鍵;R
文檔編號(hào)G02C7/04GK1222155SQ96198808
公開(kāi)日1999年7月7日 申請(qǐng)日期1996年11月12日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月7日
發(fā)明者杰伊·F·孔茲勒, 理查德·M·厄扎爾克 申請(qǐng)人:博士倫公司