Смежные заявки
Настоящая заявка испрашивает приоритет по заявке на патент США № 16/898,638, поданной 11 июня 2020 г., и предварительной заявке на патент США № 62/867,968, поданной 28 июня 2019 г., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.
Область применения изобретения
Настоящее изобретение относится к поглотителям видимого света. В частности, настоящее изобретение относится к соединениям, которые по существу имитируют характеристики поглощения видимого света макулярным пигментом, оставаясь при этом светоустойчивыми. Указанные соединения могут применяться в различных изделиях, включая офтальмологические устройства.
Предпосылки создания изобретения
Ткани человеческого глаза содержат пищевой картиноидный лютеин (L) и зеаксантин (Z), в совокупности называемые макулярным пигментом (MP; macular pigment). В нескольких заключениях описаны преимущества MP, например, в качестве фильтра короткой длины волны (синей части спектра видимого света) и эффективного антиоксиданта. Также считают, что MP играет защитную роль в противодействии возрастной макулярной дегенерации (AMD; age related macular degeneration) (Bernstein, P. S., Li, B., Vachali, P. P., Gorusupudi, A., Shyam, R., Henriksen, B. S., Nolan, J. M. Prog. Retin. Eye Res. 2016, 50, 34-66; Beatty, S., Boulton, M., Koh, H-H., Murray, I, J. Br. J. Ophthalmol 1999, 83, 867-877). Кроме того, было обнаружено, что макулярный пигмент в значительной степени коррелирует с периодами восстановления светонапряжения, сниженными пороговыми значениями контраста дискомфортного блеска и уменьшенным зрительным дискомфортом (Stringham, J. M., Garcia., P. V., Smith, P. A., McLin, L, N., Foutch, B. K. IOVS, 2011, 52 (10) 7406-7415).
Химические структурные элементы, связанные с макулярным пигментом, представляют собой производные каротиноидов, сильно ненасыщенные и обладающие высокой реакционной способностью в отношении изомеризации и окисления олефина при световозбуждении. Антиоксидантный защитный механизм, обеспечиваемый каротиноидами, по существу является «защитным», когда возбуждение системы pi приводит к ее реакции в возбужденном состоянии с триплетным кислородом, таким образом защищая/ограничивая возбуждение и реакции других светочувствительных соединений в среде глаза. См., например, Ribeiro, et al., Food and Chemical Toxicology, Vol. 120, pp. 681-699 (2018); Burton, et al., Can. J. Chem., Vol. 92, pp. 305-316 (2014); Ty, et al., Journal of Oil Palm Research Vol. II No. 1, pp. 62-78 (June 1999); Johnston, et al., Plos One, Vol. 9(10), pp. 1-10 (2014); and Boon, et al., Critical Reviews in Food Science and Nutrition, Vol. 50, pp. 515-532 (2010).
Хотя включение макулярного пигмента в продукты с целью обеспечения защиты глаз и является желательным, общее отсутствие устойчивости (термической, окислительной и светохимической) каротиноидов создает довольно мощное препятствие для разработки таких продуктов. Таким образом, существенное усовершенствование заключалось бы в разработке новых устойчивых материалов, имитирующих светопоглощающие свойства макулярного пигмента.
Изложение сущности изобретения
Настоящее изобретение относится к соединениям, спектры поглощения видимого света которых находятся в диапазоне длин волн от 400 нм до 500 нм, которые по существу имитируют спектр макулярного пигмента. Такие соединения являются также светоустойчивыми, например, при измерении изменений/потери характеристик поглощения при воздействии условий, аналогичных условиям, описанным в ICH Q1B. Кроме того, соединения могут иметь высокий коэффициент экстинкции при требуемых длинах волн от 400 нм до 500 нм, и их, следовательно, можно использовать в низких концентрациях для обеспечения их эффекта поглощения света. Соединения, описанные в настоящем документе, можно использовать, например, в офтальмологических устройствах для дополнения, например, оптической плотности макулярного пигмента (MPOD; macular pigment optical density) у пользователей.
Соответственно, в одном аспекте в настоящем изобретении предложено соединение, максимальное поглощение видимого света которого наблюдается в диапазоне от 430 нм до 480 нм и полная ширина на половине высоты (FWHM; full width half maximum) которого при максимуме поглощения видимого света составляет по меньшей мере 35 нм и до 100 нм, причем соединение является светоустойчивым.
В другом аспекте в настоящем изобретении предложено соединение, максимальное поглощение видимого света которого наблюдается в диапазоне от 430 нм до 480 нм и полная ширина на половине высоты (FWHM) которого при максимальном поглощении видимого света составляет по меньшей мере 35 нм и до 100 нм, причем соединение является более светоустойчивым, чем макулярный пигмент.
В дополнительном аспекте в настоящем изобретении предложено соединение, содержащее хромофор, имеющий подструктуру формулы I:
где EWG в каждом случае независимо представляет собой электроноакцепторную группу.
В еще одном дополнительном аспекте в настоящем изобретении предложено офтальмологическое устройство, содержащее соединение, описанное в настоящем документе.
Краткое описание графических материалов
На фиг. 1 показан спектр пропускания УФ-ВИД (ультрафиолетовой и видимой областей) раствора соединения А в метаноле с концентрацией 0,2 ммоль/л в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг. 2 показан спектр поглощения УФ-ВИД раствора соединения А в метаноле с концентрацией 0,2 ммоль/л в соответствии с настоящим изобретением, наложенный на справочные спектры макулярного пигмента.
На фиг. 3 показаны спектры поглощения контактных линз, полученных из соединения A, после воздействия света в течение периода до 40 часов.
Подробное описание изобретения
Следует понимать, что изобретение не ограничивается деталями конструкции или этапов способа, изложенными в последующем описании. Изобретение допускает другие варианты реализации изобретения и может быть осуществлено или осуществляется различными способами, используя изложенное в данном документе.
В том, что касается терминов, используемых в настоящем описании, предоставлены следующие определения.
Если не указано иное, все технические и научные термины, используемые в настоящем документе, имеют общепринятое значение, понятное любому специалисту в области, к которой относится изобретение. Определения для полимеров согласуются с описанными в справочнике Compendium of Polymer Terminology and Nomenclature, IUPAC Recommendations 2008 под редакцией: Richard G. Jones, Jaroslav Kahovec, Robert Stepto, Edward S. Wilks, Michael Hess, Tatsuki Kitayama и W. Val Metanomski. Все публикации, заявки на патенты, патенты и другие ссылки, упоминаемые в настоящем документе, включены в него путем ссылки.
Используемый в настоящем документе термин «(мет)» обозначает возможное наличие необязательного метильного заместителя. Таким образом, термин «(мет)акрилаты» обозначает как метакрилаты, так и акрилаты.
Следует учитывать, что везде, где даны химические структуры, варианты, представленные как заместители в структуре, могут сочетаться в любой комбинации. Таким образом, если структура содержит заместители R* и R**, каждый из которых имеет три списка потенциальных групп, возможны 9 комбинаций. То же самое относится и к комбинации свойств.
При использовании нижнего индекса, такого как «n» в стандартной формуле [***]n, для указания количества повторяющихся звеньев в химической формуле полимера, такую формулу следует понимать как представляющую среднечисловую молекулярную массу макромолекулы.
Используемый в настоящем документе термин «субъект» подразумевает людей и позвоночных животных.
«Биомедицинское устройство» подразумевает любое изделие, выполненное с возможностью использования при нахождении или в тканях или биологических жидкостях млекопитающих, или на них, и предпочтительно в тканях или биологических жидкостях человека или на них. Примеры подобных устройств включают, помимо прочего, раневые повязки, биоклеи, тканевые наполнители, системы доставки лекарственных средств, покрытия, противоспаечные барьеры, катетеры, имплантаты, стенты и офтальмологические устройства, такие как интраокулярные линзы и контактные линзы. Биомедицинские устройства могут представлять собой офтальмологические устройства, конкретно контактные линзы, более конкретно контактные линзы, изготовленные из силиконовых гидрогелей или традиционных гидрогелей.
«Поверхность глаза» включает поверхностный и железистый эпителий роговицы, конъюнктивы, слезных желез, добавочных слезных желез, носослезного канала и мейбомиевых желез, и их апикальные и базальные матрицы, точки и смежные или связанные структуры, в том числе веки, связанные как функциональная система непрерывностью эпителия, иннервацией и эндокринной и иммунной системами.
Термин «офтальмологическое устройство» относится к любому оптическому устройству, относящемуся к глазу, и включает устройства, которые размещаются в глазу или на нем, или на любой части глаза, включая поверхность глаза. Подобные устройства могут обеспечивать оптическую коррекцию, косметическое улучшение, улучшение зрения, терапевтический эффект (например, в качестве повязки) или доставку активных компонентов, таких как фармацевтические и нутрицевтические компоненты, или любую комбинацию вышеупомянутого. Примеры офтальмологических устройств включают в себя, без ограничений, линзы и оптические и глазные вставки, включая, без ограничений, обтураторы слезных точек и т. п. Термин «линзы» включает очковые линзы, солнцезащитные линзы, мягкие контактные линзы, жесткие контактные линзы, гибридные контактные линзы, интраокулярные линзы и маскирующие линзы. Офтальмологическое устройство может содержать контактную линзу.
Термин «контактная линза» означает офтальмологическое устройство, которое может быть размещено на роговице глаза пациента. Контактная линза может обеспечивать корректирующий, косметический или терапевтический эффект, включая заживление ран, доставку лекарственных средств или нутрицевтиков, диагностическую оценку или контроль, поглощение ультрафиолетового света, сокращение влияния видимого или слепящего света или любую их комбинацию. Контактная линза может быть изготовлена из любого подходящего материала, известного в данной области техники, и может представлять собой мягкую линзу, жесткую линзу или гибридную линзу, содержащую по меньшей мере две отдельные части с разными физическими, механическими или оптическими свойствами, такими как модуль упругости, содержание воды, светопроницаемость или их комбинации.
Очковые линзы или солнцезащитные линзы могут состоять из минерального материала, например, на основе соли кремниевой кислоты, или изготовлены из органического материала, такого как поликарбонат; полиамид; полиимид; полисульфоны; сополимеры полиэтилентерефталата/поликарбоната; и различные другие материалы, известные в данной области техники.
Биомедицинские устройства, офтальмологические устройства и линзы по настоящему изобретению могут быть выполнены из силиконовых гидрогелей или традиционных гидрогелей. Силиконовые гидрогели обычно содержат по меньшей мере один гидрофильный мономер и по меньшей мере один силиконсодержащий компонент, которые ковалентно связаны друг с другом в полимеризованном устройстве.
Термин «целевая макромолекула» представляет собой макромолекулу, синтезированную из реакционной мономерной смеси, содержащей мономеры, макромеры, форполимеры, сшивающие агенты, инициаторы, добавки, разбавители и т. п.
Термин «полимеризуемое соединение» означает соединение, содержащее одну или более полимеризуемых групп. Термин охватывает, например, мономеры, макромеры, олигомеры, форполимеры, сшивающие агенты и т. п.
«Полимеризируемые группы» представляют собой группы, которые могут подвергаться полимеризации с ростом цепи, такой как свободнорадикальная и/или катионная полимеризация, например группа с двойной углеродной связью, которая может полимеризоваться при воздействии условий инициации радикальной полимеризации. Не имеющие ограничительного характера примеры способных к свободнорадикальной полимеризации групп включают (мет)акрилаты, стиролы, виниловые эфиры, (мет)акриламиды, N-виниллактамы, N-виниламиды, O-винилкарбаматы, O-винилкарбонаты и другие винильные группы. Свободнорадикальные полимеризуемые группы предпочтительно содержат (мет)акрилат, (мет)акриламид, N-виниллактам, N-виниламид, стирильные функциональные группы или смеси любых из вышеперечисленного. Свободнорадикальные полимеризуемые группы более предпочтительно содержат (мет)акрилаты, (мет)акриламиды и их смеси. Полимеризуемая группа может быть замещенной или незамещенной. Например, атом азота в (мет)акриламиде может быть связан с водородом, или водород может быть замещен алкилом или циклоалкилом (которые сами могут быть дополнительно замещены).
Может быть использован любой тип свободнорадикальной полимеризации, включая, без ограничений, массу, раствор, суспензию и эмульсию, а также любые способы контролируемой радикальной полимеризации, такие как полимеризация, инициированная стабильным свободным радикалом, нитроксид-опосредованная живая полимеризация, радикальная полимеризация с переносом атома, полимеризация путем обратимого присоединения и фрагментирования, опосредованная теллурорганическим соединением живая радикальная полимеризация и т. п.
«Мономер» представляет собой монофункциональную молекулу, которая может подвергаться полимеризации с ростом цепи и, в частности, свободнорадикальной полимеризации, создавая таким образом повторяющееся звено в химической структуре целевой макромолекулы. Некоторые мономеры имеют бифункциональные примеси, которые могут играть роль сшивающих агентов. «Гидрофильный мономер» также представляет собой мономер, который дает прозрачный однофазный раствор при смешивании с деионизированной водой при 25 °C в концентрации 5 мас.%. «Гидрофильный компонент» представляет собой мономер, макромер, форполимер, инициатор, сшивающий агент, добавку или полимер, который дает прозрачный однофазный раствор при смешивании с деионизированной водой при 25 °C в концентрации 5 мас.%. «Гидрофобный компонент» представляет собой мономер, макромер, форполимер, инициатор, сшивающий агент, добавку или полимер, который является незначительно растворимым или нерастворимым в деионизированной воде при 25 °C.
«Макромолекула» представляет собой органическое соединение, имеющее среднечисленную молекулярную массу более 1500, и может быть реакционноспособной или нереакционноспособной.
«Макромономер» или «макромер» представляет собой макромолекулу, которая имеет одну группу, которая может подвергаться полимеризации с ростом цепи и, в частности, свободнорадикальной полимеризации, создавая тем самым повторяющееся звено в химической структуре целевой макромолекулы. Как правило, химическая структура макромера отличается от химической структуры целевой макромолекулы, то есть повторяющееся звено боковой группы макромера отличается от повторяющегося звена целевой макромолекулы или ее главной цепи. Разница между мономером и макромером заключается лишь в химической структуре, молекулярной массе и распределении молекулярных масс боковой группы. В результате этого и в контексте настоящего документа, в патентной литературе мономеры иногда определяют как полимеризуемые соединения, имеющие относительно низкую молекулярную массу приблизительно 1500 дальтон или менее, что заведомо включает некоторые макромеры. В частности, к мономерам и макромерам могут относиться полидиметилсилоксан с концевыми моно-н-бутилом и монометакрилоксипропилом (молекулярная масса=500-1500 г/моль) (mPDMS) и полидиметилсилоксан с концевыми моно-(2-гидрокси-3-метакрилоксипропил)-пропилэфирной группой и моно-н-бутилом (молекулярная масса=500-1500 г/моль) (OH-mPDMS). Кроме того, в патентной литературе макромеры иногда определяют как имеющие одну или более полимеризуемых групп, по существу, расширяя общее определение макромера для включения форполимеров. В результате этого и при использовании в настоящем документе двухфункциональные и многофункциональные макромеры, форполимеры и сшиватели могут использоваться взаимозаменяемо.
«Силиконсодержащий компонент» представляет собой мономер, макромер, форполимер, сшивающий агент, инициатор, добавку или полимер в реакционноспособной композиции с по меньшей мере одной кремний-кислородной связью, обычно в форме силоксигрупп, силоксановых групп, карбосилоксановых групп и их смесей.
Примеры силиконсодержащих компонентов, которые применяют в настоящем изобретении, можно найти в патентах США № 3,808,178, 4,120,570, 4,136,250, 4,153,641, 4,740,533, 5,034,461, 5,070,215, 5,244,981, 5,314,960, 5,331,067, 5,371,147, 5,760,100, 5,849,811, 5,962,548, 5,965,631, 5,998,498, 6,367,929, 6,822,016, 6,943,203, 6,951,894, 7,052,131, 7,247,692, 7,396,890, 7,461,937, 7,468,398, 7,538,146, 7,553,880, 7,572,841, 7,666,921, 7,691,916, 7,786,185, 7,825,170, 7,915,323, 7,994,356, 8,022,158, 8,163,206, 8,273,802, 8,399,538, 8,415,404, 8,420,711, 8,450,387, 8,487,058, 8,568,626, 8,937,110, 8,937,111, 8,940,812, 8,980,972, 9,056,878, 9,125,808, 9,140,825, 9,156,934, 9,170,349, 9,217,813, 9,244,196, 9,244,197, 9,260,544, 9,297,928, 9,297,929 и европейском патенте № 080539. Содержание всех указанных патентов полностью включены в настоящий документ посредством ссылки.
«Полимер» представляет собой целевую макромолекулу, состоящую из повторяющихся звеньев мономеров, используемых во время полимеризации.
«Гомополимер» представляет собой полимер, полученный из одного мономера; «сополимер» представляет собой полимер, полученный из двух или более мономеров; «терполимер» представляет собой полимер, полученный из трех мономеров. «Блок-сополимер» состоит из различных по своему составу блоков или сегментов. Диблок-сополимеры имеют два блока. Триблок-сополимеры имеют три блока. «Гребенчатые сополимеры» или «привитые сополимеры» состоят из по меньшей мере одного макромера.
«Повторяющееся звено» представляет собой наименьшую группу атомов в полимере, которая соответствует полимеризации конкретного мономера или макромера.
«Инициатор» представляет собой молекулу, которая может разлагаться на радикалы, которые могут последовательно вступать в реакцию с мономером с инициированием реакции свободнорадикальной полимеризации. Термический инициатор разлагается с определенной скоростью в зависимости от температуры; типичные примеры представляют собой азосоединения, такие как 1,1'-азобисизобутиронитрил и 4,4'-азобис(4-циановалериановая кислота), пероксиды, такие как бензоилпероксид, трет-бутилпероксид, трет-бутилгидропероксид, трет-бутилпероксибензоат, дикумилпероксид и лауроилпероксид, пероксикислоты, такие как перуксусная кислота и персульфат калия, а также разнообразные окислительно-восстановительные системы. Фотоинициатор разлагается в результате фотохимического процесса; типичные примеры представляют собой производные бензила, бензоина, ацетофенона, бензофенона, камфорхинона и их смеси, а также разнообразные моноацил- и бисацилфосфиноксиды и их комбинации.
«Сшивающий агент» представляет собой двухфункциональный или многофункциональный мономер или макромер, который может участвовать в свободнорадикальной полимеризации в двух или более местах в молекуле, таким образом создавая точки ветвления и образуя полимерную сетку. Распространенные примеры включают в себя этиленгликольдиметакрилат, тетраэтиленгликольдиметакрилат, триметилольпропантриметакрилат, метиленбисакриламид, триаллилцианурат и т. п.
«Форполимер» представляет собой продукт реакции мономеров, который содержит оставшиеся полимеризуемые группы, способные подвергаться дальнейшей реакции с образованием полимера.
«Полимерная сетка» представляет собой поперечносшитую макромолекулу, которая может набухать, но не может растворяться в растворителях. «Гидрогели» представляют собой полимерные сетки, которые набухают в воде или водных растворах, обычно поглощая по меньшей мере 10 мас.% воды. «Силиконовые гидрогели» представляют собой гидрогели, которые получены из по меньшей мере одного силиконсодержащего компонента с по меньшей мере одним гидрофильным компонентом. Гидрофильные компоненты могут также включать в себя нереакционноспособные полимеры.
«Традиционные гидрогели» относятся к полимерным сеткам, полученным из мономеров без каких-либо силоксильных, силоксановых или карбосилоксановых групп. Традиционные гидрогели получают из реакционных смесей, содержащих гидрофильные мономеры. Примеры включают 2-гидроксиэтилметакрилат (HEMA), N-винилпирролидон (NVP), N, N-диметилакриламид (DMA) или винилацетат. В патентах США №№ 4,436,887, 4,495,313, 4,889,664, 5,006,622, 5,039,459, 5,236,969, 5,270,418, 5,298,533, 5,824,719, 6,420,453, 6,423,761, 6,767,979, 7,934,830, 8,138,290 и 8,389,597 описано получение традиционных гидрогелей. Коммерчески доступные традиционные гидрогели включают в себя, без ограничений, этафилкон, генфилкон, гилафилкон, ленефилкон, несофилкон, омафилкон, полимакон и вифилкон, включая все их варианты.
Термин «силиконовые гидрогели» относится к полимерным сеткам, изготовленным из по меньшей мере одного гидрофильного компонента и по меньшей мере одного силиконсодержащего компонента. Примеры коммерчески доступных силиконовых гидрогелей включают аквафилкон, асмофилкон, балафилкон, комфилкон, делефилкон, энфилкон, фанфилкон, формофилкон, галифилкон, лотрафилкон, нарафилкон, риофилкон, самфилкон, сенофилкон, сомофилкон, и стенфилкон, включая все их варианты, а также силиконовые гидрогели, изготовленные в соответствии с патентами США №№ 4,659,782, 4,659,783, 5,244,981, 5,314,960, 5,331,067, 5,371,147, 5,998,498, 6,087,415, 5,760,100, 5,776,999, 5,789,461, 5,849,811, 5,965,631, 6,367,929, 6,822,016, 6,867,245, 6,943,203, 7,247,692, 7,249,848, 7,553,880, 7,666,921, 7,786,185, 7,956,131, 8,022,158, 8,273,802, 8,399,538, 8,470,906, 8,450,387, 8,487,058, 8,507,577, 8,637,621, 8,703,891, 8,937,110, 8,937,111, 8,940,812, 9,056,878, 9,057,821, 9,125,808, 9,140,825, 9156,934, 9,170,349, 9,244,196, 9,244,197, 9,260,544, 9,297,928, 9,297,929, а также WO 03/22321, WO 2008/061992 и US 2010/0048847. Указанные патенты полностью включены в настоящий документ посредством ссылки.
«Взаимопроникающая полимерная сетка» содержит две или более полимерных сеток, которые по меньшей мере частично переплетены на молекулярном уровне, но не связаны друг с другом ковалентно и при этом не могут быть разделены без разрыва химических связей. «Полувзаимопроникающая полимерная сетка» содержит одну или более сеток и один или более полимеров, характеризующихся некоторым смешиванием на молекулярном уровне между по меньшей мере одной сеткой и по меньшей мере одним полимером. Смесь различных полимеров представляет собой «полимерную смесь». Полувзаимопроникающая сетка технически представляет собой полимерную смесь, но в некоторых случаях полимеры так сильно переплетены, что их невозможно удалить с легкостью.
«Реакционноспособные компоненты» представляют собой полимеризуемые соединения (такие как мономеры, макромеры, олигомеры, форполимеры и сшивающие агенты) в реакционной смеси (определенной ниже), а также любые другие компоненты реакционной смеси, которые предназначены для того, чтобы по существу оставаться в полученной полимерной сетке после завершения полимеризации и всех этапов обработки (таких как этапы экстракции) и упаковки. Реакционноспособные компоненты могут удерживаться в полимерной сетке за счет ковалентного связывания, водородного связывания, электростатических взаимодействий, формирования взаимопроникающих полимерных сеток или любых других средств. Компоненты, предназначенные для высвобождения из полимерной сетки с момента ее использования, по-прежнему считаются «реакционноспособными компонентами». Например, фармацевтические или нутрицевтические компоненты в контактной линзе, которые предназначены для высвобождения во время ношения, считаются «реакционноспособными компонентами». Компоненты, которые предназначены для удаления из полимерной сетки во время производственного процесса (например, путем экстракции), такие как разбавители, не являются «реакционноспособными компонентами».
Термины «реакционная смесь» и «реакционная мономерная смесь» относятся к смеси компонентов, которые смешиваются друг с другом и при воздействии условий полимеризации приводят к образованию полимерной сетки (такой как традиционные или силиконовые гидрогели), а также к созданию биомедицинских устройств, офтальмологических устройств и изготовленных из них контактных линз. Реакционная смесь может содержать реакционноспособные компоненты, такие как мономеры, макромеры, форполимеры, сшивающие агенты, инициаторы, добавки, такие как смачивающие агенты, полимеры, красители, светопоглощающие соединения, такие как УФ-поглотители, пигменты, фотохромные соединения, фармацевтические соединения и/или нутрицевтические соединения, причем любые из них могут быть полимеризуемыми или неполимеризуемыми, но при этом они способны удерживаться в получаемом биомедицинском устройстве (например, контактной линзе). Реакционная смесь также может содержать другие компоненты, которые предназначены для удаления из устройства перед его применением, такие как разбавители. Следует понимать, что широкий спектр добавок может быть добавлен в зависимости от типа изготавливаемой линзы и ее предполагаемого применения. Концентрации компонентов реакционной смеси выражены в массовых долях всех реакционноспособных компонентов в реакционной смеси, за исключением разбавителей. При использовании разбавителей их концентрации выражены в массовых долях от общего количества всех компонентов в реакционной смеси (включая разбавитель).
Термин «силикон-гидрогелевая контактная линза» относится к гидрогелевой контактной линзе, изготовленной из по меньшей мере одного силиконсодержащего соединения. Контактные линзы из силиконового гидрогеля по существу имеют повышенную кислородную проницаемость по сравнению с обычными гидрогелями. Для передачи кислорода к глазу контактные линзы из силиконового гидрогеля применяют как свою водную, так и полимерную составляющие.
Термин «многофункциональный» относится к компоненту, имеющему две или более полимеризуемые группы. Термин «монофункциональный» относится к компоненту, имеющему одну полимеризуемую группу.
Термины «галоген» или «гало-» обозначают фтор, хлор, бром и иод.
«Алкил» относится к необязательно замещенной алкильной группе с линейной или разветвленной цепью, содержащей указанное число атомов углерода. Если число не указано, то алкил (необязательно включающий любые заместители в алкиле) может содержать от 1 до 16 атомов углерода. Алкильная группа предпочтительно содержит от 1 до 10 атомов углерода, в другом варианте от 1 до 8 атомов углерода, в другом варианте от 1 до 6 атомов углерода или в другом варианте от 1 до 4 атомов углерода. Примеры алкила включают в себя метил, этил, пропил, изопропил, бутил, изо-, втор-и трет-бутил, пентил, гексил, гептил, 3-этилбутил и т. п. Примеры заместителей в алкильной группе включают 1, 2 или 3 группы, независимо выбранные из гидрокси, амино, амидо, окса, карбокси, алкилкарбокси, карбонила, алкокси, тиоалкила, карбамата, карбоната, галогена, фенила, бензила и их комбинаций. «Алкилен» означает двухвалентную алкильную группу, такую как -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH(CH3)CH2- и -CH2CH2CH2CH2-.
Термин «галогеналкил» относится к алкильной группе, как определено выше, которая замещена одним или более атомами галогена, причем каждый галоген независимо представляет собой F, Cl, Br или I. Предпочтительный галоген представляет собой F. Предпочтительные галогеналкильные группы содержат 1-6 атомов углерода, более предпочтительно, 1-4 атомов углерода и еще более предпочтительно 1-2 атомов углерода. Термин «галогеналкил» включает в себя пергалогеналкильные группы, такие как -CF3- или -CF2CF3-. Термин «галогеналкилен» означает двухвалентную галогеналкильную группу, такую как -CH2CF2-.
«Циклоалкил» относится к необязательно замещенному циклическому углеводороду, содержащему указанное число атомов углерода в кольце. Если число не указано, то циклоалкил может содержать от 3 до 12 атомов углерода в кольце. Предпочтительными являются C3-C8 циклоалкильные группы, C3-C7 циклоалкил, более предпочтительно C4-C7 циклоалкил и еще более предпочтительно C5-C6 циклоалкил. Примеры циклоалкильных групп включают в себя циклопропил, циклобутил, циклопентил, циклогексил, циклогептил и циклооктил. Примеры заместителей в циклоалкильной группе включают 1, 2 или 3 группы, независимо выбранные из алкила, гидрокси, амино, амидо, окса, карбонила, алкокси, тиоалкила, амидо, карбамата, карбоната, галогена, фенила, бензила и их комбинаций. Термин «циклоалкилен» означает двухвалентную циклоалкильную группу, такую как 1,2-циклогексилен, 1,3-циклогексилен или 1,4-циклогексилен.
Термин «гетероциклоалкил» относится к циклоалкильному кольцу или кольцевой системе, как определено выше, в которой по меньшей мере один углерод в кольце замещен гетероатомом, выбранным из азота, кислорода и серы. Гетероциклоалкильное кольцо необязательно слито или иным образом соединено с другими гетероциклоалкильными кольцами, и/или неароматическими углеводородными кольцами, и/или фенильными кольцами. Предпочтительные гетероциклоалкильные группы имеют от 5 до 7 членов. Более предпочтительные гетероциклоалкильные группы имеют от 5 до 6 членов. Термин «гетероциклоалкилен» означает двухвалентную гетероциклоалкильную группу.
«Арил» относится к необязательно замещенной ароматической углеводородной кольцевой системе, содержащей по меньшей мере одно ароматическое кольцо. Арильная группа содержит указанное число атомов углерода в кольце. Если число не указано, арил может содержать от 6 до 14 атомов углерода в кольце. Ароматическое кольцо необязательно может быть слито или иным образом присоединено к другим ароматическим углеводородным кольцам или неароматическим углеводородным кольцам. Примеры арильных групп включают в себя фенил, нафтил и бифенил. Предпочтительные примеры арильных групп включают в себя фенил. Примеры заместителей в арильной группе включают 1, 2 или 3 группы, независимо выбранные из алкила, гидрокси, амино, амидо, окса, карбокси, алкилкарбокси, карбонила, алкокси, тиоалкила, карбамата, карбоната, галогена, фенила, бензила и их комбинаций. Термин «арилен» означает двухвалентную арильную группу, например 1,2-фенилен, 1,3-фенилен или 1,4-фенилен.
Термин «гетероарил» относится к арильному кольцу или кольцевой системе, как определено выше, в которой по меньшей мере один атом углерода в кольце замещен гетероатомом, выбранным из азота, кислорода и серы. Гетероарильное кольцо может быть слито или иным образом присоединено к одному или более гетероарильным кольцам, ароматическим или неароматическим углеводородным кольцам или гетероциклоалкильным кольцам. Примеры гетероарильных групп включают в себя пиридил, фурил и тиенил. Термин «гетероарилен» означает двухвалентную гетероарильную группу.
Термин «алкокси» означает алкильную группу, присоединенную к исходному фрагменту молекулы через кислородный мостик. Примеры алкоксигрупп включают в себя, например, метокси, этокси, пропокси и изопропокси. «Тиоалкил» означает алкильную группу, присоединенную к родительской молекуле через серосодержащий мостик. Примеры тиоалкильных групп включают, например, метилтио, этилтио, н-пропилтио и изопропилтио. Термин «арилокси» означает арильную группу, присоединенную к исходному фрагменту молекулы через кислородный мостик. Примеры включают в себя фенокси. Термин «циклическая алкоксигруппа» означает циклоалкильную группу, присоединенную к исходному фрагменту через кислородный мостик.
Термин «алкиламин» относится к алкильной группе, присоединенной к исходному фрагменту молекулы через мостик -NH. Термин «алкиленамин» означает двухвалентную алкиламиновую группу, такую как -CH2CH2NH-.
Термин «силоксанил» относится к структуре, имеющей по меньшей одну связь Si-O-Si. Таким образом, например, силоксанильная группа означает группу, имеющую по меньшей мере одну группу Si-O-Si (т. е. силоксановую группу), а силоксанильное соединение означает соединение, имеющее по меньшей мере одну группу Si-O-Si. Термин «силоксанил» охватывает мономерные (например, Si-O-Si), а также олигомерные/полимерные структуры (например, -[Si-O]n-, где n составляет 2 или более). Каждый атом кремния в силоксанильной группе замещен независимо выбранными группами RA (где RA определен, как указано в (b)-(i) формулы A) для заполнения валентности.
Термин «силил» относится к структуре формулы R3Si-, а «силокси» относится к структуре формулы R3Si-O-, где каждый R в силиле или силокси независимо выбран из триметилсилокси, C1-C8 алкила (предпочтительно, C1-C3 алкила, более предпочтительно, алкила или метила) и C3-C8 циклоалкила.
Термин «алкиленокси» относится к группам общей формулы -(алкилен-O)p- или -(O-алкилен)p-, причем алкилен определен, как указано выше, и p составляет от 1 до 200, или от 1 до 100, или от 1 до 50, или от 1 до 25, или от 1 до 20, или от 1 до 10, причем каждый алкилен независимо необязательно замещен одной или более группами, независимо выбранными из гидроксила, галогена (например, фтора), амино, амидо, простого эфира, карбонила, карбоксила и их комбинаций. Если p больше 1, то все алкилены могут быть одинаковыми или разными, а алкиленокси может иметь блочную или случайную конфигурацию. Если алкиленокси образует концевую группу в молекуле, конец алкиленокси может, например, представлять собой гидрокси или алкокси (например, HO-[CH2CH2O]p- или CH3O-[CH2CH2O]p-). Примеры алкиленокси включают в себя полиэтилениокси, полипропиленокси, полибутиленокси и поли(этиленокси-со-пропиленокси).
Термин «оксаалкилен» относится к алкиленовой группе, как определено выше, в которой одна или более несмежных групп CH2 замещены атомом кислорода, например -CH2CH2OCH(CH3)CH2-. Термин «тиаалкилен» относится к алкиленовой группе, как определено выше, в которой одна или более несмежных групп CH2 замещены атомом серы, например -CH2CH2SCH(CH3)CH2-.
Термин «связующая группа» относится к функциональной группе, которая связывает полимеризуемую группу с исходной молекулой. Связующая группа может представлять собой любую функциональную группу, которая совместима с соединением, частью которого она является, и которая не оказывает нежелательного влияния на полимеризацию соединения, является устойчивой в условиях полимеризации, а также в условиях обработки и хранения готового продукта. Например, связующая группа может представлять собой связь или может представлять собой одно или более из алкилена, галогеналкилена, амида, амина, алкиленамина, карбамата, сложного эфира (-CO2-), арилена, гетероарилена, циклоалкилена, гетероциклоалкилена, алкиленокси, оксаалкилена, тиаалкилена, галогеналкиленокси (алкиленокси, замещенная одной или более галогеновых групп, например -OCF2-, -OCF2CF2-, -OCF2CH2-), силоксанила, алкиленсилоксанила или их комбинаций. Связующая группа может необязательно быть замещена 1 или более группами. Приемлемые заместители могут включать в себя группы, независимо выбранные из алкила, галогена (например, фтора), гидроксила, HO-алкиленокси, MeO-алкиленокси, силоксанила, силокси, силокси-алкиленокси-, силокси-алкилен-алкиленокси- (в которой может присутствовать более одной алкиленоксигруппы, и в которой каждый метилен в алкилене или алкиленокси независимо необязательно замещен гидроксилом), простого эфира, амина, карбонила, карбамата и их комбинаций. Связующая группа также может быть замещена полимеризуемой группой, такой как (мет)акрилат (в дополнение к полимеризуемой группе, с которой связана связующая группа).
Предпочтительные связующие группы включают в себя C1-C8 алкилен (предпочтительно, C2-C6 алкилен) и C1-C8 оксаалкилен (предпочтительно, C2-C6 оксаалкилен), каждый из которых необязательно замещен 1 или 2 группами, независимо выбранными из гидроксила и силокси. Предпочтительные связующие группы также включают в себя карбоксилат, амид, C1-C8 алкилен-карбоксилат-C1-C8 алкилен или C1-C8 алкилен-амид-C1-C8 алкилен.
Если связующая группа состоит из комбинаций функциональных групп, описанных выше (например, алкилена и циклоалкилена), то эти функциональные группы могут присутствовать в любом порядке. Например, если в формуле А ниже L указан как -алкилен-циклоалкилен-, то Rg-L может представлять собой либо Rg-алкилен-циклоалкилен-, либо Rg-циклоалкилен-алкилен-. Несмотря на это порядок перечисления представляет собой предпочтительный порядок, в котором функциональные группы появляются в соединении, начиная с концевой полимеризуемой группы (Rg или Pg), к которой присоединена связующая группа. Например, если в формуле А ниже L указан как -алкилен-циклоалкилен-, то Rg-L предпочтительно представляет собой Rg-алкилен-циклоалкилен-.
Термин «электроноакцепторная группа» (EWG) относится к химической группе, которая оттягивает электронную плотность от атома или группы атомов, к которой присоединена электроноакцепторная группа. Примеры EWG включают, помимо прочего, циано, амид, сложный эфир, кето или альдегид. Предпочтительной EWG является циано (CN).
Термин «светопоглощающее соединение» относится к химическому материалу, который поглощает свет в видимой области спектра (например, в диапазоне от 380 нм до 780 нм). Термины «поглотитель высокоэнергетического излучения», «поглотитель УФ-/HEV-излучения» или «поглощающее высокоэнергетическое излучение соединение» относятся к химическому материалу, поглощающему излучение с различными длинами волн в ультрафиолетовой области, высокоэнергетической области видимого спектра или и в той, и в другой области. Способность материала к поглощению определенных длин волн света может быть определена путем измерения диапазона его пропускания или поглощения УФ-излучения/видимого света.
Если соединения, описанные в настоящем документе, содержат олефиновые двойные связи или другие центры геометрической асимметрии, и, если не указано иное, предполагают, что указанные соединения включают цис-, транс-, Z- и E-конфигурации. Аналогично, предполагают включение всех таутомерных форм и солевых форм.
Термин «необязательный заместитель» означает, что атом водорода в нижележащей функциональной группе необязательно замещен заместителем. В участке замещения можно использовать любой заместитель, который может быть стерически целесообразным и синтетически достижимым. Определение подходящего необязательного заместителя хорошо известно специалисту в данной области техники. Примеры «необязательного заместителя» включают в себя, без ограничений, C1-C6 алкил, C1-C6 алкокси, C1-C6 тиоалкил, C3-C7 циклоалкил, арил, галоген, гидрокси, амино, NR4R5, бензил, SO3H, SO3Na или -Y-Pg, где R4 и R5 независимо представляют собой Н или C1-C6 алкил, Y представляет собой связующую группу; и Pg представляет собой полимеризуемую группу. Вышеуказанные заместители могут быть необязательно замещены необязательным заместителем (который, если не указано иное, предпочтительно больше не замещен). Например, алкил может быть замещен галогеном (что дает, например, CF3).
Термин «подструктура» означает химическую структуру соединения и любых соединений, полученных из этой химической структуры путем замещения одного или более атомов водорода любым другим атомом (этот атом может быть связан с другими атомами или группами). Замена, например, может представлять собой замену одного или более, предпочтительно 1 или 2 атомов водорода, более предпочтительно 1 атома водорода независимо выбранным необязательным заместителем. Определение «подструктура» охватывает материалы, в которых подструктура образует фрагмент более крупного соединения, такого как мономер (например, содержащий одну или более полимеризуемых групп), полимер или макромолекула.
Термин «максимальное поглощение видимого света» означает длину волны в диапазоне длин волн видимого света (от 380 нм до 760 нм), при которой поглощение света является максимальным. Данное определение охватывает материалы, которые имеют максимальные значения поглощения за пределами диапазона видимого света, такого как УФ-область.
Термины «светоустойчивый», «светоустойчивость» или аналогичные выражения означают, что соединение (которое при измерении может быть необязательно внедрено в офтальмологическое устройство, такое как гидрогелевая контактная линза, и необязательно измерено либо внутри, либо за пределами блистерной упаковки или флакона) имеет потерю поглощения при максимуме поглощения видимого света не более 20 процентов после воздействия света в таких условиях, как условия, обозначенные в руководстве Международной конференции по гармонизации (ICH; International Conference on Harmonisation) в отношении технических требований к регистрации лекарственных препаратов для медицинского применения «Испытания на фотостабильность Q1B новых лекарственных веществ и продуктов» (Q1B Photostability Testing of New Drug Substances and Products), опубликованном в ноябре 1996 г. Предпочтительно воздействие проводят в соответствии с руководством ICH по изучению фотостабильности с использованием источника света из варианта 2 с расчетной освещенностью 1,5192×106 люкс/ч (168,8 ч времени воздействия) и расчетной энергетической освещенностью ультрафиолетового излучения 259,4 Вт·ч/м2 (16,2 ч времени воздействия), предпочтительно в камере для испытаний фотостабильности, стабилизированной при температуре 25°C и относительной влажности окружающей среды. После воздействия регистрируют спектр УФ/ВИД образца и сравнивают его с спектром образца перед воздействием. В качестве примера, если поглощение при максимуме поглощения видимого света составляет 4 оптических единицы до воздействия и 2 оптических единицы после воздействия, то потеря поглощения составляет 50 процентов. В настоящем изобретении потеря поглощения после воздействия предпочтительно составляет не более 15 процентов, или не более 10 процентов, или не более 5 процентов, или не более 4 процентов, или не более 3 процентов, или не более 2 процентов, или не более 1 процента, или не более 0,5 процента, или не более 0,1 процента.
Выражение «более светоустойчивый, чем макулярный пигмент» или аналогичное выражение означает, что соединение (которое при испытании может быть необязательно внедрено в офтальмологическое устройство, такое как гидрогелевая контактная линза, и необязательно измерено внутри или за пределами блистерной упаковки) имеет меньшую потерю поглощения при максимуме поглощения видимого света, чем наблюдавшаяся у макулярного пигмента, после воздействия света, например, в соответствии с Руководством ICH по изучению светоустойчивости, как описано выше.
Термин «полная ширина на половине высоты» (FWHM) означает ширину пика поглощения на половине его максимальной интенсивности.
Если не указано иное, соотношения, проценты, доли и т. п. даны по массе.
Если не указано иное, числовые диапазоны, например «от 2 до 10» или «между 2 и 10», включают числа, определяющие диапазон (например, 2 и 10).
Как отмечалось выше, в одном аспекте в настоящем изобретении предложены соединения, которые по существу имитируют характеристики поглощения видимого света макулярного пигмента. Эти соединения более светоустойчивы, чем макулярный пигмент, и поэтому их можно использовать при производстве продуктов. Например, указанные соединения можно использовать в офтальмологических устройствах.
Таким образом, соединение по настоящему изобретению может иметь максимальное поглощение видимого света в диапазоне от 430 нм до 480 нм и полную ширину на половине высоты (FWHM) при максимуме поглощения видимого света, составляющую по меньшей мере 35 нм и до 100 нм. Соединение может быть светоустойчивым (например, при измерении в соответствии с руководством ICH Q1B). Соединение может быть более светоустойчивым, чем макулярный пигмент.
Соединение может иметь максимальное поглощение видимого света в диапазоне от 440 нм до 470 нм или от 445 нм до 465 нм, или от 450 нм до 460 нм, или от 455 нм до 460 нм.
Соединение может иметь FWHM при максимуме поглощения видимого света по меньшей мере 35 нм, или по меньшей мере 40 нм, или по меньшей мере 45 нм, или по меньшей мере 55 нм, или по меньшей мере 60 нм, или по меньшей мере 65 нм. Соединение может иметь FWHM при максимуме поглощения видимого света до 95 нм, или до 90 нм, или до 85 нм, или до 80 нм, или до 75 нм, или до 70 нм. FWHM при максимуме поглощения видимого света может находиться в диапазоне от 35 нм до 100 нм, или от 45 нм до 90 нм, или от 55 нм до 80 нм, или от 60 нм до 75 нм, или от 65 нм до 70 нм.
Соединение по настоящему изобретению может иметь молярный коэффициент экстинкции при максимуме поглощения видимого света, составляющий по меньшей мере 5000, или по меньшей мере 5500, или по меньшей мере 6000, или по меньшей мере 6500, или по меньшей мере 7000, или по меньшей мере 7500.
Соединение по настоящему изобретению может содержать хромофор, имеющий подструктуру формулы I:
где EWG в каждом случае независимо представляет собой электроноакцепторную группу, и где пик поглощения видимого света соединения находится в диапазоне от 440 нм до 480 нм.
EWG в каждом случае независимо может представлять собой циано, амид, сложный эфир, кето или альдегид. Предпочтительно, EWG представляет собой циано в каждом случае.
Соединения по настоящему изобретению могут иметь формулу II:
где EWG в каждом случае независимо представляет собой электроноакцепторную группу; n равно 1, 2 или 3; а R1 в каждом случае независимо представляет собой H, C1-C6 алкил, C1-C6 алкокси, C1-C6 тиоалкил, C3-C7 циклоалкил, арил, галоген, гидрокси, амино, NR3R4, бензил, SO3H или SO3M (M представляет собой одновалентный катион, например, натрий или калий) или - Y-Pg, где R3 и R4 независимо представляют собой H или C1-C6 алкил, Y представляет собой связующую группу; и Pg представляет собой полимеризуемую группу. Предпочтительно, соединение содержит 0 групп, 1 группу или 2 группы -Y-Pg (которые могут быть или не быть одинаковыми). Если n в формуле II равно 2 или 3, группы R1 могут быть расположены в любом замещаемом положении в кольце.
Соединения формулы II могут включать в себя соединения формулы II-1, которые представляют собой соединения формулы II, где R1 в каждом случае независимо представляет собой H или C1-C6 алкил (предпочтительно этил или метил).
Хромофоры формулы II могут включать в себя соединения формулы II-2, представляющие собой соединения формулы II, где n равно 1 и R1 представляет собой Y-Pg.
Соединения формул II и II-2 могут включать в себя соединения формулы II-3, представляющие собой соединения формулы II или II-2, где Pg (полимеризуемая группа) в каждом случае независимо содержит стирил, винилкарбонат, простой виниловый эфир, винилкарбамат, N-виниллактам, N-виниламид, (мет)акрилат или (мет)акриламид. Предпочтительные полимеризуемые группы включают (мет)акрилат или (мет)акриламид. Более предпочтительной полимеризуемой группой является метакрилат.
Соединения формул II, II-2 и II-3 могут включать в себя соединения формулы II-4, которые представляют собой соединения формулы II, II-2 или II-3, где Y (связующая группа) в каждом случае независимо представляет собой алкилен, циклоалкилен, гетероциклоалкилен, арилен (например, фенилен), гетероарилен, оксаалкилен, алкилен-амид-алкилен, алкилен-амин-алкилен или комбинации любой из вышеуказанных групп. К предпочтительным связующим группам относятся C1-C8 алкилен (например, этилен или пропилен), C1-C8 оксаалкилен, C1-C8 алкилен-амид-C1-C8 алкилен и C1-C8 алкилен-амин-C1-C8 алкилен. Особенно предпочтительным является C1-C8 оксаалкилен, или C2-C4 оксаалкилен, или оксаэтилен (-O-CH2CH2-).
Соединения формул II, II-1, II-2, II-3 и II-4 могут включать в себя соединения формулы II-5, которые представляют собой соединения формулы II, II-1, II-2, II-3 или II-4, где EWG в каждом случае независимо представляет собой циано, амид, сложный эфир, кето или альдегид. EWG в каждом случае может представлять собой циано.
Соединения формул II, II-1, II-2, II-3, II-4 и II-5 могут включать в себя соединения формулы II-6, представляющие собой соединения формулы II, II-1, II-2, II-3, II-4 или II-5, где n равно 1 или 2, предпочтительно n равно 1.
Соединения по настоящему изобретению могут иметь формулу III:
где EWG в каждом случае независимо представляет собой электроноакцепторную группу; и R1 представляет собой H, C1-C6 алкил, C1-C6 алкокси, C1-C6 тиоалкил, C3-C7 циклоалкил, арил, галоген, гидрокси, амино, NR3R4, бензил, SO3H или SO3M (M представляет собой одновалентный катион, например натрий или калий) или Y-Pg, где R3 и R4 независимо представляют собой H или C1-C6 алкил, Y представляет собой связующую группу; и Pg представляет собой полимеризуемую группу.
Соединения формулы III могут включать в себя соединения формулы III-1, представляющие собой соединения формулы III, где R1 представляет собой H или C1-C6 алкил (предпочтительно этил или метил).
Соединения формулы III могут включать в себя соединения формулы III-2, представляющие собой соединения формулы III, где R1 представляет собой Y-Pg.
Соединения формул III и III-2 могут включать в себя соединения формулы III-3, представляющие собой соединения формулы III или III-2, где Pg (полимеризуемая группа) содержит стирил, винилкарбонат, виниловый эфир, винилкарбамат, N-виниллактам, N-виниламид, (мет)акрилат или (мет)акриламид. Предпочтительные полимеризуемые группы включают (мет)акрилат или (мет)акриламид. Более предпочтительной полимеризуемой группой является метакрилат.
Соединения формул III, III-2 и III-3 могут включать в себя соединения формулы III-4, представляющие собой соединения формулы III, III-2 или III-3, где Y (связующая группа) представляет собой алкилен, циклоалкилен, гетероциклоалкилен, арилен (например, фенилен), гетероарилен, оксаалкилен, алкилен-амид-алкилен, алкилен-амин-алкилен или комбинации любой из вышеуказанных групп. К предпочтительным связующим группам относятся C1-C8 алкилен (например, этилен или пропилен), C1-C8 оксаалкилен, C1-C8 алкилен-амид-C1-C8 алкилен и C1-C8 алкилен-амин-C1-C8 алкилен. Особенно предпочтительным является C1-C8 оксаалкилен, или C2-C4 оксаалкилен, или оксаэтилен (-O-CH2CH2-).
Соединения формул III, III-1, III-2, III-3 и III-4 могут включать в себя соединения формулы III-5, представляющие собой соединения формулы III, III-1, III-2, III-3 или III-4, где EWG в каждом случае независимо представляет собой циано, амид, сложный эфир, кето или альдегид. EWG в каждом случае может представлять собой циано.
Конкретные примеры соединений по настоящему изобретению приведены в таблице A.
Таблица A
2-(9H-тиоксантен-9-илиден)малонитрил
2-((9-(дицианометилен)-9H-тиоксантен-2-ил)окси)этилметакрилат
Соединения по настоящему изобретению можно применять в комбинации с другими светопоглощающими соединениями для обеспечения желательных характеристик поглощения. Например, предпочтительные композиции могут содержать соединение, описанное выше, вместе с соединением, поглощающим УФ-излучение. Подходящие соединения, поглощающие УФ-излучение, известны в данной области техники и относятся к нескольким классам, включающим, без ограничений, бензофеноны, бензотриазолы, триазины, замещенные акрилонитрилы, производные салициклической кислоты, производные бензойной кислоты, производные коричной кислоты, производные халькона, производные дипнона, производные кротоновой кислоты или любые их смеси. Предпочтительным классом соединений, поглощающих УФ-излучение, являются бензотриазолы, такие как Norbloc (2-(2'-гидрокси-5-метакрилилоксиэтилфенил)-2H-бензотриазол).
Соединения по настоящему изобретению могут быть включены в реакционные смеси для образования различных продуктов, включая биомедицинские устройства и офтальмологические устройства. Данные соединения могут, например, быть включены устройство и/или могут быть нанесены на поверхность устройства. При включении в устройство данные соединения могут по существу быть добавлены к реакционной смеси, из которой изготовлено устройство, и могут присутствовать в любом количестве вплоть до предельного значения их растворимости. Например, концентрация указанных соединений может находиться в диапазоне, составляющем по меньшей мере 0,1 процента или по меньшей мере 2 процента; и до 10 процентов или до 5 процентов, основываясь на массовой доле всех компонентов в реакционной смеси, за исключением разбавителя. Типичная концентрация может находиться в диапазоне от 1 до 5 процентов. Верхний предел, как правило, определяется растворимостью соединения с другими сомономерами и/или разбавителями в реакционной мономерной смеси.
Соединения по настоящему изобретению предпочтительно включают в состав офтальмологических устройств. Может быть изготовлено множество офтальмологических устройств, включая очковые линзы, солнцезащитные линзы, жесткие контактные линзы, мягкие контактные линзы, роговичные накладки, роговичные имплантаты, интраокулярные линзы или маскирующие линзы. Офтальмологическое устройство предпочтительно представляет собой интраокулярную линзу или мягкую контактную линзу. Мягкая контактная линза может быть изготовлена из традиционного (несиликонового) гидрогеля или из силиконового гидрогеля.
Офтальмологические устройства по настоящему изобретению могут содержать продукт свободнорадикальной реакции реакционной смеси, содержащей один или более мономеров, подходящих для изготовления желаемого офтальмологического устройства (также называемых в настоящем документе образующими устройство мономерами или образующими гидрогель мономерами), и необязательные компоненты. При полимеризации реакционная смесь приводит к образованию полимерной сетки, из которой может состоять офтальмологическое устройство. Полимерная сетка может представлять собой, например, гидрогель (например, традиционный гидрогель или силиконовый гидрогель).
Соединение по настоящему изобретению может быть сополимеризовано с другими компонентами реакционной смеси, и в этом случае реакционная смесь может в дополнение к одному или более мономерам, подходящим для изготовления требуемого офтальмологического устройства (и любых необязательных компонентов), также содержать одно или более соединений по настоящему изобретению.
Не имеющие ограничительного характера примеры полимерных сеток, в которые может быть включено соединение по настоящему изобретению (например, в виде мономера), описаны выше и включают в себя, например, этафилкон, генфилкон, гилафилкон, ленефилкон, несофилкон, омафилкон, полимакон, вифилкон, аквафилкон, асмофилкон, балафилкон, комфилкон, делефилкон, энфилкон, фанфилкон, формофилкон, галифилкон, лотрафилкон, нарафилкон, риофилкон, самфилкон, сенофилкон, сомофилкон и стенфилкон, включая все их варианты.
В качестве дополнительного примера полимерная сетка может быть изготовлена из реакционной смеси, содержащей одно или более из: гидрофильных компонентов, гидрофобных компонентов, силиконсодержащих компонентов, смачивающих агентов, таких как полиамиды, сшивающих агентов и дополнительных компонентов, таких как разбавители и инициаторы. Как описано выше, реакционная смесь может также содержать одно или более соединений по настоящему изобретению.
Гидрофильные компоненты
Примеры подходящих семейств гидрофильных мономеров, которые могут присутствовать в реакционной смеси, включают в себя (мет)акрилаты, стиролы, виниловые эфиры, (мет)акриламиды, N-виниллактамы, N-виниламиды, N-винилимиды, N-винилмочевины, O-винилкарбаматы, O-винилкарбонаты, другие гидрофильные винильные соединения и их смеси.
Не имеющие ограничительного характера примеры гидрофильных (мет)акрилатных и (мет)акриламидных мономеров включают: акриламид, N-изопропилакриламид, N, N-диметиламинопропил(мет)акриламид, N, N-диметилакриламид (DMA), 2-гидроксиэтилметакрилат (HEMA), 2-гидроксипропил(мет)акрилат, 3-гидроксипропил(мет)акрилат, 2,3-дигидроксипропил(мет)акрилат, 2-гидроксибутил(мет)акрилат, 3-гидроксибутил(мет)акрилат, 4-гидроксибутил(мет)акрилат, N-(2-гидроксиэтил)(мет)акриламид, N, N-бис(2-гидроксиэтил)(мет)акриламид, N-(2-гидроксипропил)(мет)акриламид, N, N-бис(2-гидроксипропил)(мет)акриламид, N-(3-гидроксипропил)(мет)акриламид, N-(2-гидроксибутил)(мет)акриламид, N-(3-гидроксибутил)(мет)акриламид, N-(4-гидроксибутил)(мет)акриламид, 2-аминоэтил(мет)акрилат, 3-аминопропил(мет)акрилат, 2-аминопропил(мет)акрилат, N-2-аминоэтил(мет)акриламиды), N-3-аминопропил(мет)акриламид, N-2-аминопропил(мет)акриламид, N, N-бис-2-аминоэтил(мет)акриламиды, N, N-бис-3-аминопропил(мет)акриламид), N, N-бис-2-аминопропил(мет)акриламид, глицеринметакрилат, полиэтиленгликольмонометакрилат, (мет)акриловую кислоту, винилацетат, акрилонитрил и их смеси.
Гидрофильные мономеры также могут быть ионными, включая анионные, катионные, цвиттерионы, бетаины и их смеси. Не имеющие ограничительного характера примеры таких заряженных мономеров включают (мет)акриловую кислоту, N-[(этенилокси)карбонил]-β-аланин (VINAL), 3-акриламидопропановую кислоту (ACA1), 5-акриламидопентановую кислоту (ACA2), 3-акриламидо-3-метилбутановую кислоту (AMBA), 2- (метакрилоилокси)этилтриметиламмонийхлорид (Q-соль или METAC), 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновую кислоту (AMPS), 1-пропанаминий, N-(2-карбоксиэтил)-N, N-диметил-3-[(1-оксо-2-пропен-1-ил) амино]-, внутреннюю соль (СBT), 1-пропанаминий, N, N-диметил-N-[3-[(1-оксо-2-пропен-1-ил) амино]пропил]-3-сульфо-, внутреннюю соль (SBT), 3,5-диокса-8-аза-4-фосфонаундек-10-ен-1-аминий, 4-гидрокси-N, N,N-триметил-9-оксо-, внутреннюю соль, 4-оксид (9CI) (PBT), 2-метакрилоилоксиэтилфосфорилхолин, 3-(диметил(4-винилбензил)аммонио)пропан-1-сульфонат (DMVBAPS), 3-((3-акриламидопропил)диметиламмонио)пропан-1-сульфонат (AMPDAPS), 3-((3-метакриламидопропил)диметиламмонио)пропан-1-сульфонат (MAPDAPS), 3-((3-(акрилоилокси)пропил)диметиламмонио)пропан-1-сульфонат (APDAPS) и метакрилоилокси)пропил)диметиламмонио)пропан-1-сульфонат (MAPDAPS).
Не имеющие ограничительного характера примеры гидрофильных N-виниллактамовых и N-виниламидных мономеров включают в себя: N-винилпирролидон (NVP), N-винил-2-пиперидон, N-винил-2-капролактам, N-винил-3-метил-2-капролактам, N-винил-3-метил-2-пиперидон, N-винил-4-метил-2-пиперидон, N-винил-4-метил-2-капролактам, N-винил-3-этил-2-пирролидон, N-винил-4,5-диметил-2-пирролидон, N-винилацетамид (NVA), N-винил-N-метилацетамид (VMA), N-винил-N-этилацетамид, N-винил-N-этилформамид, N-винилформамид, N-винил-N-метилпропионамид, N-винил-N-метил-2-метилпропионамид, N-винил-2-метилпропионамид, N-винил-N, N’-диметилмочевина, 1-метил-3-метилен-2-пирролидон, 1-метил-5-метилен-2-пирролидон, 5-метил-3-метилен-2-пирролидон; 1-этил-5-метилен-2-пирролидон, N-метил-3-метилен-2-пирролидон, 5-этил-3-метилен-2-пирролидон, 1-N-пропил-3-метилен-2-пирролидон, 1-N-пропил-5-метилен-2-пирролидон, 1-изопропил-3-метилен-2-пирролидон, 1-изопропил-5-метилен-2-пирролидон, N-винил-N-этилацетамид, N-винил-N-этилформамид, N-винилформамид, N-винилизопропиламид, N-винилкапролактам, N-винилимидазол и их смеси.
Не имеющие ограничительного характера примеры гидрофильных мономеров O-винилкарбаматов и O-винилкарбонатов включают N-2-гидроксиэтилвинилкарбамат и N-виниловый эфир N-карбокси-β-аланина. Дополнительные примеры гидрофильных винилкарбонатных или винилкарбаматных мономеров описаны в патенте США № 5,070,215. Гидрофильные оксазолоновые мономеры описаны в патенте США № 4,910,277.
Другие гидрофильные винильные соединения включают в себя этиленгликольвиниловый эфир (EGVE), ди(этиленгликоль)виниловый эфир (DEGVE), аллиловый спирт, 2-этилоксазолин.
Гидрофильные мономеры также могут представлять собой макромеры или форполимеры поли(этиленгликоля) с линейной или разветвленной цепью, поли(пропиленгликоля) или статистически случайных или блок-сополимеров этиленоксида и пропиленоксида, имеющих полимеризуемые фрагменты, такие как (мет)акрилаты, стиролы, виниловые эфиры, (мет)акриламиды, N-виниламиды и т. п. Макромер таких простых полиэфиров имеет одну полимеризуемую группу; форполимеры могут иметь две или более полимеризуемых групп.
Предпочтительные гидрофильные мономеры по настоящему изобретению представляют собой DMA, NVP, HEMA, VMA, NVA и их смеси. Предпочтительные гидрофильные мономеры включают смеси DMA и HEMA. Специалистам в данной области будут очевидны другие приемлемые гидрофильные мономеры.
В целом в отношении количества присутствующего в реакционной смеси гидрофильного мономера нет никаких особых ограничений. Количество гидрофильного мономера может быть выбрано на основании необходимых характеристик получаемого гидрогеля, включая содержание воды, прозрачность, смачиваемость, поглощение белков и т. п. Смачиваемость может быть измерена с помощью угла смачивания. Желаемые углы смачивания составляют менее чем приблизительно 100˚, менее около 80˚ и менее около 60˚. Гидрофильный мономер может присутствовать в количестве в диапазоне, например, от около 0,1 мас.% до около 100 мас.%, в другом варианте в диапазоне от около 1 мас.% до около 80 мас.%, в другом варианте в диапазоне от около 5 мас.% до около 65 мас.%, в другом варианте в диапазоне от около 40 мас.% до около 60 мас.% или в другом варианте в диапазоне от около 55 до около 60 мас.% от общей массы реакционноспособных компонентов в реакционной мономерной смеси.
Силиконсодержащие компоненты
Силиконсодержащие компоненты, подходящие для применения в изобретении, содержат одно или более полимеризуемых соединений, причем каждое соединение независимо содержит по меньшей мере одну полимеризуемую группу, по меньшей мере одну силоксановую группу и одну или более связующих групп, соединяющих полимеризуемую(-ые) группу(-ы) с силоксановой(-ыми) группой(-ами). Силиконсодержащие компоненты могут, например, содержать от 1 до 220 силоксановых повторяющихся звеньев, таких как описанные ниже группы. Силиконсодержащий компонент может также содержать по меньшей мере один атом фтора.
Силиконсодержащий компонент может содержать: одну или более полимеризуемых групп, как определено выше; одно или более необязательно повторяющихся силоксановых звеньев; и одну или более связующих групп, соединяющих полимеризуемые группы с силоксановыми звеньями. Силиконсодержащий компонент может содержать: одну или более полимеризуемых групп, которые независимо представляют собой (мет)акрилат, стирил, простой виниловый эфир, (мет)акриламид, N-виниллактам, N-виниламид, O-винилкарбамат, O-винилкарбонат, винильную группу или смеси вышеперечисленного; одно или более необязательно повторяющихся силоксановых звеньев; и одну или более связующих групп, соединяющих полимеризуемые группы с силоксановыми звеньями.
Силиконсодержащий компонент может содержать: одну или более полимеризуемых групп, которые независимо представляют собой (мет)акрилат, (мет)акриламид, N-виниллактам, N-виниламид, стирил или смеси вышеперечисленного; одно или более необязательно повторяющихся силоксановых звеньев; и одну или более связующих групп, соединяющих полимеризуемые группы с силоксановыми звеньями.
Силиконсодержащий компонент может содержать: одну или более полимеризуемых групп, которые независимо представляют собой (мет)акрилат, (мет)акриламид или смеси вышеперечисленного; одно или более необязательно повторяющихся силоксановых звеньев; и одну или более связующих групп, соединяющих полимеризуемые группы с силоксановыми звеньями.
Силиконсодержащий компонент может содержать одну или более полимеризуемых групп формулы A:
при этом:
по меньшей мере один RA представляет собой группу формулы Rg-L-, где Rg представляет собой полимеризуемую группу и L представляет собой связующую группу, и каждый из оставшихся RA независимо представляет собой:
(a) Rg-L-,
(b) C1-C16 алкил, необязательно замещенный одним или более из гидрокси, амино, амидо, окса, карбокси, алкилкарбокси, карбонила, алкокси, амидо, карбамата, карбоната, галогена, фенила, бензила или их комбинаций,
(c) C3-C12 циклоалкил, необязательно замещенный одним или более из алкила, гидрокси, амино, амидо, окса, карбонила, алкокси, амидо, карбамата, карбоната, галогена, фенила, бензила или их комбинаций,
(d) C6-C14 арил, необязательно замещенный одним или более из алкила, гидрокси, амино, амидо, окса, карбокси, алкилкарбокси, карбонила, алкокси, амидо, карбамата, карбоната, галогена, фенила, бензила или их комбинаций,
(e) галоген,
(f) алкокси, циклический алкокси или арилокси,
(g) силокси,
(h) алкиленоксиалкил или алкоксиалкиленоксиалкил, такой как полиэтилениоксиалкил, полипропиленоксиалкил или поли(этиленоксисопропиленоксиалкил), или
(i) одновалентную силоксановую цепь, содержащую от 1 до 100 силоксановых повторяющихся звеньев, необязательно замещенных алкилом, алкокси, гидрокси, амино, окса, карбокси, алкилкарбокси, алкокси, амидо, карбаматом, галогеном или их комбинациями; и
n составляет от 0 до 500, или от 0 до 200, или от 0 до 100, или от 0 до 20, причем предполагается, что, если n отлично от 0, то по n представляет собой распределение, имеющее моду, равную заявленному значению. Если n равно 2 или более, SiO-звенья могут содержать одинаковые или разные заместители RA, и если присутствуют различные заместители RA, то группы n могут иметь случайную или блочную конфигурацию.
В формуле A каждый из трех RA может содержать полимеризуемую группу, альтернативно, каждый из двух RA может содержать полимеризуемую группу, или альтернативно, один RA может содержать полимеризуемую группу.
Примеры силиконсодержащих компонентов, пригодных для применения в настоящем изобретении, включают в себя, без ограничений, соединения, перечисленные в таблице B. Если соединения в таблице В содержат полисилоксановые группы, количество повторяющихся звеньев SiO в таких соединениях, если не указано иное, предпочтительно составляет от 3 до 100, более предпочтительно от 3 до 40 или еще более предпочтительно от 3 до 20.
Таблица B
полидиметилсилоксаны с моно(2-гидрокси-3-метакрилоксипропил)-пропилэфирными и моно-н-бутильными концевыми группами (OH-mPDMS) (содержащие от 4 до 30, или от 4 до 20, или от 4 до 15 повторяющихся звеньев SiO)
Дополнительные не имеющие ограничительного характера примеры подходящих силиконсодержащих компонентов перечислены в таблице C. Если не указано иное, где применимо, j2 предпочтительно составляет от 1 до 100, более предпочтительно от 3 до 40 или еще более предпочтительно от 3 до 15. В соединениях, содержащих j1 и j2, сумма j1 и j2 предпочтительно составляет от 2 до 100, более предпочтительно от 3 до 40 или еще более предпочтительно от 3 до 15.
Таблица C
p составляет от 1 до 10
p составляет от 5 до 10
Возможно использование смесей силиконсодержащих компонентов. В качестве примера подходящие смеси могут включать, помимо прочего: смесь полидиметилсилоксана с концевыми моно-(2-гидрокси-3-метакрилоксипропилокси)-пропильной и моно-н-бутильной группами (OH mPDMS) с различными молекулярными массами, такими как смесь OH mPDMS, содержащая 4 и 15 повторяющихся звеньев SiO; смесь OH mPDMS с различными молекулярными массами (например, содержащая 4 и 15 повторяющихся звеньев SiO) вместе с силиконовым сшивающим агентом, таким как бис-3-акрилокси-2-гидроксипропилоксипропил полидиметилсилоксан (ac-PDMS); смесь 2-гидрокси-3-[3-метил-3,3-ди(триметилсилокси)силилпропокси]-пропилметакрилат (SiMAA) и полидиметилсилоксана (mPDMS) с концевыми монометакрилоксипропильной и моно-н-бутильной группами, такого как mPDMS 1000.
Силиконсодержащие компоненты для применения в настоящем изобретении могут иметь среднюю молекулярную массу от около 400 до около 4000 дальтон.
Силиконсодержащий(-ие) компонент(-ы) могут входить в состав в количестве, составляющем до около 95 мас.%, от около 10 мас.% до около 80 мас.%, от около 20 до около 70 мас.% от общего содержания реакционноспособных компонентов в реакционной смеси (за исключением разбавителей).
Полиамиды
Реакционная смесь может включать по меньшей мере один полиамид. Используемый в настоящем документе термин «полиамид» относится к полимерам и сополимерам, содержащим повторяющиеся звенья, в состав которых входят амидные группы. Полиамид может содержать циклические амидные группы, ациклические амидные группы и их комбинации и может представлять собой любой полиамид, известный специалистам в данной области техники. Ациклические полиамиды содержат боковые амидные группы и способны вступать в ассоциацию с гидроксильными группами. Циклические полиамиды содержат циклические амидные группы и способны вступать в ассоциацию с гидроксильными группами.
Примеры подходящих ациклических полиамидов включают полимеры и сополимеры, содержащие повторяющиеся звенья формул G1 и G2:
Формула G1
Формула G2
где X представляет собой непосредственную связь, -(CO)- или -(CONHR44)-, причем R44 представляет собой C1-C3 алкильную группу; R40 выбирают из H, замещенных или незамещенных C1-C4 алкильных групп с линейной или разветвленной цепью; R41 выбирают из H, замещенных или незамещенных C1-C4 алкильных групп с линейной или разветвленной цепью, аминогрупп, содержащих не более двух атомов углерода, амидных групп, содержащих не более четырех атомов углерода, и алкоксильных групп, содержащих не более двух атомов углерода; R42 выбирают из H, замещенных или незамещенных C1-C4 алкильных групп с линейной или разветвленной цепью; или метила, этокси, гидроксиэтила и гидроксиметила; R43 выбирают из H, замещенных или незамещенных C1-C4 алкильных групп с линейной или разветвленной цепью; или метила, этокси, гидроксиэтила и гидроксиметила; где количество атомов углерода в R40 и R41, взятых вместе, равно 8 или менее, включая 7, 6, 5, 4, 3 или менее; и где число атомов углерода в R42 и R43 взятых вместе, равно 8 или менее, включая 7, 6, 5, 4, 3 или менее. Количество атомов углерода в R40 и R41, взятых вместе, может составлять 6 или менее, или 4 или менее. Количество атомов углерода в R42 и R43, взятых вместе, может составлять 6 или менее. В контексте настоящего документа замещенные алкильные группы включают алкильные группы, замещенные амино, амидными, эфирными, гидроксильными, карбонильными, карбоксильными группами или их комбинациями.
R40 и R41 могут быть независимо выбраны из H, замещенных или незамещенных C1-C2 алкильных групп. X может представлять собой непосредственную связь, а R40 и R41 могут быть независимо выбраны из H, замещенных или незамещенных C1-C2 алкильных групп. R42 и R43 могут быть независимо выбраны из H, замещенных или незамещенных C1-C2 алкильных групп, метила, этокси, гидроксиэтила и гидроксиметила.
Ациклические полиамиды по настоящему изобретению могут содержать большинство повторяющихся звеньев формулы LV или формулы LVI, или ациклические полиамиды могут содержать по меньшей мере 50 мольных процентов повторяющихся звеньев формулы G или формулы G1, включая по меньшей мере 70 мольных процентов и по меньшей мере 80 мольных процентов. Конкретные примеры повторяющихся звеньев формулы G и формулы G1 включают повторяющиеся звенья, являющиеся производными N-винил-N-метилацетамида, N-винилацетамида, N-винил-N-метилпропионамида, N-винил-N-метил-2-метилпропионамида, N-винил-2-метилпропионамида, N-винил-N, N’-диметилмочевины, N, N-диметилакриламида, метакриламида и ациклических амидов формул G2 и G3:
Формула G2
Формула G3
Примеры приемлемых циклических амидов, которые могут быть использованы для получения циклических полиамидов настоящего изобретения, включают α-лактам, β-лактам, γ-лактам, δ-лактам и ε-лактам. Примеры приемлемых циклических полиамидов включают полимеры и сополимеры, содержащие повторяющиеся звенья формулы G4:
Формула G4
где R45 представляет собой атом водорода или метильную группу; где f равно целому числу от 1 до 10; где X представляет собой непосредственную связь, -(CO)- или -(CONHR46)-, где R46 представляет собой C1-C3 алкильную группу. В формуле LIX f может быть равно 8 или менее, включая 7, 6, 5, 4, 3, 2 или 1. В формуле G4 f может быть равно 6 или менее, включая 5, 4, 3, 2 или 1. В формуле G4 f может быть равно от 2 до 8, включая 2, 3, 4, 5, 6, 7 или 8. В Формуле LIX f может быть равно 2 или 3. Если X представляет собой прямую связь, f может составлять 2. В таких случаях циклический полиамид может представлять собой поливинилпирролидон (PVP).
Циклические полиамиды по настоящему изобретению могут содержать 50 мольных процентов или более повторяющегося звена формулы G4, или циклические полиамиды могут включать по меньшей мере 50 мольных процентов повторяющегося звена формулы G4, включая по меньшей мере 70 мольных процентов, и по меньшей мере 80 мольных процентов.
Полиамиды также могут представлять собой сополимеры, содержащие повторяющиеся звенья циклических и ациклических амидов. Дополнительные повторяющиеся звенья могут быть образованы из мономеров, выбранных из гидроксиалкил(мет)акрилатов, алкил(мет)акрилатов или других гидрофильных мономеров, и силоксанов, замещенных (мет)акрилатами. Любой из мономеров, указанных выше в качестве подходящих гидрофильных мономеров, может быть использован в качестве сомономера для образования дополнительных повторяющихся звеньев. Конкретные примеры дополнительных мономеров, которые могут использоваться для образования полиамидов, включают 2-гидроксиэтил(мет)акрилат, винилацетат, акрилонитрил, гидроксипропил(мет)акрилат, метил(мет)акрилат и гидроксибутил(мет)акрилат, дигидроксипропил(мет)акрилат, полиэтиленгликольмоно(мет)акрилат и т. п., и их смеси. Также могут быть введены ионные мономеры. Примеры ионных мономеров включают (мет)акриловую кислоту, N-[(этенилокси)карбонил]-β-аланин (VINAL, номер CAS 148969-96-4), 3-акриламидопропионовую кислоту (ACA1), 5-акриламидопентановую кислоту (ACA2), 3-акриламидо-3-метилбутановую кислоту (AMBA), 2-(метакрилоилокси)этилтриметиламмония хлорид (Q соль или METAC), 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновую кислоту (AMPS), 1-пропанаминий, N-(2-карбоксиэтил)-N, N-диметил-3-[(1-оксо-2-пропен-1-ил)амино]-, внутреннюю соль (CBT, карбоксибетаин; CAS 79704-35-1), 1-пропанаминий, N, N-диметил-N-[3-[(1-оксо-2-пропен-1-ил)амино]пропил]-3-сульфо-, внутреннюю соль (SBT, сульфобетаин, CAS 80293-60-3), 3,5-диокса-8-аза-4-фосфаундец-10-ен-1-аминий, 4-гидрокси-N, N,N-триметил-9-оксо-, внутреннюю соль, 4-оксид (9CI) (PBT, фосфобетаин, CAS 163674-35-9), 2-метакрилоилоксиэтилфосфорилхолин, 3-(диметил(4-винилбензил)аммонио)пропан-1-сульфонат (DMVBAPS), 3-((3-акриламидопропил)диметиламмонио)пропан-1-сульфонат (AMPDAPS), 3-((3-метакриламидопропил)диметиламмонио)пропан-1-сульфонат (MAMPDAPS), 3-((3-(акрилоилокси)пропил)диметиламмонио)пропан-1-сульфонат (APDAPS), метакрилоилокси)пропил)диметиламмонио)пропан-1-сульфонат (MAPDAPS).
Реакционная смесь мономера может содержать как ациклический полиамид, так и циклический полиамид или их сополимеры. Ациклический полиамид может быть любым из описанных в настоящем документе ациклических полиамидов или их сополимеров, а циклический полиамид может быть любым из описанных в настоящем документе циклических полиамидов или их сополимеров. Полиамид может быть выбран из группы, состоящей из поливинилпирролидона (PVP), поливинилметацетамида (PVMA), полидиметилакриламида (PDMA), поливинилацетамида (PNVA), поли(гидроксиэтил(мет)акриламида), полиакриламида и их сополимеров и смесей. Полиамид может представлять собой смесь PVP (например, PVP K90) и PVMA (например, имеющий Mw равное приблизительно 570 кДа).
Общее количество полиамидов в реакционной смеси может быть в диапазоне от 1 мас.% до около 35 мас.%, включая в диапазоне от около 1 мас.% до около 15 мас.%, и в диапазоне от около 5 мас.% до около 15 мас.% во всех случаях от общей массы реакционноспособных компонентов в реакционной мономерной смеси.
Безотносительно к какой-либо теории при использовании с силиконовым гидрогелем полиамид выступает в качестве как внутреннего смачиваемого агента. Полиамиды по настоящему изобретению могут быть неполимеризуемыми, и в этом случае их вводят в силиконовые гидрогели в качестве полувзаимопроникающих полимерных сеток. Полиамиды захватываются или физически удерживаются внутри силиконовых гидрогелей. Альтернативно полиамиды по настоящему изобретению могут быть полимеризуемыми, например представлять собой полиамидные макромеры или форполимеры, и в данном случае, являются ковалентно встроенными в силиконовые гидрогели. Также могут быть использованы смеси полимеризуемых и неполимеризуемых полиамидов.
Когда полиамиды вводят в состав реакционной мономерной смеси, они могут иметь среднечисленную молекулярную массу по меньшей мере 100 000 дальтон; более приблизительно 150 000; между от приблизительно 150 000 дальтон до приблизительно 2 000 000 дальтон; между от приблизительно 300 000 дальтон до приблизительно 1 800 000 дальтон; Могут быть использованы более высокомолекулярные полиамиды, если они совместимы с реакционной мономерной смесью.
Сшивающие агенты
По существу, в реакционную смесь желательно добавить один или более сшивающих агентов, также называемых сшивающими мономерами, многофункциональными макромерами и форполимерами. Сшивающие агенты могут быть выбраны из бифункциональных сшивающих агентов, трифункциональных сшивающих агентов, тетрафункциональных сшивающих агентов и их смесей, включая кремнийорганические и не являющиеся кремнийорганическими сшивающие агенты. Несиликонсодержащие сшивающие агенты включают этиленгликольдиметакрилат (EGDMA), тетраэтиленгликольдиметакрилат (TEGDMA), триметилолпропанатриметакрилат (TMPTMA), триаллилцианурат (TAC), глицеринметакрилат, метакрилоксиэтилвинилкарбонат (HEMAVc), аллилметакрилат, метиленбисакриламид (MBA) и полиэтиленгликольдиметакрилат, причем полиэтиленгликоль имеет молекулярную массу до приблизительно 5000 дальтон. Сшивающие агенты применяются в обычных количествах, например, от приблизительно 0,000415 до приблизительно 0,0156 моль на 100 грамм реакционноспособных формул в реакционной смеси. В другом варианте, если гидрофильные мономеры и/или силиконсодержащие компоненты являются многофункциональными благодаря структуре молекулы или из-за наличия примесей, то дополнительное введение в реакционную смесь сшивающего агента является необязательным. Примеры гидрофильных мономеров и макромеров, которые могут выступать в роли сшивающих агентов и при их наличии которых не требуется введение в реакционную смесь дополнительных сшивающих агентов, включают полиэфиры с (мет)акрилатными и (мет)акриламидными концевыми группами. Специалистам в данной области известны и другие сшивающие агенты, которые могут быть использованы для получения силиконовых гидрогелей настоящего изобретения.
Может быть желательным выбирать сшивающие агенты с той же реакционной способностью, что у одного или более других реакционноспособных компонентах в составе. В некоторых случаях может быть желательным выбирать смесь сшивающих агентов с различной реакционной способностью для контроля некоторого физического, механического или биологического свойства полученного силиконового гидрогеля. На структуру и морфологию силиконового гидрогеля может также оказывать влияние разбавитель(-и) и используемые условия полимеризации.
Многофункциональные силиконсодержащие компоненты, включая макромеры, сшивающие агенты, форполимеры, также могут быть использованы для дополнительного повышения модуля упругости при сохранении прочности на разрыв. Силиконсодержащие сшивающие агенты могут быть использованы самостоятельно или в комбинации с другими сшивающими агентами. Примером силиконсодержащего компонента, который действует в качестве сшивающего агента, и при наличии которого не требуется добавления дополнительных сшивающих агентов в реакционную смесь, является α,ω-бисметакрилоксипропил полидиметилсилоксан. Другой пример представляет собой бис-3-акрилокси-2-гидроксипропилоксипропил полидиметилсилоксан (ac PDMS).
Также могут быть использованы сшивающие агенты, которые имеют жесткие химические структуры и полимеризуемые группы, участвующие в свободнорадикальной полимеризации. Не имеющие ограничительного характера примеры подходящих жестких структур включают сшивающие агенты, содержащие фенильное и бензильное кольцо, такие как 1,4-фенилендиакрилат, 1,4-фенилендиметакрилат, 2,2-бис(4-метакрилоксифенил)-пропан, 2,2-бис[4-(2-акрилоксиэтокси)фенил]пропан, 2,2-бис[4-(2-гидрокси-3-метакрилоксипропокси)фенил]пропан и 4-винилбензилметакрилат и их комбинации. Жесткие сшивающие агенты могут быть введены в количествах между приблизительно 0,5 и приблизительно 15, или 2-10, 3-7 в расчете на суммарную массу всех реакционных компонентов. Физические и механические свойства силиконовых гидрогелей настоящего изобретения могут быть оптимизированы для конкретного применения путем корректирования компонентов реакционной смеси.
Не имеющие ограничительного характера примеры силиконовых сшивающих агентов также включают в себя многофункциональные силиконсодержащие компоненты, представленные выше в таблице D.
Дополнительные составляющие
Реакционная смесь может содержать дополнительные компоненты, такие как, помимо прочего, разбавители, инициаторы, УФ-поглотители, поглотители видимого света, фотохромные соединения, лекарственные препараты, нутрицевтики, противомикробные вещества, красители, пигменты, сополимеризуемые красители и неполимеризуемые красители, разделительные агенты и их комбинации.
Классы подходящих разбавителей для реакционных смесей силиконовых гидрогелей включают спирты, имеющие от 2 до 20 атомов углерода, амиды, имеющие от 10 до 20 атомов углерода, полученные из первичных аминов, и карбоновые кислоты, имеющие от 8 до 20 атомов углерода. Разбавители могут представлять собой первичные, вторичные и третичные спирты.
По существу, реакционноспособные компоненты смешивают с разбавителем для образования реакционной смеси. Приемлемые разбавители известны специалистам в данной области. Подходящие разбавители для силиконовых гидрогелей описаны в WO 03/022321 и US 6020445, описание которых включено в настоящий документ посредством ссылки.
Классы подходящих разбавителей для реакционных смесей силиконовых гидрогелей включают спирты, имеющие от 2 до 20 атомов углерода, амиды, имеющие от 10 до 20 атомов углерода, полученные из первичных аминов, и карбоновые кислоты, имеющие от 8 до 20 атомов углерода. Могут быть использованы первичные и третичные спирты. Предпочтительные классы включают в себя спирты, имеющие от 5 до 20 атомов углерода, и карбоновые кислоты, имеющие от 10 до 20 атомов углерода.
Конкретные разбавители, которые могут быть использованы, включают в себя 1-этокси-2-пропанол, диизопропиламиноэтанол, изопропанол, 3,7-диметил-3-октанол, 1-деканол, 1-додеканол, 1-октанол, 1-пентанол, 2-пентанол, 1-гексанол, 2-гексанол, 2-октанол, 3-метил-3-пентанол, трет-амиловый спирт, трет-бутанол, 2-бутанол, 1-бутанол, 2-метил-2-пентанол, 2-пропанол, 1-пропанол, этанол, 2-этил-1-бутанол, (3-ацетокси-2-гидроксипропилокси)пропилбис(триметилсилокси)метилсилан, 1-трет-бутокси-2-пропанол, 3,3-диметил-2-бутанол, трет-бутоксиэтанол, 2-октил-1-додеканол, декановую кислоту, октановую кислоту, додекановую кислоту, 2-(диизопропиламино)этанол, их смеси и т. п. Примеры амидных разбавителей включают N, N диметил пропионамид и диметилацетамид.
Предпочтительные разбавители включают в себя 3,7-диметил-3-октанол, 1-додеканол, 1-деканол, 1-октанол, 1-пентанол, 1-гексанол, 2-гексанол, 2-октанол, 3-метил-3-пентанол, 2-пентанол, трет-амиловый спирт, трет-бутанол, 2-бутанол, 1-бутанол, 2-метил-2-пентанол, 2-этил-1-бутанол, этанол, 3,3-диметил-2-бутанол, 2-октил-1-додеканол, декановую кислоту, октановую кислоту, додекановую кислоту, их смеси и т. п.
Более предпочтительные разбавители включают в себя 3,7-диметил-3-октанол, 1-додеканол, 1-деканол, 1-октанол, 1-пентанол, 1-гексанол, 2-гексанол, 2-октанол, 1-додеканол, 3-метил-3-пентанол, 1-пентанол, 2-пентанол, трет-амиловый спирт, трет-бутанол, 2-бутанол, 1-бутанол, 2-метил-2-пентанол, 2-этил-1-бутанол, 3,3-диметил-2-бутанол, 2-октил-1-додеканол, их смеси и т. п.
По существу, нет никаких специальных ограничений на количество присутствующего разбавителя, если разбавитель наличествует. Если использован разбавитель, он может присутствовать в количестве в диапазоне от около 2 мас.% до около 70 мас.%, включая в диапазоне от около 5 мас.% до около 50 мас.%, и в диапазоне от около 15 мас.% до около 40 мас.% от общей массы реакционных смесей (включая реакционноспособные и нереакционноспособные формулы). Могут быть использованы смеси разбавителей.
В реакционной смеси может быть использован инициатор полимеризации. Инициаторы полимеризации могут включать по меньшей мере один из лауроилпероксида, бензоилпероксида, изопропилперкарбоната, азобисизобутиронитрила и т. п., которые генерируют свободные радикалы при умеренно повышенных температурах, и фотосенсибилизирующие системы, такие как ароматические альфа-гидроксикетоны, алкоксиоксибензоины, ацетофеноны, акрилфосфиноксиды, бисацилфосфиноксиды и третичный амин плюс дикетон, их смеси и т. п. Иллюстративными примерами фотоинициаторов являются 1-гидроксициклогексилфенилкетон, 2-гидрокси-2-метил-1-фенилпропан-1-он, бис(2,6-диметоксибензоил)-2,4-4-триметилпентилфосфиноксид (DMBAPO), бис(2,4,6-триметилбензоил)-фенилфосфиноксид (Irgacure 819), 2,4,6-триметилбензилдифенилфосфиноксид и 2,4,6-триметилбензоилдифенилфосфиноксид, бензоинметиловый эфир и комбинация камфорхинона и этил-4-(N, N-диметиламино)бензоата.
Реализуемые на рынке (компанией IGM Resins B.V., Нидерланды) чувствительные к воздействию видимого света системы инициаторов включают Irgacure® 819, Irgacure® 1700, Irgacure® 1800, Irgacure® 819, Irgacure® 1850 и инициатор Lucrin® TPO. Реализуемые на рынке (компанией IGM Resins B.V.) чувствительные к УФ-излучению фотоинициаторы включают Darocur® 1173 и Darocur® 2959. Эти и другие фотоинициаторы, которые могут применяться, описаны в томе III Photoinitiators for Free Radical Cationic & Anionic Photopolymerization, том III, 2-е издание J. V. Crivello и K. Dietliker; edited by G. Bradley; John Wiley and Sons; New York; 1998. Инициатор используют в реакционной смеси в эффективных количествах для инициирования фотополимеризации реакционной смеси, например, от приблизительно 0,1 до приблизительно 2 частей по массе на 100 частей реакционной мономерной смеси. Полимеризация реакционной смеси может быть инициирована с помощью грамотно подобранного нагрева, или воздействия видимого или ультрафиолетового света, или других способов в зависимости от используемого инициатора полимеризации. В другом варианте инициирование может быть проведено с помощью электронного луча без фотоинициатора. Однако если используют фотоинициатор, то предпочтительными инициаторами являются бисацилфосфиноксиды, такие как бис(2,4,6-триметилбензоил)-фенилфосфиноксид (Irgacure® 819) или комбинация 1-гидроксициклогексилфенилкетона и бис(2,6-диметоксибензоил)-2,4-4-триметилфенилфосфиноксида (DMBAPO).
Реакционная смесь для изготовления офтальмологических устройств по настоящему изобретению помимо соединения по настоящему изобретению может содержать любое из полимеризуемых соединений и дополнительных компонентов, описанных выше.
Реакционная смесь может содержать: соединение по настоящему изобретению, такое как соединение формулы I, и гидрофильный компонент.
Реакционная смесь может содержать: соединение по настоящему изобретению, такое как соединение формулы I, и гидрофильный компонент, выбранный из DMA, NVP, HEMA, VMA, NVA, метакриловой кислоты и их смесей. Предпочтительными являются смеси HEMA и метакриловой кислоты.
Реакционная смесь может содержать: соединение по настоящему изобретению, такое как соединение формулы I, гидрофильный компонент и силиконсодержащий компонент.
Реакционная смесь может содержать: соединение по настоящему изобретению, такое как соединение формулы I, гидрофильный компонент, выбранный из DMA, HEMA и их смесей; силиконсодержащий компонент, выбранный из 2-гидрокси-3-[3-метил-3,3-ди(триметилсилокси)силилпропокси]пропилметакрилата (SiMAA), полидиметилсилоксана с концевыми монометакрилоксипропильной и моно-н-бутильной группами (mPDMS), полидиметилсилоксана с концевыми моно-(2-гидрокси-3-метакрилоксипропилокси)-пропильной и моно-н-бутильной группами (OH-mPDMS) и их смесей; и смачивающий агент (предпочтительно PVP или PVMA). Для гидрофильного компонента предпочтительными являются смеси DMA и HEMA. Для силиконсодержащего компонента предпочтительными являются смеси SiMAA и mPDMS.
Реакционная смесь может содержать: соединение по настоящему изобретению, такое как соединение формулы I, гидрофильный компонент, содержащий смесь DMA и HEMA; силиконсодержащий компонент, содержащий смесь OH-mPDMS, имеющую от 2 до 20 повторяющихся единиц (предпочтительно смесь, имеющую от 4 до 15 повторяющихся единиц). Реакционная смесь предпочтительно дополнительно содержит силиконсодержащий сшивающий агент, такой как ac-PDMS. Также предпочтительно, чтобы реакционная смесь содержала смачивающий агент (предпочтительно DMA, PVP, PVMA или их смеси).
Реакционная смесь может содержать: соединение по настоящему изобретению, такое как соединение формулы I; от около 1 мас.% до около 15 мас.% по меньшей мере одного полиамида (например, ациклического полиамида, циклического полиамида или их смесей); по меньшей мере один первый монофункциональный гидроксилзамещенный поли(двузамещенный силоксан), содержащий от 4 до 8 силоксановых повторяющихся звеньев (например, OH-mPDMS, где n составляет от 4 до 8, предпочтительно n равно 4); по меньшей мере один второй гидроксилзамещенный поли(двузамещенный силоксан), представляющий собой монофункциональный гидроксилзамещенный поли(двузамещенный силоксан), имеющий от 10 до 200 или 10-100, или 10-50 или 10-20 силоксановых повторяющихся звеньев (например, OH-mPDMS, где n равно от 10 до 200 или 10-100, или 10-50, или 10-20, или предпочтительно n равно 15); от около 5 масс.% до около 35 масс.% по меньшей мере одного гидрофильного мономера; и в некоторых случаях многофункциональный гидроксилзамещенный поли(двузамещенный силоксан), имеющий от 10 до 200 или от 10 до 100 силоксановых повторяющихся звеньев (например, ac-PDMS). Первый монофункциональный гидроксилзамещенный поли(двузамещенный силоксан) и второй гидроксилзамещенный поли(двузамещенный силоксан) предпочтительно присутствуют в концентрациях, обеспечивающих отношение массовой доли первого монофункционального гидроксилзамещенного поли(двузамещенного силоксана) к массовой доле второго гидроксилзамещенного поли(двузамещенного силоксана), равное 0,4-1,3 или 0,4-1,0.
Вышеупомянутые реакционные смеси могут содержать необязательные ингредиенты, такие как, помимо прочего, один или более инициаторов, внутренние смачивающие агенты, сшивающие агенты, другие поглотители УФ-/ HEV- излучения и разбавители.
Отверждение гидрогелей и изготовление линзы
Реакционные смеси могут быть образованы любым способом, известным в данной области техники, таким как взбалтывание или перемешивание, и применяться для образования полимерных изделий или устройств известными способами. Реакционноспособные компоненты смешивают вместе с разбавителем или без него с образованием реакционной смеси.
Например, офтальмологические устройства могут быть получены путем смешивания реакционноспособных компонентов и в некоторых случаях необязательно разбавителя(-ей) с инициатором полимеризации и отверждением в надлежащих условиях с образованием продукта, которому впоследствии можно придать соответствующую форму путем токарной обработки, фрезеровки и т. п. В другом варианте реакционная смесь может быть помещена в пресс-форму и впоследствии полимеризована в соответствующее изделие.
Способ изготовления отформованного офтальмологического устройства, такого как силикон-гидрогелевая контактная линза, может содержать: подготовку реакционной мономерной смеси; перемещение реакционной мономерной смеси в первую пресс-форму; помещение второй пресс-формы наверх первой пресс-формы, заполненной реакционной мономерной смесью; и отверждение реакционной мономерной смеси путем свободнорадикальной сополимеризации с образованием силиконового гидрогеля в форме контактной линзы.
Реакционная смесь может быть отверждена посредством любого известного способа формования реакционной смеси при изготовлении контактных линз, включая центробежное литье и статическое литье. Способы центробежного литья описаны в патентах США № 3408429 и 3660545, а способы статического литья описаны в патентах США № 4113224 и 4197266. Контактные линзы настоящего изобретения могут быть образованы путем прямого формования силиконовых гидрогелей, что является экономичным и позволяет точно контролировать окончательную форму гидратированной линзы. При использовании данного способа реакционную смесь помещают в пресс-форму, имеющую форму готового силиконового гидрогеля, и реакционную смесь подвергают воздействию условий, в которых полимеризуют мономеры, получая таким образом полимер, форма которого приблизительно соответствует желаемой форме готового продукта.
После полимеризации линзу могут подвергать экстрагированию для удаления непрореагировавших компонентов, после чего линзу извлекают из пресс-формы. Экстрагирование может быть проведено с использованием обычных экстрагентов, таких как органические растворители, например спирты, или может быть проведено с использованием водных растворов.
Водные растворы представляют собой растворы, содержащие воду. Водные растворы по настоящему изобретению могут содержать по меньшей мере около 20 мас.% воды или по меньшей мере около 50 мас.% воды, или по меньшей мере около 70 мас.% воды, или по меньшей мере около 95 мас.% воды. Водные растворы могут также включать дополнительные водорастворимые формулы, такие как неорганические соли или разделительные агенты, смачивающие агенты, антифрикционные добавки, лекарственные и нутрицевтические формулы, их комбинации и т. п. Разделительные агенты представляют собой соединения или смеси соединений, которые в сочетании с водой сокращают время, необходимое для извлечения контактной линзы из пресс-формы, по сравнению со временем, необходимым для извлечения такой линзы с использованием водного раствора, не содержащего разделительный агент. Водные растворы могут не требовать специального обращения, например очистки, переработки или специальных процедур утилизации.
Экстрагирование может выполняться, например, путем погружения линзы в водный раствор или путем воздействия на линзу потока водного раствора. Экстракция может также включать в себя, например, одно или более из: нагревания водного раствора; перемешивания водного раствора; повышения уровня вспомогательного разделительного агента в водном растворе до уровня, достаточного для извлечения линзы; механического или ультразвукового перемешивания линзы; и введения в водный раствор по меньшей мере одного выщелачивающего или экстракционного вспомогательного средства до уровня, достаточного для облегчения адекватного удаления непрореагировавших компонентов из линзы. Вышеупомянутые процессы можно проводить последовательно или непрерывно с дополнительным воздействием или без дополнительного воздействия нагреванием, перемешиванием или и тем и другим.
Для облегчения выщелачивания и извлечения может потребоваться физическое перемешивание. Например, та часть пресс-формы, к которой прикреплена готовая линза, может быть подвергнута вибрации или движению вперед-назад внутри водного раствора. Другие способы могут включать в себя пропускание ультразвуковых волн через водный раствор.
Линзы могут быть стерилизованы известными способами, такими как, помимо прочего, автоклавирование.
Как указано выше, предпочтительные офтальмологические устройства представляют собой контактные линзы, более предпочтительно мягкие гидрогелевые контактные линзы. Длины волн и процентные значения пропускания, описанные в настоящем документе, могут быть измерены на различной толщине линз с использованием, например, методик, описанных в примерах. В качестве примера предпочтительная толщина центральной части для измерения спектров пропускания в мягкой контактной линзе может составлять от 80 до 100 микрон, или от 90 до 100 микрон, или от 90 до 95 микрон. Как правило, измерение может быть выполнено в центре линзы при помощи, например, прибора с прорезью шириной 4 нм.
Силикон-гидрогелевые офтальмологические устройства (например, контактные линзы) в соответствии с изобретением предпочтительно обладают следующими свойствами. Все приведенные значения предваряются модификатором «приблизительно», и устройства могут иметь любую комбинацию из перечисленных свойств. Свойства могут быть определены способами, известными специалистам в данной области, например, как описано в патентной заявке США US20180037690, содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.
Концентрация воды, %: по меньшей мере 20% или по меньшей мере 25%, и до 80% или до 70%
Мутность: 30% или менее или 10% или менее
Динамический краевой угол натекания (способ с использованием пластины Вильгельми): 100° или менее или 80° или менее; или 50° или менее
Модуль упругости при растяжении (фунтов на кв. дюйм): 120 или менее, или от 80 до 120
Проницаемость кислорода (Dk, барреры): по меньшей мере 80 или по меньшей мере 100, или по меньшей мере 150, или по меньшей мере 200
Удлинение при растяжении на разрыв: по меньшей мере 100
Для ионных силиконовых гидрогелей также могут быть предпочтительными следующие свойства (в дополнение к перечисленным выше):
Поглощение лизоцима (мкг/линза): по меньшей мере 100 или по меньшей мере 150, или по меньшей мере 500, или по меньшей мере 700
Поглощение поликватерния 1 (PQ1) (%): 15 или менее, или 10 или менее, или 5 или менее
Соединения по настоящему изобретению можно применять с другими продуктами помимо офтальмологических устройств. Например, данные соединения можно использовать в окнах (например, окнах транспортных средств или зданий) или оптическом оборудовании, таком как бинокли и камеры и т. п. При таком применении соединения, например, могут быть нанесены на поверхность устройства. Для облегчения нанесения покрытия соединение можно растворить в растворителе.
Некоторые варианты осуществления изобретения будут подробно описаны в представленных ниже примерах.
ПРИМЕРЫ
Способы тестирования
Спектры соединений в растворе в УФ- и видимой области измеряли с помощью сканирующего спектрометра УФ/ВИД Perkin Elmer Lambda 45, Agilent Cary 6000i или Ocean Optics QE65 PRO (источник света DH-2000-BAL). Перед использованием прибор термически уравновешивали в течение по меньшей мере тридцати минут. Для прибора Perkin Elmer диапазон сканирования составлял 200-800 нм; скорость сканирования составляла 960 нм в минуту; ширина прорези составляла 4 нм; режим был установлен на пропускание или поглощение; и выбрана коррекция базовой линии. Для прибора Cary диапазон сканирования составлял 200-800 нм; скорость сканирования составляла 600 нм/мин; ширина прорези составляла 2 нм; режим был на пропускание или поглощение; и выбрана коррекция базовой линии. Для прибора Ocean Optics диапазон сканирования составлял 200-800 нм; ширина прорези составляла 10 мкм; режим был на пропускание или поглощение; и выбрана коррекция базовой линии. Перед анализом образцов с использованием функции автоматической установки на нуль проводили коррекцию базовой линии.
Спектры контактных линз, сформированных частично из заявленных композиций, в УФ- и видимой области измеряли с помощью сканирующего спектрометра Perkin Elmer Lambda 45 UV/VIS, Agilent Cary 6000i UV/VIS или Ocean Optics UV/VIS. Перед использованием прибор термически уравновешивали в течение по меньшей мере тридцати минут. Коррекцию базовой линии проводили с помощью кювет, содержащих двухгнездные пластмассовые держатели для линз и одинаковые растворители. Эти два двухгнездных держателя для контактных линз были выполнены с возможностью удержания образца в кварцевой кювете в месте, через которое проходит падающий свет. Контрольная кювета также содержала двухгнездный держатель. Для обеспечения постоянной толщины образцов все линзы были изготовлены с использованием идентичных пресс-форм. Толщину центра контактной линзы измеряли с помощью электронного толщиномера. Приведенные значения толщины центральной части и спектры пропускания получены путем усреднения данных по трем отдельным линзам.
Важно обеспечить полную чистоту и сухость наружных поверхностей кюветы и отсутствие пузырьков воздуха в ней. Воспроизводимость результатов измерения улучшается, когда контрольную кювету и ее держатель для линзы не заменяют на другие, и когда во всех образцах используют одну и ту же анализируемую кювету и ее держатель для линзы, убеждаясь при этом, что обе кюветы надлежащим образом вставлены в прибор.
В примерах и фигурах будут применяться следующие сокращения, значения которых приведены ниже:
л: литр(-ы)
мл: миллилитр(-ы)
Эквив. или экв.: эквивалент
кг: килограмм(-ы)
г: грамм(-ы)
мг: миллиграмм(-ы)
моль: моль(-и)
ммоль: миллимоль(-ли)
Да: дальтон или г/моль
кДа: килодальтон или атомная единица массы, равная 1000 дальтон
мин: минута(-ы)
мкм: микрометр(-ы)
нм: нанометр(-ы)
1H ЯМР: спектроскопия ядерного магнитного резонанса
УФ-ВИД: спектроскопия в видимой и ультрафиолетовой областях спектра
ТСХ: тонкослойная хроматография
BC: пластмассовая пресс-форма задней или основной криволинейной поверхности
FC: пластмассовая пресс-форма передней криволинейной поверхности
PP: полипропилен, который представляет собой гомополимер пропилена
TT: Tuftec, который представляет собой гидрированный стирол-бутадиеновый блок-сополимер (Asahi Kasei Chemicals)
Z: Zeonor, который представляет собой полициклоолефиновый термопластичный полимер (Nippon Zeon Co Ltd)
DMA: N, N-диметилакриламид (Jarchem)
HEMA: 2-гидроксиэтилметакрилат (Bimax)
PVP K90: поли (N-винилпирролидон) (ISP Ashland)
EGDMA: этиленгликольдиметакрилат (Esstech)
TEGDMA: тетраэтиленгликольдиметакрилат (Esstech)
Irgacure или Omnirad 1870: смесь бис(2,6-диметоксибензоил)-2,4,4-триметилпентилфосфиноксида и 1-гидроксициклогексилфенилкетона (IGM Resins или BASF или Ciba Specialty Chemicals)
mPDMS: полидиметилсилоксан с моно-н-бутильными и монометакрилоксипропильными концевыми группами (Mn=800-1500 дальтон) (Gelest)
HO-mPDMS: полидиметилсилоксан с моно-н-бутильными и моно- (2-гидрокси-3-метакрилоксипропил)пропил эфирными концевыми группами (Mn=400-1500 г/моль) (Ortec или DSM-Polymer Technology Group)
HO-mPDMS (n=4):
HO-mPDMS (n=15):
nBu: n-бутил
XLMA: бис-3-метакрилокси-2-гидроксипропилоксипропилполидиметилсилоксан (Mn=2000 дальтон, среднее значение n=23 при H1 ЯМР (CDCl3, 500 МГц) (Shin Etsu)
SiMAA: 2-пропеновая кислота, 2-метил-2-гидрокси-3-[3-[1,3,3,3-тетраметил-1-[(триметилсилил)окси]дисилоксанил]пропокси]пропиловый эфир (Toray) или 3-(3-(1,1,1,3,5,5,5-гептаметилтрисилоксан-3-ил)пропокси)-2-гидроксипропилметакрилат
Norbloc: 2-(2’-гидрокси-5-метакрилоксиэтилфенил)-2H-бензотриазол (Janssen)
RB247: 1,4-Бис[2-метакрилоксиэтиламино]-9,10-антрахинон
TL03 источники света: Лампы Phillips TLK 40W/03
СИД: светодиод
D3O: 3,7-диметил-3-октанол (Vigon)
3M3P: 3-этил 3-пентанол
DIW: деионизированная вода
MeOH: метанол
IPA: изопропиловый спирт
DMF: N, N-диметилформамид
DMSO: диметилсульфоксид
DCM или CH2Cl2: дихлорметан или метиленхлорид
DCE: 1,2-дихлорэтан
CDCl3: дейтрохлороформ
PhOH: фенол
H2SO4: серная кислота
HCl: соляная кислота
pTsOH: p-толуолсульфоновая кислота
Ac2O: уксусный ангидрид
Cs2CO3: карбонат цезия
SOCl2: тионил хлорид
NaH: гидрид натрия
CPTP: 2-(3-хлорпропокси)тетрагидро-2H-пиран
NaI: иодид натрия
забуференный боратом раствор для хранения: 18,52 граммов (300 ммоль) борной кислоты, 3,7 граммов (9,7 ммоль) декагидрата бората натрия и 28 граммов (197 ммоль) сульфата натрия растворяли в количестве деионизированной воды, достаточном для заполнения 2-литровой мерной колбы.
Пример 1. Синтез 2-((9-(дицианометилен)-9H-тиоксантен-2-ил)окси)этилметакрилата (соединение A), как показано на схеме 1
Схема 1
Тиосалициловую кислоту (6,3 г, ~0,041 моль) добавляли в течение 5 мин к 60 мл концентрированной серной кислоты при постоянном перемешивании системы. Фенол (18,8 г, ~5 экв.) добавляли к реакционной смеси порциями на протяжении 30 минут, в течение которых температура повышалась до 60 °C. После прекращения экзотермической реакции смесь нагревали до 80 °C, а затем выдерживали при этой температуре в течение 2,5 ч при постоянном перемешивании. Реакционную смесь медленно добавляли к 600 мл кипящей воды при перемешивании раствора. При разбавлении образовывался ярко-желтый осадок, суспензию нагревали в течение еще 10 мин, после чего ее охлаждали до комнатной температуры. Твердые вещества фильтровали через воронку из фриттованного стекла. Желтые твердые вещества промывали 3 раза с помощью 300 мл воды, сушили в вакуумной печи при 50 °C и использовали на следующем этапе как есть.
Суспензию 2-гидрокси-9H-тиоксантен-9-она (2,28 г, 0,01 моль), 2,0 г 2-хлорэтилметакрилата (0,0135 моль) и 5,0 г карбоната цезия (0,015 моль) в 25 мл безводного DMSO перемешивали в атмосфере азота при 60 °C в течение ночи. Смесь охлаждали до комнатной температуры и выливали в 300 мл этилацетата. Органические слои экстрагировали 3 раза с помощью 200 мл 1% водного раствора хлорида натрия, после чего выпаривали летучие вещества при пониженном давлении. Оставшиеся твердые вещества промывали с помощью воронки из фриттованного стекла гексанами, сушили в вакуумной печи при 50 °C и использовали на следующем этапе как есть.
2,4 г неочищенного 2-(2-метакрилоксиэтокси)-9H-тиоксантен-9-она (0,007 моль) загружали в круглодонную колбу, оснащенную магнитной мешалкой и обратным холодильником. Систему помещали в атмосферу азота и в колбу добавляли тионилхлорид (8 мл, 13,12 г, 0,111 моль). Смесь осторожно нагревали с обратным холодильником в течение одного часа, после чего тионилхлорид выпаривали при пониженном давлении. Колбу помещали в атмосферу азота, добавляли раствор 1,39 г малонитрила (~3 экв.) и 5 г пиридина в 20 мл дихлорметана, и смесь перемешивали при осторожном нагревании с обратным холодильником в течение еще двух часов.
После завершения реакции смесь разбавляли 300 мл этилацетата и органические слои экстрагировали с помощью 0,2 N хлористоводородной кислоты с последующей 2-разовой промывкой 300 мл воды. Продукт выделяли в виде оранжевого твердого вещества после хроматографии на силикагеле с использованием метиленхлорида и ацетона. Соединение A: 1H ЯМР (500 МГц, CDCl3) δ 1,92 (3H, bs, CH3), 4,31 (1H, t, J=4,0 Гц), 4,51 (1H, t, 4,5 Гц), 5,56 (1H, bs, винильный), 6,12 (1H, bs, винильный), 7,13-8,11 (6H, ArH).
Спектр пропускания УФ-ВИД раствора соединения А в метаноле с концентрацией 0,2 ммоль/л показан на фиг. 1. Cпектр поглощения УФ-ВИД раствора соединения А в метаноле с концентрацией 0,2 ммоль/л, наложенный на справочные спектры макулярного пигмента, показан на фиг. 2.
Пример 2
Получают реакционные смеси мономеров, содержащие 77 массовых процентов композиций, перечисленных в таблице 1, и 23 массовых процента разбавителя D3O. Реакционные смеси мономеров фильтруют через фильтр с размером пор 3 мкм с помощью шприца из нержавеющей стали под давлением.
Таблица 1
(масс.%)
Указанную реакционную смесь мономеров дегазируют при температуре окружающей среды путем создания вакуума (40 торр) в течение по меньшей мере 20 минут. В перчаточном боксе с атмосферой газообразного азота и газообразным кислородом с концентрацией около 0,1-0,2 процента около 75 мкл реакционной смеси дозируют при помощи пипетки Эппендорф при комнатной температуре в FC, изготовленной из смеси Zeonor/TT в соотношении 90:10 (по массе). Затем BC, изготовленную из смеси Z:TT в соотношении 90:10 (по массе) помещают в FC. Пресс-формы выдерживают в перчаточном боксе не менее двенадцати часов перед нанесением. Поддоны, каждый из которых содержит восемь пресс-форм для литья, переносят в смежный перчаточный бокс, в котором поддерживают температуру 65 °C, и линзы полимеризуют сверху и снизу с использованием светодиодных ламп с длиной волны 435 нм и интенсивностью около 1,5 мВт/см² в течение 3 минут, а затем около 2,5 мВт/см² в течение 7 минут.
Линзы извлекают из формы вручную и освобождают путем суспендирования линз приблизительно в одном литре 70% IPA в течение около одного часа с последующим замачиванием дважды в 70% IPA в течение 30 минут; затем дважды в свежем DIW в течение 15 минут; затем дважды в с упаковочным растворе в течение 30 минут. Линзы уравновешивают и хранят в боратном буферном упаковочном растворе. Специалист обычной квалификации определит, что данный процесс извлечения линзы может быть изменен в зависимости от состава линзы и материалов пресс-формы, с учетом концентрации водных растворов изопропанола, количества промывок каждым растворителем и продолжительности каждого этапа. Целью процесса извлечения линз является извлечение всех линз без нанесения повреждений и переход от разбухших сеток разбавителя к разбухшим сеткам раствора для хранения.
Пример 3
Получали реакционную смесь мономера, содержащую 77 массовых процентов композиции, приведенной в таблице 2, и 23 массовых процента разбавителя 3M3P. Соединение A сначала растворяли в DMA; затем полученный раствор добавляли к другому раствору, содержащему все остальные компоненты и разбавитель. Реакционную смесь мономера фильтровали через фильтр с размером пор 3 мкм с помощью шприца из нержавеющей стали под давлением. Реакционную смесь мономера дегазировали при температуре окружающей среды путем создания вакуума (40 торр) в течение по меньшей мере 20 минут. В перчаточном боксе с атмосферой газообразного азота и газообразным кислородом с концентрацией около 0,1-0,2 процента около 75 мкл реакционной смеси дозировали при помощи пипетки Эппендорф при комнатной температуре в FC, изготовленной из смеси Zeonor/TT в соотношении 90:10 (по массе). Затем BC, изготовленную из смеси Z:PP в соотношении 90:10 (по массе) помещали в FC. Пресс-формы выдерживают в перчаточном боксе не менее двенадцати часов перед нанесением. Поддоны, каждый из которых содержал восемь пресс-форм для литья, переносили в смежный перчаточный бокс, в котором поддерживали температуру 65 °C, и линзы полимеризовали сверху и снизу с использованием светодиодных ламп с длиной волны 420 нм и интенсивностью около 1,5 мВт/см² в течение 3 минут, а затем около 5 мВт/см² в течение 5 минут.
Линзы извлекают из формы вручную и высвобождают путем суспендирования линз приблизительно в одном литре 70% IPA в течение около одного часа с последующим замачиванием дважды в 70% IPA в течение 30 минут; затем дважды в свежем DIW в течение 15 минут; затем дважды в с упаковочным растворе в течение 30 минут. Линзы уравновешивают и хранят в боратном буферном упаковочном растворе. Специалист обычной квалификации определит, что данный процесс извлечения линзы может быть изменен в зависимости от состава линзы и материалов пресс-формы, с учетом концентрации водных растворов изопропанола, количества промывок каждым растворителем и продолжительности каждого этапа. Целью процесса извлечения линз является извлечение всех линз без нанесения повреждений и переход от разбухших сеток разбавителя к разбухшим сеткам раствора для хранения. Линзы хранили во флаконах. После одного дня доведения до равновесного состояния линзы осматривали и стерилизовали в автоклаве при 122 °С в течение 30 минут.
Таблица 2
(мас.%)
Пример 4. Воздействие света
Линзы, изготовленные по существу так, как описано в примере 3, герметично закрывали во флаконах (содержащих упаковочный раствор) известными способами и подвергали воздействию света в перчаточном боксе. Применяемые условия освещения считаются по меньшей мере такими же жесткими, как и условия, указанные в руководстве ICH Q1B, описанном выше (таким образом, в соответствии с руководством ICH Q1B можно ожидать эквивалентного или меньшего фоторазложения, чем наблюдали в этом примере). Были созданы следующие условия: 10 флаконов, каждый из которых содержал по 1 линзе, были центрированы на предметном столе, приблизительно на 10 см (4 дюйма) выше 435 ± 5 нм светодиодной панели и подвергали излучению с поверхностной плотностью 20 мВт/см2 в течение 40 часов при комнатной температуре.
Спектры поглощения УФ/ВИД линз, полученные в нулевой момент времени (контроль) и через 40 часов, показаны на фиг. 3. Значения поглощения в диапазоне от 445 нм до 455 нм, а также процентное изменение поглощения после воздействия в течение 40 часов относительно контроля приведены в таблице 3. Как видно на фиг. 3 и из таблицы 3, испытуемое соединение, которое имеет поглощение при длине волны около 450 нм, аналогичное естественному макулярному пигменту, обладает дополнительным преимуществом, заключающимся в том, что оно обладает хорошей светоустойчивостью.
Таблица 3
(Контроль)
(40 часов)
(40 часов)
Изобретение относится к соединению формулы II, где EWG в каждом случае представляет собой циано; n равно 1, 2 или 3; a R1 в каждом случае независимо представляет собой Н, C1-С6 алкил, C1-С6 алкокси, C1-С6 тиоалкил, С3-С7 циклоалкил, фенил, галоген, гидрокси, амино, NR3R4, бензил, SO3H или SO3M (М представляет собой одновалентный катион, например натрий или калий) или -Y-Pg, где R3 и R4 независимо представляют собой Н или C1-С6 алкил, Y в каждом случае независимо представляет собой C1-C8 алкилен или C1-C8 оксаалкилен; и Pg в каждом случае независимо представляет собой (мет)акрилат, (мет)акриламид, N-виниллактам, N-виниламид или стирил; в котором соединение содержит 1 или 2 группы -Y-Pg, которые могут быть или не быть одинаковыми. Изобретение относится к офтальмологическому устройству, представляющему собой контактную линзу, содержащую соединение формулы II по изобретению. Также изобретение относится к контактной линзе, на основе соединения формулы II по изобретению. Технический результат - соединение, имеющее максимальное поглощение видимого света в диапазоне от 430 нм до 480 нм и полную ширину на половине высоты (FWHM) при максимуме поглощения видимого света, составляющую по меньшей мере 35 нм и до 100 нм, причем соединение является светоустойчивым при измерении в соответствии с руководством ICH Q1B. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил, 3 табл., 4 пр.
1. Соединение формулы II:
,
где EWG в каждом случае представляет собой циано; n равно 1, 2 или 3; a R1 в каждом случае независимо представляет собой Н, C1-С6 алкил, C1-С6 алкокси, C1-С6 тиоалкил, С3-С7 циклоалкил, фенил, галоген, гидрокси, амино, NR3R4, бензил, SO3H или SO3M (М представляет собой одновалентный катион, например натрий или калий) или -Y-Pg, где R3 и R4 независимо представляют собой Н или C1-С6 алкил, Y в каждом случае независимо представляет собой C1-C8 алкилен или C1-C8 оксаалкилен; и Pg в каждом случае независимо представляет собой (мет)акрилат, (мет)акриламид, N-виниллактам, N-виниламид или стирил; в котором соединение содержит 1 или 2 группы -Y-Pg, которые могут быть или не быть одинаковыми.
2. Соединение по п. 1, в котором Y
(i) представляет собой этилен или пропилен или
(ii) представляет собой С2-С4 оксаалкилен, или оксаэтилен (-O-СН2СН2-).
3. Соединение по п. 1 или 2, в котором Pg в каждом случае независимо содержит стирил, N-виниллактам, (мет)акрилат или (мет)акриламид.
4. Соединение по любому из пп. 1-3, в котором Pg
(i) представляет собой (мет)акрилат или (мет)акриламид или
(ii) представляет собой метакрилат.
5. Соединение по любому из пп. 1-4, в котором R1 в каждом случае независимо представляет собой Н, C1-С6 алкил или -Y-Pg.
6. Соединение по любому из пп. 1-5, в котором R1 представляет собой -Y-Pg.
7. Соединение по п. 1, представляющее собой 2-((9-(дицианометилен)-9Н-тиоксантен-2-ил)окси)этилметакрилат.
8. Соединение по любому из пп. 1-7, максимальное поглощение видимого света которого наблюдается в диапазоне от 430 нм до 480 нм, необязательно в диапазоне от 440 нм до 470 нм, и полная ширина на половине высоты (FWHM) которого при максимуме поглощения видимого света составляет по меньшей мере 35 нм и до 100 нм, причем соединение является светоустойчивым при измерении в соответствии с руководством ICH Q1B, в котором светоустойчивость включает в себя потерю поглощающей способности при максимуме поглощения видимого света не более 20 процентов.
9. Соединение по п. 8, в котором FWHM при максимуме поглощения видимого света составляет по меньшей мере 40 нм и до 95 нм.
10. Соединение по любому из пп. 1-9, в котором максимальное поглощение видимого света наблюдается в диапазоне от 430 нм до 480 нм и полная ширина на половине высоты (FWHM) которого при максимуме поглощения видимого света составляет по меньшей мере 35 нм и до 100 нм, причем соединение является более светоустойчивым, чем макулярный пигмент, при измерении в соответствии с руководством ICH Q1B.
11. Офтальмологическое изделие, представляющее собой контактную линзу, содержащее соединение по любому из пп. 1-10.
12. Контактная линза, представляющая собой продукт реакции полимеризации реакционной смеси, содержащий: мономер, подходящий для изготовления офтальмологического устройства; и (b) соединение по любому из пп. 1-10.
13. Контактная линза, содержащая (а) минеральный материал, или органический материал, или их комбинацию, и (b) соединение по любому из пп. 1-10.
HAFEZ, M | |||
M.; LATIF, N.; ZEID, I | |||
F.: "Carbonyl and Thiocarbonyl Compounds | |||
V | |||
Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
CN 108586289 A, 28.09.2018 | |||
Способ защиты переносных электрических установок от опасностей, связанных с заземлением одной из фаз | 1924 |
|
SU2014A1 |
JP |
Авторы
Даты
2023-07-31—Публикация
2020-06-22—Подача