用于隱形眼鏡的反應性染料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種制備可聚合單體-染料化合物的方法，其中在實質上無水反應條件下組合單體、反應性染料和堿以形成所述可聚合單體-染料化合物，其中所述單體包含共價鍵聯到所述反應性染料以形成所述單體-染料化合物的反應性側基。
【專利說明】用于隱形眼鏡的反應性染料
[0001]本申請案根據35U.S.C.§ 119(e)主張2011年7月19日申請的先前美國臨時專利申請案第61/509，388號的權益，所述專利申請案以全文引用方式并入本文中。
【技術領域】
[0002]本發(fā)明的【技術領域】為用于隱形眼鏡的反應性染料。
【背景技術】
[0003]用以制造著色軟性隱形眼鏡的著色劑通常會溶出，并且當經受滅菌條件時或在長期存儲期間，眼鏡失去其最初色彩。存在對可承受制造隱形眼鏡的處理需求的合適染色劑的需要。此外，市售的著色劑純度級別通常極低，使用所述著色劑給隱形眼鏡調配物帶來大量不受歡迎的鹽或雜質。例如，通?？傻玫降姆磻匀玖?反應性藍19 (Reactive Blue19，RB19))的染料含量低于50%，而例如硫酸鈉等的鹽和其它有機物組成材料的剩余部分。而染料中存在異物影響聚合動力學和整體產量。
[0004]本文揭示制造高純度反應性染料的方法，所述高純度反應性染料可并入可聚合組合物中而不帶有可對動力學和整體聚合作用產生負面影響的雜質。背景公開案包括美國專利第4，468，229號、美國專利第4，559, 059號、美國專利第5，470，932號、美國專利第5，944，853號、美國專利第6，149, 692號、美國專利第7，216，975號和美國專利第7，659，325 號。

【發(fā)明內容】

[0005]本文提供一種制備可聚合單體-染料化合物的方法。所述方法包含在實質上無水反應條件下通過組合單體、反應性染料和堿來制備反應混合物，以形成包含所述單體-染料化合物的反應產物，其中所述單體包含在反應期間共價地鍵聯到所述染料以形成所述可聚合單體-染料化合物的反應性側基。
[0006]用于上述方法的單體的實例包括含丙烯酸酯單體(例如甲基丙烯酸羥乙酯)、含S1-O單體和包含可聚合基團(例如乙烯醚、乙烯酯、烯丙酯、乙烯基酰胺可聚合基團)的單體。所述單體的反應性側基的實例包括羥基、氨基或巰基。
[0007]用于上述方法的反應性染料可包含硫酸乙基磺酰基、鹵代三嗪(halotriazine)基團或乙烯基，其與所述單體的反應性側基反應，以形成所述單體與所述染料間的共價鍵?？捎糜谒龇椒ǖ氖痉缎苑磻玖习≧B19、RB4或RB69。
[0008]可用于上述方法的示范性堿包括NaOH或K2C03或NaH或NaNH2或其任何組合。
[0009]在一種方法中，反應性染料為RB19,堿為NaH或NaOH,并且單體為摩爾量為所述反應性染料的至少5倍的HEMA。
[0010]在一種方法中，可將單體和反應性染料以分別約1:1到約6:1或分別約2:1到約4:1的摩爾比添加到反應混合物。
[0011]可將反應性染料和堿以分別約1:2到約4:1或分別約1:1到約2:1的摩爾比添加到反應混合物。
[0012]在一種方法中，單體和反應性染料以分別約1:1到約6:1的摩爾比添加到反應混合物；而反應性染料和堿以分別約1:2到約4:1的摩爾比添加到反應混合物。
[0013]在一種方法中，將反應性染料和堿一同混合于反應混合物中，直到至少90%或98%的反應性染料轉化為中間產物，然后將單體添加到反應混合物中。在一特定方法中，將RB 19和NaH —同混合，直到至少90%RB19轉化為中間產物，并且接著將HEMA添加到反應混合物。
[0014]在一種方法中，反應性染料和堿以分別約1:1到約6:1的摩爾比一同混合，直到至少90%的反應性染料轉化為中間產物，然后將單體添加到反應混合物中。
[0015]在一種方法中，反應性染料和NaH或NaNH2或其任何組合以約1:2到約4:1的染料:堿的摩爾比一同混合，并在無水條件下反應，直到至少90%的反應性染料轉化為中間產物。然后將單體以分別約1:1到約6:1的單體對反應性染料的摩爾比添加到反應混合物。
[0016]在一種方法中，包含硫酸乙磺?；鶊F的反應性染料和NaH或NaNH2或其任何組合以約1:2到約4:1的染料:堿的摩爾比一同混合，并在無水條件下反應，直到至少90%的反應性染料轉化為中間產物。然后將單體以分別約1:1到約6:1的單體對反應性染料的摩爾比添加到反應混合物。
[0017]在一種方法中，RB19和NaH或NaNH2或其任何組合以約1:2到約4:1的染料:堿的摩爾比一同混合，并在無水條件下反應，直到至少90%的RB19轉化為中間產物。然后將甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)以分別約1:1到約6:1的HEMA:RB19的摩爾比添加到反應混合物。
[0018]在任何前述方法中，反應混合物可在約15_45°C、約20_30°C的溫度下或在室溫下混合；并且反應可進行約I到約6小時或約2-5小時。
[0019]任何前述方法可進一步包含將反應產物純化，以得到純度級別為至少90%的單體-染料化合物。在一個實例中，所述純化包含使所述反應產物與硅膠混合，并使所述反應產物與硅膠混合物通過硅膠柱。
[0020]本文還提供通過任何前述方法所制備的可聚合單體-染料化合物、包含所述可聚合染料化合物的隱形眼鏡和一種制造隱形眼鏡的方法，所述方法包含使包含所述可聚合單體-染料化合物的可聚合調配物聚合以形成隱形眼鏡。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1描述一種制造根據本發(fā)明的可聚合單體-染料化合物的反應示意圖。
【具體實施方式】
[0022]我們已發(fā)現一種制造用于隱形眼鏡調配物的可聚合反應性染料的改進方法，其中反應性染料在實質上無水條件下在存在堿的情況下與單體反應。反應產物包含單體-染料共軛物，其可易于純化為適合并入可聚合隱形眼鏡調配物中的高純度最終產物。
[0023]所述方法中所用的單體包含一(即一個或一個以上)反應性側基，其能夠與反應性染料反應以在單體與染料之間形成共價鍵。合適的反應性側基包括羥基、硫醇或氨基，其在存在堿時共價鍵聯到反應性染料的反應性基團，以在單體與染料之間分別形成醚鍵、硫醚鍵或氨基鍵。如本文所用，術語“單體”是指任何能夠與其它相同或不同的分子反應以形成聚合物或共聚物的分子。因此，所述術語涵蓋可聚合預聚物和大分子單體，除非另有說明，否則所述單體沒有尺寸限制。所述單體包含一個或一個以上可聚合部分，使得在形成單體-染料化合物后，至少一個可聚合部分保留以用于將所述單體-染料化合物并入聚合物中。通常所述單體是單官能團的，表示其僅包含一個可聚合部分。然而，也可使用多官能團(例如雙官能團和三官能團)單體，在此情況中，所得單體-染料化合物可在可聚合調配物中充當交聯劑。
[0024]在一個實例中，單體為含丙烯酸酯單體，表示其包含可聚合丙烯酸酯官能團(例如甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯等等)。在一個實例中，丙烯酸酯單體具有可聚合甲基丙烯酸酯基團。已知眾多包含一個或一個以上羥基、硫醇或氨基反應性側基的合適丙烯酸酯單體。示范性的丙烯酸酯單體包括甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸2-羥丁酯(Η0Β)、丙烯酸2-羥乙酯、甘油甲基丙烯酸酯、甘油二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸2-羥乙酯(HEMA)、丙烯酸2-羥丙酯、3-羥基丙基、丙烯酸4-羥丁酯、N-羥乙基甲基丙烯酰胺、N，N-雙(2-羥乙基)甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸2-氨基乙酯、N-(3-氨基丙基)甲基丙烯酰胺、N-(2-氨基乙基)甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸2-巰基乙酯。
[0025]其它可用合適單體包含可聚合乙烯基，例如乙烯基醚、乙烯基酯、烯丙基酯或乙烯基酰胺可聚合基團。此類單體的實例包括1，4-丁二醇乙烯基醚(BVE)、乙二醇乙烯基醚(EGVE)和二乙二醇乙烯基醚(DEGVE)。
[0026]在其它實例中，單體包含S1-O基團，本文稱為含S1-O單體。含S1-O單體的可用實例包括MCS-MC12 (賓夕法尼亞州莫里斯維爾的杰勒斯特公司(Gelest，Morrisville, PA))、3-甲基丙烯酰氧基-2-羥基丙氧基)丙基雙(三甲基硅氧基)甲基硅烷(SiGMA)、甲基丙烯酰氧基2-羥基丙基三-(三甲基硅氧基)硅烷(TRIS-OH)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)硅烷醇和丁烯酸3' -二(二甲基娃氧基)甲娃燒基丙基-3-(2-輕乙基)擬酯。
[0027]可用于所述方法的反應性染料在此領域中是眾所周知的。在一個實例中，反應性染料包含反應性基團，此為硫酸乙基磺?；?、鹵代三嗪基團或乙烯基。示范性的染料包括雷瑪唑黑B(Remazol Black B)和反應性藍染料，例如反應性藍19 (RB19)、反應性藍4(RB4)和反應性藍69(RB69)。其它合適反應性染料包括反應性藍140、反應性藍163、反應性藍109、反應性黃86、反應性黃22、反應性黃7、反應性橙4、反應性紅11、反應性紅1、反應性紅2、反應性紅6和普施安黑MX-CWA (Procion Black MX-CWA)。通常，市售反應性染料純度小于90%或80%。反應性染料可直接用于所述方法中，或可在使用前純化。在實例I中描述示范性的純化方法。在一種方法中，使用甲醇純化所述反應性染料。這可通過以分別約1:5份到約1:50份混合染料與甲醇至少I小時并過濾和干燥所述染料而完成。如通過HPLC讀取的峰面積所測定，所述反應性染料可經純化達到至少85%、90%或95%的純度。在一特定方法中，反應性染料為至少85%、90%或95%的純度的RB19?？v觀本發(fā)明全文，除非上下文另有說明，否則當一系列數值的第一個數值前存在限定詞時，所述限定詞希望隱含地在此系列中的每個數值之前。例如在上述純度級別中，希望限定詞“至少”隱含地在數值90%和95%之前。
[0028]可使用任何能夠在所述反應中作為催化劑以得到染料與單體之間的共價鍵的堿。合適堿的實例包括NaH、NaNH2, NaOH和K2C03。在一個實例中，所述堿為鈉鹽(例如NaH、NaNH2, NaOH等等)。在另一個實例中，使用一種導致形成基本上無原位生成水的反應產物的堿。此類堿的實例包括NaH和NaNH2。如本文所用，基本上無原位生成水的反應產物包含少于0.5%原位生成水。當使用一種產生原位生成水的堿時,可將一種干燥劑(例如無水Na2SO4)添加到反應中，以保持實質上無水的反應條件。實質上無水反應條件表示反應混合物包含少于2%水或少于1%或0.5%水。在一特定實例中，反應性染料為RB19，單體為HEMA并且堿為NaH。
[0029]在一個實例中，反應性染料與堿混合以形成中間產物，然后將單體添加到反應混合物。反應性染料轉化為中間產物的百分比可通過薄層色譜法(TLC)監(jiān)控。在一個實例中，在已有至少約90%、95%、98%或99%反應性染料轉化為中間產物(如由TLC或其它合適色譜方法測定)后，將單體添加到反應混合物。例如，在以下實例2中所述的反應12中，RB19與溶劑混合，接著添加強堿，其導致RB19轉化為中間產物(據信為RB19-乙烯砜)。在所述反應之后采用薄層色譜法(TLC)，直到所有RB19完全轉化為中間產物。然后，添加單體(HEMA)。在溶劑蒸發(fā)后并且在任何處理或管柱純化前，反應12的最終反應產物包含約70%RB19-HEMA。
[0030]在一個實例中，添加到反應混合物中的單體的摩爾量是反應性染料的至少5倍、10倍、15倍或20倍。在一特定實例中，反應性染料為RB19，堿為NaH并且單體為HEMA，所述單體以至少5倍RB19的摩爾量添加。在其它實例中，單體以分別約1:1到約6:1或分別約2:1到約4:1的單體對反應性染料的摩爾比添加到反應混合物。此外或另外地，反應混合物中反應性染料對堿的摩爾比為分別約1:4到約4:1，或分別約1:2到約4:1，或分別約1:1到約3:1，并且在一個實例中為分別約1:1到約2:1。
[0031 ] 在一個實例中，在存在堿的情況下，至少95%、98%或99%反應性染料轉化為中間產物，然后以分別約1:1到約6:1，或分別約2:1到約4:1的單體對反應性染料的摩爾比將單體添加到反應混合物。
[0032]反應物可在任何允許所需反應發(fā)生的溫度下混合在一起。在一個實例中，反應發(fā)生在約15-45°C或約20-30°C或在室溫下，其中溫度是基于發(fā)生反應的直接環(huán)境溫度(而非反應混合物的實際溫度)。反應通常在約1-6小時或約2-5小時內完成。在各種實例中，在任何反應后處理或純化前，反應產物包含至少50%、55%、60%、70%或75%單體-染料化合物。
[0033]在反應完成后，反應產物可使用任何合適方法或純化方法的組合純化，以使單體-染料化合物純度增加到至少90%、95%、97%、98%或99%。示范性的純化方法描述于以下實例3-6中。在一個實例中，反應產物與硅膠混合，并且然后通過硅膠色譜管柱。
[0034]單體-染料化合物適合用作聚合醫(yī)療器械的著色劑，包括眼科器械，例如硅酮水凝膠隱形眼鏡或傳統(tǒng)基于HEMA的水凝膠隱形眼鏡。單體-染料化合物可直接添加到包含至少一種額外可聚合單體的可聚合組合物，然后所述可聚合組合物經聚合以使單體-染料變成所得聚合物的組成部分，賦予其顏色。單體-染料通常以相對于調配物中所有可聚合成份的重量約0.0Olwt.%到約0.5wt.%的量添加到可聚合調配物。對于硅酮水凝膠隱形眼鏡調配物，單體-染料可以約0.005wt.%到約0.05wt.%的量添加到調配物。硅酮水凝膠隱形眼鏡的可聚合調配物的實例描述于美國專利第7，750，079號和美國專利第7，572，841號中，所述專利以引用方式并入本文中。這些專利所述的調配物中所用的染色劑可由本文所述的單體-染料替代。因此，本文提供一種制造隱形眼鏡的方法，所述方法包含:(i)制備可聚合調配物，其包含如本文所述而制備的單體-染料化合物和至少一種額外可聚合單體；和(ii)使所述可聚合調配物聚合，以形成隱形眼鏡。在特定實例中，所述單體-染料為RB19-HEMA,并且所述至少一種額外可聚合單體為含S1-O單體。
[0035]從本申請案所揭示的內容整體(包括權利要求書結構和特定實例)可明顯看出，本文所揭示的制備可聚合單體-染料化合物的方法的示范性組分通?？稍诒景l(fā)明實施例中組合。例如，所屬領域的技術人員將意識到本發(fā)明的制備可聚合單體-染料化合物的方法有利地包括:本文所揭示的示范性單體與本文所揭示的示范性反應性染料的組合且與本文所揭示的示范性堿的組合。
[0036]因此，以上段落中所揭示的示范性丙烯酸酯單體、含乙烯基單體或含S1-O基團單體在本發(fā)明方法中有利地與任何以上所揭示的反應性染料組合。例如，HEMA或EGVE或SiGMA可與以上所揭示的反應性染料中的任何一者組合，尤其是RB19或RB4或RB69。
[0037]有利地是，以上段落中所揭示的示范性單體與以上段落中所揭示的任何示范性堿組合。例如，以上段落中所揭示的示范性丙烯酸酯單體、含乙烯基單體或含S1-O基團單體可與以上所揭示的堿中的任何一種或一種以上組合使用，尤其是與NaH或NaOH組合。
[0038]類似地，以上段落所揭示的示范性反應性染料可與以上段落所揭示的任何示范性堿組合。例如，RB19或RB4或RB69可與以上所揭示的堿中的任何一種或一種以上組合，尤其是與NaH或NaOH組合。
[0039]此外，以上任何段落所揭示的示范性單體在本發(fā)明方法中有利地與以上所揭示的任何反應性染料和以上所揭示的任何堿組合。因此，本發(fā)明的方法可任選地包括HEMA或EGVE或SiGMA與⑴RB19或RB4或RB69和(ii)例如NaH或NaOH的堿二者一起組合。
[0040]另外，應了解，這些組分可以按以上實例中所述的任何相對摩爾比組合。因此，例如，本發(fā)明的方法可任選地包括HEMA或EGVE或SiGMA與(i)RB19或RB4或RB69和(ii)例如NaH或NaOH的堿二者一起組合，其中單體和反應性染料以分別約1:1到約6:1的摩爾比組合，和/或反應性染料和堿以分別約1:2到約4:1的摩爾比組合。
[0041]如上文和特定實例所述，已發(fā)現本發(fā)明的優(yōu)選單體、反應性染料和/或堿的組合為單體-染料提供用于制造隱形眼鏡方法的有利特性。
[0042]以下實例說明本發(fā)明的某些方面和優(yōu)勢，其不應視為限制。除非另有說明，否則本文所提供的任何％量均基于總重量。此外，術語或短語“一(a)”或“一(an)”意在涵蓋“一個或一個以上”，例如二個、三個、四個或四個以上。
[0043]實例1:反應性藍19的純化
[0044]使用以下所述的方法A-C純化RB 19。
[0045]方法A:將IOg具有約78%純度(在254nm下的HPLC)的RB19 (西格瑪-奧德里奇(Sigma-Aldrich))溶解于50ml DI水中。將I升THF添加到所述RB19溶液中，并通過攪拌30分鐘充分混合。過濾混合物，并將所得固體與50ml甲醇混合，并且接著使用500ml乙醚進行沉淀。過濾混合物，并用乙醚清洗，并且然后經干燥得到約8.0g藍色粉末。HPLC分析顯示92.5%的純度。
[0046]方法B:將IOg具有約78%純度(在254nm下的HPLC)的RB19 (西格瑪-奧德里奇)溶解于IOOml甲醇中，并在室溫下攪拌30分鐘。將400ml乙酸乙酯添加到RB19溶液中并通過攪拌30分鐘充分混合。過濾混合物，并使用40ml四氫呋喃進一步清洗所得固體，并且然后經干燥得到約9.0g藍色粉末。HPLC分析顯示90.7%的純度。
[0047]方法C:通過與20倍體積的甲醇攪拌4小時、過濾并在真空下充分干燥18小時純化70g商業(yè)RB19 (具有約50%的染料含量和84%的純度)。得到經純化的RB19 (50g)，產率為71%，純度為96%。
[0048]實例2:使用無水條件和強堿合成RB19-HEMA
[0049]對于表1中所概述的反應1-11中的每一個，在>110°C下預干燥圓底燒瓶。在170°C下使用3A分子篩預干燥HEMA。在氮氣下，向每個燒瓶中添加RB19、4-甲氧基苯酚(MEHQ)、經干燥的HEMA和無水NaOH或K2CO30在一些反應(即3、6和7)中，添加NaSO4作為干燥劑。在氮氣下在40°C油浴中攪拌反應混合物。對于反應1-6，約50-60%RB19形成不受歡迎的產物RB19-0H(如使用HPLC在585nm下所測定)，并且約40-50%形成RB19-HEMA。在反應時間最短(30分鐘)的反應4中，存在一個峰，其包含約1.5%中間產物RB19-乙烯砜(RB19-VS)。
[0050]對于表1的反應12，將50g經純化的干RB19置于IL三頸圓底燒瓶中。添加180mlDMF并攪拌混合物30分鐘。分數份添加100-200mg NaH,并在室溫下攪拌I小時。所述反應之后是薄層色譜法(TLC)，使用10%含于二氯甲烷中的甲醇。再分數份添加50mg NaH直到所有RB19完全轉化為中間產物RB19-VS (假定)。下一步，在室溫下使用加料漏斗將29mlHEMA逐滴添加到混合物中。在室溫下攪拌所得混合物直到TLC顯示中間產物完全消失(通常為3-4小時)。然后將混合物轉移到IL圓底燒瓶中，并置于70°C高度真空下，以去除大部分DMF溶劑。
[0051]表1
[0052]
【權利要求】
1.一種制備可聚合單體-染料化合物的方法，其包含: 在實質上無水反應條件下組合單體、反應性染料和堿，以形成包含所述單體-染料化合物的反應產物，其中所述單體包含在所述反應期間共價鍵聯到所述反應性染料以形成所述可聚合單體-染料化合物的反應性側基。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述反應性側基為羥基、氨基或巰基，其分別在所述單體與所述染料之間形成醚鍵、氨基鍵或硫醚鍵。
3.根據權利要求1所述的方法，其中所述單體為甲基丙烯酸羥乙酯。
4.根據權利要求1所述的方法，其中所述單體為含S1-O單體。
5.根據前述權利要求中任一權利要求所述的方法，其中所述單體和所述反應性染料以分別約1:1到約6:1的摩爾比存在于所述反應混合物中。
6.根據前述權利要求中任一權利要求所述的方法，其中所述單體以所述反應性染料的摩爾量的至少5倍的摩爾量存在。
7.根據前述權利要求中任一權利要求所述的方法，其中所述反應性染料包含硫酸乙基磺?；?、鹵代三嗪基團或乙烯基，其與所述單體的所述反應性側基反應，以在所述單體與所述染料之間形成所述共價鍵。
8.根據前述權利要求中任一權利要求所述的方法，其中所述反應性染料為RB19、RB4或 RB69。
9.根據前述權利要求中任一權利要求所述的方法，其中所述反應性染料為純度至少90% 的 RB 19。
10.根據前述權利要求中任一權利要求所述的方法，其中前述權利要求中任一權利要求，其中所述堿為NaOH、或K2CO3、或NaH、或NaNH2或其任何組合。
11.根據權利要求1所述的方法，其中所述單體為HEMA，所述反應性染料為RB19并且所述堿為NaH。
12.根據權利要求11所述的方法，其中將所述RB19和NaH混合在一起，并且至少90%的所述RB19在將所述HEMA添加到所述反應混合物中之前轉化為中間產物。
13.根據前述權利要求中任一權利要求所述的方法，其中所述反應混合物在約15-45 °C的溫度下混合。
14.根據前述權利要求中任一權利要求所述的方法，其中所述反應混合物在約20-30°C的溫度下混合。
15.根據前述權利要求中任一權利要求所述的方法，其中所述反應持續(xù)約I小時到約6小時。
16.一種單體-染料化合物，其通過根據前述權利要求中任一權利要求所述的方法制備。
17.一種隱形眼鏡，其包含根據權利要求16所述的單體-染料化合物。
18.根據權利要求17所述的隱形眼鏡，其包含硅酮水凝膠。
19.一種制造隱形眼鏡的方法，其包含使包含根據權利要求16所述的單體-染料化合物與至少一種額外可聚合單體的可聚合調配物聚合以形成隱形眼鏡。
20.根據權利要求19所述的方法，其中所述額外可聚合單體為含S1-O單體。
【文檔編號】D06P5/00GK103781965SQ201280043150
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年7月17日 優(yōu)先權日:2011年7月19日
【發(fā)明者】徐元, 查利·陳, 查爾斯·A·弗朗西斯, 沙恩·毛, 薛宏, 張西寧 申請人:庫柏維景國際控股公司