シリコーンモノマーおよび眼用レンズ用原料
【課題】コンタクトレンズなどの眼用レンズに好適なポリマーを与えるモノマーとして好適に使用可能な、シリコーン化合物を高純度で提供する。
【解決手段】下記一般式（ａ）及び／または（ａ’）で表されるシリコーン化合物の純度が８７％以上であり、（ａ）及び／または（ａ’）の加水分解物であるジヒドロキシアルキル基を有するシリコーン化合物の含有率が０．４％以上、３％以下であるシリコーン化合物。
（ここで、Ａはシロキサニル基を表す。Ｒ1は重合性基を有する炭素数１〜２０の置換基を表す。Ｒ2〜Ｒ4はそれぞれ独立に水素、置換されていてもよい炭素数１〜２０の置換基または−Ｘ−Ａを表す。Ｘは置換されていてもよい炭素数１〜２０の２価の置換基を表す。）
【解決手段】下記一般式（ａ）及び／または（ａ’）で表されるシリコーン化合物の純度が８７％以上であり、（ａ）及び／または（ａ’）の加水分解物であるジヒドロキシアルキル基を有するシリコーン化合物の含有率が０．４％以上、３％以下であるシリコーン化合物。
（ここで、Ａはシロキサニル基を表す。Ｒ1は重合性基を有する炭素数１〜２０の置換基を表す。Ｒ2〜Ｒ4はそれぞれ独立に水素、置換されていてもよい炭素数１〜２０の置換基または−Ｘ−Ａを表す。Ｘは置換されていてもよい炭素数１〜２０の２価の置換基を表す。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンタクトレンズ、眼内レンズ、人工角膜などの眼用レンズ用途に好適に用いられるポリマーを与えるシリコーン化合物及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、眼用レンズに使用されるポリマーを与えるモノマーとして、ケイ素基を有する化合物が知られている。
【０００３】
【化１】
【０００４】
そのような化合物の一つとして、上記式（ｃ）または（ｃ’）で表される化合物が知られている（例えば、特許文献１）。この化合物は分子内に水酸基を有することから親水性モノマーとの相溶性が得やすいという特長を有し、公知の合成法が存在する（特許文献１）。しかし、特許文献１に記載された合成方法では、反応条件を種々検討してみても純度は８５％〜８９％程度までしか上がらず、高純度化が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５６−２２３２５号公報 実施例４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明者らは鋭意検討を進め、純度が向上しない原因として、副生成物として下記式（ｘ）または（ｘ’）
【０００７】
【化２】
【０００８】
で表される化合物が最も多く含まれていることを究明した。この副生成物は目的化合物と極性や沸点が近いため、カラム精製でも蒸留精製でも除去することが難しく、純度向上の妨げとなっていた。
【０００９】
また、コンタクトレンズなどの眼用レンズの分野においては、不純物が極力少ないことが好ましいことは言うまでもないが、不純物が少ない場合であっても当該不純物が装用者にとって問題とならないことが必要である。このため、不純物がある場合にはその性質が把握されるべきであるが、純度あるいは収率を改良する方法の１つとして副生物を目的化合物に変換する方法を採用した場合には、新たな不純物を生じる可能性がある。
【００１０】
本発明は、高い純度で得られ、コンタクトレンズなどの眼用レンズ用の原料として好適な、下記の一般式（ａ）または（ａ’）で表されるシリコーン化合物の製造方法を提供することを課題とする。
【００１１】
【化３】
【００１２】
（ここで、Ａはシロキサニル基を表す。Ｒ1は重合性基を有する炭素数１〜２０の置換基を表す。Ｒ2〜Ｒ4はそれぞれ独立に水素、置換されていてもよい炭素数１〜２０の置換基または−Ｘ−Ａを表す。Ｘは置換されていてもよい炭素数１〜２０の２価の置換基を表す。）
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を達成するために、本発明は下記の構成を有する。すなわち、
（１）下記一般式（ａ１）
【００１４】
【化４】
【００１５】
で表されるエポキシシランに、下記一般式（ａ２）
【００１６】
【化５】
【００１７】
で表されるカルボン酸の金属塩存在下で一般式（ａ２）で表されるカルボン酸を反応させて下記一般式（ａ）及び／または（ａ’）
【００１８】
【化６】
【００１９】
で表されるシリコーン化合物を合成する反応を含むシリコーン化合物の製造方法であって、該反応を行う系に水を０．０５重量％以上存在せしめて反応を行うことを特徴とするシリコーン化合物の製造方法、
（ここで、Ａはシロキサニル基を表す。Ｒ1は重合性基を有する炭素数１〜２０の置換基を表す。Ｒ2〜Ｒ4はそれぞれ独立に水素、置換されていてもよい炭素数１〜２０の置換基または−Ｘ−Ａを表す。Ｘは置換されていてもよい炭素数１〜２０の２価の置換基を表す。）
（２）前記（１）記載の方法で得られたシリコーン化合物をシリカゲルカラムまたはアル
ミナカラムで精製することを特徴とするシリコーン化合物の製造方法、
（３）シロキサニル基Ａが下記式（ｂ）
【００２０】
【化７】
【００２１】
で表された原子団である、前記（１）または（２）記載の製造方法により得られたシリコーン化合物、
［式（ｂ）中、Ａ1 〜Ａ11はそれぞれが互いに独立に水素、置換されていてもよい炭素数１〜２０のアルキル基、置換されていてもよい炭素数６〜２０のアリール基のいずれかを表す。ｎは０〜２００の整数を表し、ａ、ｂ、ｃはそれぞれが互いに独立に０〜２０の整数を表す。ただしｎ＝ａ＝ｂ＝ｃ＝０の場合を除く。］
（４）シロキサニル基Ａがトリス（トリメチルシロキシ）シリル基、ビス（トリメチルシロキシ）メチルシリル基、トリメチルシロキシジメチルシリル基からなる群から選ばれたものである前記（３）記載のシリコーン化合物、
（５）下記一般式（ｙ）
【００２２】
【化８】
【００２３】
で表される化合物の含有率が０．４％以上、３％以下であり、下記一般式（ａ）及び／または（ａ’）で表されるシリコーン化合物の純度が８７％以上であるシリコーン化合物
【００２４】
【化９】
【００２５】
（ここで、Ａはシロキサニル基を表す。Ｒ1は重合性基を有する炭素数１〜２０の置換基を表す。Ｒ2〜Ｒ4はそれぞれ独立に水素、置換されていてもよい炭素数１〜２０の置換基または−Ｘ−Ａを表す。Ｘは置換されていてもよい炭素数１〜２０の２価の置換基を表す。）、
である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、一般式（ａ）および／または（ａ’）で表されるシリコーン化合物を高純度で得ることができ、また、コンタクトレンズなどの眼用レンズに好適なポリマーを与えるモノマーとして好適に使用可能である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明は一般式（ａ１）で表される化合物と一般式（ａ２）で表される化合物を原料として一般式（ａ）及び／または（ａ’）の化合物を得る。
【００２８】
【化１０】
【００２９】
【化１１】
【００３０】
【化１２】
【００３１】
一般式（ａ）及び／または（ａ’）で示される化合物において、Ｒ1は重合性基を有する炭素数１〜２０の置換基を表す。これは一般式（ａ２）で表された化合物に起因する。
【００３２】
ここで重合性基とはラジカル重合可能な炭素−炭素二重結合をいう。Ｒ1を与える一般式（ａ２）で示される化合物の例としては、ビニロキシ酢酸、アリロキシ酢酸、（メタ）アクリル酸、クロトン酸、２−（メタ）アクリロイルプロパン酸、３−（メタ）アクリロイルブタン酸、４−ビニル安息香酸などを挙げることができる。これらのうち、シリコーンモノマー（ａ）及び／または（ａ’）を合成する際に触媒としても作用する対応のカルボン酸塩が入手しやすいことから、アクリル酸およびメタクリル酸を最も好適に用いることができる。一般式（ａ２）で示された化合物は、エポキシシラン（一般式（ａ１）で示される化合物）に対して１〜５０当量の範囲で用いること好ましく、エポキシシランを残存させないためには１．５〜４０当量がより好ましく、経済性も考慮に入れると２〜３０当量加えるのが最も好ましい。
【００３３】
Ｒ2〜Ｒ4はそれぞれ独立に水素、置換されていてもよい炭素数１〜２０の置換基または−Ｘ−Ａを表す。Ｘは置換されていてもよい炭素数１〜２０の２価の脂肪族または芳香族置換基を表す。Ａはシロキサニル基を表す。本明細書におけるシロキサニル基とは、少なくとも一つのＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を有する基を表す。シロキサニル基としては下記式（ｂ）で表される置換基が原料の入手しやすさや合成の容易さの点で好ましく使用される。
【００３４】
【化１３】
【００３５】
［式（ｂ）中、Ａ1 〜Ａ11はそれぞれが互いに独立に水素、置換されていてもよい炭素数１〜２０のアルキル基、置換されていてもよい炭素数６〜２０のアリール基のいずれかを表す。ｎは０〜２００の整数を表し、ａ、ｂ、ｃはそれぞれが互いに独立に０〜２０の整数を表す。ただしｎ＝ａ＝ｂ＝ｃ＝０の場合は除く。］
式（ｂ）中、Ａ1からＡ11としてはそれぞれが独立に水素、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、２−エチルヘキシル基、オクチル基などのアルキル基、フェニル基、ナフチル基などのアリール基を挙げることができる。これらの中で最も好ましいのはメチル基である。
【００３６】
式（ｂ）中、ｎは０〜２００の整数であるが、好ましくは０〜５０，さらに好ましくは０〜１０である。ａ、ｂ、ｃはそれぞれが互いに独立に０〜２０の整数であるが、好ましくはａ、ｂ、ｃがそれぞれ互いに独立に０〜５の整数である。ｎ＝０の場合、好ましいａ、ｂ、ｃの組み合わせはａ＝ｂ＝ｃ＝１、あるいはａ＝ｂ＝１かつｃ＝０である。
【００３７】
式（ｂ）で表される置換基の中では、かかる置換基を有した化合物が工業的に比較的安価に入手できることから、特に好適なものはトリス（トリメチルシロキシ）シリル基、ビス（トリメチルシロキシ）メチルシリル基、トリメチルシロキシジメチルシリル基、ポリジメチルシロキサン基、ポリメチルシロキサン基、ポリ−コ−メチルシロキサン−ジメチルシロキサン基などである。
【００３８】
本発明のシリコーン化合物の製造方法では、前記一般式（ａ２）で示されるカルボン酸の金属塩、好ましくアクリル酸若しくはメタアクリル酸の金属塩、好ましくアルカリ金属塩、を触媒として用いる。この触媒の添加量は、原料のエポキシシラン（前記一般式（ａ１）で示された化合物）に対して０．００１〜５当量が好ましく、０．００５〜３当量がより好ましく、０．０１〜１当量が最も好ましい。
【００３９】
本発明においては、前記一般式（ａ１）で示された化合物および一般式（ａ２）で示された化合物から一般式（ａ）および／または（ａ’）で示された化合物を得る反応系において、反応系に、すなわち反応系に存在する全成分に占める割合として、０．０５重量％以上の水を存在せしめて反応を行うことを特徴とする。水の存在しない、または、水の存在量が０．０５重量％未満の系で反応を行うと副生成物である一般式（ｚ）および／または（ｚ’）
【００４０】
【化１４】
【００４１】
で表される化合物の生成が見られ、この副生成物は分離が困難であるので、結果として高純度化がはかれない。一方、本発明によれば、一般式（ｚ）および／または（ｚ’）で表される化合物が生成したとしても系中に存在する水により合成反応と並行して加水分解反応が進行するため、その生成量を低減させることができ、シリコーン化合物の純度を向上させることができる。なお、前記一般式（ａ２）で示されるカルボン酸の金属塩など本発明の製造方法に使用する成分は吸湿している場合がある。本発明でいう水分量とはこうした吸湿した成分により持ち込まれる水分の量も含めての量である。吸湿した成分に含まれる水分の量は、例えば４０℃１４時間真空乾燥を行うことなどの方法で乾燥し、乾燥重量との差によって求めることができる。
【００４２】
なお、前記の一般式（ｚ）および／または（ｚ’）で表される化合物については、合成反応終了後に通常の脱シリル化条件、例えばカルボン酸−メタノールを添加して脱シリル化を行ったときに、一般式（ｚ）および／または（ｚ’）で表される化合物を分解することで、前記一般式（ａ）および／または（ａ’）の純度を向上させることも可能ではあるが、この場合、脱シリル化の工程が増えるため経済面で不利であることのほか、脱シリル化反応に並行してシロキサニル基部分も分解されてしまい、別な不純物が生成するという問題が生ずる。
【００４３】
特に医療用具であるコンタクトレンズなどの眼用レンズとして用いるポリマーにおいては、構造不詳な不純物がわずかでも存在すると該不純物の安全性の検証が必要とされ、かかる不純物は少ないにこしたことはない。
【００４４】
本発明の製造方法によれば、反応と同時に前記一般式（ｚ）および／または（ｚ’）で表される化合物の分解が進行するためか、当該化合物が不純物として大きく低減され、また、新たな不純物を生ずる可能性も小さく、純度を高めることが可能である。
【００４５】
反応系内に存在せしめる水の量は、少なすぎると前記一般式（ｚ）および／または（ｚ’）で表される化合物が残ってしまって十分な純度向上の効果が得られず、多すぎると一般式（ｚ）および／または（ｚ’）で表される化合物を消費しつくしてしまい、それ以上の純度向上は望めなくなるばかりでなく、原料である一般式（ａ１）で表される化合物と水との反応から下記一般式（ｙ）
【００４６】
【化１５】
【００４７】
で表される化合物が生成してきて純度の低下を招くことから、０．０５〜５重量％が好ましく、０．１〜３重量％がより好ましく、０．３〜２重量％が最も好ましい。すなわち、上限としては５重量％以下であることが好ましく、より好ましくは３重量％以下であり、さらに好ましくは２重量％以下であり、下限としては０．０５重量％以上であり、より好ましく０．３重量％以上である。
【００４８】
本発明のシリコーン化合物の製造方法では合成反応中にシリコーン化合物が重合してしまうのを防ぐため重合禁止剤を含ませて反応を行ってもよい。重合禁止剤の具体例としてはハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール、Ｎ−ニトロソフェニルヒドロキシルアミンアルミニウムなどを挙げることができる。また、重合禁止剤を用いる場合の添加量は、前記一般式（ａ２）で示されるカルボン酸の量、例えば（メタ）アクリル酸量、に対して０．０００５〜５重量％が好ましく、０．００１〜３重量％がより好ましく、０．００５〜１重量％が最も好ましい。
【００４９】
本発明のシリコーン化合物の製造方法における反応温度は低すぎると反応時間が長くなり過ぎ、高すぎると合成反応中にシリコーン化合物が重合してしまう危険性があることから、５０〜１８０℃が好ましく、６０〜１７０℃がより好ましく、７０〜１６０℃が最も好ましい。
【００５０】
本発明のシリコーン化合物の製造方法により得られるシリコーン化合物の純度（後述するガスクロマト測定で測定したときの面積％として定義される）は８９％以上が好ましく、９０％以上がより好ましい。上限としては特に制限はないが、精製工程が複雑・多工程となることによる生産性と眼用レンズとしての使用に十分な純度を考慮すれば、９９％以下、許容されるのであれば９７％以下程度が一応の目安である。
【００５１】
本発明の製造方法により得られるシリコーン化合物は、反応液中に水を存在させて反応を行うから前記一般式（ａ１）で表される原料と水の反応により、前記一般式（ｙ）で表される化合物の含有量が増加することがある。この一般式（ｙ）で表される化合物は分子内に重合性基を持たないので、本発明によるシリコーン化合物を重合して得られたポリマーにそのまま含有されるおそれがあるが、かかる化合物の除去は、シリカゲルカラム、アルミナカラム等で上記一般式（ｙ）で表される化合物を除去することができる。かかる処理を行うことで、一般式（ｙ）で表される化合物のような不純物の量を低減でき、さらに不純物が少なく純度の高い、コンタクトレンズなどの眼用レンズに用いる場合に好適なポリマーを与えるシリコーン化合物として得ることができる。
【００５２】
本発明において、前記一般式（ｙ）で表される化合物の含有率は後述するガスクロマト測定で測定したときの面積％として０．４％以上、３％以下である。この一般式（ｙ）で表される化合物の生成量が多いと、元々生成量が多い前記一般式（ｚ）、（ｚ’）の生成量を少なくできるため、純度を向上させることができる。すなわち、この一般式（ｙ）で表される含有量を０．４％以上とすれば、容易に純度を８７％以上とすることが可能である。
【００５３】
シリカゲルカラムまたはアルミナカラム等で精製した後の前記一般式（ｙ）で表される化合物の含有量は、０．７重量％以下になることが好ましく、該シリコーン化合物を重合して得られるポリマーを眼用レンズに用いるためには０．６重量％以下が好ましく、該ポリマーをソフトコンタクトレンズとして用いるためには０．５重量％以下が好ましい。なお、一般式（ｙ）で表される化合物の含有量は、後述するガスクロマトグラフ測定において標準物質を用いる検量線法にて求めることができる。
【００５４】
本発明のモノマーをポリマー化する際には、本発明のシリコーン化合物を単独で重合しても、また他の成分と共重合しても構わない。また、公知の重合方法が採用でき、例えば、重合するに際しては過酸化物やアゾ化合物に代表される熱重合開始剤や、光重合開始剤を添加することにより行うことができる。また必要に応じて溶媒を用いることが可能である。また、コンタクトレンズや眼内レンズ、人工角膜などの眼用レンズに成形する成形方法としても公知の方法を採用することができる。例えば、一旦丸棒や板状等に重合、成形しこれを切削加工等によって所望の形状に加工する方法、プラスチックや金属、石英等の材質からなるモールド中で重合と同時に成形するモールド重合法などである。
【００５５】
本発明の製造方法により得られるシリコーン化合物を重合して得られるポリマーは、コンタクトレンズ、眼内レンズ、人工角膜などの眼用レンズとして特に好適である。
【実施例】
【００５６】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
【００５７】
測定方法
ガスクロマトグラフ（以下、ＧＣと略して表記することがある。）測定
ＧＣ測定は本体に島津製作所製ＧＣ−１８Ａ（ＦＩＤ検出器）、キャピラリーカラムにＪ＆Ｗ社ＤＢ−５（０．２５ｍｍ×３０ｍ×１μｍ）を用いた。キャリアガスはヘリウム（１３８ｋＰａ）、注入口温度２８０℃、検出器温度２８０℃、昇温プログラムは６０℃（５分）→１０℃／分→３２５℃（１９分）で測定した。サンプルは測定試料１００μＬをイソプロピルアルコール１ｍＬに溶解して調製し、１μＬ注入した。
【００５８】
実施例１
３００ｍＬのナスフラスコに下式（ｃ１）
【００５９】
【化１６】
【００６０】
で表されるエポキシシラン１００ｇ（０．３ｍｏｌ）、メタクリル酸１０３．４ｇ（１．２ｍｏｌ）、メタクリル酸ナトリウム９．６ｇ（０．０９ｍｏｌ）、ｐ−メトキシフェノール５．５ｇ（０．０４ｍｏｌ）、水３．６ｇを加え、空気雰囲気下で１００℃に加熱して撹拌した。ＧＣでエポキシシラン（ｃ１）の面積％が０．１％以下になるのを確認した後、反応液を室温まで冷却した。反応液にヘキサン１５０ｍＬを加え、０．１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液２５０ｍＬで３回、２．６％食塩水１７５ｍＬで３回洗浄し、有機層に硫酸ナトリウムを加えて乾燥し、ろ過してエバポレータで溶媒を留去したところ、液体が１２６ｇ得られた。得られた液体のＧＣを測定した。表１に示す結果が得られた。また、得られた液体をシリカゲル１９０ｇ、ヘキサン／酢酸エチル＝４／１でカラム精製し、溶媒を留去して得られた液体のＧＣを測定したところ、表１に示す結果が得られた。
一般式（ｚ）および／または（ｚ’）で表される化合物の含有量が低減した結果高純度が得られ、かつ（ｙ）成分が増加したものの、カラム精製によって除去できる成分であるため、１％以上の純度向上効果がみられた。
【００６１】
実施例２
エポキシシランを下式（ｄ１）
【００６２】
【化１７】
【００６３】
で表される化合物に、水分添加量を表１に示す量に変更した以外は実施例１と同様の方法で実験を行った。ＧＣ測定を行ったところ、表１に示す結果が得られた。
【００６４】
実施例３
水分添加量を表１に示す量に変更した以外は実施例１と同様の方法で実験を行った。ＧＣ測定を行ったところ、表１に示す結果が得られた。
【００６５】
実施例４
水分添加量を表１に示す量に変更した以外は実施例１と同様の方法で実験を行った。ＧＣ測定を行ったところ、表１に示す結果が得られた。
【００６６】
比較例１
水分を添加しない以外は実施例１と同様の方法で実験を行った。ＧＣ測定を行ったところ、表１に示す結果が得られた。一般式（ｚ）および／または（ｚ’）で表される化合物の含有量は水を添加した場合に比べて非常に多く、純度が低いものであった。
【００６７】
比較例２
水分を添加しない以外は実施例１と同様の方法で実験を行い、得られたシリコーン化合物の液体にメタノール３倍量（重量比）、酢酸を０．５倍量（重量比）加えて４０℃で１時間撹拌した。反応後、減圧下で溶媒を留去し、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で３回、飽和食塩水で２回洗浄した。得られた液体のＧＣ測定を行ったところ、一般式（ｚ）および／または（ｚ’）で表される化合物のピークは消失し、純度は８６．９％から９１．７％まで向上したが、あらたな不純物に由来するピークが２本ＧＣ測定の結果認められた。
このピークに由来する不純物の構造は不詳であり、眼用レンズ用原料としては不適当である。
【００６８】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、コンタクトレンズや眼内レンズ、人工角膜などの眼用レンズに用いるポリマーの原料として好適に用いることができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンタクトレンズ、眼内レンズ、人工角膜などの眼用レンズ用途に好適に用いられるポリマーを与えるシリコーン化合物及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、眼用レンズに使用されるポリマーを与えるモノマーとして、ケイ素基を有する化合物が知られている。
【０００３】
【化１】
【０００４】
そのような化合物の一つとして、上記式（ｃ）または（ｃ’）で表される化合物が知られている（例えば、特許文献１）。この化合物は分子内に水酸基を有することから親水性モノマーとの相溶性が得やすいという特長を有し、公知の合成法が存在する（特許文献１）。しかし、特許文献１に記載された合成方法では、反応条件を種々検討してみても純度は８５％〜８９％程度までしか上がらず、高純度化が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５６−２２３２５号公報 実施例４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明者らは鋭意検討を進め、純度が向上しない原因として、副生成物として下記式（ｘ）または（ｘ’）
【０００７】
【化２】
【０００８】
で表される化合物が最も多く含まれていることを究明した。この副生成物は目的化合物と極性や沸点が近いため、カラム精製でも蒸留精製でも除去することが難しく、純度向上の妨げとなっていた。
【０００９】
また、コンタクトレンズなどの眼用レンズの分野においては、不純物が極力少ないことが好ましいことは言うまでもないが、不純物が少ない場合であっても当該不純物が装用者にとって問題とならないことが必要である。このため、不純物がある場合にはその性質が把握されるべきであるが、純度あるいは収率を改良する方法の１つとして副生物を目的化合物に変換する方法を採用した場合には、新たな不純物を生じる可能性がある。
【００１０】
本発明は、高い純度で得られ、コンタクトレンズなどの眼用レンズ用の原料として好適な、下記の一般式（ａ）または（ａ’）で表されるシリコーン化合物の製造方法を提供することを課題とする。
【００１１】
【化３】
【００１２】
（ここで、Ａはシロキサニル基を表す。Ｒ1は重合性基を有する炭素数１〜２０の置換基を表す。Ｒ2〜Ｒ4はそれぞれ独立に水素、置換されていてもよい炭素数１〜２０の置換基または−Ｘ−Ａを表す。Ｘは置換されていてもよい炭素数１〜２０の２価の置換基を表す。）
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を達成するために、本発明は下記の構成を有する。すなわち、
（１）下記一般式（ａ１）
【００１４】
【化４】
【００１５】
で表されるエポキシシランに、下記一般式（ａ２）
【００１６】
【化５】
【００１７】
で表されるカルボン酸の金属塩存在下で一般式（ａ２）で表されるカルボン酸を反応させて下記一般式（ａ）及び／または（ａ’）
【００１８】
【化６】
【００１９】
で表されるシリコーン化合物を合成する反応を含むシリコーン化合物の製造方法であって、該反応を行う系に水を０．０５重量％以上存在せしめて反応を行うことを特徴とするシリコーン化合物の製造方法、
（ここで、Ａはシロキサニル基を表す。Ｒ1は重合性基を有する炭素数１〜２０の置換基を表す。Ｒ2〜Ｒ4はそれぞれ独立に水素、置換されていてもよい炭素数１〜２０の置換基または−Ｘ−Ａを表す。Ｘは置換されていてもよい炭素数１〜２０の２価の置換基を表す。）
（２）前記（１）記載の方法で得られたシリコーン化合物をシリカゲルカラムまたはアル
ミナカラムで精製することを特徴とするシリコーン化合物の製造方法、
（３）シロキサニル基Ａが下記式（ｂ）
【００２０】
【化７】
【００２１】
で表された原子団である、前記（１）または（２）記載の製造方法により得られたシリコーン化合物、
［式（ｂ）中、Ａ1 〜Ａ11はそれぞれが互いに独立に水素、置換されていてもよい炭素数１〜２０のアルキル基、置換されていてもよい炭素数６〜２０のアリール基のいずれかを表す。ｎは０〜２００の整数を表し、ａ、ｂ、ｃはそれぞれが互いに独立に０〜２０の整数を表す。ただしｎ＝ａ＝ｂ＝ｃ＝０の場合を除く。］
（４）シロキサニル基Ａがトリス（トリメチルシロキシ）シリル基、ビス（トリメチルシロキシ）メチルシリル基、トリメチルシロキシジメチルシリル基からなる群から選ばれたものである前記（３）記載のシリコーン化合物、
（５）下記一般式（ｙ）
【００２２】
【化８】
【００２３】
で表される化合物の含有率が０．４％以上、３％以下であり、下記一般式（ａ）及び／または（ａ’）で表されるシリコーン化合物の純度が８７％以上であるシリコーン化合物
【００２４】
【化９】
【００２５】
（ここで、Ａはシロキサニル基を表す。Ｒ1は重合性基を有する炭素数１〜２０の置換基を表す。Ｒ2〜Ｒ4はそれぞれ独立に水素、置換されていてもよい炭素数１〜２０の置換基または−Ｘ−Ａを表す。Ｘは置換されていてもよい炭素数１〜２０の２価の置換基を表す。）、
である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、一般式（ａ）および／または（ａ’）で表されるシリコーン化合物を高純度で得ることができ、また、コンタクトレンズなどの眼用レンズに好適なポリマーを与えるモノマーとして好適に使用可能である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明は一般式（ａ１）で表される化合物と一般式（ａ２）で表される化合物を原料として一般式（ａ）及び／または（ａ’）の化合物を得る。
【００２８】
【化１０】
【００２９】
【化１１】
【００３０】
【化１２】
【００３１】
一般式（ａ）及び／または（ａ’）で示される化合物において、Ｒ1は重合性基を有する炭素数１〜２０の置換基を表す。これは一般式（ａ２）で表された化合物に起因する。
【００３２】
ここで重合性基とはラジカル重合可能な炭素−炭素二重結合をいう。Ｒ1を与える一般式（ａ２）で示される化合物の例としては、ビニロキシ酢酸、アリロキシ酢酸、（メタ）アクリル酸、クロトン酸、２−（メタ）アクリロイルプロパン酸、３−（メタ）アクリロイルブタン酸、４−ビニル安息香酸などを挙げることができる。これらのうち、シリコーンモノマー（ａ）及び／または（ａ’）を合成する際に触媒としても作用する対応のカルボン酸塩が入手しやすいことから、アクリル酸およびメタクリル酸を最も好適に用いることができる。一般式（ａ２）で示された化合物は、エポキシシラン（一般式（ａ１）で示される化合物）に対して１〜５０当量の範囲で用いること好ましく、エポキシシランを残存させないためには１．５〜４０当量がより好ましく、経済性も考慮に入れると２〜３０当量加えるのが最も好ましい。
【００３３】
Ｒ2〜Ｒ4はそれぞれ独立に水素、置換されていてもよい炭素数１〜２０の置換基または−Ｘ−Ａを表す。Ｘは置換されていてもよい炭素数１〜２０の２価の脂肪族または芳香族置換基を表す。Ａはシロキサニル基を表す。本明細書におけるシロキサニル基とは、少なくとも一つのＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を有する基を表す。シロキサニル基としては下記式（ｂ）で表される置換基が原料の入手しやすさや合成の容易さの点で好ましく使用される。
【００３４】
【化１３】
【００３５】
［式（ｂ）中、Ａ1 〜Ａ11はそれぞれが互いに独立に水素、置換されていてもよい炭素数１〜２０のアルキル基、置換されていてもよい炭素数６〜２０のアリール基のいずれかを表す。ｎは０〜２００の整数を表し、ａ、ｂ、ｃはそれぞれが互いに独立に０〜２０の整数を表す。ただしｎ＝ａ＝ｂ＝ｃ＝０の場合は除く。］
式（ｂ）中、Ａ1からＡ11としてはそれぞれが独立に水素、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、２−エチルヘキシル基、オクチル基などのアルキル基、フェニル基、ナフチル基などのアリール基を挙げることができる。これらの中で最も好ましいのはメチル基である。
【００３６】
式（ｂ）中、ｎは０〜２００の整数であるが、好ましくは０〜５０，さらに好ましくは０〜１０である。ａ、ｂ、ｃはそれぞれが互いに独立に０〜２０の整数であるが、好ましくはａ、ｂ、ｃがそれぞれ互いに独立に０〜５の整数である。ｎ＝０の場合、好ましいａ、ｂ、ｃの組み合わせはａ＝ｂ＝ｃ＝１、あるいはａ＝ｂ＝１かつｃ＝０である。
【００３７】
式（ｂ）で表される置換基の中では、かかる置換基を有した化合物が工業的に比較的安価に入手できることから、特に好適なものはトリス（トリメチルシロキシ）シリル基、ビス（トリメチルシロキシ）メチルシリル基、トリメチルシロキシジメチルシリル基、ポリジメチルシロキサン基、ポリメチルシロキサン基、ポリ−コ−メチルシロキサン−ジメチルシロキサン基などである。
【００３８】
本発明のシリコーン化合物の製造方法では、前記一般式（ａ２）で示されるカルボン酸の金属塩、好ましくアクリル酸若しくはメタアクリル酸の金属塩、好ましくアルカリ金属塩、を触媒として用いる。この触媒の添加量は、原料のエポキシシラン（前記一般式（ａ１）で示された化合物）に対して０．００１〜５当量が好ましく、０．００５〜３当量がより好ましく、０．０１〜１当量が最も好ましい。
【００３９】
本発明においては、前記一般式（ａ１）で示された化合物および一般式（ａ２）で示された化合物から一般式（ａ）および／または（ａ’）で示された化合物を得る反応系において、反応系に、すなわち反応系に存在する全成分に占める割合として、０．０５重量％以上の水を存在せしめて反応を行うことを特徴とする。水の存在しない、または、水の存在量が０．０５重量％未満の系で反応を行うと副生成物である一般式（ｚ）および／または（ｚ’）
【００４０】
【化１４】
【００４１】
で表される化合物の生成が見られ、この副生成物は分離が困難であるので、結果として高純度化がはかれない。一方、本発明によれば、一般式（ｚ）および／または（ｚ’）で表される化合物が生成したとしても系中に存在する水により合成反応と並行して加水分解反応が進行するため、その生成量を低減させることができ、シリコーン化合物の純度を向上させることができる。なお、前記一般式（ａ２）で示されるカルボン酸の金属塩など本発明の製造方法に使用する成分は吸湿している場合がある。本発明でいう水分量とはこうした吸湿した成分により持ち込まれる水分の量も含めての量である。吸湿した成分に含まれる水分の量は、例えば４０℃１４時間真空乾燥を行うことなどの方法で乾燥し、乾燥重量との差によって求めることができる。
【００４２】
なお、前記の一般式（ｚ）および／または（ｚ’）で表される化合物については、合成反応終了後に通常の脱シリル化条件、例えばカルボン酸−メタノールを添加して脱シリル化を行ったときに、一般式（ｚ）および／または（ｚ’）で表される化合物を分解することで、前記一般式（ａ）および／または（ａ’）の純度を向上させることも可能ではあるが、この場合、脱シリル化の工程が増えるため経済面で不利であることのほか、脱シリル化反応に並行してシロキサニル基部分も分解されてしまい、別な不純物が生成するという問題が生ずる。
【００４３】
特に医療用具であるコンタクトレンズなどの眼用レンズとして用いるポリマーにおいては、構造不詳な不純物がわずかでも存在すると該不純物の安全性の検証が必要とされ、かかる不純物は少ないにこしたことはない。
【００４４】
本発明の製造方法によれば、反応と同時に前記一般式（ｚ）および／または（ｚ’）で表される化合物の分解が進行するためか、当該化合物が不純物として大きく低減され、また、新たな不純物を生ずる可能性も小さく、純度を高めることが可能である。
【００４５】
反応系内に存在せしめる水の量は、少なすぎると前記一般式（ｚ）および／または（ｚ’）で表される化合物が残ってしまって十分な純度向上の効果が得られず、多すぎると一般式（ｚ）および／または（ｚ’）で表される化合物を消費しつくしてしまい、それ以上の純度向上は望めなくなるばかりでなく、原料である一般式（ａ１）で表される化合物と水との反応から下記一般式（ｙ）
【００４６】
【化１５】
【００４７】
で表される化合物が生成してきて純度の低下を招くことから、０．０５〜５重量％が好ましく、０．１〜３重量％がより好ましく、０．３〜２重量％が最も好ましい。すなわち、上限としては５重量％以下であることが好ましく、より好ましくは３重量％以下であり、さらに好ましくは２重量％以下であり、下限としては０．０５重量％以上であり、より好ましく０．３重量％以上である。
【００４８】
本発明のシリコーン化合物の製造方法では合成反応中にシリコーン化合物が重合してしまうのを防ぐため重合禁止剤を含ませて反応を行ってもよい。重合禁止剤の具体例としてはハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール、Ｎ−ニトロソフェニルヒドロキシルアミンアルミニウムなどを挙げることができる。また、重合禁止剤を用いる場合の添加量は、前記一般式（ａ２）で示されるカルボン酸の量、例えば（メタ）アクリル酸量、に対して０．０００５〜５重量％が好ましく、０．００１〜３重量％がより好ましく、０．００５〜１重量％が最も好ましい。
【００４９】
本発明のシリコーン化合物の製造方法における反応温度は低すぎると反応時間が長くなり過ぎ、高すぎると合成反応中にシリコーン化合物が重合してしまう危険性があることから、５０〜１８０℃が好ましく、６０〜１７０℃がより好ましく、７０〜１６０℃が最も好ましい。
【００５０】
本発明のシリコーン化合物の製造方法により得られるシリコーン化合物の純度（後述するガスクロマト測定で測定したときの面積％として定義される）は８９％以上が好ましく、９０％以上がより好ましい。上限としては特に制限はないが、精製工程が複雑・多工程となることによる生産性と眼用レンズとしての使用に十分な純度を考慮すれば、９９％以下、許容されるのであれば９７％以下程度が一応の目安である。
【００５１】
本発明の製造方法により得られるシリコーン化合物は、反応液中に水を存在させて反応を行うから前記一般式（ａ１）で表される原料と水の反応により、前記一般式（ｙ）で表される化合物の含有量が増加することがある。この一般式（ｙ）で表される化合物は分子内に重合性基を持たないので、本発明によるシリコーン化合物を重合して得られたポリマーにそのまま含有されるおそれがあるが、かかる化合物の除去は、シリカゲルカラム、アルミナカラム等で上記一般式（ｙ）で表される化合物を除去することができる。かかる処理を行うことで、一般式（ｙ）で表される化合物のような不純物の量を低減でき、さらに不純物が少なく純度の高い、コンタクトレンズなどの眼用レンズに用いる場合に好適なポリマーを与えるシリコーン化合物として得ることができる。
【００５２】
本発明において、前記一般式（ｙ）で表される化合物の含有率は後述するガスクロマト測定で測定したときの面積％として０．４％以上、３％以下である。この一般式（ｙ）で表される化合物の生成量が多いと、元々生成量が多い前記一般式（ｚ）、（ｚ’）の生成量を少なくできるため、純度を向上させることができる。すなわち、この一般式（ｙ）で表される含有量を０．４％以上とすれば、容易に純度を８７％以上とすることが可能である。
【００５３】
シリカゲルカラムまたはアルミナカラム等で精製した後の前記一般式（ｙ）で表される化合物の含有量は、０．７重量％以下になることが好ましく、該シリコーン化合物を重合して得られるポリマーを眼用レンズに用いるためには０．６重量％以下が好ましく、該ポリマーをソフトコンタクトレンズとして用いるためには０．５重量％以下が好ましい。なお、一般式（ｙ）で表される化合物の含有量は、後述するガスクロマトグラフ測定において標準物質を用いる検量線法にて求めることができる。
【００５４】
本発明のモノマーをポリマー化する際には、本発明のシリコーン化合物を単独で重合しても、また他の成分と共重合しても構わない。また、公知の重合方法が採用でき、例えば、重合するに際しては過酸化物やアゾ化合物に代表される熱重合開始剤や、光重合開始剤を添加することにより行うことができる。また必要に応じて溶媒を用いることが可能である。また、コンタクトレンズや眼内レンズ、人工角膜などの眼用レンズに成形する成形方法としても公知の方法を採用することができる。例えば、一旦丸棒や板状等に重合、成形しこれを切削加工等によって所望の形状に加工する方法、プラスチックや金属、石英等の材質からなるモールド中で重合と同時に成形するモールド重合法などである。
【００５５】
本発明の製造方法により得られるシリコーン化合物を重合して得られるポリマーは、コンタクトレンズ、眼内レンズ、人工角膜などの眼用レンズとして特に好適である。
【実施例】
【００５６】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
【００５７】
測定方法
ガスクロマトグラフ（以下、ＧＣと略して表記することがある。）測定
ＧＣ測定は本体に島津製作所製ＧＣ−１８Ａ（ＦＩＤ検出器）、キャピラリーカラムにＪ＆Ｗ社ＤＢ−５（０．２５ｍｍ×３０ｍ×１μｍ）を用いた。キャリアガスはヘリウム（１３８ｋＰａ）、注入口温度２８０℃、検出器温度２８０℃、昇温プログラムは６０℃（５分）→１０℃／分→３２５℃（１９分）で測定した。サンプルは測定試料１００μＬをイソプロピルアルコール１ｍＬに溶解して調製し、１μＬ注入した。
【００５８】
実施例１
３００ｍＬのナスフラスコに下式（ｃ１）
【００５９】
【化１６】
【００６０】
で表されるエポキシシラン１００ｇ（０．３ｍｏｌ）、メタクリル酸１０３．４ｇ（１．２ｍｏｌ）、メタクリル酸ナトリウム９．６ｇ（０．０９ｍｏｌ）、ｐ−メトキシフェノール５．５ｇ（０．０４ｍｏｌ）、水３．６ｇを加え、空気雰囲気下で１００℃に加熱して撹拌した。ＧＣでエポキシシラン（ｃ１）の面積％が０．１％以下になるのを確認した後、反応液を室温まで冷却した。反応液にヘキサン１５０ｍＬを加え、０．１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液２５０ｍＬで３回、２．６％食塩水１７５ｍＬで３回洗浄し、有機層に硫酸ナトリウムを加えて乾燥し、ろ過してエバポレータで溶媒を留去したところ、液体が１２６ｇ得られた。得られた液体のＧＣを測定した。表１に示す結果が得られた。また、得られた液体をシリカゲル１９０ｇ、ヘキサン／酢酸エチル＝４／１でカラム精製し、溶媒を留去して得られた液体のＧＣを測定したところ、表１に示す結果が得られた。
一般式（ｚ）および／または（ｚ’）で表される化合物の含有量が低減した結果高純度が得られ、かつ（ｙ）成分が増加したものの、カラム精製によって除去できる成分であるため、１％以上の純度向上効果がみられた。
【００６１】
実施例２
エポキシシランを下式（ｄ１）
【００６２】
【化１７】
【００６３】
で表される化合物に、水分添加量を表１に示す量に変更した以外は実施例１と同様の方法で実験を行った。ＧＣ測定を行ったところ、表１に示す結果が得られた。
【００６４】
実施例３
水分添加量を表１に示す量に変更した以外は実施例１と同様の方法で実験を行った。ＧＣ測定を行ったところ、表１に示す結果が得られた。
【００６５】
実施例４
水分添加量を表１に示す量に変更した以外は実施例１と同様の方法で実験を行った。ＧＣ測定を行ったところ、表１に示す結果が得られた。
【００６６】
比較例１
水分を添加しない以外は実施例１と同様の方法で実験を行った。ＧＣ測定を行ったところ、表１に示す結果が得られた。一般式（ｚ）および／または（ｚ’）で表される化合物の含有量は水を添加した場合に比べて非常に多く、純度が低いものであった。
【００６７】
比較例２
水分を添加しない以外は実施例１と同様の方法で実験を行い、得られたシリコーン化合物の液体にメタノール３倍量（重量比）、酢酸を０．５倍量（重量比）加えて４０℃で１時間撹拌した。反応後、減圧下で溶媒を留去し、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で３回、飽和食塩水で２回洗浄した。得られた液体のＧＣ測定を行ったところ、一般式（ｚ）および／または（ｚ’）で表される化合物のピークは消失し、純度は８６．９％から９１．７％まで向上したが、あらたな不純物に由来するピークが２本ＧＣ測定の結果認められた。
このピークに由来する不純物の構造は不詳であり、眼用レンズ用原料としては不適当である。
【００６８】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、コンタクトレンズや眼内レンズ、人工角膜などの眼用レンズに用いるポリマーの原料として好適に用いることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（ｙ）
【化１】
で表される化合物の含有率が０．４％以上、３％以下であり、下記一般式（ａ）及び／または（ａ’）で表されるシリコーン化合物の純度が８７％以上であるシリコーン化合物。
【化２】
（ここで、Ａはシロキサニル基を表す。Ｒ1は重合性基を有する炭素数１〜２０の置換基を表す。Ｒ2〜Ｒ4はそれぞれ独立に水素、置換されていてもよい炭素数１〜２０の置換基または−Ｘ−Ａを表す。Ｘは置換されていてもよい炭素数１〜２０の２価の置換基を表す。）
【請求項２】
前記シロキサニル基Ａが下記式（ｂ）
【化３】
で表された原子団であるシリコーン化合物。
［式（ｂ）中、Ａ1 〜Ａ11はそれぞれが互いに独立に水素、置換されていてもよい炭素数１〜２０のアルキル基、置換されていてもよい炭素数６〜２０のアリール基のいずれかを表す。ｎは０〜２００の整数を表し、ａ、ｂ、ｃはそれぞれが互いに独立に０〜２０の整数を表す。ただしｎ＝ａ＝ｂ＝ｃ＝０の場合を除く。］
【請求項３】
シロキサニル基Ａがトリス（トリメチルシロキシ）シリル基、ビス（トリメチルシロキシ）メチルシリル基、トリメチルシロキシジメチルシリル基からなる群から選ばれたものである請求項２記載のシリコーン化合物。
【請求項１】
下記一般式（ｙ）
【化１】
で表される化合物の含有率が０．４％以上、３％以下であり、下記一般式（ａ）及び／または（ａ’）で表されるシリコーン化合物の純度が８７％以上であるシリコーン化合物。
【化２】
（ここで、Ａはシロキサニル基を表す。Ｒ1は重合性基を有する炭素数１〜２０の置換基を表す。Ｒ2〜Ｒ4はそれぞれ独立に水素、置換されていてもよい炭素数１〜２０の置換基または−Ｘ−Ａを表す。Ｘは置換されていてもよい炭素数１〜２０の２価の置換基を表す。）
【請求項２】
前記シロキサニル基Ａが下記式（ｂ）
【化３】
で表された原子団であるシリコーン化合物。
［式（ｂ）中、Ａ1 〜Ａ11はそれぞれが互いに独立に水素、置換されていてもよい炭素数１〜２０のアルキル基、置換されていてもよい炭素数６〜２０のアリール基のいずれかを表す。ｎは０〜２００の整数を表し、ａ、ｂ、ｃはそれぞれが互いに独立に０〜２０の整数を表す。ただしｎ＝ａ＝ｂ＝ｃ＝０の場合を除く。］
【請求項３】
シロキサニル基Ａがトリス（トリメチルシロキシ）シリル基、ビス（トリメチルシロキシ）メチルシリル基、トリメチルシロキシジメチルシリル基からなる群から選ばれたものである請求項２記載のシリコーン化合物。
【公開番号】特開２０１１−２０１８８０（Ｐ２０１１−２０１８８０Ａ）
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８６１５４（Ｐ２０１１−８６１５４）
【出願日】平成２３年４月８日（２０１１．４．８）
【分割の表示】特願２００５−５０２７８（Ｐ２００５−５０２７８）の分割
【原出願日】平成１７年２月２５日（２００５．２．２５）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月８日（２０１１．４．８）
【分割の表示】特願２００５−５０２７８（Ｐ２００５−５０２７８）の分割
【原出願日】平成１７年２月２５日（２００５．２．２５）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
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