專利名稱：通過超臨界流體萃取純化含硅氧烷的化合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過超臨界流體萃取純化含硅氧烷的化合物的方法。
背景技術(shù)：
各種含硅氧烷的化合物已經(jīng)在醫(yī)療器件的制造中被用作起始材料，所述醫(yī)療器件例如眼科器件，特別是具有改進的氧滲透性的軟隱形眼鏡。這些化合物中必須不存在不希望的雜質(zhì)以確保可以制造合適的醫(yī)療器件，特別是眼科器件。典型地，所述含有硅氧烷的化合物還含有可以通過自由基聚合反應聚合的反應性基團。這些自由基反應性基團可使得傳統(tǒng)的純化技術(shù)變得復雜，例如蒸餾，需要對蒸餾溫度進行控制以避免膠凝。在高分子量含硅氧烷的化合物的情況下，例如分子量大于約1000Dalton，由于含硅氧烷化合物極高的沸點而使得不可能進行蒸餾。因此，在本領(lǐng)域中仍舊存在對對含硅氧烷化合物進行有效純化的方法的需求。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及一種包括如下步驟的方法使至少一種含硅氧烷的化合物與密度為約0.2-約0.8g/ml的超臨界流體接觸，使所述密度降低從而形成兩相，第一相包括所述至少一種含硅氧烷的化合物，第二相包括至少一種雜質(zhì)，和分離所述第一相與所述第二相。
發(fā)明詳述如在本文中所使用的，“生物醫(yī)療器件”是任何設(shè)計為在哺乳動物組織或流體中或在哺乳動物組織或流體上使用的制品，并優(yōu)選在人組織或流體中或在人組織或流體上使用。這些器件的例子包括但不限于導管、植入物、支架和眼科器件例如眼內(nèi)鏡片和隱形眼鏡。優(yōu)選的生物醫(yī)療器件是眼科器件，特別是隱形眼鏡，最特別是由硅氧烷水凝膠制備的隱形眼鏡。
如在本文中所使用的，術(shù)語“鏡片”和“眼科器件”是指駐留在眼睛中或眼睛上的器件。這些器件可以提供光學校正、傷口護理、藥物輸送、診斷功能或美容增強或效果，或這些性能的組合。術(shù)語鏡片包括但不限于軟隱形眼鏡、硬隱形眼鏡、眼內(nèi)鏡片、疊加鏡片(overlaylenses)、眼睛嵌入物(ocular inserts)和光學嵌入物(optical inserts)。
如在本文中所使用的，術(shù)語“單體”是含有至少一個可聚合基團并且平均分子量約低于2000Dalton的化合物，其中所述平均分子量通過凝膠滲透色譜法借助折射率檢測來測定。因此，單體包括二聚體并在一些情況下包括低聚物，所述低聚物包括由多于一個的單體單元制備的低聚物。
本發(fā)明涉及通過超臨界流體萃取(“SCFE”)純化含硅氧烷的化合物的方法。SCFE是在壓力下加熱氣體直到氣體變?yōu)槌R界流體的方法。氣體變?yōu)槌R界超臨界流體的點稱為臨界點。在臨界點以上，超臨界流體具有與類似于氣體的擴散系數(shù)和類似于液體的密度。高擴散系數(shù)和密度的結(jié)合使得超臨界流體成為優(yōu)異的純化介質(zhì)。當在臨界區(qū)域進行操作時，可以使用溫度和壓力來調(diào)節(jié)密度，而密度調(diào)節(jié)所選擇的超臨界流體的溶劑化能力。
合適的萃取流體與待純化的含硅氧烷的化合物是非反應性的并且具有的臨界點低于將導致含硅氧烷的化合物降解的范圍。實例包括二氧化碳、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、氯三氟甲烷，它們的混合物等。二氧化碳是優(yōu)選的超臨界流體，因為它具有低臨界點(在73.8巴31℃)，通常與含硅氧烷的化合物是非反應性的，不燃且環(huán)境友好。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，密度為約0.2-約1g/ml，優(yōu)選約0.2-約0.8g/ml，更優(yōu)選約0.4-約0.8g/ml的超臨界流體可以用于純化含硅氧烷的化合物。本發(fā)明的分離方法可以在一個步驟或區(qū)域中進行，或者在多個步驟或區(qū)域中進行，這取決于待除去的雜質(zhì)的數(shù)目和與含硅氧烷的化合物相比所述雜質(zhì)的溶解度參數(shù)。在存在許多待除去雜質(zhì)或者所述雜質(zhì)的溶解度參數(shù)與所述硅氧烷的溶解度參數(shù)接近的情況下，有益地可以使用具有不同溫度-壓力分布(profile)(分離分布)的多個區(qū)域或分離步驟。例如，在一個實施方案中，可以使用具有兩個分布的分離方法，其中在第一階段中超臨界流體包括約0.5-0.7g/ml的密度，在第二階段包括0.1g/ml-約0.3g/ml的密度?？梢园ㄈ我鈹?shù)目的其它分離分布。其它的實施方案包括含有3或更多個分離分布的方法。具有不同數(shù)目分離分布的方法的具體密度范圍列在下面的表1中。

在本發(fā)明書剩下的整個部分中，將描述適合二氧化碳的條件。但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到可以單獨或作為共萃取流體使用其它超臨界流體。其它超臨界流體的臨界點是本領(lǐng)域公知的。
對于本發(fā)明使用二氧化碳的萃取，期望的密度可以通過使用如下的臨界參數(shù)實現(xiàn)壓力為約1000psi-約5000psi且溫度大于約31℃，優(yōu)選壓力為約2000psi-約3000psi且溫度為約31-約80℃。
合適的SCFE萃取設(shè)備可從Thar，Technologies商購。萃取溶劑和含硅氧烷化合物的物流可以通過高壓泵送入萃取容器中。萃取數(shù)量和除去的雜質(zhì)的類型可以通過控制流速、萃取共溶劑的使用、被處理的含硅氧烷化合物的濃度、萃取器容器中的吸附介質(zhì)、使用的溫度和壓力進行控制。對于5升尺寸的萃取容器，合適的超臨界流體流速包括大于約50g/min，優(yōu)選約100-約350g/min的那些。具有其它尺寸的設(shè)備的合適流速可以容易地由本領(lǐng)域的技術(shù)人員計算得出。
引入SCF萃取中的含硅氧烷化合物的濃度，基于含硅氧烷化合物和超臨界流體的重量，通常是約1wt％-約10wt％，優(yōu)選3wt％-約7wt％。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到，在仍舊實現(xiàn)所期望數(shù)量的萃取的情況下，較低流速的使用可以允許使用比上述范圍高的含硅氧烷化合物的濃度，并且較低的濃度可以允許使用較高的流速。
可以通過本發(fā)明的方法純化的含硅氧烷的化合物包括含硅氧烷的單體、大分子單體和預聚物。含硅氧烷的且還含有至少一個可聚合基團特別是至少一個自由基可聚合基團的化合物，通過其它方式難以充分純化，但是可以容易地通過SCFE純化。
含硅氧烷單體的例子包括式I和II的單體
其中n是3-35的整數(shù)，優(yōu)選為4-25；R1是氫，C1-6烷基；R2、R3和R4獨立地是C1-6烷基、三C1-6烷基甲硅烷氧基、苯基、萘基、取代的C1-6烷基、取代的苯基或取代的萘基，其中所述烷基取代基選自下組中的一個或多個C1-6烷氧基羰基、C1-6烷基、C1-6烷氧基、酰胺、鹵素、羥基、羧基、C1-6烷基羰基和甲?；?，和其中所述芳族取代基選自下組中的一個或多個C1-6烷氧基羰基、C1-6烷基、C1-6烷氧基、酰胺、鹵素、羥基、羧基、C1-6烷基羰基和甲?；?；R5是羥基，含有一個或多個羥基的烷基；或(CH2(CR9R10)yO)x)-R11其中y是1-5，優(yōu)選1-3，x是1-100優(yōu)選2-90和更優(yōu)選10-25的整數(shù)；R9-R11獨立地選自H、具有至多10個碳原子的烷基和被至少一個極性官能團取代的具有至多10個碳原子的烷基，R6是含有至多20個碳原子的二價基團；R7是可以進行自由基和/或離子聚合且含有至多20個碳原子的單價基團；R8是含有至多20個碳原子的二價基團。
本發(fā)明的反應混合物可以包括被多于一個的羥基官能化的含有硅氧烷的單體。
對于單官能羥基官能化的含硅氧烷的單體，優(yōu)選的R1是氫，優(yōu)選的R2、R3和R4是C1-6烷基和三C1-6烷基甲硅烷氧基，最優(yōu)選甲基和三甲基甲硅烷氧基。對于多官能(二官能或更高)R1-R4獨立地包括烯屬不飽和的可聚合基團，更優(yōu)選包括丙烯酸酯、苯乙烯基、C1-6烷基丙烯酸酯、丙烯酰胺、C1-6烷基丙烯酰胺、N-乙烯基內(nèi)酰胺、N-乙烯基酰胺、C2-12鏈烯基、C2-12鏈烯基苯基、C2-12鏈烯基萘基或C2-6鏈烯基苯基C1-6烷基。
優(yōu)選的R5是羥基、-CH2OH或-CH2CHOHCH2OH，最優(yōu)選羥基。
優(yōu)選的R6是二價C1-6烷基、C1-6烷氧基、C1-6烷氧基C1-6烷基、亞苯基、亞萘基、C1-12環(huán)烷基、C1-6烷氧基羰基、酰胺、羧基、C1-6烷基羰基、羰基、C1-6烷氧基、取代的C1-6烷基、取代的C1-6烷氧基、取代的C1-6烷氧基C1-6烷基、取代的亞苯基、取代的亞萘基、取代的C1-12環(huán)烷基，其中所述取代基選自下組中的一個或多個C1-6烷氧基羰基、C1-6烷基、C1-6烷氧基、酰胺、鹵素、羥基、羧基、C1-6烷基羰基和甲?；?。特別優(yōu)選的R6是二價甲基(亞甲基)。
優(yōu)選的R7包括自由基反應性基團，例如丙烯酸酯、苯乙烯基、乙烯基、乙烯基醚、衣康酸酯基團、C1-6烷基丙烯酸酯、丙烯酰胺、C1-6烷基丙烯酰胺、N-乙烯基內(nèi)酰胺、N-乙烯基酰胺、C2-12鏈烯基、C2-12鏈烯基苯基、C2-12鏈烯基萘基或C2-6鏈烯基苯基C1-6烷基，或陽離子反應性基團例如乙烯基醚或環(huán)氧化物基團。特別優(yōu)選的R7是甲基丙烯酸酯。
優(yōu)選的R8是二價C1-6烷基、C1-6烷氧基、C1-6烷氧基C1-6烷基、亞苯基、亞萘基、C1-12環(huán)烷基、C1-6烷氧基羰基、酰胺、羧基、C1-6烷基羰基、羰基、C1-6烷氧基、取代的C1-6烷基、取代的C1-6烷氧基、取代的C1-6烷氧基C1-6烷基、取代的亞苯基、取代的亞萘基、取代的C1-12環(huán)烷基，其中所述取代基選自下組中的一個或多個C1-6烷氧基羰基、C1-6烷基、C1-6烷氧基、酰胺、鹵素、羥基、羧基、C1-6烷基羰基和甲?；?。特別優(yōu)選的R8是C1-6烷氧基C1-6烷基。
特別優(yōu)選的式I的羥基官能化的含硅氧烷的單體例子是2-甲基-2-丙烯酸2-羥基-3-[3-[1，3，3，3-四甲基-1-[(三甲基甲硅烷基)氧]二硅氧烷基]丙氧基]丙酯(其也稱為(3-甲基丙烯酰氧-2-羥基丙氧基)丙基二(三甲基甲硅烷氧基)甲基硅烷)
上述化合物，(3-甲基丙烯酰氧-2-羥基丙氧基)丙基二(三甲基甲硅烷氧基)甲基硅烷由環(huán)氧化物形成，其產(chǎn)生上述化合物和(2-甲基丙烯酰氧-3-羥基丙氧基)丙基二(三甲基甲硅烷氧基)甲基硅烷的80∶20的混合物。在本發(fā)明的一些實施方案中，優(yōu)選存在一定數(shù)量的伯羥基，優(yōu)選大于約10wt％，更優(yōu)選至少約20wt％。
其它合適的羥基官能化的含硅氧烷的單體包括(3-甲基丙烯酰氧-2-羥基丙氧基)丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷 二-3-甲基丙烯酰氧-2-羥基丙氧基丙基聚二甲基硅氧烷 3-甲基丙烯酰氧-2-(2-羥基乙氧基)丙氧基)丙基二(三甲基甲硅烷氧基)甲基硅烷
N，N，N’，N’-四(3-甲基丙烯酰氧-2-羥基丙基)-α，ω-二-3-氨基丙基聚二甲基硅氧烷甲基丙烯酸縮水甘油酯和氨基官能的聚二甲基硅氧烷的反應產(chǎn)物也可以用作羥基官能含硅氧烷的單體。其它合適的羥基官能含硅氧烷的單體包括公開于US 5994488第6、7和8欄中的那些，和公開于4259467；4260725；4261875；4649184；4139513，4139692，US2002/0016383，4139513和4139692中的那些。在本文中引用的這些以及任何其它專利或申請通過引用并入本文中。
可以是合適的羥基官能化的含硅氧烷的單體的其它結(jié)構(gòu)包括與公開于Pro。ACS Div.Polym.Mat.Sci.Eng.，1997年4月13-17日，第42頁中的化合物類似的那些，并具有如下的結(jié)構(gòu) 其中n＝1-50和R獨立地包括H或可聚合不飽和基團，且至少一個R包括可聚合基團，和至少一個R，優(yōu)選3-8個R，包括H。
其它合適的羥基官能化的含硅氧烷的單體公開于美國專利4235985中。
合適的多官能羥基官能化的硅氧烷單體可以從Gelest，Inc，Morrisville，PA商購，或者可以使用公開于5994488和5962548中的方法制備。合適的PEG類型的羥基官能化的硅氧烷單體可以使用公開于PCT/JP02/02231中的方法制備。
其它合適的含硅氧烷的單體，包括描述于US4711943中的TRIS酰胺類似物，描述于US5070215中的乙烯基氨基甲酸酯或碳酸酯類似物和包含在US6020445中的單體，是有用的，并且前述這些專利以及在本說明書中提及的任何其它專利在此處通過引用并入本文中。更加具體地，3-甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷(TRIS)、單甲基丙烯酰氧丙基封端的聚二甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、3-甲基丙烯酰氧丙基二(三甲基甲硅烷氧基)甲基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基五甲基二硅氧烷以及它們混合物可以通過本發(fā)明的方法進行純化。
合適的含硅氧烷的大分子單體的數(shù)均分子量為約5000-約15000Dalton。含硅氧烷的大分子單體包括包含至少一個硅氧烷基團，優(yōu)選至少一個二烷基硅氧烷基團和更加優(yōu)選至少一個二甲基硅氧烷基團的物質(zhì)。所述含硅氧烷的大分子單體可以包括其它組分例如尿烷基團、亞烷基或烯化氧基團、聚氧化烯基團、亞芳基基團、烷基酯、酰胺基團、氨基甲酸酯基團、全氟烷氧基基團、異氰酸酯基團以及它們的組合等。優(yōu)選的一類含硅氧烷的大分子單體可以通過一種或多種硅氧烷與一種或多種丙烯酸類或甲基丙烯酸類物質(zhì)的聚合形成。含硅氧烷的大分子單體可以通過基團轉(zhuǎn)移聚合(“GTP”)、自由基聚合、縮聚反應等形成。取決于所選擇的組分和本領(lǐng)域已知的使用條件，含硅氧烷的大分子單體可以在一個步驟或在一系列步驟中形成。具體的含硅氧烷的大分子單體以及它們的制備方法包括作為物質(zhì)A-D公開于US5760100中的那些(甲基丙烯酸酯官能化的硅氧烷-氟醚尿烷和甲基丙烯酸酯官能化的硅氧烷尿烷)、公開于US 6367929中的那些(苯乙烯官能化的羥基官能甲基丙烯酸酯和硅氧烷甲基丙烯酸酯的預聚物)和公開于US 5371147中的那些(包含硅氧烷的丙烯酸類星形共聚物和大分子單體)，所述專利的公開內(nèi)容通過引用并入本文。優(yōu)選的含硅氧烷的丙烯酸類星形共聚物和大分子單體，基于大分子單體或共聚物的總重量，包含約10wt％-約45wt％，優(yōu)選約25wt％-約45wt％的聚合在其中的親水單體。
合適的含硅氧烷的反應性預聚物包括進一步公開于US 5070215中的氨基甲酸乙烯酯官能化的聚二甲基硅氧烷，以及基于尿烷的預聚物，該基于尿烷的預聚物包括交替的由短鏈二醇和二異氰酸酯反應形成的“硬”鏈段和由相對高分子量聚合物形成的“軟”鏈段，其中所述基于尿烷的預聚物被兩個活性氫在α，ω位置封端。含硅氧烷的預聚物的合適的具體例子以及它們的制備方法公開于US 5034461中，該專利通過引用并入本文中。
優(yōu)選的含硅氧烷的化合物包括式I或II的單體，更優(yōu)選式I的單體，其中R1是氫；R2、R3和R4獨立地選自C1-6烷基和三C1-6烷基甲硅烷氧基；R5是羥基、-CH2OH或-CH2CHOHCH2OH，
R6是二價C1-6烷基、C1-6烷氧基、C1-6烷氧基C1-6烷基、亞苯基、亞萘基、C1-12環(huán)烷基、C1-6烷氧基羰基、酰胺、羧基、C1-6烷基羰基、羰基、C1-6烷氧基、取代的C1-6烷基、取代的C1-6烷氧基、取代的C1-6烷氧基C1-6烷基、取代的亞苯基、取代的亞萘基、取代的C1-12環(huán)烷基，其中所述取代基選自下組中的一個或多個C1-6烷氧基羰基、C1-6烷基、C1-6烷氧基、酰胺、鹵素、羥基、羧基、C1-6烷基羰基和甲酰基；R7包括選自丙烯酸酯、苯乙烯基、乙烯基、乙烯基醚、衣康酸酯基團、C1-6烷基丙烯酸酯、丙烯酰胺、C1-6烷基丙烯酰胺、N-乙烯基內(nèi)酰胺、N-乙烯基酰胺、C2-12鏈烯基、C2-12鏈烯基苯基、C2-12鏈烯基萘基和C2-6鏈烯基苯基C1-6烷基的自由基反應性基團；R8選自二價C1-6烷基、C1-6烷氧基、C1-6烷氧基C1-6烷基、亞苯基、亞萘基、C1-12環(huán)烷基、C1-6烷氧基羰基、酰胺、羧基、C1-6烷基羰基、羰基、C1-6烷氧基、取代的C1-6烷基、取代的C1-6烷氧基、取代的C1-6烷氧基C1-6烷基、取代的亞苯基、取代的亞萘基、取代的C1-12環(huán)烷基，其中所述取代基選自下組中的一個或多個C1-6烷氧基羰基、C1-6烷基、C1-6烷氧基、酰胺、鹵素、羥基、羧基、C1-6烷基羰基和甲酰基。
還有另一組優(yōu)選的含硅氧烷的化合物
和 其中n＝1-50和R獨立地選自H和可聚合不飽和基團，且至少一個R是可聚合基團和至少一個R是H。
甚至更優(yōu)選地，所述含硅氧烷的化合物包括 為了說明本發(fā)明，在本文中包括了如下實施例。這些實施例并不限定本發(fā)明。它們僅僅是建議了實踐本發(fā)明的方法。那些具有通過超臨界流體萃取實施純化的知識的技術(shù)人員以及其它專業(yè)人員將發(fā)現(xiàn)實踐本發(fā)明的其它方法。但是，那些方法被視為在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
實施例1甲基二(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基丙基甘油單甲基丙烯酸酯(SiMAA2)向裝配有磁力攪拌器、干燥管和熱電偶的5000mL三口圓底燒瓶中加入92g(1mol)干燥甲基丙烯酸鋰。向該體系中加入甲基丙烯酸(1023g，約11.91mol，含有250ppmMeHQ)和對甲氧基苯酚(4.65g，約0.037mmol)，然后在向燒瓶中加入環(huán)氧丙氧丙基七甲基三硅氧烷(2000g，約5.95mol)的同時對體系進行攪拌。MeHQ總含量以使用的甲基丙烯酸重量計大約是1000ppm。然后將反應混合物加熱到90℃，通過TLC監(jiān)控環(huán)氧化物的消耗(細節(jié)在下面給出)。當由TLC監(jiān)測反應進行完全時，通過氣相色譜法分析混合物。當通過GC/MS測定(所用條件、色譜柱和檢測器的詳細介紹在下面)環(huán)氧化物的含量＜0.05％時，停止加熱。通常在90℃15小時之后反應完全。
在體系冷卻到50℃后，用3200mL己烷稀釋，并用4×3200mL 0.5N的NaOH水溶液萃取，然后用2000mL0.5N的NaOH水溶液萃取。在堿處理后用3200mL2.5％w/v的NaCl水溶液洗滌三次。然后小心地分離有機相與任何其它化合物，并用250g硫酸鈉干燥。
TLC監(jiān)控對于該反應混合物展開溶劑是含25％乙酸乙酯的己烷。所述環(huán)氧化物是化合物中極性最小的，Rf是約0.7。所用的顯示介質(zhì)是下述物質(zhì)的混合物1. 10g-香草醛2. 10mL-濃H2SO43. 200mL-95％乙醇4. 20滴-乙酸所述溶液通過如下步驟制備首先將香草醛溶于100mL乙醇，然后加入100mL乙醇、H2SO4和乙酸的混合物。
在TLC板在乙酸乙酯/己烷混合物中展開以后，將其浸入香草醛溶液中。使用熱板或熱槍將其在玻璃側(cè)加熱。每塊板點樣三次，一次是純環(huán)氧化物，一次只是反應混合物，第三次是起始物質(zhì)和反應混合物。
GC方法通過如下的GC來測定純度。將該實施例產(chǎn)品的100uL樣品分散入1mL的IPA中。使用下面列出的儀器和條件分析該被分散的樣品并用下式計算純度P＝100％*(ASiMAA2/A總)其中ASiMAA2＝SiMAA2的峰面積A總＝總峰面積，排除溶劑相關(guān)峰儀器GC-FID載氣氦氣載氣壓力70PSI
總流速75mL/min隔墊吹掃3-5mL/min氫氣壓力60PSI空氣壓力30PSI檢測器火焰離子化檢測器@280℃入口溫度280℃自動取樣器洗滌溶劑異丙醇色譜柱Restek RTX-5，30m×0.25mm×1.0um(5％二苯基，95％二甲基聚硅氧烷)注射體積2ul(100∶1)分流溫度程序起始溫度60℃勻變速率10℃/min最終溫度325℃最終時間5min平衡7min實施例2將根據(jù)實施例1制備的SiMAA2(44.54g，淡黃色液體，w/強氣味)加入萃取容器(180ml容器)，將超臨界二氧化碳通過該容器一段時間。然后將高壓氣流以及萃取的物質(zhì)經(jīng)過減壓閥通入收集器(玻璃U形管或吸濾瓶)中以沉淀可萃取物。氣體離開所述燒瓶并通過計量儀表以積分總體積。在期望數(shù)量的超臨界二氧化碳通過所述萃取容器以后，移開所述燒瓶；改變壓力水平，重復所述過程兩次以從相同的起始進料收集三個級分。產(chǎn)量和物理現(xiàn)象詳細列于下面的表2中。通過GC和GPC分析來分析所述樣品，結(jié)果列在下面的表2中。
表2

級分1具有澄清的些許淡黃色的水狀外觀。與起始物質(zhì)的淡黃色顏色相比，級分1具有極大減輕的顏色。級分1的產(chǎn)量是約70％，與起始物質(zhì)87.6％的GC純度相比，級分1的GC純度是90.5％。GPC純度從起始物質(zhì)的91.8％增加到級分1中的96.3％。級分2也顯示出改進的純度，具有極大減少的環(huán)氧化物殘留。級分3也通過GC和GPC進行了分析，分析表明高分子量雜質(zhì)在最終的級分3中被顯著富集。這些結(jié)果表明SFE技術(shù)選擇性地萃取SiMAA2并以合理的良好產(chǎn)量將其與高分子量雜質(zhì)和有色雜質(zhì)分離，例如對于合并的級分1和2產(chǎn)量為92.1％。因此，在級分1中SiMAA2的HPLC純度從85.2％提高到87.9％，在級分2中增加到89.1％，由于除去了高分子量雜質(zhì)，純度得到極大提高。
實施例3對實施例1經(jīng)干燥的SiMAA的己烷溶液進行過濾以除去所有的硫酸鈉，然后加入800g flash grade硅膠。在室溫攪拌所述混合物3小時，用燒結(jié)的玻璃漏斗進行過濾以從所述硅膠分離有機相。在55℃在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器上濃縮濾出液，得到期望的產(chǎn)品。
在此時產(chǎn)品的典型產(chǎn)率大于理論數(shù)量的75％，該物質(zhì)通過GC測定純度＞87％，通過HPLC測定純度為約85％，存在小于0.1％的環(huán)氧化物。
SiMAA2的高強度漿液處理提供了約90％的HPLC純度和約0.05％的殘余環(huán)氧化物。很明顯，本發(fā)明的SCFE提供了SiMAA2純度的顯著改進和特定化合物例如環(huán)氧化物的萃取。
實施例4使用二氧化碳作為超臨界流體、來自Thar，Technologies的SFE2X5LF、150g/min的流速、5％的SiMAA2濃度和列在下面表3中的條件通過超臨界流體萃取來處理根據(jù)實施例1制備的SiMAA2。所述設(shè)備具有萃取器和三個順序連接的旋風分離器。通過HPLC、GC分析從每個萃取器和旋風分離區(qū)收集的每種級分的純度并分析起始環(huán)氧化物和三甲基甲硅烷基化(TMS)SiMAA2的濃度。結(jié)果列在下面的表3中。
表3

對于HPLC和GC起始物質(zhì)的純度分別是75.5和73.0。在起始物質(zhì)中環(huán)氧化物和三甲基甲硅烷基化SiMAA2(TMS-SiMAA2)雜質(zhì)的濃度分別是17.7％和2.7％。這些條件不足以提供產(chǎn)品與其雜質(zhì)的分離。
實施例5重復實施例4，除了每個區(qū)域的溫度-壓力分布如下面的表4中所示的那樣進行改變以外。通過HPLC、GC分析從每個步驟取出的每種級分的純度并分析起始環(huán)氧化物和TMS SiMAA2的濃度并列在下面的表4中。
表4

對于HPLC、GC和GPC，起始物質(zhì)的純度分別是84.7、90.1和87。在起始物質(zhì)中二醇、TMS-SiMAA2和高分子量雜質(zhì)的濃度分別是1.0％、1.2％和12.2％。
實施例6重復實施例4，除了將大約300g flash grade硅膠(60?？讖剑?2-63微米顆粒大小)放入穿孔的金屬籃中并放入萃取器柱內(nèi)部和每個區(qū)域的溫度-壓力分布如下面的表5中所示的那樣進行改變以外。通過HPLC、GC分析從每個步驟取出的每種級分的純度以分析起始環(huán)氧化物、三甲基甲硅烷基化SiMAA2、SiMAA2二醇和高分子量物質(zhì)的濃度。結(jié)果列在下面的表5中。對于HPLC、GC和GPC，起始物質(zhì)的純度分別是84.7、90.1和87。在起始物質(zhì)中二醇、三甲基甲硅烷基化SiMAA2和高分子量雜質(zhì)的濃度分別是1.0％、1.2％和12.2％。
表5

這些條件導致SiMAA2的純度極大改進，雜質(zhì)副產(chǎn)物顯著減少。高分子量物質(zhì)的去除是特別有效的，它們的濃度降低了一個數(shù)量級。硅膠的使用極大的增強了SiMAA2二醇的去除。
實施例7重復實施例6，除了每個區(qū)域的溫度-壓力分布如下面的表6中所示的那樣進行改變和使用減少數(shù)量的硅膠(100g)以外。通過HPLC、GC分析從每個步驟取出的每種級分的純度并分析起始環(huán)氧化物、TMSSiMAA2、二醇和高分子量物質(zhì)的濃度，結(jié)果列在下面的表6中。對于HPLC、GC和GPC，起始物質(zhì)的純度分別是84.7、87和87。在起始物質(zhì)中SiMAA2二醇、三甲基甲硅烷基化SiMAA2和高分子量雜質(zhì)的濃度分別是0.99％、1.2％和12.2％。
表6

實施例8重復實施例6，除了每個區(qū)域的溫度-壓力分布如下面的表7中所示的那樣進行改變以外。通過HPLC、GC分析從每個步驟取出的每種級分的純度并分析起始環(huán)氧化物和TMS-SiMAA2和高分子量物質(zhì)的濃度，結(jié)果列在下面的表8中。對于HPLC、GC和GPC，起始物質(zhì)的純度分別是84.6、90.1和87。在起始物質(zhì)中化合物三和高分子量雜質(zhì)的濃度分別是1.2和12.2。
表7

實施例9重復實施側(cè)7，除了每個區(qū)域的溫度-壓力分布如下面的表8中所示的那樣進行改變以外。通過HPLC、GC分析從每個步驟取出的每種級分的純度并分析起始環(huán)氧化物和高分子量物質(zhì)(HMW)的濃度，結(jié)果列在下面的表8中。對于HPLC、GC和GPC，起始物質(zhì)的純度分別是84.7、90和87。在起始物質(zhì)中環(huán)氧化物、三甲基甲硅烷基化SiMAA2、SiMAA2二醇和高分子量雜質(zhì)的濃度分別是0.14、1.2、1.0和12.2。
表8

實施例10重復實施例7，除了每個區(qū)域的溫度-壓力分布如下面的表9中所示的那樣進行改變以外。通過HPLC、GC分析從每個步驟取出的每種級分的純度并分析起始環(huán)氧化物、TMS SiMAA2、SiMAA2二醇和高分子量物質(zhì)(HMW)的濃度，結(jié)果列在下面的表9中。對于HPLC、GC和GPC，起始物質(zhì)的純度分別是85、90和87。在起始物質(zhì)中環(huán)氧化物、TMS SiMAA2、SiMAA2二醇和高分子量雜質(zhì)的濃度分別是0.1、1.2、1.0和12.2。
表9

在這些條件下使用超臨界二氧化碳作為萃取介質(zhì)實現(xiàn)SiMAA2純度的增加。二醇和高分子量組分的濃度也被降低。在該實施例中，分離條件不足以降低起始環(huán)氧化物或TMS SiMAA2的濃度。
權(quán)利要求
1.一種包括如下步驟的方法使至少一種含硅氧烷的化合物與密度為約0.2-約1g/ml的超臨界流體接觸，使所述密度降低從而形成兩相，第一相包括所述至少一種含硅氧烷的化合物和第二相包括至少一種雜質(zhì)，和分離所述第一相與所述第二相。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述超臨界流體選自二氧化碳、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、氯三氟甲烷和它們的混合物。
3.權(quán)利要求1的方法，其中所述超臨界流體包括二氧化碳。
4.權(quán)利要求1的方法，其中所述超臨界流體的密度為約0.4-約0.8g/ml。
5.權(quán)利要求1的方法，其中所述接觸步驟包括至少兩個階段，第一階段和第二階段，其中所述超臨界流體的密度低于第一階段中的密度。
6.權(quán)利要求5的方法，其中所述超臨界流體在第一階段中的密度為約0.4-約0.8g/ml，所述超臨界流體在第二階段中的密度為約0.1g/ml-約0.4g/ml。
7.權(quán)利要求5的方法，進一步包括至少一個其它的接觸階段。
8.權(quán)利要求5的方法，其中所述接觸步驟包括至少三個階段，所述超臨界流體在第一階段中的密度為約0.5-約0.7g/ml，所述超臨界流體在第二階段中的密度為約0.3g/ml-約0.5g/ml和所述超臨界流體在第三階段中的密度為約0.1g/ml-約0.3g/ml。
9.權(quán)利要求5的方法，其中所述接觸步驟包括至少四個階段，所述超臨界流體在第一階段中的密度為約0.5-約0.7g/ml，所述超臨界流體在第二階段中的密度為約0.3g/ml-約0.5g/ml，所述超臨界流體在第三階段中的密度為約0.15g/ml-約0.35g/ml和所述超臨界流體在第四階段中的密度為約0.1g/ml-約0.3g/ml。
10.權(quán)利要求1的方法，其中所述接觸步驟在包括壓力為約1000psi-約5000psi和溫度大于約31℃的條件下進行。
11.權(quán)利要求1的方法，其中所述接觸步驟在包括壓力為約2000psi-約3000psi和溫度為約31-約80℃的條件下進行。
12.權(quán)利要求1的方法，其中所述含硅氧烷的化合物選自含硅氧烷的單體、大分子單體、預聚物和它們的混合物。
13.權(quán)利要求12的方法，其中所述含硅氧烷的化合物包含至少一個可聚合基團。
14.權(quán)利要求12的方法，其中所述含硅氧烷的單體是式I和II單體的至少一種 其中n是3-35的整數(shù)，R1是氫，C1-6烷基；R2、R3和R4獨立地是C1-6烷基、三C1-6烷基甲硅烷氧基、苯基、萘基、取代的C1-6烷基、取代的苯基或取代的萘基，其中所述烷基取代基選自下組中的一個或多個C1-6烷氧基羰基、C1-6烷基、C1-6烷氧基、酰胺、鹵素、羥基、羧基、C1-6烷基羰基和甲?；?，和其中所述芳族取代基選自下組中的一個或多個C1-6烷氧基羰基、C1-6烷基、C1-6烷氧基、酰胺、鹵素、羥基、羧基、C1-6烷基羰基和甲?；?；R5是羥基，含有一個或多個羥基的烷基；或(CH2(CR9R10)yO)x)-R11，其中y是1-5，優(yōu)選1-3，x是1-100，優(yōu)選2-90和更優(yōu)選10-25的整數(shù)；R9-R11獨立地選自H、具有至多10個碳原子的烷基和被至少一個極性官能團取代的具有至多10個碳原子的烷基，R6是含有至多20個碳原子的二價基團；R7是可以進行自由基和/或離子聚合且含有至多20個碳原子的單價基團；R8是含有至多20個碳原子的二價基團。
15.權(quán)利要求14的方法，其中R1是氫；R2、R3和R4獨立地選自C1-6烷基和三C1-6烷基甲硅烷氧基；R5是羥基、-CH2OH或-CH2CHOHCH2OH，R6是二價C1-6烷基、C1-6烷氧基、C1-6烷氧基C1-6烷基、亞苯基、亞萘基、C1-12環(huán)烷基、C1-6烷氧基羰基、酰胺、羧基、C1-6烷基羰基、羰基、C1-6烷氧基、取代的C1-6烷基、取代的C1-6烷氧基、取代的C1-6烷氧基C1-6烷基、取代的亞苯基、取代的亞萘基、取代的C1-12環(huán)烷基，其中所述取代基選自下組中的一個或多個C1-6烷氧基羰基、C1-6烷基、C1-6烷氧基、酰胺、鹵素、羥基、羧基、C1-6烷基羰基和甲?；籖7包括選自丙烯酸酯、苯乙烯基、乙烯基、乙烯基醚、衣康酸酯基團、C1-6烷基丙烯酸酯、丙烯酰胺、C1-6烷基丙烯酰胺、N-乙烯基內(nèi)酰胺、N-乙烯基酰胺、C2-12鏈烯基、C2-12鏈烯基苯基、C2-12鏈烯基萘基和C2-6鏈烯基苯基C1-6烷基的自由基反應性基團；R8選自二價C1-6烷基、C1-6烷氧基、C1-6烷氧基C1-6烷基、亞苯基、亞萘基、C1-12環(huán)烷基、C1-6烷氧基羰基、酰胺、羧基、C1-6烷基羰基、羰基、C1-6烷氧基、取代的C1-6烷基、取代的C1-6烷氧基、取代的C1-6烷氧基C1-6烷基、取代的亞苯基、取代的亞萘基、取代的C1-12環(huán)烷基，其中所述取代基選自下組中的一個或多個C1-6烷氧基羰基、C1-6烷基、C1-6烷氧基、酰胺、鹵素、羥基、羧基、C1-6烷基羰基和甲酰基。
16.權(quán)利要求15的方法，其中所述含硅氧烷的化合物選自 其中n＝1-50和R獨立地選自H和可聚合不飽和基團，且至少一個R是可聚合基團和至少一個R是H。
17.權(quán)利要求15的方法，其中所述含硅氧烷的化合物包括
18.權(quán)利要求12的方法，其中所述含硅氧烷的化合物選自大分子單體、預聚物和它們的混合物。
19.權(quán)利要求19的方法，其中所述含硅氧烷的化合物包含至少一種含硅氧烷的丙烯酸類星形共聚物或大分子單體。
全文摘要
本發(fā)明涉及通過超臨界流體萃取純化含硅氧烷化合物的方法。具體地，本發(fā)明涉及包括如下步驟的方法使至少一種含硅氧烷的化合物與密度為約0.2－約0.8g/ml的超臨界流體接觸，使所述密度降低從而形成兩相，第一相包括所述至少一種含硅氧烷的化合物和第二相包括至少一種雜質(zhì)，和分離所述第一相與所述第二相。
文檔編號C07F7/08GK1902211SQ200480039543
公開日2007年1月24日 申請日期2004年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月31日
發(fā)明者S·馬哈德范, F·F·莫洛克, R·S·瓦德, Y·田, S·王, J·M·小塞皮里奧 申請人:莊臣及莊臣視力保護公司