Способ получения 2,2-бис-[4-(2-окси-3-метакрилокси-1- пропилокси)фенил]пропана - компонента стоматологической композиции

 

Использование: метакриловые мономеры в составе связующего адгезивов в стоматологии . Сущность изобретения: получение 2,2-бис- 4-(2-окси-3-метакрилокси-1 -пропило кси)фенил пропана ведут присоединением 2,2-бис-(4-гидроксифенил)пропана к глицидилметакрилату при 50-70°С. Катализатор: гидроксид или карбонат щелочного металла или R4NJOH, где R - низший алкил, в виде их водного 40-50%-ного раствора. Мол. отношение глицидилметакригат : бисфенол : катализатор 3:1:(0,25-0,Б). Сокращается продолжительность реакции, получают мономер высокого качества. 5 табл. СО с билизирующего действия е составе стоматологической композиции. Способ включает присоединение 2,2- бис-(4-гидроксифенил)пропана (БФ) к глицидилметакрилату (ГМА) в присутствии основного катализатора. В качества катализатора используют гидроксид или к.чрбонат щелочного металла или (, где R - низший алкил, в виде водного раствора с концентрацией 40-50 мае. %. Процесс проXI о ON Ю О 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4885898/04 (22) 29.11.90 (46) 07.10.92, Бюл. М 37 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт медицинских полимеров (72) А,П.Поликарпова, А.А,Хохлов, И.Л.Коровкина и Е.Б,Пашулевич (56) 1, Заявка Японии N.59-70645, кл; С 07 С 69/54, опублик. 1984.

2, Патент США N 3179623, кл. 260-47, опублик. 1965, 3. Патент США N 4373035, кл. 523-113, опублик, 1983, 4. Ли Х., Невил К. Справочное руководство по эпоксидным смолам, М,: Энергия, 1973.

5. Вебер В„Гаккель Г. Межфазный катализ ворганическом синтезе,,М,: Мир, 1980, с, 100-103.

6. Темникова Т,И. Курс теоретических основ органической химии. Л.: Химия, 1988.

7. Краткий справочник по химии. Киев;

Наукова думка, 1974, с. 184.

8. Патент США N 4177563, кл, 433 — 228, опублик. 1979, 9. Антоновский B,Ë, Органические перекисные инициаторы, М.: Химия, 1972, с. 319.

Изобретение относится к области синтеза метакриловых мономеров, в частности мономеров с двумя и более двойными связями в молекуле, Используется в составе связующего адгезивов, герметиков и пломбировочных материалов, применяемых в стоматологии.

Цель изобретения — сокращение продолжительности процесса и повышение ста„, Я2,„176б908 А1 (я)л С 07 С 69/54, А 61 К 6/087 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2,2-БИС-(4-(2О КСИ-3-М ЕТАКРИЛ О КСИ-1-ПРОПИЛ ОКСИ)

ФЕНИЛ)ПРОПАНА — КОМПОНЕНТА СТОМАТОЛОГИЧЕСКОЙ КОМПОЗИЦИИ (57) Использование: метакриловые мономеры в составе связующего адгезивов в стома- тологии. Сущность изобретения: получение

2,2-бис-(4-(2-окси-3-метакрилокси-1-пропило кси)фен ил)п ропа на ведут и рисоединением

2,2-бис-(4-гидроксифенил)пропана к глицидилметакрилату при 50 — 70 С. Катализатор: гидроксид или карбонат щелочного металла или (RnN)OH, где R — низший алкил, в виде их водного 40 50%-ного раствора.

Мол, отношение глицидилметакригат: бисфенол: катализатор = 3:1:(0,25 — 0,5), Сокращается и родолжител ьность реакции. получают мономер высокого качества, 5 табл. билизирующего действия в составе стоматологической композиции, Способ включает присоединение 2,2бис-(4-гидроксифенил)пропана (БФ) к гли цидилметакрилату (ГМА) в присутствии основного"катализатора. В качеств катализатора используют гидроксид или карбонат щелочного металла или (В4Н)ОН, где R— низший алкил, в виде водного раствора с концентрацией 40 — 50 мас. %. Процесс про1766908 водят при молярном соотношении ГМА;БФ; катализатор, равном 3:1:(0,25-0,5), и температуре 50 — 70 С.

При синтезе образуются побочные продукты, которые являются продуктами час- 5 тичного гидролиза сложноэфирной связи или эпоксидного цикла в глицидилметакрилате. Аналогичные продукты образуются при синтезе эйоксидных смол;

-с(сн,,-©-О-сн;сн-сН, или а

Ф

-с сн,),-©-О-сН;СН-сН, 1 I

Щ(ДЯ 15

Заместитель у второго кольца бисфенола может содержать нормальную группировку остатка глицидилметакрилата, Поскольку данные продукты нерастворимы в реакционной массе и других традицион- 20 ных растворителях, их брутто-состав был охарактеризован по спектрам ИК и функциональному анализу (содержание эпоксид- ных групп). Содержание метакрилатных групп составляло менее 1 на структурное 25 звено БФ, содержание эпоксидных групп

0,3 — 0,8, остальное — заместители с двумя гидроксильными группами — эфиры глицерина, При содержании метакрилатных групп выше 1 на группировку БФ продукт 30 растворим в реакционной массе и его присутствие проявляется в пониженной степени замещения по ЯMP-анализу.

В прототипе в качестве катализатора используют диметил-и-толуидин (ДМПТ), 35

Синтез проводят при 60 С. Продолжительность реакции в среднем составляет 72 ч.

ДМПТудаляют из реакционной массы обычно методом жидкостной экстракции растворами кислот. Получен н ые таким образом 40 мономеры используют в составе связующе-го стоматологической композиции, состоящей из двух паст, Отверждение материала происходит при смешении паст в соотношении 1;1 по объему. Для практического 45 использования стоматологической композиции пасты должны выдерживать хранение при 25ОС не менее одного года в присутствии перекиси бензоила (ПБ).

Использование в качестве катализатора 50

ДМПТ понижает стабильность при хранении связующего на основе 2,2-бис-(4-(2-окси-3-метакрилокси-1-и ропилокси)фен ил) пропана (Бис-ГМА) в присутствии ПБ, поскольку ДМПТ, являясь частью двухкомпо- 55 нентной системы, не удаляется полностью из мономера за счет низкой растворимости ароматического амина (3). Кроме того, в ходе синтеза Бис-ГМА в присутствии ДМПТ протекают побочные реакции, приводящие к образованию мономеров с группами четвертичного аммониевого основания; что также понижает стабильность при хранении, Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Синтез Бис-ГМА, К раствору 284 г (1,25 моль) БФ (ГОСТ

12138-76) в 500 мл (3,77 моль) ГМА (ТУ 6-0915-350-78) без дополнительных инертных растворителей при интенсивном перемешивании добавляют 10 мл 500 -ного водного раствора едкого натра (0,3 моль), выдерживают смесь при комнатной температуре 1 ч, затем добавляют еще 10 мл 50 -ного водного раствора едкого натра (0,3 моль), Содержание реагентов (в молях) 1:3:0,5, Синтез ведут при 60 С до прекращения изменения содержания фенольных и эпоксидных групп, Время синтеза составляет 6 ч. По окончании реакции смесь охлаждают, разбавляют метиленхлоридом в соотношении

1:1 по объему, нейтрализуют расчетным количеством 10 0-ного спиртового раствора соляной кислоты, Избыток кислоты экстрагируют 5 -ным раствором хлористого натрия до нейтральной реакции промывных

Bop„, K раствору мономера добавляют ингибиторы в количестве от расчетного выхода: и-метоксифенол (ПМФ) 0,03 0, ионол 0,02 мас. 0. Метиленхлорид отгоняют на вакуумном испарителе, Полученный монзмер сушат в вакуумном шкафу при 50 С. Выход мономера составляет 565 r (92 ), остаточное количество фенольных групп 0,290, остаточное содержание эпоксидных групп

0,5 0. Степень замещения по ЯМР Н 2,2, ИК-спектр содержит полосы 3420 см 1(ОН), 1730 см-1 (СОО), 1638 (СН2=С(СНз)), 1610 см (-С=С-) в ароматическом ядре, -1

По аналогично проведенным синтезам выбраны соотношения основного катализатора; БФ, концентрация раствора основного катализатора, температура синтеза, Данные приведены в табл, 1 — 3, Анализ данных табл, 1 показывает, что увеличение состношения NaOH:. БФ выше

0,5:i приводит к образованию побочных продуктов, а снижение соотношения

Na0H;.ÁÔ ниже 0,25:1 заметно увеличивает время реакции, Из данных табл. 2 следует, чтс при использовании щелочных растворов с концентрацией ниже 30 реакционная масса содержит продукты гидролиза или замещенные метакрилаты с концевыми эпоксидными или гидроксильными группами, Количество продуктов гидролиза (побочных продуктов) увеличи вается с увел ичением продолжительности синтеза. Идентифика1766908

Смесь Б

Бис-ГМА 60

QKM- 2 40

ДМПТ 2 0

ПМФ 0,05

Ионол 0,05

Смесь А

Бис-ГМА

О КМ-2

ПБ

ПМФ

Ионол

2,0

0,05

0,05

Смесь А в полиэтиленовой ампуле помещали в суховоздушный термостат при 60ОC и через каждые 30 мин определяли наличие полимера в смеси А (время до начала полимеризации), содержание в ней ПБ, а также время отверждения при смешении равных ция продуктов проводилась по ИК-спектрам из соотношения полос 1590 см" (С-О-С) и

1730 см (СОО) или полос 1638 см (CH2=C(CHa)-) и 1610 (C=C бензольного ядра).

Г!ри использовании растворов NaQH c концентрацией 40 — 50 мас. % побочных продуктов не образуется.

При выходе за интервал 50-70 С реакционная масса содержит побочные продукты, В табл. 4 приведены примеры проведения синтеза в присутствии различных катализаторов в оптимальных условиях, выбранных на примере гидроксида натрия.

Использование карбонатов натрия и калия увеличивает время синтеза по сравнению со щелочами. Количество побочных продуктов меньше 5 мас. %.

В табл. 4 приведен также пример синтеза с использованием ДМПТ в качестве катализатора в соответствии с (2). Для достижения аналогичных показателей продукта время синтеза составляет 72 ч, Содержание ДМПТ, определенное методом . газовой хроматографии, в конце синтеза снижается в чстыре раза, Стабильность полученных мономеров в присутствии ПБ испытывали по ускоренному методу при 60 С, Аналогичная методика определени стабильности при 40 С приведена в (8). Сравнительные данные для мономеров, синтезированных по предлагаемому способу и по способу прототипа (2), приведены в табл. 5, В качестве базового образца в предлагаемой рецептуре использован также Бис-ГМА фирмы Freeman Chem. Со., торговая марка Nupol 46-4005. Методика проведения эксперимента иллюстрирована примером 2.

Пример 2. Стабильность связующего и его компонентов в присутствии ПБ при

60 С, В качестве мономера-разбавителя использован бис-(метакрилоксиэтиленкарбонат) — (ОКМ-2). Готовили две смеси следующего состава {мас. ч,) по 10 г каждой: по объему количеств смесей А и Б. Смесь Б не подвергали прогреванию. Результаты приведены в табл, 5, Как показывают данные табл, 5, наи5 большую стабильность имеет Бис-ГМА в отсутствии монойе)>а- разбавителя, Снижение содержания ПБ для Бис-ГМА отражает термический распад перекиси и взаимодействие образующихся радикалов с инги10 биторами, так как одновременно уменьшается время отверждения. Для образца Бис-ГМА, синтезированного по способу прототипа (2), снижение содержания

П Б практически не изменяет времени отвер15 ждения, что свидетельствует о взаимодействии с остатками катализатора, так как зта реакция имеет существенно меньший выход по радикалам (9).

Таким образом, мономеры, синтезиро20 ванные в присутствии основных катализаторов, придают связующему стабильность в

2 — 3 раза выше, чем мономер, полученный,по способу прототипа в присутствии ДМПТ, а также образец Бис-ГМА Freemar, Chem, Со, 25 Предлагаемый способ синтеза мономера обладает следующими преимуществами: существенно сокра цает время проведения-, реакции; в синтезе испол .зуют сырье, произво30 димсе в промышленном масштабе; катализатор может быть полнсстью удален из полученного продукта нейтрализации растворами кислот; при использовании мономеоа, получен35 ного по предлагаемому способу, в составе связующего пломбировочного материала стабильность пасты, содержащей ПБ, возрастает в 2-3 раза по сравнению с пастой, содержащей мономер. полученный по cflo40 собу прототипа, или мономер фирмы

Freeman Chem, Со.

Формула изобретения

Способ получения 2,2-бис-(4-(2-окси-3метакрилокси-1-пропилокси)фенил)пропа

45 на — компонента стоматологической композиции присоединением 2,2-бис-(4-гидроксифенил)пропана к глицидилметакрилату в присутствии основного катализатора при нагревании, отл ича ющий ся тем, что, 50 с целью сокращения продолжительности процесса и повышения стабилизирующего действия компонента в составе стоматологической композиции, в качестве катализатора используют гидроксид или карбонат

55 щелочного металла или (R4N)QH, где R— низший алкил, в виде водного раствора с концентрацией 40 — 50 мас. % и процесс проводят при малярном соотношени глицидилметакрилат:бисфенол; катализатор

3:1:0,25 — 0,5 и 50 — 70 С.

1766908

Таблица 1

Выбор соотношения гидроксид натрия:БФ (молярное соотношение БФ:ГМА = 1;3, концентрация раствора NaOH 50 мас. ОД, температура 70 С) Таблица 2

Выбор концентрации раствора катализатора (молярное соотношение

NaOH:ÁÔ = 0,5:1, температура 70 С) Таблица 3

Выбор температуры синтеза (сооношение NaOH:ÁÔ = 0,5:1, концентрация раствора NaOH 50 мас. О ) Таблица4

Принеры проведения синтеза в присутствии различных основных катализаторов. Полярное соотношение основный катализатор . ВФ: П1А 0,5: 1: l бь

Выход основного продукта>

Наличие побочных продуктов

Анализ основного продукта емпера- Время, ура," C ч

Катализатор

1I пlп

1 Неон 60

2 КОН 70

Нет

0,5

«и

Есть

О

Нвт

0,1

0,5

««ы ъ

На СО> 70 к,со 7о (сн„)„н oil 65 сн Я)-н (сн,), 60

5 е

72

93

07

96

1,5342

1, 5290

1>5310

1,5331

1 52ЕЕ

1,5370

0,29

0>073

0,23

0,072

0,060

0,031

1766908

> аблица5 о

Стабильность связующего v его компонентов в присутствии ПБ при 60 С; стабилизирующее действие Бис-Гйд в составе стоматологической композиции

Связующее и его компоненты

Время отверждения> мин исходная конечная

1. OKER" 2

П. Бис"ГНА по и.1 табл. 4

2,0

1,6

0,5

0>3

3,5

2,0

l,5

1>5

5,2

3,5

4 по п,5 табл.4

l 5

1,5

1,5 синтезированный пс 2 п.6, табл.4 .

1,5

2,0

1,5

i,0

Бис-ГПА фирмы

Freeman Chem.Co.

4,2

1,8

2>5

3 2

2,0

25

35

50

Составитель О.Исаева

Техред М.Моргентал Корректор Л.Ливринц

Редактор Е.Хорина

Заказ 3520 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

III. Смесь А по примеру 2, где Бис-П1А: по п,l табл.4

Вреия до начала полинеризации, ч

ПБ,Б исходи ное

1,4

1,4