含氟结构不含双酚a结构的甲基丙烯酸酯大单体及其制法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及可用作光引发聚合体系的大单体及其制法和应用，具体涉及含氟结构 不含双酚A结构的甲基丙烯酸酯大单体及其制法和应用。
【背景技术】
[0002] 龋齿和牙髓根尖周病是口腔临床中的多发病和常见病，其中龋齿被世界卫生组织 列为是人类三大疾病之一，据《第三次全国口腔健康流行病学调查报告》显示，我国乳牙和 恒牙患龋齿率分别高达66%和28%，若得不到及时治疗，将会继续发展为牙髓根尖周病， 甚至会引起牙槽骨和颂骨炎症，严重影响患者的生活质量。因此，对龋齿和牙髓根尖周病进 行有效的修复治疗十分必要。
[0003] 含甲基丙烯酸酯结构的单体是光固化牙科修复材料不可缺少的有机组分。目前利 用含甲基丙烯酸酯结构的单体制备光固化牙科修复材料不仅有大量的研究报道，而且已有 许多已在临床中得到应用。专利US3066112和US6030606公开的一种含有双酚A结构的甲 基丙烯酸酯类单体Bis-GMA是目前临床上最常用的甲基丙烯酸酯类牙科修复材料的主体 树脂。虽然Bis-GMA相比较于甲基丙烯酸甲酯等小分子量单体而言具有较低的聚合收缩 率，但是在临床上由于其聚合收缩所造成的治疗失败仍不可避免。
[0004] 为了解决甲基丙烯酸酯类牙科修复的聚合收缩问题，合成具有大分子量和大分子 体积的甲基丙稀酸酯单体的研究相当活跃，例如Junhao Ge等在双酸A结构的基础上合成 了两种分子量分别为777,889的新型甲基丙烯酸酯大单体MtBDM和DtBDMA，实验结果表明 这两种大分子量和大体积单体可以有效降低聚合收缩率。Joong-Gon Ki等以1，1，1-三羟 苯基乙烷，甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，双甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯等为原料合成了一系 列三官能度的甲基丙烯酸酯类大单体，该系列大单体的收缩率比Bis-GMA要低很多，同时 吸水性，水溶性以及双键转化率等性能也较好。Chan-Moon Chung等利用Bis-GMA，邻苯二 甲酸酐合成了带有三个苯环结构的新单体，发现该单体的聚合收缩率（2. 13%)比Bis-GMA 的收缩率（2. 74% )小，并且其水溶性（1. 27 μ g/mm3)明显低于含Bis-GMA材料的水溶性 (2. 10 μ g/mm3) 〇
[0005] 虽然以上所体积的大分子量和大体积单体可以降低甲基丙烯酸酯类牙科修复材 料的聚合收缩，但是这些单体都属于Bis-GMA的衍生物，它们的结构中都含有双酚A基团。 而近年来对双酚A结构的制品的安全性遭到越来越多国家的质疑，认为含有双酚A结构的 制品可能会引起很多疾病包括与激素相关的癌症，甚至可能会影响婴幼儿成长发育等安全 性的问题。因此，临床使用的含双酚A结构的甲基丙烯酸酯类牙科修复材料同样遭受安全 性的质疑。
[0006] 由于双酚A结构的潜在危险性，合成非双酚A结构，低收缩的甲基丙烯酸酯大单 体，并将其用于牙科修复材料逐渐成为研究的热点。Mohammad Atai等用3-异氰酸酯基亚 甲基-3, 5, 5-三甲基环己基异氰酸酯（iroi)，聚乙二醇400 (PEG400)，以及甲基丙烯酸羟乙 酯（HEM)为原料合成出了一种含氨基甲酸酯结构且不含双酚A结构的新型甲基丙烯酸酯 大单体，研究表明，该种大单体和临床用的树脂单体Bis-GMA相比，具有较高的双键转化率 和较低的聚合收缩率。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于针对现有的牙科修复材料聚合收缩大且含有具有潜在毒性的 双酚A结构的甲基丙烯酸酯单体等的缺陷，提供一系列不含双酚A结构，具有含氟结构的多 甲基丙烯酸酯大单体及其制法和应用。
[0008] 本发明的另一个目的是提供上述新型甲基丙烯酸酯大单体在牙科修复材料中的 应用。
[0009] 本发明的上述目的是通过如下方案予以实现的：
[0010] -种新型甲基丙烯酸酯大单体，结构式如式（I)所示
[0011]
[0012] 结构式（I)中m为1到27中任意一个数值；
[0013] 结构式（I)中札取结构式（II)中的任意一种；
[0014]
[0015] 结构式（II)中η为1到19中任意一个数值。
[0016] 优选地，所述式（I)中不含双酚A结构；所述式（I)中含有氟结构。所述式（II) 中含有氨基甲酸酯结构。
[0017] 含氟结构不含双酚A结构的甲基丙烯酸酯大单体的制备方法，包括如下步骤：
[0018] 在装有磁子的三颈瓶中加入IPDI或TDI，在搅拌状态下通过恒压滴液漏斗不断加 入氟代二元醇，用溶剂淋洗恒压滴液漏斗，在5~60°C下反应0. 5~10小时，直至二异氰酸 酯体系中的-NCO百分比接近理论值，水浴调节温度至15~90°C，然后通过恒压滴液漏斗 向反应器中加入甲基丙烯酸羟酯类化合物或2-羟基-1，3-二甲基丙烯酰氧基丙烷、催化剂 和阻聚剂，并用溶剂淋洗恒压滴液漏斗，反应时间2~18小时，然后对反应产物进行提纯处 理，得到含氟结构不含双酚A结构的甲基丙烯酸酯大单体。
[0019] 上述方法中，所述步骤中，3-异氰酸酯基亚甲基-3, 5, 5-三甲基环己基异氰酸酯 (Iroi)或2, 4-二异氰酸甲苯酯（TDI)与氟代二元醇的摩尔比为2:1~1.5:1 ;甲基丙烯酸 羟酯类化合物或2-羟基-1，3-二甲基丙烯酰氧基丙烷与，3-异氰酸酯基亚甲基-3, 5, 5-三 甲基环己基异氰酸酯（Iroi)或2, 4-二异氰酸甲苯酯（TDI)的摩尔比为1:1~1.5:1 ;所述 催化剂用量占总反应物质量的〇. 02%~1% ;所述阻聚剂用量占总反应物质量的0. 1%~ 〇. 6% ;所述总反应物包括：氟代二元醇、反应物a和反应物b，其中反应物a为甲基丙烯酸 羟酯类化合物或2-羟基-1，3-二甲基丙烯酰氧基丙烷，反应物b为IPDI或TDI。
[0020] 上述方法中，所述步骤中，氟代二元醇的烷烃链长包括：丙烷、丁烷、戊烷、己烷、 庚烧、辛烧、壬烧、癸烧、十一烧、十二烧、十三烧、十四烧、十五烧、十六烧、十七烧、十八烷、 十九烷、二十烷、二十一烷、二十二烷、二十三烷、二十四烷、二十五烷、二十六烷、二十七 烷、二十八烷、二十九烷；所述氟代二元醇选自二氟-1，3-丙二醇、四氟-1，4- 丁二醇、六 氟-1，5-戊二醇、八氟-1，6-己二醇、十氟-1，7-庚二醇、1H, 1H, 8H, 8H-全氟-1，8-辛二醇、 1H，1H，9H，9H-全氟-1,9-壬二醇、1H，1H，10H，IOH-全氟-1，10-癸二醇、1H，1H，11H，IlH-全 氟-1，11-十一烷二醇、1H，1H，12H，12H-全氟-1，12-十二烷二醇、1H，1H，13H，13H-全 氟-1，13-十三烷二醇、1H，1H，14H，14H-全氟-1，14-十四烷二醇、1H，1H，15H，15H-全 氟-1，15-十五烷二醇、1H，1H，16H，16H-全氟-1，16-十六烷二醇、1H，1H，17H，17H-全 氟-1，17-十七烷二醇、1H，1H，18H，18H-全氟-1，18 十八烷二醇、1H，1H，19H，19H-全 氟-1，19-十九烷二醇、1H，1H，20H，20H-全氟-1，20-二十烷二醇、1H，1H，21H，21H-全 氟-1，21-二^-一烷二醇、1H，1H，22H，22H-全氟-1，22-二十二烷二醇、1H，1H，23H，23H-全 氟-1，23-二十三烷二醇、1H，1H，24H，24H-全氟-1，24-二十四烷二醇、1H，1H，25H，25H-全 氟-1，25-二十五烷二醇、1H，1H，26H，26H-全氟-1，26-二十六烷二醇、1H，1H，27H，27H-全 氟-1，27-二十七烷二醇、1H，1H，28H，28H-全氟-1，28-二十八烷二醇或 1H，1H，29H，29H-全 氟-1，29-二十九烧二醇。
[0021] 上述方法中，所述步骤中，甲基丙烯酸羟烷基酯类化合物中的烷基包括：乙基、 丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、 十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基；所述甲基丙烯酸羟烷基酯 类化合物包括包括甲基丙烯酸羟乙基酯、甲基丙烯酸羟丙基酯、甲基丙烯酸羟丁基酯、甲基 丙烯酸羟戊基酯、甲基丙烯酸羟己基酯、甲基丙烯酸羟庚基酯、甲基丙烯酸羟辛基酯、甲基 丙烯酸羟壬基酯、甲基丙烯酸羟癸基酯、甲基丙烯酸羟十一烷基酯、甲基丙烯酸羟十二烷基 酯、甲基丙烯酸羟十三烷基酯、甲基丙烯酸羟十四烷基酯、甲基丙烯酸羟十五烷基酯、甲基 丙烯酸羟十六烷基酯、甲基丙烯酸羟十七烷基酯、甲基丙烯酸羟十八烷基酯、甲基丙烯酸羟 十九烷基酯或甲基丙烯酸羟二十烷基酯。
[0022] 上述方法中，所述溶剂包括二氯甲烷、三氯甲烷，乙酸乙酯、1，2-二氯乙烷、苯、甲 苯、丙酮、丁酮、环已酮或四氢咲喃的一种以上。
[0023] 上述方法中，所述步骤中，催化剂包括三乙胺、三亚乙基二胺、四甲基丁二胺、 N，N-二甲基苄胺、二丁基二月桂酸锡、辛酸亚锡中的一种以上；所述阻聚剂包括对苯二酚、 对苯醌、甲基氢醌、对羟基苯甲醚、2, 5-二叔丁基对苯二酚、2-叔丁基对苯二酚中的一种以 上。
[0024] 含氟结构不含双酚A结构的甲基丙烯酸酯大单体在作为牙科修复材料中主体树 脂的应用。
[0025] 上述步骤的化学反应方程式（以IPDI、八氟-1，6-己二醇、HEMA为原料进行反应 为例）如下所示。
[0026]
[0027] 本发明制备的不含双酚A结构，含氟结构的新型甲基丙烯酸酯大单体，可以作为 光固化牙科修复材料的有机单体组分。该类大单体具有含氟和氨基甲酸酯结构、分子量大 以及分子体积较大的特点，因此该类大单体可以促进光引发聚合反应和减少氧阻聚作用等 特点，并且聚合时的聚合体积收缩较小。
[0028] 现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
[0029] 本发明制备的新型甲基丙烯酸酯大单体的显著优点是不含双酚A结构、聚合时聚 合收缩率低、双键转化率高、聚合产物力学性能好。因此，本发明制备的不含双酚A结构，含 氟结构的新型甲基丙烯酸酯大单体具作为光固化牙科修复材料基体树脂的潜能。
【具体实施方式】
[0030] 下面结合具体实施例对本发明做进一步地描述，但具体实施例并不对本发明做任 何限定。
[0031] 实施例1
[0032] 制备 DHOi7H-IPDI-HEMA(A4B1)大单体：
[0033] 本实施例DhofH-IPDI-HEM(A4B1)大单体的的制备方法包括如下步骤：
[0034] 在装有磁子的250ml三颈瓶中加入6. 67g ΙΗΠ ，在搅拌状态下通过恒压滴 液漏斗不断加入3.93g八氟-1，6-己二醇（DH0FH)，用2g的四氢呋喃淋洗恒