一种硅水凝胶隐形眼镜着色剂的制备方法与流程

1.本发明属于精细化学和新材料领域，具体涉及一种硅水凝胶隐形眼镜着色剂的制备方法，该着色剂非常适合隐形眼镜、硅水凝胶隐形眼镜以及人工晶体等视光学材料和高端医疗器械产品的应用。


背景技术：

2.硅水凝胶是一种新型的隐形眼镜材料，它既有有机硅材料的高透氧性，又有水凝胶材料的柔软和亲水性。硅水凝胶隐形眼镜具有水通道和硅通道的双透氧通道，透氧性比普通的水凝胶高6-10倍，可让更多氧气直达角膜，佩戴更加舒适。
3.本发明所制备的硅水凝胶隐形眼镜着色剂，化学名称为1,4-双[(2-甲基丙烯酰氧基乙基)氨基]-9,10-蒽醌，cas: 109561-07-1，是为数不多的被美国fda批准应用于隐形眼镜中的着色剂。1,4-双[(2-甲基丙烯酰氧基乙基)氨基]-9,10-蒽醌广泛应用于视光学材料领域，可以作为人工晶体、隐形眼镜的着色剂，具有使用量低、着色性能好、长期稳定、不易掉色等优点。由于该化合物具有两个甲基丙烯酸酯官能团，可以非常高效的将染料分子共价结合到高分子基材中，同时可以实现高度的染料负载。
[0004]
目前，关于1,4-双[(2-甲基丙烯酰氧基乙基)氨基]-9,10-蒽醌的制备方法未见报道。因此，现在亟需开发出一种步骤简单、易于操作的方法来制备1,4-双[(2-甲基丙烯酰氧基乙基)氨基]-9,10-蒽醌。


技术实现要素：

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针对上述问题，本发明提供了一种硅水凝胶隐形眼镜着色剂的制备方法。该方法步骤简单，原料易得，反应条件不苛刻，收率较高，适合大规模工业化生产。
[0006]
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种硅水凝胶隐形眼镜着色剂的制备方法，产物的结构式如下：一种硅水凝胶隐形眼镜着色剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将2-氨基乙醇与1,4-双(对甲苯磺酰氧基)-9,10-蒽醌按一定比例混合，加入溶剂溶解，氮气保护下，升温至50-100℃反应3-8h。反应结束后蒸出溶剂，加水稀释，再加入乙酸乙酯萃取3次，合并有机层。然后减压浓缩得到粗品，再通过甲醇重结晶，得到1,4-双((2-羟乙基)氨基)-9,10-蒽醌；步骤2：将1,4-双((2-羟乙基)氨基)-9,10-蒽醌溶解于二氯甲烷中，加入三乙胺作
为缚酸剂，降温至0℃，开始滴加甲基丙烯酰氯，控制反应温度0-10℃。滴加完毕后，升至室温继续反应2-4h，然后进行过滤、水洗、浓缩得到粗品。再向粗品中加入溶剂进行重结晶，得到目标产物。
[0007]
优选的，所述步骤1中使用的溶剂为四氢呋喃、n,n-二甲基甲酰胺或1,4-二氧六环。
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优选的，所述步骤1中1,4-双(对甲苯磺酰氧基)-9,10-蒽醌与2-氨基乙醇的摩尔比为1 : 2.0~6.0。
[0009]
优选的，所述步骤2中1,4-双((2-羟乙基)氨基)-9,10-蒽醌、甲基丙烯酰氯、三乙胺的摩尔比为1 : 2.0~2.5 : 2.0~2.5。
[0010]
优选的，所述步骤2中使用的重结晶溶剂为甲醇、乙醇或四氢呋喃。
[0011]
本发明的有益效果。本发明所述的制备方法，原料易得，操作简单，反应杂质较少，产物易于提纯，总收率较高。并且，本发明选用1,4-双(对甲苯磺酰氧基)-9,10-蒽醌为原料，与2-氨基乙醇进行反应，该底物的反应活性较高，反应条件温和，副反应较少，有利于提高反应收率。
附图说明
[0012]
图1为本发明实施例1所得产物1,4-双[(2-甲基丙烯酰氧基乙基)氨基]-9,10-蒽醌的核磁共振谱图。
[0013]
图2为本发明实施例1的化学反应式 。
具体实施方式
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下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0015]
实施例1本实施例提供一种硅水凝胶隐形眼镜着色剂的制备方法，具体包括以下步骤：步骤1：称取48.9g 2-氨基乙醇与109.7g 1,4-双(对甲苯磺酰氧基)-9,10-蒽醌进行混合，加入300ml四氢呋喃，氮气保护下，升温至55℃反应7h。反应结束后蒸出溶剂，加水稀释，再加入乙酸乙酯萃取3次，合并有机层。然后减压浓缩得到粗品，再通过甲醇重结晶，过滤，烘干，得到1,4-双((2-羟乙基)氨基)-9,10-蒽醌 61.2g；步骤2：将步骤1所得到的61.2g 1,4-双((2-羟乙基)氨基)-9,10-蒽醌溶解于500ml二氯甲烷中，加入43.6g 三乙胺作为缚酸剂，降温至0℃，开始滴加45.1g 甲基丙烯酰氯，控制反应温度0-10℃。滴加完毕后，升至室温继续反应2h。反应结束后进行过滤，水洗至中性，减压浓缩得到粗品。向粗品中加入四氢呋喃进行重结晶，过滤，烘干，得到78.7g 目标产物，总收率85.1%。
[0016]
实施例2本实施例提供一种硅水凝胶隐形眼镜着色剂的制备方法，具体包括以下步骤：步骤1：称取36.7g 2-氨基乙醇与109.7g 1,4-双(对甲苯磺酰氧基)-9,10-蒽醌进行混合，加入200ml n,n-二甲基甲酰胺，氮气保护下，升温至100℃反应3h。反应结束后蒸出溶剂，加水稀释，再加入乙酸乙酯萃取3次，合并有机层。然后减压浓缩得到粗品，再通过甲醇重结晶，过滤，烘干，得到1,4-双((2-羟乙基)氨基)-9,10-蒽醌 57.9g ；
步骤2：将步骤1所得到的57.9g 1,4-双((2-羟乙基)氨基)-9,10-蒽醌溶解于500ml二氯甲烷中，加入41.3g 三乙胺作为缚酸剂，降温至0℃，开始滴加42.7g 甲基丙烯酰氯，控制反应温度0-10℃。滴加完毕后，升至室温继续反应2h。反应结束后进行过滤，水洗至中性，减压浓缩得到粗品。向粗品中加入甲醇进行重结晶，过滤，烘干，得到75.6g 目标产物，总收率81.7%。
[0017]
实施例3本实施例提供一种硅水凝胶隐形眼镜着色剂的制备方法，具体包括以下步骤：步骤1：称取109.9g 2-氨基乙醇与164.6g 1,4-双(对甲苯磺酰氧基)-9,10-蒽醌进行混合，加入400ml 四氢呋喃，氮气保护下，升温至50℃反应6h。反应结束后蒸出溶剂，加水稀释，再加入乙酸乙酯萃取3次，合并有机层。然后减压浓缩得到粗品，再通过甲醇重结晶，过滤，烘干，得到1,4-双((2-羟乙基)氨基)-9,10-蒽醌 91.2g ；步骤2：将步骤1所得到的91.2g 1,4-双((2-羟乙基)氨基)-9,10-蒽醌溶解于700ml二氯甲烷中，加入67.9g 三乙胺作为缚酸剂，降温至0℃，开始滴加70.1g 甲基丙烯酰氯，控制反应温度0-10℃。滴加完毕后，升至室温继续反应3h。反应结束后进行过滤，水洗至中性，减压浓缩得到粗品。向粗品中加入四氢呋喃进行重结晶，过滤，烘干，得到118.7g 目标产物，总收率85.6%。
[0018]
实施例4本实施例提供一种硅水凝胶隐形眼镜着色剂的制备方法，具体包括以下步骤：步骤1：称取122.2g 2-氨基乙醇与274.3g 1,4-双(对甲苯磺酰氧基)-9,10-蒽醌进行混合，加入600ml 1,4-二氧六环，氮气保护下，升温至65℃反应6h。反应结束后蒸出溶剂，加水稀释，再加入乙酸乙酯萃取3次，合并有机层。然后减压浓缩得到粗品，再通过甲醇重结晶，过滤，烘干，得到1,4-双((2-羟乙基)氨基)-9,10-蒽醌 148.8g ；步骤2：将步骤1所得到的148.8g 1,4-双((2-羟乙基)氨基)-9,10-蒽醌溶解于1l二氯甲烷中，加入106.1g 三乙胺作为缚酸剂，降温至0℃，开始滴加104.8g 甲基丙烯酰氯，控制反应温度0-10℃。滴加完毕后，升至室温继续反应4h。反应结束后进行过滤，水洗至中性，减压浓缩得到粗品。向粗品中加入乙醇进行重结晶，过滤，烘干，得到191.6g 目标产物，总收率82.9%。
[0019]
实施例5本实施例提供一种硅水凝胶隐形眼镜着色剂的制备方法，具体包括以下步骤：步骤1：称取80.6g 2-氨基乙醇与329.1g 1,4-双(对甲苯磺酰氧基)-9,10-蒽醌进行混合，加入600ml n,n-二甲基甲酰胺，氮气保护下，升温至80℃反应5h。反应结束后蒸出溶剂，加水稀释，再加入乙酸乙酯萃取3次，合并有机层。然后减压浓缩得到粗品，再通过甲醇重结晶，过滤，烘干，得到1,4-双((2-羟乙基)氨基)-9,10-蒽醌 168.6g；步骤2：将步骤1所得到的168.6g 1,4-双((2-羟乙基)氨基)-9,10-蒽醌溶解于1l二氯甲烷中，加入125.5g三乙胺作为缚酸剂，降温至0℃，开始滴加129.6g甲基丙烯酰氯，控制反应温度0-10℃。滴加完毕后，升至室温继续反应4h。反应结束后进行过滤，水洗至中性，减压浓缩得到粗品。向粗品中加入甲醇进行重结晶，过滤，烘干，得到220.1g目标产物，总收率79.3%。
[0020]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，
任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种硅水凝胶隐形眼镜着色剂的制备方法，其特征在于，目标产物的结构式如下：。2.一种硅水凝胶隐形眼镜着色剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将2-氨基乙醇与1,4-双(对甲苯磺酰氧基)-9,10-蒽醌按一定比例混合，加入溶剂溶解，氮气保护下，升温至50-100℃反应3-8h；反应结束后蒸出溶剂，加水稀释，再加入乙酸乙酯萃取3次，合并有机层；然后减压浓缩得到粗品，再通过甲醇重结晶，得到1,4-双((2-羟乙基)氨基)-9,10-蒽醌；步骤2：将1,4-双((2-羟乙基)氨基)-9,10-蒽醌溶解于二氯甲烷中，加入三乙胺作为缚酸剂，降温至0℃，开始滴加甲基丙烯酰氯，控制反应温度0-10℃；滴加完毕后，升至室温继续反应2-4h，然后进行过滤、水洗、浓缩得到粗品；再向粗品中加入溶剂进行重结晶，得到目标产物。3.根据权利要求2所述的一种硅水凝胶隐形眼镜着色剂的制备方法，其特征在于所述步骤1中使用的溶剂为四氢呋喃、n,n-二甲基甲酰胺或1,4-二氧六环。4.根据权利要求2所述的一种硅水凝胶隐形眼镜着色剂的制备方法，其特征在于所述步骤1中1,4-双(对甲苯磺酰氧基)-9,10-蒽醌与2-氨基乙醇的摩尔比为1:2.0~6.0。5.根据权利要求2所述的一种硅水凝胶隐形眼镜着色剂的制备方法，其特征在于所述步骤2中1,4-双((2-羟乙基)氨基)-9,10-蒽醌、甲基丙烯酰氯、三乙胺的摩尔比为1:2.0~2.5 : 2.0~2.5。6.根据权利要求2所述的一种硅水凝胶隐形眼镜着色剂的制备方法，其特征在于所述步骤2中使用的重结晶溶剂为甲醇、乙醇或四氢呋喃。

技术总结
本发明涉及一种硅水凝胶隐形眼镜着色剂的制备方法，属于精细化学和新材料技术领域。该着色剂适合应用于硅水凝胶隐形眼镜、人工晶体等视光学材料和高端医疗器械产品。本发明以1,4-双(对甲苯磺酰氧基)-9,10-蒽醌为原料，与2-氨基乙醇反应，得到1,4-双((2-羟乙基)氨基)-9,10-蒽醌，然后再与甲基丙烯酰氯进行反应，得到目标产物。本发明的制备步骤简单，原料易得，反应条件温和、易控，产品收率较高，适合规模化生产。规模化生产。规模化生产。


技术研发人员：毛志鹏 张爱军
受保护的技术使用者：华诺森（武汉）生物医药技术有限公司
技术研发日：2022.09.13
技术公布日：2023/8/5