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特許7105063歯科材料に好適な重合性単量体及びそれを用いた歯科用組成物
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-07-13
(45)【発行日】2022-07-22
(54)【発明の名称】歯科材料に好適な重合性単量体及びそれを用いた歯科用組成物
(51)【国際特許分類】
   C07F 7/08 20060101AFI20220714BHJP
   C07F 7/10 20060101ALI20220714BHJP
   A61K 6/20 20200101ALI20220714BHJP
   A61K 6/30 20200101ALI20220714BHJP
   A61K 6/887 20200101ALI20220714BHJP
【FI】
C07F7/08 J CSP
C07F7/10 T
A61K6/20
A61K6/30
A61K6/887
【請求項の数】 10
(21)【出願番号】P 2017244923
(22)【出願日】2017-12-21
(65)【公開番号】P2019112322
(43)【公開日】2019-07-11
【審査請求日】2020-08-18
(73)【特許権者】
【識別番号】301069384
【氏名又は名称】クラレノリタケデンタル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107641
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 耕一
(74)【代理人】
【識別番号】100174779
【弁理士】
【氏名又は名称】田村 康晃
(72)【発明者】
【氏名】梶川 達也
(72)【発明者】
【氏名】野尻 大和
【審査官】神谷 昌克
(56)【参考文献】
【文献】特開2013-097385(JP,A)
【文献】特開昭62-294690(JP,A)
【文献】米国特許第03835090(US,A)
【文献】欧州特許出願公開第00624827(EP,A1)
【文献】特開平09-319130(JP,A)
【文献】韓国公開特許第10-2016-0006095(KR,A)
【文献】特開昭62-053995(JP,A)
【文献】特開昭62-153295(JP,A)
【文献】特開2012-254962(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C07F
A61K
CAplus/REGISTRY(STN)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記一般式(1)
【化1】
{式中、R1及びR2はそれぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1~20の脂肪族飽和炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数3~20の脂環式炭化水素基、置換基を有していてもよい下記一般式(a-1)~(a-8)からなる群から選ばれる基である多環式炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数6~20のアリール基、又はモルホリノ基であり、
前記置換基が、炭素数1~5のアルキル基、ハロゲン原子、又はハロゲン原子で置換された炭素数1~5のハロゲン化アルキル基であり、
【化2】
3及びR4はそれぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数3~20の2価の脂肪族飽和炭化水素基であり、前記置換基が、炭素数1~5のアルキル基、ハロゲン原子(フッ素原子を除く)、又はハロゲン原子で置換された炭素数1~5のハロゲン化アルキル基であり、
1及びX2はそれぞれ独立に、(メタ)アクリロキシ基、又は(メタ)アクリルアミド基であり、
一般式(1)においてジフェニルビス[3-((メタ)アクリロキシ)プロピル]シランを除く}
で表される重合性単量体。
【請求項2】
25℃における粘度が1000cP以下である、請求項1に記載の重合性単量体。
【請求項3】
1及びR2がそれぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1~20の1価の脂肪族飽和炭化水素基、又は置換基を有していてもよい炭素数6~20の1価の芳香族炭化水素基である、請求項1又は2に記載の重合性単量体。
【請求項4】
1及び/又はR2が置換基を有していてもよいフェニル基である、請求項1~3のいずれか1項に記載の重合性単量体。
【請求項5】
1及びR2の少なくとも1つは置換基を有さないフェニル基である(ただし、R1及びR2がいずれも置換基を有さないフェニル基であり、X1及びX2が(メタ)アクリロキシ基であり、かつR3及びR4がプロピレン基である化合物を除く)、請求項4に記載の重合性単量体。
【請求項6】
3及びR4がそれぞれ独立に、置換基を有さない炭素数3~15の2価の脂肪族飽和炭化水素基である、請求項1~5のいずれか1項に記載の重合性単量体。
【請求項7】
3及びR4がそれぞれ独立に、置換基を有さない炭素数3~11の2価の脂肪族飽和炭化水素基である、請求項1~6のいずれか1項に記載の重合性単量体。
【請求項8】
下記一般式(1)
【化3】
{式中、R1及びR2はそれぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1~20の脂肪族飽和炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数3~20の脂環式炭化水素基、置換基を有していてもよい下記一般式(a-1)~(a-8)からなる群から選ばれる基である多環式炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数6~20のアリール基、又はモルホリノ基であり、
前記置換基が、炭素数1~5のアルキル基、ハロゲン原子、又はハロゲン原子で置換された炭素数1~5のハロゲン化アルキル基であり、
【化4】
3及びR4はそれぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数3~20の2価の脂肪族飽和炭化水素基であり、前記置換基が、炭素数1~5のアルキル基、ハロゲン原子、又はハロゲン原子で置換された炭素数1~5のハロゲン化アルキル基であり、
1及びX2はそれぞれ独立に、(メタ)アクリロキシ基、又は(メタ)アクリルアミド基である}
で表される重合性単量体を含む歯科用組成物。
【請求項9】
さらに、重合開始剤及びフィラーを含む、請求項8に記載の歯科用組成物。
【請求項10】
請求項8又は9に記載の歯科用組成物からなる歯科用コンポジットレジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、重合性単量体及び該重合性単量体を含む歯科用組成物、並びに該歯科用組成物からなる歯科用コンポジットレジンに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、(メタ)アクリル酸エステルに代表されるラジカル重合性単量体は、良好な硬化性、透明性等の特性を利用して、塗料、印刷製版、光学材料、歯科材料等のさまざまな分野で広く使用されている。
【0003】
中でも、歯科材料の分野においては、ラジカル重合性単量体は、天然歯牙の齲蝕や破折等の修復に用いられる歯科用コンポジットレジンに代表される歯科修復材料、歯科用コンポジットレジンと歯牙とを接着させるために用いられる種々の歯科用接着材、さらには人工歯や義歯床材料等に幅広く用いられている。
【0004】
特に、歯科用コンポジットレジンは、天然歯に近い審美性と優れた操作性を有することから、従来使用されてきた金属材料に代わって近年広く用いられるようになってきた。歯科用コンポジットレジンは、一般に重合性単量体、重合開始剤、及びフィラーから主に構成されるが、重合性単量体としては、これまで、生体内における安全性、硬化物の機械的強度や耐磨耗性の観点から、ラジカル重合性の多官能性(メタ)アクリレートが用いられている。中でも、2,2-ビス〔4-(3-メタクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)フェニル〕プロパン(Bis-GMA)や2,2,4-トリメチルヘキサメチレンビス(2-カルバモイルオキシエチル)ジメタクリレート(UDMA)が幅広く用いられている。また、Bis-GMAやUDMAなどは単体では高粘度であるため、トリエチレングリコールジメタクリレート(3G)などの比較的低粘度のモノマーで希釈して用いられるのが一般的である。
【0005】
歯科用コンポジットレジンは、今日広く臨床に用いられるようになってきたものの、以下の点で改良が望まれている。すなわち、硬化物の曲げ強さ・弾性率・耐磨耗性の向上、吸水・変着色の低減、硬化時の重合収縮の低減、天然歯に近い熱膨張係数、天然歯と同様の透明性と審美性などは未だに改良の余地が大きいと指摘されている。
【0006】
さらに、近年では、歯科材料の取り扱いやすさ、すなわち操作性に対する要求も高まっており、具体的には、歯科材料をシリンジに詰めて使用する際に押し出しやすいこと、使用時に一度に多くの量を充填できることなどが重要となっている。
【0007】
重合収縮は、歯科用コンポジットレジンが接着面から剥がれて生じるコントラクションギャップの発生を招くため、可能な限り低減することが強く望まれている。コントラクションギャップの発生は、二次齲蝕、歯髄刺激、着色、修復物脱落などの原因となる。また、歯科用コンポジットレジンと歯質とは熱膨張係数の差が大きいため、口腔内で熱履歴が加わった際に歯科用コンポジットレジンと歯質の間が剥離しギャップを生じやすく、同様に二次齲蝕、歯髄刺激、着色、修復物脱落などの原因となる。
【0008】
また、口腔内での耐久性(耐衝撃性及び耐破折性)の観点から、曲げ強さが高いことが望まれている。一般に、強度を付与する手段としては無機粒子が配合されるが、無機粒子を配合した場合、靭性が低下し脆く壊れやすくなる傾向がある。強度と靭性の両立、また、研磨性、光沢といった審美性も付与するために、フィラーである無機粒子は粒径の小さいものが用いられる傾向があった。しかしながら、粒径の小さな無機粒子を配合した場合、粘度が上昇し、押し出しにくくなって操作性が低下することが課題であった。また、一般に粘度を低下させる手段として3Gが希釈モノマーとして配合されるが、3Gの効果により硬化時の重合収縮が大きい。低粘度かつ重合収縮の小さい歯科用コンポジットレジンを提供することが課題である。
【0009】
このような力学的物性、審美性及び操作性に優れる技術として、以下のような技術が知られている。特許文献1には、ケイ素-アリール結合を含むメタクリルモノマーを含有させることによって重合収縮及び審美性を改善した歯科用組成物が報告されているが、十分な低粘度性を有するモノマーを得られないという課題がある。また、特許文献2には、アダマンタン誘導体を含有させることによって重合収縮、審美性及び強度を改善した歯科用組成物が報告されているが、十分な低粘度性を有するモノマーを得られないという課題がある。また、特許文献3には、ケイ素-アリール結合及びケイ素-酸素結合を含むメタクリルモノマーを含有させることによって重合収縮、審美性及び強度を改善した歯科用組成物が報告されているが、十分な強度の歯科用組成物を得られない課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【文献】特表2008-505939号公報
【文献】特開2009-84221号公報
【文献】特開2009-179595号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
本発明は、硬化時の重合収縮が小さく、操作性に優れ、硬化物の機械的強度に優れ、かつ天然歯に近い熱膨張係数を有する、歯科用コンポジットレジンに有用な重合性単量体を提供することを目的とする。
【0012】
上記課題は、下記一般式(1)で表される化合物を提供することによって解決される。
すなわち、本発明は、
[1]下記一般式(1)
【化1】
{式中、R1~R4はそれぞれ独立に、炭素数1~20の炭化水素基(但しR1~R4はいずれもケイ素原子を含まない)であり、X1及びX2はそれぞれ独立に、(メタ)アクリロキシ基、又は(メタ)アクリルアミド基である}
で表される重合性単量体;
[2]25℃における粘度が1000cP以下である、前記[1]に記載の重合性単量体;
[3]R1及びR2がそれぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1~20の1価の脂肪族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい炭素数6~20の1価の芳香族炭化水素基(但しR1及びR2はいずれもケイ素原子を含まない)である、前記[1]又は[2]に記載の重合性単量体;
[4]R1及び/又はR2が置換基を有していてもよいフェニル基である、前記[1]~[3]のいずれかに記載の重合性単量体;
[5]R1及びR2の少なくとも1つは置換基を有さないフェニル基である、前記[4]に記載の重合性単量体;
[6]R1及びR2がそれぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1~20の脂肪族炭化水素基(但しR1及びR2はいずれもケイ素原子を含まない)である、前記[1]~[3]のいずれかに記載の重合性単量体;
[7]R3及びR4がそれぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1~20の2価の脂肪族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい炭素数6~20の2価の芳香族炭化水素基(但しR3及びR4はいずれもケイ素原子を含まない)である、前記[1]~[6]のいずれかに記載の重合性単量体;
[8]R3及びR4がそれぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1~20の2価の脂肪族炭化水素基(但しR3及びR4はいずれもケイ素原子を含まない)である、前記[1]~[7]のいずれかに記載の重合性単量体;
[9]R3及びR4の少なくとも1つは置換基を有さない脂肪族炭化水素基である、前記[7]又は[8]に記載の重合性単量体;
[10]前記[1]~[9]のいずれかに記載の重合性単量体を含む歯科用組成物;
[11]さらに、重合開始剤及びフィラーを含む、前記[10]に記載の歯科用組成物;
[12]前記[10]又は[11]のいずれかに記載の歯科用組成物からなる歯科用コンポジットレジン;
に関する。
【発明の効果】
【0013】
本発明の重合性単量体は、硬化物の機械的強度に優れ、また重合硬化時の重合収縮が小さいという特徴を有する。したがって、歯科用組成物に適しており、特に齲蝕窩洞を治療するための歯科用コンポジットレジンに特に好適である。本発明の重合性単量体を含む歯科用組成物を用いた歯科用コンポジットレジン等の歯科材料は、口腔内での耐久性に優れ、また歯科材料と接着面との間にコントラクションギャップが発生しにくく、二次齲蝕、歯髄刺激、修復物の脱落といった懸念が低減されたものとなる。また、本発明の重合性単量体は低粘度であるため、本発明の重合性単量体を含む歯科用組成物は操作性に優れる。さらに、本発明の重合性単量体を含む歯科用組成物は口腔内で熱履歴が加わった際に歯科用組成物と歯質の間で剥離する懸念が低減される。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の詳細を説明する。
【0015】
本発明の重合性単量体は、下記一般式(1)で表される化合物である。低粘度の重合性単量体を得られる点から、式中、R1~R4はそれぞれ独立に、炭素数1~20の炭化水素基(但しR1~R4はいずれもケイ素原子を含まない)であることが必要である。すなわち、R1、R2、R3及びR4はすべて同時にケイ素原子を含まず、結果的に、一般式(1)で表される化合物はケイ素原子を1つのみ有する。炭素数1~20の炭化水素基について、R1及びR2は1価の炭化水素基であり、R3及びR4は2価の炭化水素基である。
【0016】
【化2】
【0017】
1及びR2が表す炭素数1~20の1価の炭化水素基としては、炭素数1~20の脂肪族炭化水素基、炭素数6~20の芳香族炭化水素基が挙げられる。硬化物の強度向上及び重合硬化時の重合収縮の抑制等の観点からは、R1及びR2がそれぞれ独立に炭素数1~20の脂肪族炭化水素基であることが好ましい。R1及びR2が表す1価の炭化水素基の炭素数は、1~15が好ましく、1~11がより好ましい。
【0018】
1及びR2が表す前記炭素数1~20の1価の脂肪族炭化水素基としては、直鎖状であっても、分岐鎖状であっても、環状であってもよく、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、各種ブチル基、各種ペンチル基、各種ヘキシル基、各種ヘプチル基、各種オクチル基、各種ノニル基、各種デシル基、各種ウンデシル基、各種ドデシル基、各種トリデシル基、各種テトラデシル基、各種ペンタデシル基、各種ヘキサデシル基、各種ヘプタデシル基、各種オクタデシル基、各種ノナデシル基、各種エイコシル基などの脂肪族飽和炭化水素;シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデシル基、シクロウンデシル基、シクロドデシル基、シクロトリデシル基、シクロテトラデシル基、シクロペンタデシル基、シクロヘキサデシル基、シクロヘプタデシル基、シクロオクタデシル基、シクロノナデシル基、シクロエイコシル基等の単環からなる炭素数3~20の脂環式炭化水素基;下記一般式(a-1)~(a-8)で示す基等の多環からなる炭素数7~20の脂環式炭化水素基が挙げられる。
【0019】
【化3】
【0020】
前記R1及びR2が表す炭素数1~20の1価の脂肪族炭化水素基は、飽和又は不飽和のいずれでもよい
【0021】
また、前記R1及びR2が表す炭素数1~20の1価の脂肪族炭化水素基は1つ以上の置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。置換基としては、炭素数1~5のアルキル基、炭素数1~5のアルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン原子で置換された炭素数1~5のハロゲン化アルキル基、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、酸素原子(=O)等が挙げられる。置換基の数は、1~10であってもよく、1~6であってもよく、1~3であってもよい。
【0022】
1及びR2が表す前記炭素数6~20の1価の芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、スチリル基、ナフチル基、アントリル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基などのアリール基;ベンジル基、フェネチル基、1-フェニルエチル基、2-フェニルプロピル基、3-フェニルプロピル基、フェニルブチル基、1-メチル-3-フェニルプロピル基、ナフチルメチル基、ナフチルエチル基、ナフチルプロピル基、ナフチルブチル基などのアラルキル基;ピレニル基、ピリミジル基、フラニル基、ピロニル基、チオフェニル基、キノリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、インドリル基、カルバゾリル基、カルボリル基、ベンゾオキサゾリル基、キノキサリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基などの複素芳香族環基などが挙げられる。なかでも、硬化物の強度向上、重合硬化時の重合収縮の抑制及び原料の入手のし易さなどの観点からは、R1及び/又はR2が置換基を有していてもよいフェニル基であることが好ましく、R1及びR2の少なくとも1つは置換基を有さないフェニル基であることがより好ましく、R1及びR2は置換基を有さないフェニル基であることがさらに好ましい。
【0023】
また、R1及びR2が表す前記炭素数6~20の1価の芳香族炭化水素基は1つ以上の置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。R1及びR2が表す1価の芳香族炭化水素基の置換基の種類及び数は、R1及びR2が表す1価の脂肪族炭化水素基の置換基の種類及び数と同様である。
【0024】
前記R1及びR2が表す炭素数1~20の1価の炭化水素基の中でも、原料の入手のしやすさ、及び合成の容易さなどを考慮すると、メチル基、メトキシ基、エチル基、エトキシ基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、ネオペンチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、3-シクロヘキセニル基、4-メトキシシクロヘキシル基、2-ノルボルニル基、イソボルニル基、アダマンチル基、1-メチルアダマンチル基、トリシクロ[5.2.1.0(2,6)]デカニル基、モルホリノ基、フェニル基、トリル基、ベンジル基、フェノキシ基、p-メトキシフェニル基、p-メトキシベンジル基などが好ましく、メチル基、tert-ブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、フェニル基がより好ましい。
【0025】
3及びR4が表す炭素数1~20の2価の炭化水素基としては、前記R1及びR2が表す炭素数1~20の1価の炭化水素基から水素原子を1つ取り除いた基が挙げられる。R3及びR4が表す2価の炭化水素基の炭素数は、1~15が好ましく、1~11がより好ましい。
【0026】
前記R3及びR4が表す前記炭素数1~20の2価の炭化水素基としては、エチレン基、各種プロピレン基、各種ブチレン基、各種ペンチレン基、各種ヘキシレン基、各種ヘプチレン基、各種オクチレン基、各種ノニレン基、各種デシレン基、各種ウンデシレン基、各種ドデシレン基、各種トリデシレン基、各種テトラデシレン基、各種ペンタデシレン基、各種ヘキサデシレン基、各種ヘプタデシレン基、各種オクタデシレン基、各種ノナデシレン基、各種エイコシレン基などの炭素数1~20の2価の脂肪族炭化水素基;シクロプロパン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタンなどの脂環式炭化水素に2個の結合部位を有する炭素数3~20の脂環式炭化水素基;上記一般式(a-1)~(a-8)で示す基等の多環からなる炭素数7~20の脂環式炭化水素基に2個の結合部位を有する脂環式炭化水素基;各種フェニレン基、各種メチルフェニレン基、各種エチルフェニレン基、各種ジメチルフェニレン基、各種ナフチレンなどの炭素数6~20の2価の芳香族炭化水素基;トルエン、エチルベンゼンなどのアルキル芳香族炭化水素のアルキル基部分と芳香族部分にそれぞれ1価の結合部位を有する炭素数7~20のアルキル芳香族炭化水素基;キシレン、ジエチルベンゼンなどの炭素数8~20のポリアルキル芳香族炭化水素のアルキル基部分に結合部位を有するポリアルキル芳香族炭化水素基などが挙げられる。
【0027】
また、R3及びR4が表す前記炭素数1~20の2価の炭化水素基は1つ以上の置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。R3及びR4が表す2価の炭化水素基の置換基の種類及び数は、R1及びR2が表す1価の脂肪族炭化水素基の置換基の種類及び数と同様である。ある好適な実施形態では、R3及びR4の少なくとも1つは置換基を有さない脂肪族炭化水素基である。
【0028】
前記R3及びR4が表す前記炭素数~20の2価の炭化水素基の中でも、原料の入手のしやすさ、及び合成の容易さなどを考慮すると、各種プロピレン基、各種ブチレン基、各種ペンチレン基、各種ヘキシレン基、各種ヘプチレン基、各種オクチレン基、各種ノニレン基、各種デシレン基などが好ましい。
【0029】
上記一般式(1)において、X1及びX2は、それぞれ独立に(メタ)アクリロキシ基、又は(メタ)アクリルアミド基であることが必要であり、高い反応性と安定性を有する単量体を得られる点から、メタクリロキシ基又はアクリルアミド基がさらに好ましい。ここで、(メタ)アクリロキシ基とはアクリロキシ基(b-1)、又はメタクリロキシ基(b-2)を表し、(メタ)アクリルアミド基とはアクリルアミド基(b-3)、又はメタクリルアミド基(b-4)を表す。なかでも、硬化性、生体適合性及び保存安定性の観点から、X1、X2として、メタクリロキシ基(b-2)又はアクリルアミド基(b-3)を用いることが好ましい。
【0030】
【化4】
【0031】
本発明の重合性単量体の25℃における粘度は、本発明の重合性単量体を含む歯科用組成物の操作性の観点から、1000cP以下が好ましく、500cP以下がより好ましい。なお、前記25℃における粘度は、後述する実施例に記載の方法により測定することができる。
【0032】
本発明の重合性単量体の製造方法は特に限定されないが、ケイ素原子に有機基を結合させるに当たり、例えば、以下のスキームに従い合成する方法が好ましく用いられる。すなわち、下記スキーム(I)に示すようなSi-H基を有するジヒドロシラン化合物に、末端不飽和結合を有する(メタ)アクリレート様化合物をヒドロシリル化反応によって結合させる方法である。
【0033】
【化5】
(式中、R1及びR2は、上記と同一意味を有し、XはX1及びX2と同一意味を有し、R’はR3及びR4の2価の炭化水素基からエチレン基を除いた炭化水素基を表す。)
【0034】
スキーム(I)において、Si-H基を有するジヒドロシラン化合物は、公知の方法により合成したものを用いてもよいし、市販のものを使用してもよい。
【0035】
Si-H基を有するジヒドロシラン化合物の公知の合成方法としては、例えば、D.Straus, et al,J.Am.Chem.Soc.,112,2673-2681(1990)に記載されているように、アセトニトリル中で芳香族クロロシランを縮合することにより、Si-H基を有する原料を得ることができる。また、特開2013-87114号公報に記載されているように、Si-Cl基を有するジクロロシラン化合物を炭化水素系溶媒中で水素化アルコキシアルミニウムアルカリ金属塩を用いて還元することにより、Si-H基を有するジヒドロシラン化合物を得ることができる。
【0036】
また、スキーム(I)において、ヒドロシリル化反応の反応条件は特に限定されない。ヒドロシリル化反応に用いられる有機溶剤は、原料をこれと反応することなく容易に溶解するものであれば特に制限はない。有機溶剤の好ましい例は、脂肪族炭化水素(例:ヘキサン及びヘプタン)、芳香族炭化水素(例:トルエン及びキシレン)、及び環状エーテル(例:テトラヒドロフラン及びジオキサン)である。原料の溶解性を考慮するとトルエンが最も好適である。
【0037】
ヒドロシリル化反応における好ましい反応温度は、用いる溶剤の沸点以下である。原料と反応させる化合物は、末端に不飽和結合を有するため、ヒドロシリル化反応中に自発的に重合する虞がある。これを防止するために、好ましい反応温度は20~80℃である。また、(メタ)アクリロイル基の重合反応を抑制する目的で、フェノール誘導体、フェノチアジン誘導体、N-ニトロソフェニルアミン塩誘導体等の重合禁止剤を用いてもよい。最も好ましい重合禁止剤はヒドロキノンモノメチルエーテルである。その好ましい使用量は、反応液の総質量を基準として1~20000ppmである。この使用量の更に好ましい範囲は、100~10000ppmである。
【0038】
また、スキーム(I)において、好適なヒドロシリル化触媒としては、公知のものが何ら制限なく用いられ、例えば、白金系、パラジウム系及びロジウム系の触媒が好適に用いられる。
【0039】
かかる好適な触媒の例としては、白金系触媒については、クロロ白金酸、クロロ白金酸とアルコールの錯体、白金とオレフィンの錯体、白金とケトンの錯体、白金とビニルシロキサンの錯体、コロイド状白金、コロイド状白金とビニルシロキサンの錯体などが挙げられ、パラジウム系触媒については、パラジウム、パラジウムブラックとトリフェニルホスフィンの混合物などが、ロジウム系触媒については、ロジウム、ロジウム化合物などが挙げられる。中でも、白金と1,1,3,3-テトラメチルジビニルジシロキサンとの錯体が最も好ましい。
【0040】
次に、本発明の重合性単量体の使用態様について説明する。本発明の重合性単量体は、歯科用組成物の成分として好適に使用でき、本発明の重合性単量体を含む歯科用組成物は、歯科材料、具体的には、歯科用コンポジットレジン(齲蝕窩洞充填用コンポジットレジン、支台築造用コンポジットレジン、歯冠用コンポジットレジン)、義歯床用レジン、義歯床用裏装材、印象材、合着用材料(レジンセメント、レジン添加型グラスアイオノマーセメント)、歯科用接着材(歯列矯正用接着材、窩洞塗布用接着材)、歯牙裂溝封鎖材、CAD/CAM用レジンブロック、テンポラリークラウン、人工歯材料等に用いることができる。
【0041】
本発明の重合性単量体を含む歯科用組成物は、硬化物の強度が高く、また重合硬化時の重合収縮が小さいという特徴を有する。本発明の重合性単量体を含む歯科用組成物によって上記のような優れた効果が奏される理由は必ずしも定かではないが、R1及びR2で表される嵩高い炭化水素基によってもたらされる剛直なモノマー分子骨格によるものと推定される。すなわち、本発明の重合性単量体による強固なポリマーネットワークが歯科用組成物の硬化物の強度の発現に寄与し、また本発明の重合性単量体のもつ嵩高く剛直な分子構造により歯科用組成物中の反応性基密度を低下させることが硬化時の重合収縮の低減に寄与していると推定される。また、本発明の重合性単量体を含む歯科用組成物は、熱履歴が加わった際に歯科用組成物と歯質の間で剥離する懸念が低減、つまり辺縁封鎖性に優れる。本発明の重合性単量体を含む歯科用組成物によって上記のような優れた効果が奏される理由は必ずしも定かではないが、本発明の重合性単量体を含む歯科用組成物は比較的粘度が低いため、歯質に形成した窩洞になじみやすく、さらには本発明の重合性単量体の主鎖骨格を構成するケイ素を始めとする原子団の寄与により、熱膨張係数が低く抑えられていると考えられ、歯科用組成物と歯質との熱膨張係数の差が小さいことが寄与していると推測される。
【0042】
上記の観点から、本発明の重合性単量体の歯科用組成物の熱膨張係数は、5×10-6~50×10-6Kであることが好ましく、5×10-6~40×10-6Kであることがより好ましく、5×10-6~30×10-6Kであることがさらに好ましい。上記範囲を満たすことにより、天然歯に近い熱膨張係数となるため、辺縁封鎖性に優れる。
【0043】
本発明の重合性単量体は、重合開始剤及びフィラーとともに歯科用組成物に用いることが最も好ましい使用形態の1つであり、かかる歯科用組成物は、歯科用コンポジットレジンとして好適に用いられる。
【0044】
上記重合開始剤としては、一般工業界で使用されている重合開始剤から選択して使用でき、中でも歯科用途に用いられている重合開始剤が好ましく用いられる。特に、光重合開始剤及び化学重合開始剤が好ましく用いられる。重合開始剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を適宜組み合わせて使用してもよい。
【0045】
光重合開始剤としては、(ビス)アシルホスフィンオキシド類、ケタール類、α-ジケトン類、クマリン類などが挙げられる。
【0046】
(ビス)アシルホスフィンオキシド類のうち、アシルホスフィンオキシド類としては、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、2,6-ジメトキシベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、2,6-ジクロロベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、2,4,6-トリメチルベンゾイルメトキシフェニルホスフィンオキシド、2,4,6-トリメチルベンゾイルエトキシフェニルホスフィンオキシド、2,3,5,6-テトラメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ベンゾイルジ-(2,6-ジメチルフェニル)ホスホネート及びこれらの塩(ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩など)などが挙げられる。ビスアシルホスフィンオキシド類としては、ビス-(2,6-ジクロロベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド、ビス-(2,6-ジクロロベンゾイル)-2,5-ジメチルフェニルホスフィンオキシド、ビス-(2,6-ジクロロベンゾイル)-4-プロピルフェニルホスフィンオキシド、ビス-(2,6-ジクロロベンゾイル)-1-ナフチルホスフィンオキシド、ビス-(2,6-ジメトキシベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド、ビス-(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチルペンチルホスフィンオキシド、ビス-(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,5-ジメチルフェニルホスフィンオキシド、ビス-(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド、(2,5,6-トリメチルベンゾイル)-2,4,4-トリメチルペンチルホスフィンオキシド及びこれらの塩(ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩など)などが挙げられる。
【0047】
これら(ビス)アシルホスフィンオキシド類の中でも、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、2,4,6-トリメチルベンゾイルメトキシフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド及び2,4,6-トリメチルベンゾイルフェニルホスフィンオキシドナトリウム塩が特に好ましい。
【0048】
ケタール類としては、例えば、ベンジルジメチルケタール、ベンジルジエチルケタールなどが挙げられる。
【0049】
α-ジケトン類としては、例えば、ジアセチル、ベンジル、カンファーキノン、2,3-ペンタジオン、2,3-オクタジオン、9,10-フェナントレンキノン、4,4’-オキシベンジル、アセナフテンキノンなどが挙げられる。この中でも、可視光域に極大吸収波長を有している観点から、カンファーキノンが特に好ましい。
【0050】
クマリン類としては、例えば、3,3’-カルボニルビス(7-ジエチルアミノクマリン)、3-(4-メトキシベンゾイル)クマリン、3-チエノイルクマリン、3-ベンゾイル-5,7-ジメトキシクマリン、3-ベンゾイル-7-メトキシクマリン、3-ベンゾイル-6-メトキシクマリン、3-ベンゾイル-8-メトキシクマリン、3-ベンゾイルクマリン、7-メトキシ-3-(p-ニトロベンゾイル)クマリン、3-(p-ニトロベンゾイル)クマリン、3,5-カルボニルビス(7-メトキシクマリン)、3-ベンゾイル-6-ブロモクマリン、3,3’-カルボニルビスクマリン、3-ベンゾイル-7-ジメチルアミノクマリン、3-ベンゾイルベンゾ[f]クマリン、3-カルボキシクマリン、3-カルボキシ-7-メトキシクマリン、3-エトキシカルボニル-6-メトキシクマリン、3-エトキシカルボニル-8-メトキシクマリン、3-アセチルベンゾ[f]クマリン、3-ベンゾイル-6-ニトロクマリン、3-ベンゾイル-7-ジエチルアミノクマリン、7-ジメチルアミノ-3-(4-メトキシベンゾイル)クマリン、7-ジエチルアミノ-3-(4-メトキシベンゾイル)クマリン、7-ジエチルアミノ-3-(4-ジエチルアミノ)クマリン、7-メトキシ-3-(4-メトキシベンゾイル)クマリン、3-(4-ニトロベンゾイル)ベンゾ[f]クマリン、3-(4-エトキシシンナモイル)-7-メトキシクマリン、3-(4-ジメチルアミノシンナモイル)クマリン、3-(4-ジフェニルアミノシンナモイル)クマリン、3-[(3-ジメチルベンゾチアゾール-2-イリデン)アセチル]クマリン、3-[(1-メチルナフト[1,2-d]チアゾール-2-イリデン)アセチル]クマリン、3,3’-カルボニルビス(6-メトキシクマリン)、3,3’-カルボニルビス(7-アセトキシクマリン)、3,3’-カルボニルビス(7-ジメチルアミノクマリン)、3-(2-ベンゾチアゾイル)-7-(ジエチルアミノ)クマリン、3-(2-ベンゾチアゾイル)-7-(ジブチルアミノ)クマリン、3-(2-ベンゾイミダゾイル)-7-(ジエチルアミノ)クマリン、3-(2-ベンゾチアゾイル)-7-(ジオクチルアミノ)クマリン、3-アセチル-7-(ジメチルアミノ)クマリン、3,3’-カルボニルビス(7-ジブチルアミノクマリン)、3,3’-カルボニル-7-ジエチルアミノクマリン-7’-ビス(ブトキシエチル)アミノクマリン、10-[3-[4-(ジメチルアミノ)フェニル]-1-オキソ-2-プロペニル]-2,3,6,7-テトラヒドロ-1,1,7,7-テトラメチル1H,5H,11H-[1]ベンゾピラノ[6,7,8-ij]キノリジン-11-オン、10-(2-ベンゾチアゾイル)-2,3,6,7-テトラヒドロ-1,1,7,7-テトラメチル1H,5H,11H-[1]ベンゾピラノ[6,7,8-ij]キノリジン-11-オンなどの特開平9-3109号公報、特開平10-245525号公報に記載されている化合物が挙げられる。
【0051】
上述のクマリン類の中でも、特に、3,3’-カルボニルビス(7-ジエチルアミノクマリン)及び3,3’-カルボニルビス(7-ジブチルアミノクマリン)が好適である。
【0052】
前記光重合開始剤のうち、(ビス)アシルホスフィンオキシド類、α-ジケトン類、及びクマリン類からなる群から選択される少なくとも1種を用いることにより、可視及び近紫外領域での光硬化性に優れ、ハロゲンランプ、発光ダイオード(LED)、キセノンランプのいずれの光源を用いても十分な光硬化性を示す歯科用組成物が得られる。
【0053】
化学重合開始剤としては、有機過酸化物が好ましく用いられる。上記の化学重合開始剤に使用される有機過酸化物は特に限定されず、公知のものを使用できる。代表的な有機過酸化物としては、ケトンペルオキシド、ヒドロペルオキシド、ジアシルペルオキシド、ジアルキルペルオキシド、ペルオキシケタール、ペルオキシエステル、ペルオキシジカーボネートなどが挙げられる。
【0054】
ケトンペルオキシドとしては、メチルエチルケトンペルオキシド、メチルイソブチルケトンペルオキシド、メチルシクロヘキサノンペルオキシド、シクロヘキサノンペルオキシドなどが挙げられる。
【0055】
ヒドロペルオキシドとしては、2,5-ジメチルヘキサン-2,5-ジヒドロペルオキシド、ジイソプロピルベンゼンヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、t-ブチルヒドロペルオキシド、1,1,3,3-テトラメチルブチルヒドロペルオキシドなどが挙げられる。
【0056】
ジアシルペルオキシドとしては、アセチルペルオキシド、イソブチリルペルオキシド、ベンゾイルペルオキシド、デカノイルペルオキシド、3,5,5-トリメチルヘキサノイルペルオキシド、2,4-ジクロロベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシドなどが挙げられる。
【0057】
ジアルキルペルオキシドとしては、ジ-t-ブチルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、t-ブチルクミルペルオキシド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルペルオキシ)ヘキサン、1,3-ビス(t-ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルペルオキシ)-3-ヘキシンなどが挙げられる。
【0058】
ペルオキシケタールとしては、1,1-ビス(t-ブチルペルオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(t-ブチルペルオキシ)シクロヘキサン、2,2-ビス(t-ブチルペルオキシ)ブタン、2,2-ビス(t-ブチルペルオキシ)オクタン、4,4-ビス(t-ブチルペルオキシ)バレリックアシッド-n-ブチルエステルなどが挙げられる。
【0059】
ペルオキシエステルとしては、α-クミルペルオキシネオデカノエート、t-ブチルペルオキシネオデカノエート、t-ブチルペルオキシピバレート、2,2,4-トリメチルペンチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-アミルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート、ジ-t-ブチルペルオキシイソフタレート、ジ-t-ブチルペルオキシヘキサヒドロテレフタラート、t-ブチルペルオキシ-3,3,5-トリメチルヘキサノエート、t-ブチルペルオキシアセテート、t-ブチルペルオキシベンゾエート、t-ブチルペルオキシマレイックアシッドなどが挙げられる。
【0060】
ペルオキシジカーボネートとしては、ジ-3-メトキシペルオキシジカーボネート、ジ-2-エチルヘキシルペルオキシジカーボネート、ビス(4-t-ブチルシクロヘキシル)ペルオキシジカーボネート、ジイソプロピルペルオキシジカーボネート、ジ-n-プロピルペルオキシジカーボネート、ジ-2-エトキシエチルペルオキシジカーボネート、ジアリルペルオキシジカーボネートなどが挙げられる。
【0061】
有機過酸化物の中でも、安全性、保存安定性及びラジカル生成能力の総合的なバランスから、ジアシルペルオキシドが好ましく用いられ、その中でもベンゾイルペルオキシドが特に好ましく用いられる。
【0062】
本発明の歯科用組成物における重合開始剤の含有量は特に限定されず、得られる歯科用組成物の硬化性などの観点からは、重合性単量体成分の全量100質量部に対して、重合開始剤が0.001~30質量部が好ましい。重合開始剤の含有量が前記100質量部に対して0.001質量部未満の場合、重合が十分に進行せず、接着力の低下を招くおそれがある。重合開始剤の含有量は、より硬化性に優れる点から、前記100質量部に対して0.05質量部以上がより好ましく、0.1質量部以上がさらに好ましい。一方、重合開始剤の含有量が前記100質量部に対して30質量部を超える場合、歯科用組成物からの析出を招くおそれがある。重合開始剤の含有量は、歯科用組成物からの析出を招くおそれがない点から、20質量部以下がより好ましく、15質量部以下がさらに好ましく、10質量部以下が最も好ましい。
【0063】
本発明の重合性単量体を含む歯科用組成物を用いて歯科用コンポジットレジンを作製する場合、さらにフィラーを含む歯科用組成物とすることが好ましい。かかるフィラーとしては、無機フィラー、有機フィラー及び有機無機複合フィラーに大別される。
【0064】
有機フィラーの素材としては、例えばポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、メタクリル酸メチル-メタクリル酸エチル共重合体、架橋型ポリメタクリル酸メチル、架橋型ポリメタクリル酸エチル、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、エチレン-酢酸ビニル共重合体、スチレン-ブタジエン共重合体、アクリロニトリル-スチレン共重合体、アクリロニトリル-スチレン-ブタジエン共重合体等が挙げられ、これらは1種を単独で又は2種以上の混合物として用いることができる。有機フィラーの形状は特に限定されず、フィラーの粒子径を適宜選択して使用することができる。得られる組成物のハンドリング性及び機械強度などの観点から、前記有機フィラーの平均粒子径は、0.001~50μmであることが好ましく、0.001~10μmであることがより好ましい。
【0065】
無機フィラーとしては、各種ガラス類〔シリカを主成分とし、必要に応じ、重金属、ホウ素、アルミニウムなどの酸化物を含有する。例えば、溶融シリカ、石英、ソーダライムシリカガラス、Eガラス、Cガラス、ボロシリケートガラス(パイレックス(登録商標)ガラス)などの一般的な組成のガラス粉末;バリウムガラス(GM27884、8235、ショット社製、E-2000、E-3000、ESSTECH社製)、ストロンチウム・ボロシリケートガラス(E-4000、ESSTECH社製)、ランタンガラスセラミックス(GM31684、ショット社製)、フルオロアルミノシリケートガラス(GM35429、G018-091、G018-117、ショット社製)などの歯科用ガラス粉末〕、各種セラミック類、シリカ-チタニア、シリカ-ジルコニアなどの複合酸化物、珪藻土、カオリン、粘土鉱物(モンモリロナイトなど)、活性白土、合成ゼオライト、マイカ、フッ化カルシウム、フッ化イッテルビウム、フッ化イットリウム、リン酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化ジルコニウム、二酸化チタン、ヒドロキシアパタイトなどが挙げられ、これらは、それぞれ1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。中でも、シリカを主成分として含むもの(シリカを5質量%以上含むもの、好ましくは10質量%以上含むもの)が好適である。
【0066】
無機フィラーの形状としては特に制限されることなく、不定形もしくは球形の粒子の粉末として用いることができる。不定形の無機フィラーを用いると、機械的強度及び耐磨耗性に特に優れ、球形の無機フィラーを用いると、研磨滑沢性及び滑沢耐久性に特に優れる。無機フィラーの形状は歯科用組成物の目的に応じて適宜選択すればよい。
【0067】
無機フィラーの平均粒子径は、0.001~50μmであることが好ましく、0.001~10μmであることがより好ましい。なお本明細書において、フィラーの平均粒子径の測定方法は、フィラーをアルコール及び水から選ばれる少なくとも1種からなる分散媒に分散させ、例えば株式会社島津製作所製 SALD-2300などのレーザ回折式粒子径分布測定装置で測定した際の体積粒子径分布の中央値とする。フィラーの平均粒子径が小さく、前記レーザ回折式粒子径分布測定装置における測定下限を下回る場合は、電子顕微鏡、例えば株式会社日立製作所製SU3500やSU9000を用い電子顕微鏡写真を撮影し、無作為に選択した20個の粒子の粒子径の平均値とする。なお、粒子が非球状である場合には、粒子径は、粒子の最長と最短の長さの算術平均をもって粒子径とする。
【0068】
また本発明において、無機フィラーは、無機フィラーが凝集して形成された凝集粒子の形態であってもよい。通常、市販の無機フィラーは凝集体として存在しているが、水もしくは5質量%以下のヘキサメタリン酸ナトリウムなどの界面活性剤を添加した水(分散媒)300mLに無機フィラー粉体10mgを添加し、30分間、出力40W、周波数39KHzの超音波強度で分散処理するとメーカー表示の粒子径まで分散される程度の弱い凝集力しか有しない。しかしながら、本発明における凝集粒子は、かかる条件でもほとんど分散されない粒子同士が強固に凝集したものある。
【0069】
市販の無機フィラーの凝集粒子から、粒子同士が強固に凝集した凝集粒子を作製する方法として、凝集力をさらに高めるために、その無機フィラーが融解する直前の温度付近まで加熱して、接触した無機フィラー粒子同士がわずかに融着する程度に加熱する方法が好適に用いられる。またこの場合、凝集粒子の形状をコントロールするため、加熱前に凝集した形態を作っておいてもよい。その方法として例えば、無機フィラーを適当な容器に入れて加圧したり、一度溶剤に分散させた後、噴霧乾燥などの方法で溶剤を除去する方法が挙げられる。
【0070】
またさらに、無機フィラーの粒子同士が強固に凝集した凝集粒子の好適な別の作製方法として、湿式法で作製されたシリカゾル、アルミナゾル、チタニアゾル、ジルコニアゾル等を用い、これを凍結乾燥や噴霧乾燥等の方法で乾燥し、必要に応じて加熱処理することで容易に、粒子同士が強固に凝集した凝集粒子を得ることができる。ゾルの具体例としては、株式会社日本触媒製、商品名=シーホスター;日揮触媒化成株式会社製、商品名=OSCAL、QUEEN TITANIC;日産化学工業株式会社製、商品名=スノーテックス、アルミナゾル、セルナックス、ナノユース等が挙げられる。該無機フィラー粒子の形状は特に限定されず、適宜選択して使用することができる。
【0071】
前記無機フィラーは、重合性単量体と組み合わせて歯科用組成物に用いることから、該無機充填材と重合性単量体との親和性を改善したり、該無機充填材と重合性単量体との化学結合性を高めて硬化物の機械的強度を向上させるために、予め表面処理剤で表面処理を施しておくことが望ましい。表面処理の方法については、なんら制限的ではない。また、かかる表面処理剤としては公知のものを使用でき、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリ(β-メトキシエトキシ)シラン、γ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、11-メタクリロイルオキシウンデシルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。表面処理剤の濃度は、フィラーに対して通常0.1~30質量%の範囲、好ましくは1~20質量%の範囲で使用される。
【0072】
有機無機複合フィラーの平均粒子径は1~50μmであることが好ましく、3~25μmであることがさらに好ましい。有機無機複合フィラーの平均粒子径が小さすぎると、歯科用組成物のベタツキが大きくなり操作性が低下することがある。平均粒子径が大きすぎると、ペーストのザラツキやパサツキが生じるため操作性が低下する。なお、本発明において、有機無機複合フィラーとは、無機フィラーと重合性単量体の重合体とを含むフィラーを示す。
【0073】
本発明における有機無機複合フィラーとしては、平均粒子径0.5μm以下の無機フィラーが有機マトリックス中に分散されていることが好ましいが、その作製方法は特に限定されない。例えば、前記無機フィラーに後述の公知の重合性単量体、及び前述の公知の重合開始剤を予め添加し、ペースト状にした後に、溶液重合、懸濁重合、エマルジョン重合、バルク重合により重合させ、粉砕して作製してもよい。
【0074】
本発明の歯科用組成物においては、本発明の重合性単量体に加えて、公知の重合性単量体を必要に応じて組み合わせて用いることができる。
【0075】
かかる公知の重合性単量体としては、具体的には例えば、α-シアノアクリル酸、(メタ)アクリル酸、α-ハロゲン化アクリル酸、クロトン酸、桂皮酸、ソルビン酸、マレイン酸、イタコン酸等のエステル、(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルアミド誘導体、ビニルエステル類、ビニルエーテル類、モノ-N-ビニル誘導体、スチレン誘導体等が挙げられ、中でも、(メタ)アクリル酸エステル及び/又は(メタ)アクリルアミド誘導体が好ましい。
【0076】
前記(メタ)アクリル酸エステル系及び(メタ)アクリルアミド誘導体の例を以下に示す。
【0077】
(I)一官能性単量体
一官能性単量体としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、2-(N,N-ジメチルアミノ)エチル(メタ)アクリレート、2,3-ジブロモプロピル(メタ)アクリレート、3-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、11-メタクリロイルオキシウンデシルトリメトキシシラン、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、6-ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、10-ヒドロキシデシル(メタ)アクリレート、プロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、グリセリンモノ(メタ)アクリレート、エリトリトールモノ(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、3-フェノキシベンジル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリレート系重合性単量体;N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N-ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、N、N-(ジヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジ-n-プロピル(メタ)アクリルアミド、N-エチル-N-メチル(メタ)アクリルアミドなどの(メタ)アクリルアミド系重合性単量体;(メタ)アクリロイルモルホリン、(メタ)アクリロイルオキシドデシルピリジニウムブロマイド、(メタ)アクリロイルオキシドデシルピリジニウムクロライド、(メタ)アクリロイルオキシドデシルピリジニウムブロマイド、(メタ)アクリロイルオキシヘキサデシルピリジニウムクロライドなどが挙げられる。
【0078】
(II)二官能性単量体
二官能性単量体としては、芳香族化合物系の二官能性重合性単量体、脂肪族化合物系の二官能性重合性単量体が挙げられる。
【0079】
芳香族化合物系の二官能性重合性単量体としては、例えば、2,2-ビス((メタ)アクリロイルオキシフェニル)プロパン、2,2-ビス〔4-(3-(メタ)アクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)フェニル〕プロパン、2,2-ビス(4-(メタ)アクリロイルオキシポリエトキシフェニル)プロパン(エトキシ基の平均付加モル数:1~5)、2,2-ビス(4-(メタ)アクリロイルオキシジプロポキシフェニル)プロパン、2-(4-(メタ)アクリロイルオキシジエトキシフェニル)-2-(4-(メタ)アクリロイルオキシエトキシフェニル)プロパン、2-(4-(メタ)アクリロイルオキシジエトキシフェニル)-2-(4-(メタ)アクリロイルオキシトリエトキシフェニル)プロパン、2-(4-(メタ)アクリロイルオキシジプロポキシフェニル)-2-(4-(メタ)アクリロイルオキシトリエトキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-(メタ)アクリロイルオキシプロポキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-(メタ)アクリロイルオキシイソプロポキシフェニル)プロパンなどが挙げられる。中でも2,2-ビス〔4-メタクリロイルオキシポリエトキシフェニル〕プロパン(エトキシ基の平均付加モル数:2.6)、2,2-ビス〔4-(3-メタクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)フェニル〕プロパンが好ましい。
【0080】
脂肪族化合物系の二官能性重合性単量体としては、例えば、グリセロールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,3-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,5-ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10-デカンジオールジ(メタ)アクリレート、1,2-ビス(3-メタクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロピルオキシ)エタン、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンビス(2-カルバモイルオキシエチル)ジメタクリレートなどが挙げられる。中でも、トリエチレングリコールジメタクリレート、1,10-デカンジオールジメタクリレート、1,2-ビス(3-メタクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロピルオキシ)エタン、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンビス(2-カルバモイルオキシエチル)ジメタクリレートが好ましい。
【0081】
(III)三官能性以上の単量体
三官能性以上の単量体としては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、N,N-(2,2,4-トリメチルヘキサメチレン)ビス〔2-(アミノカルボキシ)プロパン-1,3-ジオール〕テトラメタクリレート、1,7-ジアクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラアクリロイルオキシメチル-4-オキサヘプタンなどが挙げられる。
【0082】
前記の公知の重合性単量体は、いずれも、それぞれ1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、前記の公知の重合性単量体を単独で重合させた、あるいは2種以上を共重合させたオリゴマー、プレポリマー及びポリマーを必要に応じて本発明の歯科用組成物に配合してもよい。
【0083】
なお、歯質、金属、セラミックスなどに対する接着性を向上させる場合、本発明の歯科用組成物には、これらの被着体に対する接着性を付与する機能性モノマーを含有させることが好ましい場合がある。
【0084】
前記機能性モノマーとしては、歯質や卑金属に対して優れた接着性を呈する点から、例えば、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルジハイドロジェンホスフェート、10-(メタ)アクリロイルオキシデシルジハイドロジェンホスフェート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニルハイドロジェンホスフェートなどのリン酸基を有するモノマー;及び11-(メタ)アクリロイルオキシ-1,1-ウンデカンジカルボン酸、4-(メタ)アクリロイルオキシエトキシカルボニルフタル酸などのカルボン酸基を有するモノマーが好ましい。
【0085】
また、前記機能性モノマーとしては、貴金属に対して優れた接着性を呈する点から、例えば、10-メルカプトデシル(メタ)アクリレート、6-(4-ビニルベンジル-n-プロピル)アミノ-1,3,5-トリアジン-2,4-ジチオン、特開平10-1473号公報に記載のチオウラシル誘導体や特開平11-92461号公報に記載の硫黄元素を有する化合物が好ましい。
【0086】
さらに、前記機能性モノマーとしては、セラミックス、陶材、別の歯科用組成物への接着に効果的である点から、例えば、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシランなどのシランカップリング剤が好ましい。
【0087】
本発明の歯科用組成物は、上記の重合性単量体、重合開始剤、及びフィラー以外に、重合促進剤、重合禁止剤、紫外線吸収剤、蛍光剤、顔料等の添加剤を、本発明の効果を阻害しない範囲で含有してもよい。
【0088】
重合促進剤としては、アミン類、スルフィン酸及びその塩、バルビツール酸誘導体、トリアジン化合物、銅化合物、錫化合物、バナジウム化合物、ハロゲン化合物、アルデヒド類、チオール化合物、亜硫酸塩、亜硫酸水素塩、チオ尿素化合物などが挙げられる。
【0089】
アミン類は、脂肪族アミン及び芳香族アミンに分けられる。脂肪族アミンとしては、例えば、n-ブチルアミン、n-ヘキシルアミン、n-オクチルアミンなどの第1級脂肪族アミン;ジイソプロピルアミン、ジブチルアミン、N-メチルエタノールアミンなどの第2級脂肪族アミン;N-メチルジエタノールアミン、N-エチルジエタノールアミン、N-n-ブチルジエタノールアミン、N-ラウリルジエタノールアミン、2-(ジメチルアミノ)エチルメタクリレート、N-メチルジエタノールアミンジメタクリレート、N-エチルジエタノールアミンジメタクリレート、トリエタノールアミンモノメタクリレート、トリエタノールアミンジメタクリレート、トリエタノールアミントリメタクリレート、トリエタノールアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミンなどの第3級脂肪族アミンなどが挙げられる。中でも、歯科用組成物の硬化性及び保存安定性の観点から、第3級脂肪族アミンが好ましく、その中でもN-メチルジエタノールアミン及びトリエタノールアミンがより好ましく用いられる。
【0090】
また、芳香族アミンとしては、例えば、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)-3,5-ジメチルアニリン、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)-p-トルイジン、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)-3,4-ジメチルアニリン、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)-4-エチルアニリン、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)-4-イソプロピルアニリン、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)-4-t-ブチルアニリン、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)-3,5-ジ-イソプロピルアニリン、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)-3,5-ジ-t-ブチルアニリン、N,N-ジメチルアニリン、N,N-ジメチル-p-トルイジン、N,N-ジメチル-m-トルイジン、N,N-ジエチル-p-トルイジン、N,N-ジメチル-3,5-ジメチルアニリン、N,N-ジメチル-3,4-ジメチルアニリン、N,N-ジメチル-4-エチルアニリン、N,N-ジメチル-4-イソプロピルアニリン、N,N-ジメチル-4-t-ブチルアニリン、N,N-ジメチル-3,5-ジ-t-ブチルアニリン、4-(N,N-ジメチルアミノ)安息香酸エチル、4-(N,N-ジメチルアミノ)安息香酸メチル、4-(N,N-ジメチルアミノ)安息香酸2-ブトキシエチル、4-(N,N-ジメチルアミノ)安息香酸2-(メタクリロイルオキシ)エチル、4-(N,N-ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4-(N,N-ジメチルアミノ)安息香酸ブチルなどが挙げられる。中でも、歯科用組成物に優れた硬化性を付与できる観点から、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)-p-トルイジン、4-(N,N-ジメチルアミノ)安息香酸エチル、4-(N,N-ジメチルアミノ)安息香酸2-ブトキシエチル及び4-(N,N-ジメチルアミノ)ベンゾフェノンからなる群から選択される少なくとも1種が好ましく用いられる。
【0091】
スルフィン酸及びその塩としては、例えば、p-トルエンスルフィン酸、p-トルエンスルフィン酸ナトリウム、p-トルエンスルフィン酸カリウム、p-トルエンスルフィン酸リチウム、p-トルエンスルフィン酸カルシウム、ベンゼンスルフィン酸、ベンゼンスルフィン酸ナトリウム、ベンゼンスルフィン酸カリウム、ベンゼンスルフィン酸リチウム、ベンゼンスルフィン酸カルシウム、2,4,6-トリメチルベンゼンスルフィン酸、2,4,6-トリメチルベンゼンスルフィン酸ナトリウム、2,4,6-トリメチルベンゼンスルフィン酸カリウム、2,4,6-トリメチルベンゼンスルフィン酸リチウム、2,4,6-トリメチルベンゼンスルフィン酸カルシウム、2,4,6-トリエチルベンゼンスルフィン酸、2,4,6-トリエチルベンゼンスルフィン酸ナトリウム、2,4,6-トリエチルベンゼンスルフィン酸カリウム、2,4,6-トリエチルベンゼンスルフィン酸リチウム、2,4,6-トリエチルベンゼンスルフィン酸カルシウム、2,4,6-トリイソプロピルベンゼンスルフィン酸、2,4,6-トリイソプロピルベンゼンスルフィン酸ナトリウム、2,4,6-トリイソプロピルベンゼンスルフィン酸カリウム、2,4,6-トリイソプロピルベンゼンスルフィン酸リチウム、2,4,6-トリイソプロピルベンゼンスルフィン酸カルシウムなどが挙げられ、ベンゼンスルフィン酸ナトリウム、p-トルエンスルフィン酸ナトリウム、2,4,6-トリイソプロピルベンゼンスルフィン酸ナトリウムが特に好ましい。
【0092】
バルビツール酸誘導体としては、バルビツール酸、1,3-ジメチルバルビツール酸、1,3-ジフェニルバルビツール酸、1,5-ジメチルバルビツール酸、5-ブチルバルビツール酸、5-エチルバルビツール酸、5-イソプロピルバルビツール酸、5-シクロヘキシルバルビツール酸、1,3,5-トリメチルバルビツール酸、1,3-ジメチル-5-エチルバルビツール酸、1,3-ジメチル-5-n-ブチルバルビツール酸、1,3-ジメチル-5-イソブチルバルビツール酸、1,3-ジメチル-5-シクロペンチルバルビツール酸、1,3-ジメチル-5-シクロヘキシルバルビツール酸、1,3-ジメチル-5-フェニルバルビツール酸、1-シクロヘキシル-1-エチルバルビツール酸、1-ベンジル-5-フェニルバルビツール酸、5-メチルバルビツール酸、5-プロピルバルビツール酸、1,5-ジエチルバルビツール酸、1-エチル-5-メチルバルビツール酸、1-エチル-5-イソブチルバルビツール酸、1,3-ジエチル-5-ブチルバルビツール酸、1-シクロヘキシル-5-メチルバルビツール酸、1-シクロヘキシル-5-エチルバルビツール酸、1-シクロヘキシル-5-オクチルバルビツール酸、1-シクロヘキシル-5-ヘキシルバルビツール酸、5-ブチル-1-シクロヘキシルバルビツール酸、1-ベンジル-5-フェニルバルビツール酸及びチオバルビツール酸類、ならびにこれらの塩(特にアルカリ金属又はアルカリ土類金属類が好ましい)が挙げられ、これらバルビツール酸類の塩としては、例えば、5-ブチルバルビツール酸ナトリウム、1,3,5-トリメチルバルビツール酸ナトリウム及び1-シクロヘキシル-5-エチルバルビツール酸ナトリウムなどが挙げられる。
【0093】
特に好適なバルビツール酸誘導体としては、5-ブチルバルビツール酸、1,3,5-トリメチルバルビツール酸、1-シクロヘキシル-5-エチルバルビツール酸、1-ベンジル-5-フェニルバルビツール酸、及びこれらバルビツール酸類のナトリウム塩が挙げられる。
【0094】
トリアジン化合物としては、例えば、2,4,6-トリス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2,4,6-トリス(トリブロモメチル)-s-トリアジン、2-メチル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-メチル-4,6-ビス(トリブロモメチル)-s-トリアジン、2-フェニル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-メトキシフェニル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-メチルチオフェニル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-クロロフェニル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(2,4-ジクロロフェニル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-ブロモフェニル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-トリル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-n-プロピル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(α,α,β-トリクロロエチル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-スチリル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-[2-(p-メトキシフェニル)エテニル]-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-[2-(o-メトキシフェニル)エテニル]-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-[2-(p-ブトキシフェニル)エテニル]-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-[2-(3,4-ジメトキシフェニル)エテニル]-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-[2-(3,4,5-トリメトキシフェニル)エテニル]-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(1-ナフチル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(4-ビフェニリル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-[2-{N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)アミノ}エトキシ]-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-[2-{N-ヒドロキシエチル-N-エチルアミノ}エトキシ]-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-[2-{N-ヒドロキシエチル-N-メチルアミノ}エトキシ]-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-[2-{N,N-ジアリルアミノ}エトキシ]-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジンなどが挙げられる。
【0095】
上記で例示したトリアジン化合物の中で特に好ましいものは、重合活性の点で2,4,6-トリス(トリクロロメチル)-s-トリアジンであり、また保存安定性の点で、2-フェニル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-クロロフェニル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、及び2-(4-ビフェニリル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジンである。上記トリアジン化合物は1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0096】
銅化合物としては、例えば、アセチルアセトン銅、酢酸銅(II)、オレイン酸銅、塩化銅(II)、臭化銅(II)などが好適に用いられる。
【0097】
錫化合物としては、例えば、ジ-n-ブチル錫ジマレエート、ジ-n-オクチル錫ジマレエート、ジ-n-オクチル錫ジラウレート、ジ-n-ブチル錫ジラウレートなどが挙げられる。特に好適なスズ化合物は、ジ-n-オクチル錫ジラウレート及びジ-n-ブチル錫ジラウレートである。
【0098】
バナジウム化合物は、好ましくはIV価及び/又はV価のバナジウム化合物類である。IV価及び/又はV価のバナジウム化合物類としては、例えば、四酸化二バナジウム(IV)、酸化バナジウムアセチルアセトナート(IV)、シュウ酸バナジル(IV)、硫酸バナジル(IV)、オキソビス(1-フェニル-1,3-ブタンジオネート)バナジウム(IV)、ビス(マルトラート)オキソバナジウム(IV)、五酸化バナジウム(V)、メタバナジン酸ナトリウム(V)、メタバナジン酸アンモン(V)などの特開2003-96122号公報に記載されている化合物が挙げられる。
【0099】
ハロゲン化合物としては、例えば、ジラウリルジメチルアンモニウムクロライド、ラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムクロライド、ベンジルジメチルセチルアンモニウムクロライド、ジラウリルジメチルアンモニウムブロマイドなどが好適に用いられる。
【0100】
アルデヒド類としては、例えば、テレフタルアルデヒドやベンズアルデヒド誘導体などが挙げられる。ベンズアルデヒド誘導体としては、ジメチルアミノベンズアルデヒド、p-メチルオキシベンズアルデヒド、p-エチルオキシベンズアルデヒド、p-n-オクチルオキシベンズアルデヒドなどが挙げられる。中でも、硬化性の観点から、p-n-オクチルオキシベンズアルデヒドが好ましく用いられる。
【0101】
チオール化合物としては、例えば、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、2-メルカプトベンゾオキサゾール、デカンチオール、チオ安息香酸などが挙げられる。
【0102】
亜硫酸塩としては、例えば、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、亜硫酸カルシウム、亜硫酸アンモニウムなどが挙げられる。
【0103】
亜硫酸水素塩としては、例えば、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素カリウムなどが挙げられる。
【0104】
チオ尿素化合物としては、1-(2-ピリジル)-2-チオ尿素、チオ尿素、メチルチオ尿素、エチルチオ尿素、N,N’-ジメチルチオ尿素、N,N’-ジエチルチオ尿素、N,N’-ジ-n-プロピルチオ尿素、N,N’-ジシクロヘキシルチオ尿素、トリメチルチオ尿素、トリエチルチオ尿素、トリ-n-プロピルチオ尿素、トリシクロヘキシルチオ尿素、テトラメチルチオ尿素、テトラエチルチオ尿素、テトラ-n-プロピルチオ尿素、テトラシクロヘキシルチオ尿素などが挙げられる。
【0105】
本発明の歯科用組成物における重合促進剤の含有量は、本発明の効果を奏する限り特に限定されず、得られる歯科用組成物の硬化性などの観点からは、重合性単量体成分の全量100質量部に対して、0.001~30質量部が好ましい。重合促進剤の含有量が0.001質量部未満の場合、重合が十分に進行せず、接着力の低下を招くおそれがある。重合促進剤の含有量は、より硬化性に優れる点から、前記100質量部に対して0.05質量部以上がより好ましく、0.1質量部以上がさらに好ましい。一方、重合促進剤の含有量が前記100質量部に対して30質量部を超える場合、歯科用組成物からの析出を招くおそれがある。重合促進剤の含有量は、歯科用組成物からの析出を招くおそれがない点から、前記100質量部に対して20質量部以下がより好ましく、10質量部以下がさらに好ましい。
【0106】
重合禁止剤としては、例えば、3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシトルエン、ハイドロキノン、ジブチルハイドロキノン、ジブチルハイドロキノンモノメチルエーテル、ハイドロキノンモノメチルエーテル、2,6-ジ-t-ブチルフェノール等が挙げられ、これらを1種又は2種以上配合してもよい。
【0107】
本発明は、本発明の効果を奏する限り、本発明の技術的範囲内において、上記の構成を種々組み合わせた実施形態を含む。
【実施例
【0108】
以下、本発明を実施例及び比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。実施例において用いられる試験方法、材料などを以下にまとめて示す。
【0109】
(核磁気共鳴(NMR)スペクトル)
1H-NMRスペクトルは日本電子株式会社製JNM-GSX270スペクトロメーター又はBruker社製 ULTRA SHIELD 400 PLUSを用い、それぞれ270MHz及び400MHzで測定した。溶媒には重水素化クロロホルムを用い、内部標準としてテトラメチルシラン(TMS)を加えた。
【0110】
(UPLCによる純度の分析)
装置:ACQUITY UPLC(日本ウォーターズ株式会社製)
カラム:ACQUITY UPLC BEH C18 1.7μm(日本ウォーターズ株式会社製)
移動相:メタノール/水=45/55
流量:0.5mL/min
検出器:RI,UV
カラム温度:50℃
注入量:1.0μL
【0111】
(ガスクロマトグラフィー(GC))
装置:GC-2014(株式会社島津製作所製)
カラム:DB-1ms(アジレント・テクノロジー社製)
キャリアガス:窒素
検出器:FID
検出器温度:300℃
カラム温度:50℃で5分間保持後、20℃/分の昇温速度で250℃まで昇温し、次いで10℃/分の昇温速度で300℃まで昇温し、300℃で10分間保持
注入量:0.2μL
【0112】
(重合性単量体の粘度)
粘度計(東機産業株式会社製、TV-30E型粘度計、JIS K-7117-2:1999に準拠、コーン・プレートタイプ)を用いて、0.8°×R24のコーンロータで、サンプル量0.6mL、25℃にて測定した。1分間のプレヒートを行った後、測定を開始し、5分後の測定値をその粘度とした。
【0113】
(硬化物の曲げ強さ)
各実施例及び比較例で得られた歯科用組成物を真空脱泡後、ステンレス製の金型(寸法2mm×2mm×25mm)に充填し、上下をスライドガラスで圧接し、歯科用LED光照射器(株式会社モリタ製、商品名「ペンキュアー2000」)で1点10秒、片面を5点ずつ、スライドガラスの両面に光を照射して硬化させて硬化物の試験片を得た。各実施例及び比較例について、硬化物を5本ずつ作製し、硬化物は、金型から取り出した後、37℃の蒸留水中に24時間保管した。各試験片について、JIS T6514:2015及びISO4049:2009に準拠して、精密万能試験機(株式会社島津製作所製、商品名「AGI-100」)を用いて、支点間距離20mm、クロスヘッドスピード1mm/分の条件下で曲げ強さを3点曲げ試験で測定した。各試験片の測定値の平均値を算出し、曲げ強さとした。曲げ強さは100MPa以上が好ましく、110MPa以上がより好ましく、120MPa以上が最も好ましい。
【0114】
(ペーストの稠度)
各実施例及び比較例で得られた歯科用組成物のペースト0.5ccを測りとり、その上にガラス板を介して1kgの荷重を30秒間かけ、ペーストを押しつぶした。展延された円板状のペーストの最大直径及び最小直径の2点を測定し、2点の平均値(mm)を稠度とした。稠度が大きいほどペーストが柔らかいことを示し、ペーストの操作性の観点から10mm以上が好ましく、12mm以上がより好ましく、14mm以上がさらに好ましい。
【0115】
(重合収縮応力)
厚さ4.0mmのガラス板上に設置したリング状の金型(ステンレス製、内径5.5mm×厚さ0.8mm)内に、各実施例及び比較例で作製したペースト(歯科用組成物)を充填した。前記ガラス板は、粒径50μmのアルミナパウダーでサンドブラスト処理したものを使用した。充填したペースト上に、万能試験機(オートグラフAG-100kNI、株式会社島津製作所製)と連結したステンレス製治具(φ5mm)を設置した。次いで、歯科用LED光照射器(株式会社モリタ製、商品名「ペンキュアー2000」)を用いて、ガラス板越しに20秒間ペーストに光照射してペーストを硬化させた。この際、かかる光照射によって進行する歯科用組成物の重合(硬化)に伴う重合収縮応力を、上記万能試験機で測定した。重合収縮応力が小さいほど収縮による剥離のリスクを小さくすることができることに加えて、一度により多くの硬化性組成物を充填することができるようになり、操作性が向上する。重合収縮応力は、12MPa以下であることが好ましく、10MPa未満であることがより好ましい。
【0116】
(辺縁封鎖性)
歯科用エアータービンを用いて、直径約4mm、深さ約3mmの窩洞を、牛歯抜去歯に形成し、当該窩洞の内面に光重合型歯科用ボンディング材(クラレノリタケデンタル株式会社製、商品名「クリアフィル(登録商標) ユニバーサルボンド クイック」)を塗布した後、歯科用LED光照射器(株式会社モリタ製、商品名「ペンキュアー2000」)にて10秒間光照射して光重合型歯科用ボンディング材を硬化させた。次いで、各実施例、比較例で得られた歯科用組成物のペーストを窩洞内に充填した後、上記の歯科用光照射器にて20秒間光照射して、充填した歯科用組成物を硬化させた。次いで、歯根尖及び歯冠裂溝部などからの色素の浸入を防止するために、光重合型歯科用ボンディング材(クラレノリタケデンタル株式会社製、商品名「クリアフィル(登録商標) メガボンド(登録商標)」)を、窩洞修復部及びその周辺部以外の部分に塗布し、上記の歯科用光照射器にて30秒間光照射して硬化させて、試験片とした。試験片は5個作製した。次いで、試験片を、サンプル容器内の蒸留水に浸漬した状態で、37℃に設定した恒温器内に24時間放置した。試験片を取り出し、4℃の冷水(蒸留水)と60℃の温水(蒸留水)に交互に各1分間浸漬する熱サイクルを2500回行った後に、37℃の0.2%塩基性フクシン水溶液に24時間浸漬し、水洗し、歯科用エアーシリンジにて乾燥した。乾燥後、試験片を、低速ダイヤモンドカッターにて修復部分を縦方向に切断して3分割し、1個の試験片から3つの切片、すなわち5個の試験片から15個の切片を作製した。次いで、これら15個の切片について、エナメル質の窩縁及び象牙質の窩縁への色素の侵入を光学顕微鏡にて観察して、それぞれの部位について、下記の基準によりスコアを求め、15個の切片についてのスコアの平均値を算出した。この平均値は、歯科用組成物に熱履歴が加わった際に歯科用組成物と歯質の間で剥離する懸念が低減する点から、1.5以下が好ましく、1.0以下がより好ましい。
スコア0:窩壁部及び窩底部のいずれにも色素の侵入が全く認められない。
スコア1:窩底部には色素の侵入は認められないが、窩壁部には窩壁の1/2未満の色素の侵入が認められる。
スコア2:窩底部には色素の侵入は認められないが、窩壁部には窩壁の1/2以上の色素の侵入が認められる。
スコア3:窩壁部及び窩底部の両方に色素の侵入が認められる。
【0117】
[実施例1]
(ジフェニルビス[3-(メタクリロキシ)プロピル]シラン(以下、DPPSと表記)の合成)
100mLナスフラスコにアリルメタクリレート(東京化成工業株式会社製,12.6g,100mmol)を秤量し、p-メトキシフェノール(和光純薬工業株式会社製,100mg)を加え撹拌した。系内に触媒である白金-ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体(ゲレスト社製)をスポイトで2滴加え、ジフェニルシラン(ゲレスト社製,7.37g,40mmol)を投入した。その後室温で撹拌しながら7日間反応させた。7日間反応後、反応溶液の一部をサンプリングして1H-NMR測定を行い、反応の進行を確認した。その結果、原料由来のH-Si-Hのピークの消失が確認できたため、反応を終了させた。得られた黄色の液体を、シリカゲルカラムクロマトグラフィーを用いて精製し(溶媒:n-へキサン/酢酸エチル=30/1(体積比))、溶媒をロータリーエバポレーターを用いて減圧留去することで、無色透明の液体が得られた。1H-NMR測定及びUPLC分析から、得られた無色透明の液体が目的とする重合性単量体(下記式で表されるDPPS)であることを確認した。得られた重合性単量体の粘度は320cPであった。
【0118】
【化6】
【0119】
[実施例2]
(メチルフェニルビス[3-(メタクリロキシ)プロピル]シラン(以下、MPPSと表記)の合成)
実施例1において、ジフェニルシランの替わりにメチルフェニルシラン(ゲレスト社製,4.88g,40mmol)を用いた以外は、実施例1と同様にして合成を行った。精製を行うことで、無色透明の液体が得られた。1H-NMR測定及びUPLC分析から、得られた無色透明の液体が目的とする重合性単量体(下記式で表されるMPPS)であることを確認した。得られた重合性単量体の粘度は36cPであった。
【0120】
【化7】
【0121】
[実施例3]
(メチルフェニルビス[3-(メタクリロキシ)ウンデシル]シラン(以下、MPUSと表記)の合成)
実施例1において、アリルメタクリレートを、特開昭63-211252号の実施例1に記載の方法で合成した10-ウンデセニルメタクリレートに変更し、ジフェニルシランを、メチルフェニルシラン(2.45g,20mmol)及び10-ウンデセニルメタクリレート(10.72g,45mmol)に変更して反応を行った以外は、実施例1と同様にして反応を行った。精製を行うことで、無色透明の液体が得られた。1H-NMR測定及びUPLC分析から、得られた無色透明の液体が目的とする重合性単量体(下記式で表されるMPUS)であることを確認した。得られた重合性単量体の粘度は71cPであった。
【0122】
【化8】
【0123】
[合成例1]
(ジシクロヘキシルシランの合成)
温度計、コンデンサー、滴下ロート及び撹拌装置を備えた300mL二つ口フラスコに、ジシクロヘキシルジクロロシラン(ゲレスト社製)9.55g(0.036mol)とトルエン90mLとを入れた。フラスコ内の溶液を0℃以下に保持しながら撹拌し、滴下ロートより水素化ビス(2-メトキシエトキシ)アルミニウムナトリウムのトルエン溶液(濃度約3.6mol/L)21mLをゆっくりと滴下した。滴下終了後、徐々に室温へと昇温して4時間撹拌して還元反応を行った。この間、原料及び生成物は反応液に溶解しており、反応系は均一であった。その後、反応混合物を加水分解した後、シクロペンチルメチルエーテルで抽出し、抽出液を減圧下で濃縮して、無色液体を得た。得られた無色液体について、ガスクロマトグラフィー(GC)、1H-NMRにより分析したところ、ジシクロヘキシルシランの生成が確認できた。また1H-NMR測定時に内部標準物質を添加し反応収率を算出したところ、ジシクロヘキシルシランの収率は75%であった。
【0124】
[実施例4]
(ジシクロヘキシルビス[3-(メタクリロキシ)プロピル]シラン(以下、DCyhPSと表記)の合成)
実施例1において、ジフェニルシランの替わりに合成例1で得られたジシクロヘキシルシラン(7.78g、40mmol)を用いた以外は、実施例1と同様にして合成を行った。精製を行うことで、無色透明の液体が得られた。1H-NMR測定及びUPLC分析から、得られた無色透明の液体が目的とする重合性単量体(下記式で表されるDCyhPS)であることを確認した。得られた重合性単量体の粘度は270cPであった。
【0125】
【化9】
【0126】
[合成例2]
(シクロヘキシルメチルシランの合成)
合成例1において、ジシクロヘキシルジクロロシランの替わりにシクロヘキシルメチルジクロロシラン(ゲレスト社製、7.1g、0.036mmol)を用いた以外は、合成例1と同様にして合成を行った。得られた無色液体について、ガスクロマトグラフィー(GC)、1H-NMRにより分析したところ、シクロヘキシルメチルシランの生成が確認できた。また1H-NMR測定時に内部標準物質を添加し反応収率を算出したところ、シクロヘキシルメチルシランの収率は86%であった。
【0127】
[実施例5]
(シクロヘキシルメチルビス[3-(メタクリロキシ)プロピル]シラン(以下、CyhMPSと表記)の合成)
実施例1において、ジフェニルシランの替わりに合成例2で得られたシクロヘキシルメチルシラン(5.13g、40mmol)を用いた以外は、実施例1と同様にして合成を行った。精製を行うことで、無色透明の液体が得られた。1H-NMR測定及びUPLC分析から、得られた無色透明の液体が目的とする重合性単量体(下記式で表されるCyhMPS)であることを確認した。得られた重合性単量体の粘度は9cPであった。
【0128】
【化10】
【0129】
[合成例3]
(ジシクロペンチルシランの合成)
合成例1において、ジシクロヘキシルジクロロシランの替わりにジシクロペンチルジクロロシラン(ゲレスト社製、8.54g、0.036mmol)を用いた以外は、合成例1と同様にして合成を行った。得られた無色液体について、ガスクロマトグラフィー(GC)、1H-NMRにより分析したところ、ジシクロペンチルシランの生成が確認できた。また1H-NMR測定時に内部標準物質を添加し反応収率を算出したところ、ジシクロペンチルシランの収率は71%であった。
【0130】
[実施例6]
(ジシクロペンチルビス[3-(メタクリロキシ)プロピル]シラン(以下、DCypPSと表記)の合成)
実施例1において、ジフェニルシランの替わりに合成例3で得られたジシクロペンチルシラン(6.73g、40mmol)を用いた以外は、実施例1と同様にして合成を行った。精製を行うことで、無色透明の液体が得られた。1H-NMR測定及びUPLC分析から、得られた無色透明の液体が目的とする重合性単量体(下記式で表されるDCypPS)であることを確認した。得られた重合性単量体の粘度は90cPであった。
【0131】
【化11】
【0132】
[合成例4]
(ジ-tert-ブチルシランの合成)
合成例1において、ジシクロヘキシルジクロロシランの替わりにジ-t-ブチルジクロロシラン(ゲレスト社製、7.68g、0.036mmol)を用いた以外は、合成例1と同様にして合成を行った。得られた無色液体について、ガスクロマトグラフィー(GC)、1H-NMRにより分析したところ、ジ-tert-ブチルシランの生成が確認できた。また1H-NMR測定時に内部標準物質を添加し反応収率を算出したところ、ジ-tert-ブチルシランの収率は71%であった。
【0133】
[実施例7]
(ジ-tert-ブチルビス[3-(メタクリロキシ)プロピル]シラン(以下、DtBPSと表記)の合成)
実施例1において、ジフェニルシランの替わりに合成例4で得られたジ-tert-ブチルシラン(5.77g、40mmol)を用いた以外は、実施例1と同様にして合成を行った。精製を行うことで、無色透明の液体が得られた。1H-NMR測定及びUPLC分析から、得られた無色透明の液体が目的とする重合性単量体(下記式で表されるDtBPS)であることを確認した。得られた重合性単量体の粘度は4cPであった。
【0134】
【化12】
【0135】
[実施例8]
(1-アダマンチルメチルビス[3-(メタクリロキシ)プロピル]シラン(以下、AMPSと表記)の合成)
実施例1において、ジフェニルシランの替わりに1-アダマンチルメチルシラン(Capot Chemical社製,7.21g,40mmol)を用いた以外は、実施例1と同様にして合成を行った。精製を行うことで、無色透明の液体が得られた。1H-NMR測定及びUPLC分析から、得られた無色透明の液体が目的とする重合性単量体(下記式で表されるAMPS)であることを確認した。得られた重合性単量体の粘度は550cPであった。
【0136】
【化13】
【0137】
[実施例9]
(ジモルホリノ-[3-(メタクリロキシ)プロピル]シラン(以下、DMoPSと表記)の合成)
実施例1において、ジフェニルシランの替わりにビスモルホリノシラン(ゲレスト社製,8.09g,40mmol)を用いた以外は、実施例1と同様にして合成を行った。精製を行うことで、無色透明の液体が得られた。1H-NMR測定及びUPLC分析から、得られた無色透明の液体が目的とする重合性単量体(下記式で表されるDMoPS)であることを確認した。得られた重合性単量体の粘度は870cPであった。
【0138】
【化14】
【0139】
[実施例10~22及び比較例1~2]
実施例1~9の重合性単量体、及び下記に示す原料を、表1に記載の質量比にて常温(23℃)暗所で混合して、各ペースト(歯科用組成物)を調製した。これらのペーストについて、上記した方法で各特性を調べた。
【0140】
(重合性単量体)
3G:トリエチレングリコールジメタクリレート
DD:1,10-デカンジオールジメタクリレート
D2.6E:2,2-ビス〔4-メタクリロイルオキシポリエトキシフェニル〕プロパン(エトキシ基の平均付加モル数:2.6)
UDMA:2,2,4-トリメチルヘキサメチレンビス(2-カルバモイルオキシエチル)ジメタクリレート
Bis-GMA:2,2-ビス[4-〔3-メタクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ〕フェニル]プロパン
【0141】
(光重合開始剤)
CQ:カンファーキノン
TMDPO:2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド
【0142】
(重合促進剤)
PDE:4-(N,N-ジメチルアミノ)安息香酸エチル
【0143】
(重合禁止剤)
BHT:3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシトルエン
【0144】
(無機フィラー)
UF1.0:3-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン表面処理バリウムガラス粉、ショット社製「GM27884 UF1.0」、平均粒子径1.0μm
NF180:3-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン表面処理バリウムガラス粉、ショット社製「GM27884 NF180」、平均粒子径0.18μm
P-500:後述の製造例1により作製した。
【0145】
(有機無機複合フィラー)
有機無機複合フィラー(CF)は、後述の製造例2により作製した。
【0146】
[製造例1]
凝集シリカ「シリカマイクロビード P-500(一次粒子の平均粒子径12nm、凝集体の平均粒子径2μm)」(日揮触媒化成株式会社製)100g、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン20g、及びトルエン200mLを三口フラスコに入れ、2時間、室温下で撹拌した。トルエンを減圧下で留去した後、40℃で16時間真空乾燥を行い、さらに90℃で3時間加熱し、平均粒子径1.6μm、屈折率1.44、比表面積99m2/g、細孔容積0.19mL/gの無機フィラー(P-500)を得た。
【0147】
[製造例2]
予め重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)を1質量%溶解した、Bis-GMAと3Gの重合性単量体混合物(質量比1:1)100質量部に対して、無機フィラーとしてNF180を100質量部添加、混合しペースト化した。これを100℃、減圧雰囲気下で5時間加熱重合した。得られた重合硬化物を、振動ボールミルを用いて、平均粒子径が5μmとなるまで粉砕した。得られた粉砕フィラー100gに対して、γ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン2質量%含有エタノール溶液200mL中、90℃で5時間還流することで表面処理を行ない、有機無機複合フィラー(CF)を得た。
【0148】
【表1】
【0149】
表1に示すように、本発明の重合性単量体を含む歯科用組成物は、比較例に比べ曲げ強さが高く、重合収縮応力も低く、稠度も好ましい範囲であり、辺縁封鎖性に優れるという結果となった。
【産業上の利用可能性】
【0150】
本発明の重合性単量体は、歯科用組成物、特に歯科用コンポジットレジンに好適に用いることができる。