环糊精结合的硅酮材料及其作为活性物的载体的用途的制作方法

本发明涉及环糊精，其作为硅酮组合物的一部分，以及其形成用于吸收、封装和递送活性物和其他化合物的制品的用途。该类制品的实施例可以是透皮贴剂、压敏粘合剂、医疗装置、膜、凝胶、服装或其他可穿戴材料等。环糊精应当与硅酮基质相容，甚至不使用任何另外的增容剂。本发明可用于各种应用，包括化妆品、医疗、家庭护理、纺织品、工业和其他应用。硅氧烷相容的环糊精的使用可用于例如活性材料的控制释放、延迟或延长、释放、按需释放和触发释放的应用。

背景技术：

1、现有技术

2、在现有技术中，已经描述橡胶或硅橡胶与改性环糊精的反应。

3、us 5,391,592描述了用于隐形眼镜应用的硅酮弹性体，通过使用烯基改性的环糊精(cd)与含sih的硅酮通过氢化硅烷化反应的反应以产生亲脂性cd-硅酮聚合物。在该专利中没有教导活性物质从弹性体的包封和释放。此外，简单地，亲脂性的cd不一定使其与硅酮相容。因此，通过仅使用亲水或亲脂的cd形成弹性体将需要特殊条件，如使用另外的增容剂(例如，溶剂、高温等)。因此，在ˋ592的实施例中，甲苯被用作溶剂，以将不同的组分(环糊精和硅酮)带入相同的相中，用于产生隐形眼镜的弹性体材料所需的氢化硅烷化反应。使用另外的溶剂将由于所需的特殊处理以及环境和健康问题而产生另外的制造成本。

4、us 7,235,186 b2描述了通过缩合反应将环糊精连接至硅酮。然而，必须使用特定类型的环糊精，即，用卤代三嗪、环氧基、氨基、乙烯磺酰基、丙烯酰基-或甲基丙烯酰基官能化的cd。特别官能化的环糊精是昂贵的。来自该方法的产品将具有有限的适用性。例如，它们不适用于rtv-2型橡胶。一些官能团如含氮胺或三嗪基团的存在也可能干扰某些固化方法，例如它们将干扰用于一些橡胶固化的铂催化剂。没有提及环糊精改性的硅酮与其他硅酮的相容性。ˋ186专利还描述了基于含有环糊精基团的有机硅化合物的可交联硅酮组合物。所描述的硅酮和环糊精改性的硅酮或硅烷没有预期是相容的并且在均相中反应。因此，交联优选以乳液形式与另外的乳化剂进行。除了增加成本之外，在许多应用中，另外的乳化剂的存在会不利地影响所希望的特性。此外，在许多应用中，乳化剂的浸出产生了各种问题。交联基于缩合反应并且需要高于100℃的温度。

5、材料科学与工程c 28(2008)705-715描述了带有β-环糊精的硅酮的合成，然而该合成涉及多个步骤。β-环糊精通过氢化硅烷化反应化学接枝到聚(甲基氢化硅氧烷)聚合物或聚(甲基氢化硅氧烷-共-二甲基硅氧烷)共聚物上。多步骤合成包括将甲苯磺酰基区域选择性连接至一个伯羟基，将其转化为烯丙基衍生物，随后乙酰化剩余的羟基。最终步骤在于通过氢化硅烷化反应将环糊精衍生物接枝到硅酮聚合物上。该方法涉及太多的步骤，并且因此可能是昂贵的并且缺乏工业生产所需的简单性。所使用的单烯丙基过乙酰化的β-环糊精衍生物不是硅氧烷相容的。必须使用大量过量的可燃的并且有毒的溶剂甲苯作为一种溶剂，用于将这种环糊精衍生物化学地结合到一种硅酮聚合物上。该产物不是交联的硅酮橡胶。

6、de 4324636描述了通过氢化硅烷化用氢官能化的聚硅氧烷改性烯基官能环糊精并且将其固定到支撑材料中用于色谱分离。在此同样地，大量的溶剂如甲苯必须被用于cd与水官能化的硅酮之间的反应，因为所使用的环糊精是不与硅酮相容的。在该专利中提及的cd改性的硅酮不是弹性体的。没有教导该材料用于活性物质的控制释放。

7、cn 102019171描述了一种固相微提取涂层，其特征在于，固相微提取涂层包括彼此键合的β-环糊精和聚二甲基硅氧烷。没有教导该材料对于控制释放的适合性。

8、us 9492549指出环糊精作为亲水组分的可能用途以促进银盐从抗微生物组合物的释放，抗微生物组合物包含烯基-和/或炔基-取代的聚硅氧烷、至少一种包含硅键合氢原子的聚硅氧烷和至少一种氢化硅烷化催化剂。环糊精是不与硅酮相容的并且不是化学结合的，并且预期在不使用任何其他增容剂的情况下导致相分离。相分离可能导致最终产品的较差性能。

9、ep 1206290 b1描述了含有环糊精的压敏粘合剂组合物。虽然提到了粘合剂可以基于硅酮胶(其不与交联的硅酮聚合物相同)，但是所使用的环糊精是水状胶体的形式并且它们不是硅酮相容的。如果需要使它们与硅酮相容，则它们将需要另外的增容剂。

10、us 6851462 b2描述了含有与橡胶相容的环糊精或取代的或衍生的环糊精的橡胶组合物。硅橡胶不是所述橡胶的一部分。硅酮会提供诸如透气性、生物相容性以及减少皮肤粘附创伤的优点。在本专利中没有教导环糊精与硅酮橡胶的相容性；因此，这些橡胶缺乏由硅酮提供的有益的优点。

11、us 4978532描述了医用级硅酮压敏粘合剂dhea和羟丙基-β-环糊精作为渗透促进剂。环糊精在硅酮中是不相容的，并且因此预期在不存在其他增容剂的情况下导致不均匀。

12、橡胶组合物的均一性在固化之前和/或之后是重要的，因为容易加工性和所需性质的适当保持。非均相混合物难以处理，因为所有组分不是均匀分布的。非均匀固化的弹性体将具有由异质性的点或区域产生的缺陷点，这将不利地影响其机械和其他特性。因此，在现有技术中，使用另外的增容剂和溶剂来使组合物均匀。但是这增加了不便、危险和成本。例如，如果使用经常易燃的有机溶剂，则需要确保特殊的处理环境。因此，希望避免这种情况。

13、所有上述现有技术，单独或结合起来，未能解决以简单且有效的方式生产包含环糊精的硅酮材料的问题。

技术实现思路

1、因此本发明的目的是提供一种用于将活性物从硅酮基质(例如，硅酮弹性体、硅酮psa(压敏粘合剂)等)中封装和控制释放的产品和方法，该硅酮基质结合环糊精，并且其中此类环糊精与该硅酮基质相容，并且其中环糊精空腔仍然可用于不同活性材料的封装和递送。

2、本发明的目的是硅酮相容的环糊精或其衍生物，它们是硅酮基质的一部分，以及使用此类环糊精将活性物包封在它们的空腔内，并且根据所希望的需要释放活性物。此类本发明的环糊精衍生物与该硅酮基质是相容的，并且因此可以最小化或避免有机溶剂的量。

3、为了不使本发明的说明书中的页数过多，仅对每个组件指示单独特征的优选实施方式。

4、所属领域的技术人员应明确地理解此类型的公开意味着不同优选程度的每种组合都被明确地公开并且被认为是明确期望的；即，在单个组件内和在不同的组件之间的任何组合。

5、本发明提供了一种可固化的硅酮橡胶组合物，包含

6、-20wt％-99.9wt％的硅酮基质，以及

7、-0.1wt％-80wt％的至少一种环糊精(cd)，所述环糊精(cd)通过甲硅烷基化反应被改性以包含式(1)的甲硅烷基基团

8、-(osi(r1)3)x  (1)

9、其条件是

10、r1彼此独立地是相同或不同的烷基-、亚烷基-、芳基-或烷基-取代的芳基基团、羰基；以及

11、x是从1至96的数

12、-0至50wt％的至少一种活性物质(＝客体分子)，总是基于总的硅酮橡胶组合物，条件是所有组分总是总计达100wt％。

13、优选的量为50-95wt％的硅氧烷基质，和0.1-60wt％的至少一种该改性的环糊精，其包含式(1)的甲硅烷基。更优选的70-95wt％的有机硅基质和0.1-50wt％的至少一种该环糊精(cd)，其包含式(1)的甲硅烷基。

14、如果硅酮橡胶组合物包含任何活性物质，则用量优选为0.1-50wt％，更优选为0.1-30wt％。

15、所有上述优选的量是条件是所有组分总是总计达100wt％。

16、甲硅烷基改性的环糊精

17、在式(1)中

18、r1作为烷基优选为甲基-、乙基-、丙基-、异丁基-；更优选甲基和乙基，最优选甲基。

19、r1作为亚烷基优选为乙烯基、丙烯、异丁烯；更优选乙烯基。

20、r1作为芳基或烷基取代的芳基优选为苯基和甲酰基；更优选苯基。

21、r1优选选自甲基、乙基、乙烯基和苯基。

22、x优选为1-30，并且更优选为1-24的数。

23、本发明的优点是本发明的环糊精与硅酮基质相容，并且因此没有发生明显的不均匀性或相分离。

24、本发明的环糊精与硅酮基质是相容的，因为环糊精(cd)被短的甲硅烷基(例如，三甲基甲硅烷基、乙烯基二甲基乙基甲硅烷基等)非常特殊的改性，这是通过甲硅烷基化反应完成的。这些改性的cd可以通过标准混合技术，如在室温下磁力搅拌、均化、快速混合等或在一些情况下通过加热掺入硅酮组合物中。

25、在这种甲硅烷基化反应中，来自cd的醇基被甲硅烷基化。该方法包括用例如三烷基甲硅烷基，典型地三甲基甲硅烷基(-sime3)替换质子。在典型的方法中，用合适的强碱如丁基锂或格氏试剂将基质去质子化，然后用甲硅烷基氯化物处理。优选的甲硅烷基氯是氯三甲基硅烷、氯二甲基乙烯基硅烷和苯基二甲基氯硅烷。代替甲硅烷基氯化物，进一步优选使用双(三甲基甲硅烷基)胺(＝六甲基二硅氮烷＝hmn)和双(乙烯基二甲基甲硅烷基)胺(vmn)。

26、以下方案示出了通过在吡啶(py)存在下用三甲基甲硅烷基或乙烯基二甲基甲硅烷基基团将可商购的环糊精(cd-oh)(如w7或w8，来自wacker chemie ag，德国)硅烷化来制备本发明的硅酮相容性环糊精的方法的示意性实施例。

27、

28、各种甲硅烷基官能团可用于硅烷化。例如，甲硅烷基可含有烷基、烯基、芳基、芳烷基、羰基等。

29、甲硅烷基改性的环糊精可以作为非反应性组分(例如，在三甲基甲硅烷基改性的cd的情况下)存在，或者可以化学地结合至硅酮基质(例如，在乙烯基二甲基甲硅烷基改性的cd的情况下)。

30、硅酮基质

31、该硅酮基质可以通过用于制造此类材料的现有技术水平的标准化学生产，如rtv-2、rtv-1、通过氢化硅烷化、自由基、阴离子、阳离子或缩聚反应、uv或其他高能辐射、硫醇烯点击化学等生产的那些。

32、尽管在现有技术中早已为人所知，但在此给出了这些合适的硅酮组合物中的一些的简短描述。

33、加成交联硅酮组合物

34、加成-交联硅酮组合物已是本领域技术人员长期已知的。在最简单的情况下，加成交联硅酮组合物包含分子中具有至少两个脂肪族不饱和基团的至少一种有机聚硅氧烷(例如，脂肪族不饱和基团，si-键合乙烯基)和至少一种分子中具有两个或更多个sih基团的有机氢聚硅氧烷和至少一种促进si-键合氢加成至脂族多重键的催化剂，其也被描述为氢化硅烷化催化剂。可以调节加成交联硅酮组合物的稠度，使得可以生产htv(高温硫化)、lsr(液体硅酮橡胶)以及还有rtv(室温硫化)硅弹性体。这些可以是一、二或多组分组合物。

35、缩合交联硅酮组合物

36、缩合交联硅酮组合物早已为本领域技术人员所知。缩合交联硅酮组合物的常见实施例具有名称rtv-1(1-组分)和rtv-2(2-组分)。rtv-2化合物典型地在一种组分中包含至少一种具有末端硅烷醇基团的有机聚硅氧烷以及其他组分如填料和增塑剂。第二组分(固化剂)含有交联剂硅烷或硅氧烷与加速缩合反应的催化剂和任选的其他组分如增塑剂的组合。作为交联剂硅烷或硅氧烷，主要使用具有至少三个可水解基团的硅烷和硅氧烷。在进入大气湿气固化时，缩合交联rtv-1化合物以消除水解产物的形式给出硅酮弹性体，其基础是能够使用含有多个可水解基团的交联剂封端端羟基有机聚硅氧烷，而不同时引发交联反应。作为交联剂，可以使用具有至少三个可水解基团的所有硅烷或其部分水解产物。为了实现足够高的交联速率，大多数rtv-1化合物包含缩合催化剂，例如有机锡和有机钛化合物或主要第i族和第ii族的金属化合物。

37、过氧化物诱导的交联硅酮组合物

38、这些组合物对于本领域技术人员也是长期已知的。在最简单的情况下，过氧化物诱导的交联硅酮组合物包含每分子具有至少2个可交联基团(例如甲基或乙烯基基团)的至少一种有机聚硅氧烷以及至少一种适合的有机过氧化物催化剂。它们通常作为htv化合物生产。

39、光诱导的交联硅酮组合物

40、这些组合物对于本领域技术人员也是长期已知的。取决于反应机理，光诱导的交联硅酮组合物包含至少一种可光活化的引发剂或催化剂。

41、此外，根据本发明的所有上述硅酮组合物可以含有另外的添加剂(w)，这些添加剂先前也已知用于它们的生产中，例如像增强填充剂、非增强填充剂、杀真菌剂、芳香剂、流变添加剂、腐蚀抑制剂、氧化抑制剂、光稳定剂、热稳定剂、阻燃剂、用于影响电性能的试剂、分散剂添加剂、溶剂、助黏附剂、颜料、染料、增塑剂、有机聚合物、溶剂、以及类似物。

42、可加成固化的硅酮组合物优选作为硅酮基质。

43、活性物质

44、活性物质是可以封装在环糊精分子(复合的)的腔内的客体分子。客体分子可以包括药物、药物产品、化妆品或个人护理或保健活性物、杀生物剂、杀虫剂、杀真菌剂、除草剂、信息素、芳香剂、调味剂、颜料、药物活性化合物、天然或其他油、抗原、用于抗静电整理或阻燃整理的活性化合物、稳定剂(uv)、染料、致味分子(odor causing molecular)等、或两种或更多种的组合。

45、客体分子(＝活性物质)可以在硅酮基质形成之前、期间或之后结合至环糊精中，并且可以在最终用途必要时释放。本发明的cd还可以用于吸收分子，例如引起气味的化合物以及其他(当需要时)。

46、由于cd的空腔大小和/或形状可改变，所以在甲硅烷基改性之后，任何cd将仍然可用于封装，这不是给定的。但是我们已经发现，客体分子的络合作用和释放仍然可以实现自其中已并入甲硅烷基化cd的固化的硅酮弹性体。

47、本发明进一步提供了一种用于生产本发明的可固化硅酮橡胶组合物的方法，其通过在室温下或通过加热的标准混合技术如磁力搅拌、均化、快速混合等混合所有化合物。

48、本发明进一步提供了硅酮产品，其可通过将本发明的可固化硅酮橡胶组合物填充成结构(模具，form)或施涂至表面上并随后将其固化而获得。

49、当包含活性物时，此类本发明的硅酮产品可以用于此类活性物的控制、延迟或触发释放，例如。在药用应用、化妆品应用、个人护理应用、保健应用、室内香味应用、杀生物剂应用、杀虫剂应用、杀真菌剂应用、除草剂应用、纺织品应用中。

50、作为透皮控制释放装置的本发明的硅酮产品：

51、含有治疗成分的透皮贴剂通过以下方式构建：将成分与甲硅烷基化的cd混合以形成复合物，将治疗成分-cd复合物加入到粘合剂弹性体固化硅酮基质中，绘制所述组合物的薄膜并固化以形成固化的粘合剂薄膜，以及将所述薄膜与通常在透皮贴剂中发现的各种其他层(例如背衬层和释放衬垫)组合。贴剂的不同层的组合可以利用用于制造此类型的贴剂的标准方法来完成，例如层压。对于最终使用者使用该贴片，在移除该释放衬垫之后，将该贴片施加在皮肤上并且施加压力直到它粘住。治疗成分以受控的方式将皮肤渗透到血流中持续延长的时间段。可以使用合适的皮肤渗透增强剂。这些增强剂是已知的。

52、本发明的硅酮产品作为驱虫带：

53、合适的甲硅烷基化的cd可以与驱虫剂成分(例如，deet)混合以形成复合物。该复合物被结合到用于制造一种可佩戴的防虫带的可固化的硅酮基质中。在制造条带之后，驱虫剂成分从条带释放持续延长的时间段，从而为使用者提供更长的保护。

54、作为可穿戴美容面罩的本发明的硅酮产品：

55、可以通过在甲硅烷基化的cd与抗衰老活性剂(例如，视黄醇、乙醇酸等)之间形成络合物、将该络合物与rtv-2型可固化硅酮基质混合并且将配制品模制成面罩的形式来构建可佩戴的抗衰老面罩。在消费者使用面罩期间，复合物在延长的时间段内缓慢释放抗衰老活性物，从而提供活性物的更好效力。这种方法还可以用于构造眼下贴剂以去除皱纹。

56、具有触发释放的本发明的硅酮产品：

57、活性材料可以与甲硅烷基改性的cd络合。复合物可以结合到硅酮基质中，并且装置(例如，透皮或局部贴片)可以用硅酮材料制造。例如，硅酮材料可以是贴片的粘合剂部件的一部分。通过应用合适的触发器，cd活性复合体中断并释放活性。该触发器例如可以是人体热量(正常或升高的人体温度)、身体流出物(例如，汗液、水分、ph)、机械力(例如，摩擦、化学试剂、其他外部刺激剂(例如，光、吹干)、水、热量、电力；化学试剂及其组合。

58、触发释放的实施例可以是其中该释放是由在该贴片中使用一种过冷溶液产生的热量触发的。过冷溶液可开始固化并产生热量。该固化过程可以由一种活化剂引发，如通过使用如在us 6,103,139中描述的活化晶体。以这种方式产生的热可以引起甲硅烷基-cd-活性复合物的解络作用并且释放活性成分。触发释放的另一实施例可以是通过使用一种化学试剂，该化学试剂将与甲硅烷基-cd更强地结合并且替代引起其释放的原始客体分子。

59、通过化学加温方法触发释放的本发明的硅酮产品：

60、基于物质氧化的空气活化的化学加温机制可以用于甲硅烷基-cd-活性复合物的解络作用并且释放活性成分。在us2013/0006337a1中描述了这种加热机构。使用铁粉、盐、水、活性炭和吸收剂材料的混合物，其中氧与铁粉反应，并且该氧化反应释放热量。通过铁粉的氧化的热产生被用于市场上可获得的许多手动加温器中，但是在我们的发明中，这个原理可以用于从甲硅烷基-cd-活性络合物中释放活性成分。

61、通过外部加热装置触发释放的本发明的硅酮产品：

62、触发释放的实施例可以是释放由外部加热装置(诸如由电池或电操作的手持式加热装置)产生的热量触发的情况，例如，如在us2006/0142750a1中所描述的。

63、当不包含活性物时，此类本发明的硅酮产品可以用于捕获不希望的试剂的应用中。

64、本发明的硅酮产品，用于通过甲硅烷基-cd捕获不希望的试剂：

65、硅氧烷相容的cd可以用于捕获不希望的化学试剂。例如，甲硅烷基cd可以结合到硅酮弹性体基质中。在装置中的弹性体的过程或使用过程中，环糊精组分可以捕集不希望的化学试剂。例如，在弹性体的固化期间，甲硅烷基-cd可以络合催化剂毒物，否则催化剂毒物会不利地影响固化过程。另一实施例是，在固化的硅酮材料(例如作为薄膜)的使用过程中，最初为空的甲硅烷基-cd的空腔可以结合引起气味的分子。

66、以下实施例描述了本发明的原理性能，但不将本发明限制于其中公开的内容。

67、在以下实施例中，除非另外指明，所有指定的份数和百分比均以重量计。除非另有说明，以下实施例在环境大气压力下进行，即。在约1000hpa下，以及在室温下，即约20℃下，或在没有另外加热或冷却的情况下在室温下结合反应物建立的温度。

技术特征：

1.一种可固化的硅酮橡胶组合物，包含：

2.根据权利要求1所述的可固化的硅酮橡胶组合物，条件是所述可固化硅酮橡胶组合物是可加成固化的硅酮组合物。

3.根据权利要求1或2所述的可固化的硅酮橡胶组合物，条件是r1选自甲基、乙基、乙烯基和苯基。

4.根据权利要求1至3所述的可固化的硅酮橡胶组合物，条件是x是1至30的数。

5.根据权利要求1至3所述的可固化的硅酮橡胶组合物，条件是所述客体分子选自包括以下项的组：药物、药物产品、化妆品或个人护理或保健活性物、杀生物剂、杀虫剂、杀真菌剂、除草剂、信息素、芳香剂、调味剂、颜料、药物活性化合物、天然或其他油、抗原、用于抗静电整理或阻燃整理的活性化合物、稳定剂(uv)、染料、致气味分子或者两种或更多种的组合。

6.一种用于制备根据权利要求1至5所述的本发明的可固化的硅酮橡胶组合物的方法，所述方法通过在室温下或通过加热，通过标准混合技术混合所有化合物。

7.一种硅酮产品，所述硅酮产品通过将根据权利要求1至5所述的可固化的硅酮橡胶组合物填充至结构内或施加至表面上并随后将其固化而获得。

8.根据权利要求7所述的硅酮产品当包含活性物时用于此类活性物的控制、延迟、或触发释放的用途。

9.根据权利要求8所述的硅酮产品在药物应用、化妆品应用、个人护理应用、健康应用、室内芳香剂应用、杀生物剂应用、杀虫剂应用、杀真菌剂应用、除草剂应用、纺织品应用中的用途。

10.根据权利要求6所述的硅酮产品当不包含活性物时在用于捕获不希望的试剂的应用中的用途。

技术总结
本发明涉及作为硅酮组合物的一部分的环糊精及其形成用于吸收、封装和递送活性物和其他化合物的制品的用途。该类制品的实施例可以是透皮贴剂、PSA、医疗装置、膜、凝胶、服装或其他可穿戴材料等。环糊精应当与硅酮基质相容，甚至不使用任何另外的增容剂。本发明可以用于各种应用，包括化妆品、医疗、家庭护理、纺织品、工业和其他应用。

技术研发人员：阿米塔巴·米特拉,梅甘·古特曼,克里斯蒂安·哈特曼,薇拉·波波娃-古奥尔吉瓦
受保护的技术使用者：瓦克化学股份公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5