[發明專利]環脯氨酸-3-羥基-2-氨基丁酸在海洋污損生物防除中的應用

有效

• 申請號: 200910213703.1
• 申請日: 2009-12-08
• 公開（公告）號: CN101715770A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發明（設計）人: 劉永宏;嚴濤;黃日明;曹文浩;周雪峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院南海海洋研究所
• 主分類號: A01N43/90
• 分類號: A01N43/90;A01P17/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛

技術領域

本發明屬于海洋防污涂料領域，具體涉及一種環二肽在海洋污損生物防除 中的應用。

背景技術

海洋污損生物是指固著或棲息在船舶和各種人工設施水下固體表面上，對 人類經濟活動產生不利影響的海洋生物，其危害主要為增加船舶行進阻力，降 低航速，增大燃料消耗；堵塞用水管道；改變金屬腐蝕過程，導致局部腐蝕或 穿孔；妨礙各類海洋設施的正常工作，引發漂移、失衡甚至導致傾覆；在海洋 水產養殖方面，還會與養殖貝類爭奪附著基和餌料，妨礙養殖對象的生長發育， 并降低水產品品質等。

在海洋污損生物防除技術和方法中，以防污涂料的應用最為廣泛。傳統的 防污涂料以毒料釋放型防污為主要途徑，通過釋放涂料中的銅、汞、錫、砷等 防污劑，在材料周圍形成對海洋植物孢子以及海洋動物幼蟲有毒殺作用的毒料 濃度層，從而達到防污目的。然而，以砷、汞等的化合物為防污劑的防污涂料 因毒性太大，已于上世紀50年被淘汰，從20世紀60年代起，含銅和含錫的 防污涂料開始被大量使用。

以三丁基錫（TBT,Tribultytin）為代表的有機錫化合物涂料曾經是世界上 應用最為廣泛的海洋防污產品，其作用機制在于破壞生物細胞膜的正常功能， 妨礙氧化磷酸化過程，破壞動物的線粒體，影響生物體正常的生命活動，造成 污損生物體的死亡和脫落。自其20世紀60年代投入市場以來，因良好的防污 效果倍受市場的青睞。然而，有機錫類化合物會干擾牡蠣的鈣代謝，誘發海產 腹足類性畸變，累積在魚、貝等生物體內，通過食物鏈對人類健康產生不良影 響，并對海洋生態系統造成嚴重的破壞。自上世紀80年代中期以來，在世界 各地的海水、底泥和生物中都相繼發現了有機錫化合物的存在。因此，國際海 事組織（IMO）規定，自2008年起全面禁止在防污涂料中使用有機錫化合物。

而含銅的防污涂料的大量使用則會導致銅元素也會在海洋中，特別是海港 中大量的聚集，從而對海洋生態環境產生不良影響，故其應用勢必也會受到一 定限制。

目前海洋防污領域仍缺乏有效而安全的防污涂料，由此導致的環境問題已 經十分嚴峻，因此，防污涂料的研究對象越來越傾向于由海洋動物中獲取天然 的防污物質。如目前已有報到從紅藻(Delisea?pulchra)中分離純化得到的一系列 鹵代呋喃酮混合物，能夠有效抑制紋藤壺、石莼和某些海洋細菌的附著；從苔 蘚動物(Zoobotryon?pellucidum)中提取的2,5,6-三溴-1-甲基蘆竹堿(TBG)對紋 藤壺幼蟲的附著有顯著地抑制作用；從棘皮動物海星的體壁提取物也能抑制紋 藤壺和多室草苔蟲Bugula?neritina的附著；已從海綿提取物中分離出硫酸化甾 醇、萜類、溴化產物和脂肪酸等多種次級代謝產物，其中從海綿Acanthella? cavernosa提取的9種吡喃類次級代謝產物對紋藤壺的附著有抑制作用，從海 綿Toxadocia?zumi中提取的3種甾體硫酸鹽則可阻止管棲多毛類Salmacina? tribranchiata的生長；而從海綿Aplysina?fistularis受傷組織中分離出的兩種復 合物也與該海綿良好的防污特性有關。此外，人們從不同海綿提取的嘌呤堿、 酰胺及呋喃萜類次級代謝物，均被證實具有一定的防污作用。海洋生物中具有 如此豐富的具有防污效果的物質，是與他們的生理習性及長期的凈化結果密切 相關的。由于海洋環境中各物種之間對空間的競爭十分激烈，各種大型動物和 植物都是其他生物潛在的附著污損對象，為避免其它生物附著可能產生的危 害，海洋中一些生物在長期的進化過程中，各自形成了許多獨特的自我保護機 制來保持自身體表的潔凈。

因此，海洋世界中蘊含著極為豐富的防污資源有待研究及利用開發。但是， 目前在防污領域的相關研究應用仍很少，被發現的防污物質僅占極少部分，并 且，這些物質多為海洋生物體中含量低的代謝產物，且其工藝復雜，不利于推 廣應用。因此，尋求更為適用于大規模人工合成和推廣應用的天然海洋防污染 物質，成為這一領域一大迫切的問題。

環二肽(2,5-二酮哌嗪)是最小的環肽，許多天然環二肽化合物都具有明確的 生物活性。環二肽結構的特殊性使得這類化合物的合成自成體系，通常由N端游 離的直鏈肽酯在極性溶劑中回流，便可以很容易地得到目的物。因此，這類物 質在人工合成方面研究深入，合成工藝成熟，獲取途徑簡便，適合于大規模生 產。但目前，在海洋防污領域，未有任何相關報道公開過有環二肽在污損生物 防除中的作用。