CN102105542A

CN102105542A - 防污的呋喃-2-酮衍生物

Info

Publication number: CN102105542A
Application number: CN2009801290189A
Authority: CN
Inventors: 钱培元; 徐颖; 周晓见; 何红平; 伏谷伸浩; 戴伟民
Original assignee: Hong Kong University of Science and Technology HKUST
Current assignee: Hong Kong University of Science and Technology HKUST
Priority date: 2008-07-24
Filing date: 2009-04-16
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2029-04-16
Also published as: US20110185944A1; WO2010009632A1; US8177896B2; CN102105542B

Abstract

一种新的呋喃-2-酮防污化合物化学物质类别，作为无毒的、环境友好的防污剂，用于浸没在水下的物体的基于呋喃-2-酮化合物的包覆材料。所述取代的呋喃-2-酮防污化合物具有呋喃-2-酮环和其上的烷基侧链，具有以下通式：其中n＝6-14，代表所述侧链中碳原子的数量。

Description

防污的呋喃-2-酮衍生物

交叉引用

本申请要求分别于2008年7月24日和2008年11月21日提交的美国临时专利申请NOs.61/129,863和61/193,383的权益。在先申请的内容通过引用合并在文本中。

技术领域

本发明涉及基于无毒的生物活性试剂的防污方法和材料。特别地，本发明涉及属于取代的呋喃-2-酮类别的新型无毒防污化合物。

背景技术

生物污损是微生物、植物和动物在浸入水中的人造物表面，例如船体、码头、浮标等等上的不希望的积累。超过4000种生物体被报道为引起生物污损的物种，包括细菌、微藻、巨藻、海草、软体动物、甲壳动物，等等。大多数引起淤积的生物体具有游动的幼虫期，随后是固着的成年期，在它生命的整个剩余时间保持附着在它的基层上。附着的成年生物体可能提高船体的摩擦阻力、提高浮标的重量、提高平底油驳的装载重量、阻断海水管道、降低通过水产网箱的水交换、以及与培育的贝类竞争空间和食物，以及其他负面效应。

生物污损导致的全球经济代价是极大的。例如，船体的生物污损导致高摩擦阻力，重量提高以及随后潜在的速度降低和机动性损失。结果，需要更高的燃料消耗，引起有害化合物的排放增加。还需要巨大和高能源效率的机械。由生物污损引起的经济损失估计约每年60亿美元。对船体使用典型的防污剂(三丁基锡)为美国海军节省了估计每年1亿5千万美元。由于这些大规模的经济后果，有效的防污方法的开发是紧要的。

传统上，防污材料是基于金属的。在17世纪以前，铅是最常见的防污剂。从20世纪60年代直到近期，由三丁基锡(tributyltin，TBT)代表的有机锡是常见的防污剂。然而，关于有机锡的作用的环境关注首先在法国出现，其中有繁忙的船运活动和不良的潮汐交换的地区的商业性牡蛎渔业遇到严重的问题。从那时起，有机锡和其他防污剂的分布、结局和对海洋和淡水环境的影响被密集地审视。研究表明了有机锡对各种海洋生物的繁殖和生长的破坏作用。此外，已知TBT威胁海洋生态系统中的非目标生物体，通过诱导大群体中的性畸变(imposex)对贝壳类产生严重的作用。在低至1ng/L的浓度下，TBT可能诱导性畸变。现在，TBT被认为是被引入海洋环境的最有毒和有害的化合物之一。响应于这些关注，国际海事组织(IMO)的海洋环境保护委员会(MEPC)自2003年1月1日起实施了对TBT的应用的禁令，预期在2008年1月1日之后没有TBT涂料保留在船舶上。

作为选择，船舶越来越多地用基于铜的涂料来涂刷。然而，基于铜的涂料也对海洋环境有负面影响。例如，牡蛎积累了相当大数量的铜，铜对海藻也是有毒的。

毒性关注不仅仅涉及TBT，还涉及所有现有的防污抗生剂，因而刺激了无毒的防污涂料的研究和开发。无毒的、不基于重金属的和对海洋环境良性的船舶漆或涂料成分的开发是急迫的需求。本发明提供了一类新型防污化合物，其是无毒的和环境友好的。

发明内容

本发明的一个目的是提供一类新型化合物，其是无毒的、但具有强大的防污活性。本发明的另一个目的是提供环境友好的防污方法。

本发明的这个和其他目的通过提供一组新型丁烯酸内脂来实现，所述丁烯酸内酯是取代的呋喃-2-酮化合物。这种取代的呋喃-2-酮类的化合物具有强力的防污活性，但是是无毒的和环境友好的。如在本发明中使用的，术语“取代的呋喃-2-酮防污化合物”是指一类取代的呋喃-2-酮物质，其在位置5被侧链取代，由通式I表示：

其中n＝6-14，代表侧链中的碳原子的数量，侧链可以是取代的和支化的烷基基团。在特定的实施方式中，n是7-10，侧链是非支化的。作为进一步特定的实施方式，n是8，侧链是非支化和非取代的，该化合物是5-辛基呋喃-2-酮：

如在本申请中使用的，“支化的”烷基基团是指在它的非末端碳原子处的至少一个氢被替换为取代基，所述取代基通过C-C连接连接到主链，“取代的”烷基基团是指在它的主干碳原子上的至少一个氢被替换为没有与所述主链C-C连接的取代基。

在附后的构成本公开内容的一部分的权利要求书中，详细地指出了代表本发明的新颖点的各种特征。为了更好地理解本发明、它的操作优点、以及通过它的使用获得的特定目标，应当参考附图和随后的说明，其中示例和描述了本发明的优选的实施方式。

附图说明

图1是来自细菌菌株白黄链霉菌(Streptomyces albidoflavus)菌株UST040711-291的取代的呋喃-2-酮防污化合物的生物分析指导分离的流程图。

图2显示了化合物1针对藤壶Balanus amphitrite的幼虫沉积的抑制效果。结果表示为至少三个副本的平均值±标准偏差(n＞＝3)。通过Origin Pro.7.5进行方程分析。

图3显示了化合物1对藤壶Hydroides elegans的幼虫沉积的作用。结果表示为至少三个副本的平均值±标准偏差(n＞＝3)。通过Origin Pro.7.5进行方程分析。

图4显示了化合物2针对藤壶Balanus amphitrite的幼虫沉积的作用。结果表示为至少三个副本的平均值±标准偏差(n＞＝3)。通过Origin Pro.7.5进行方程分析。

图5显示了化合物2针对藤壶Hydroides elegans的幼虫沉积的作用。结果表示为至少三个副本的平均值±标准偏差(n＞＝3)。通过Origin Pro.7.5进行方程分析。

图6显示了化合物3针对藤壶Balanus amphitrite的幼虫沉积的作用。结果表示为至少三个副本的平均值±标准偏差(n＞＝3)。通过Origin Pro.7.5进行方程分析。

图7显示了化合物3针对藤壶Hydroides elegans的幼虫沉积的作用。结果表示为至少三个副本的平均值±标准偏差(n＝3)。通过Origin Pro.7.5进行方程分析。

图8显示了化合物4针对藤壶Balanus amphitrite的幼虫沉积的作用。结果表示为三个副本的平均值±标准偏差(n＝3)。通过Origin Pro.7.5进行方程分析。

图9显示了化合物4针对藤壶Hydroides elegans的幼虫沉积的作用。结果表示为至少三个副本的平均值±标准偏差(n＞＝3)。通过Origin Pro.7.5进行方程分析。

图10显示了化合物5针对藤壶Balanus amphitrite的幼虫沉积的作用。结果表示为至少三个副本的平均值±标准偏差(n＞＝3)。通过Origin Pro.7.5进行方程分析。

图11显示了化合物5针对藤壶Bugula neritina的幼虫沉积的作用。结果表示为至少三个副本的平均值±标准偏差(n＞＝3)。通过Origin Pro.7.5进行方程分析。

图12显示了化合物5针对藤壶Hydroides elegans的幼虫沉积的作用。结果表示为至少三个副本的平均值±标准偏差(n＞＝3)。通过Origin Pro.7.5进行方程分析。

图13显示了化合物6针对藤壶Balanus amphitrite的幼虫沉积的作用。结果表示为至少三个副本的平均值±标准偏差(n＞＝3)。通过Origin Pro.7.5进行方程分析。

图14显示了化合物6针对藤壶Hydroides elegans的幼虫沉积的作用。结果表示为至少三个副本的平均值±标准偏差(n＞＝3)。通过Origin Pro.7.5进行方程分析。

图15显示了化合物6针对藤壶Bugula neritina的幼虫沉积的作用。结果表示为至少三个副本的平均值±标准偏差(n＞＝3)。通过Origin Pro.7.5进行方程分析。

图16显示了化合物6在不同的pH值的缓冲溶液中以及在具有调整的pH值(n＝5)的海水；ASW-人造海水；FSW-0.25mm过滤的海水中的降解。

具体实施方式

A.产生防污化合物的菌株

菌株白黄链霉菌菌株(Streptomyces albidoflavus)UST040711-291分离自西太平洋(N10°50′35″；W154°05′28″)5000m深的沉积物样本。沉积物样本在到达实验室之前和之后分别保持在0℃和4℃。

菌株白黄链霉菌菌株UST040711-291通过以下的浓缩技术分离。来自深海的约1克沉积物样本悬浮在10mL人造海水中。在混合之后，200μl的悬浮液涂布到2216E琼脂平板上并在10℃温育。具有不同形状或颜色的菌落转移到新的琼脂平板用于新的温育和进一步分离。通过16S rRNA序列的检测(SEQ ID NO.3)进行最终的鉴定。通过引物27F(AGAGTTTGATCMTGGCTCAG)和1492R(GGTTACCTTGTTACGACTT)扩增16S rRNA序列并测序，在附后的序列表中所述引物分别称为SEQ ID NO.1和SEQ ID NO.2。

使用BLAST程序(国家生物技术信息中心(NCBI，www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/)分析该序列与其他已知序列的相似性。BLAST结果显示了，该菌株是白黄链霉菌菌株UST040711-291。该序列被保存在GenBank中，登记号是FJ591130。

B.从白黄链霉菌菌株UST040711-291分离的取代的呋喃-2-酮防污化合物

发酵：细菌菌株白黄链霉菌菌株UST040711-291在25℃的海水中在含有MGY培养介质(1％的麦芽提取物，0.4％葡萄糖和0.4％酵母提取物)的多个3升烧瓶中搅动(200rpm)下培养4天直到它们到达稳定期。总共获得60升细菌培养物。

提取和分离：首先通过在5,000g离心15分钟从细菌细胞分离细菌悬浮培养肉汤，然后通过乙酸乙酯(EtOAc)彻底地提取。然后在真空中干燥EtOAc相，采集残余物。总共积累了60升的细菌培养物，获得约12.3g粗提取物。利用从水到丙酮的梯度溶剂系统对粗提取物进行大孔树脂柱层析，产生5个级分。进一步用水-甲醇溶剂系统在ODS反相柱上纯化丙酮-水级分(3∶2)，产生10个级分。在HPLC柱上利用流速为1ml min^-1的32％ACN的等强度系统(isocratic system)进一步纯化级分4(40％甲醇)，产生化合物1到3。在HPLC柱上利用流速为1ml min^-1的30％ACN的等强度系统进一步纯化级分2(20％甲醇)，产生化合物4和化合物11。

最高产量的最佳生产条件：如表2中所示，化合物3的最佳制备条件，迄今为止从白黄链霉菌菌株UST040711-291分离的最大活性在起始pH值为7和温度为24℃的营养物介质中实现，所述介质是由存在于0.22μm过滤的海水中的1％(w/v)酵母提取物和2％(w/v)葡萄糖制备的。以下表格说明了在不同的酵母提取物和葡萄糖组合下的制备条件。通过利用统计学模型——2因子的中央成分设计(central component design)来设计组合。

表2：中央成分设计的设计和响应

酵母提取物(g/L)	葡萄糖(g/L)	化合物3产量(mg/L)
			8	16	3.55
12	16	5.93
			8	24	5.73
12	24	6.90
			7.2	20	7.67
12.8	20	7.90
			10	14.3	2.50
10	25.7	3.32
			10	20	9.56
10	20	9.27
			10	20	8.33

10	20	9.26
			10	20	10.04

结构鉴定：通过负源ESI-MS(Waters Micromass ZQ ESI-MS)来测定化合物的分子量。通过NMR(¹H NMR，¹³C NMR，DEPT和COSY)鉴定这些化合物的结构。详细地，如下：

化合物1：¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ7.44(1H，dd，J＝5.9，1.5Hz，H3)，6.08(1H，dd，J＝5.9，2.0Hz，H-2)，5.02(1H，dddd，J＝7.3，5.4，2.0，1.5Hz，H-4)，1.75(1H，m，H-5a)，1.63(1H，m，H-5b)，1.45(2H，q，J＝7.3Hz，H-11)，1.41(2H，m，H-6)，1.38(2H，m，H-9)，1.33(2H，m，H-7)，1.31(2H，m，H-8)，1.10(3H，s，H-13)，0.86(3H，t，J＝7.3Hz，H-12)；¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)δ173.1(C-1)，156.3(C-3)，121.4(C-2)，83.3(C-4)，72.7(C-10)，41.0(C-9)，34.1(C-11)，33.0(C-5)，29.8(C-7)，26.3(C-13)，24.9(C-6)，23.5(C-8)，8.1(C-12)。

化合物2：¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ7.44(1H，dd，J＝5.7，1.5，H-3)，6.11(1H，dd，J＝5.7，1.9，H-2)，5.03(1H，m，H-4)，3.72(1H，m，H-11)，1.75(1H，m，H-5a)，1.70(1H，m，H-10)，1.62(1H，m，H-5b)，1.41(2H，m，H-6)，1.36(1H，m，H-9a)，1.16(1H，m，H-9b)，1.32(2H，m，H-7)，1.28(2H，m，H-8)，1.14(3H，d，J＝6.4，H-12)，0.88(3H，d，J＝6.8，H-13)；¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)δ173.2(C-1)，156.3(C-3)，121.6(C-2)，83.4(C-4)，71.7(C-12)，40.0(C-10)，33.2(C-5)，32.4(C-9)，29.7(C-7)，27.1(C-8)，25.0(C-6)，20.3(C-13)，14.6(C-11)。

化合物3：¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ7.43(1H，dd，J＝5.7，1.5Hz，H-3)，6.08(1H，dd，J＝5.7，2.0Hz，H-2)，5.01(1H，dddd，J＝7.3，5.4，2.0，1.5Hz，H-4)，2.47(1H，tq，J＝7.4，6.8Hz，H-10)，2.11(3H，s，H-12)，1.75(1H，dddd，J＝13.7，9.8，5.9，5.4Hz，H-5a)，1.63(1H，m，H-9a)，1.31(H，m，H-9b)，1.60(1H，m，H-5b)，1.41(2H，m，H-6)，1.31(2H，m，H-7)，1.24(2H，m，H-8)，1.06(3H，d，J＝6.8Hz，H-13)；¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)δ212.8(C-11)，173.1(C-1)，156.2(C-3)，121.4(C-2)，83.2(C-4)，47.0(C-10)，32.9(C-5)，32.5(C-9)，29.2(C-7)，26.8(C-8)，24.7(C-6)，27.9(C-12)，16.2(C-13)。

化合物4：¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ7.44(1H，dd，J＝5.7，1.5Hz，H-3)，6.11(1H，dd，J＝5.7，2.0Hz，H-2)，5.04(1H，dddd，J＝7.3，5.9，2.0，1.5Hz，H-4)，1.77(1H，m，H-5)，1.67(1H，m，H-5)，1.48(2H，m，H-6)，1.45(2H，m，H-9)，1.36(4H，m，H-7，H-8)，1.21(6H，s，H-11，H-12)；¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)δ173.1(C-1)，156.2(C-3)，121.6(C-2)，83.3(C-4)，70.9(C-10)，43.7(C-9)，33.1(C-5)，29.8(C-7)，25.0(C-6)，29.3(C-11)，29.2(C-12)，24.1(C-8)。

根据上述数值，这四种化合物被鉴定为：

化合物1

化合物2

化合物3

化合物4

C.化学合成的取代的呋喃-2-酮防污化合物

根据部分结构-功能相关分析，还设计并化学合成了两种取代的呋喃-2-酮防污化合物，称为化合物5和化合物6。

化合物5的化学合成：如以下的合成途径中所示，化合物2与化合物d在存在SiO₂和CH₂Cl₂的情况下在30℃混合1小时，这个反应的产率超过90％。然后获得化合物5并通过HPLC纯化。

化合物6的化学合成：如以下途径中所示，在0℃通过注射器将THF中的甲基溴化镁(3.0M，33ml，0.1mol)添加到干燥THF(100mL)中丙炔酸(3.5g，0.05mol)的搅动的溶液中，保持在氮气下。在0℃搅动混合物2小时之后，在0℃通过注射器添加一份化合物a(7.1g，0.05mol)，在0℃搅动混合物1小时，加热到室温达1小时。用22M H₂SO₄将混合物酸化(在0℃冷却)到pH 1。用5％NaHCO₃溶液提取有机相，将重碳酸盐溶液酸化到pH 1并用CH₂Cl₂萃取(3×50ml)。干燥和浓缩提供了浅黄色的油，其在-20℃从己烷中结晶，提供中间物b的无色晶体(6.0g，白色固体，产率＝57％)。

在Lindlar催化剂(117mg)上氢化存在于EtOAc(115mL)中的中间物b(5.0g，23.5mmol)。混合物在室温下搅动过夜。通过硅藻土过滤混合物，用乙酸乙酯洗涤(2×20ml)。溶液温热到35℃达10分钟，用5％NaHCO₃洗涤，干燥并浓缩，层析得到化合物6(1.25g，27％，在0℃下为白色固体，在室温下为无色的油)。

在合成反应之后，通过HPLC对它们进行纯化。然后，通过负源ESI-MS(Waters Micromass ZQ ESI-MS)来测定化合物5和6的分子量。通过NMR(¹H NMR，¹³C NMR)来检测它们的结构，如下。

化合物5：¹H NMR(400MHz，CDCl₃)7.44(dd，J＝6.0，1.6Hz，1H)，6.09(dd，J＝6.0，2.4Hz，1H)，5.05-5.00(m，1H)，4.60-4.56(m，1H)，3.95-3.82(m，1H)，3.68-3.55(m，1H)，3.52-3.42(m，1H)，1.90-1.20(m，17H)，1.11(d，J＝6.0Hz，3H)，0.82(d，J＝6.8Hz，3H)；¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)173.1，156.3，121.5，98.7，83.4，74.7，62.9，37.0，33.1，32.7，31.2，29.6，27.2，25.5，24.9，20.1，16.9，14.0。

化合物6：¹H NMR(500MHz，CDCl₃)δ：7.44(1H，dd，J＝5.7，1.2Hz，H-3)，6.09(1H，dd，J＝5.7，1.9Hz，H-2)，5.02(1H，m，H-4)，1.74(1H，m，H-5a)，1.65(1H，m，H-5b)，0.86(3H，t，J＝6.8Hz，Me-12)；¹³C NMR(125MHz，CDCl₃)δ：173.1(C-1)，156.3(C-3)，121.5(C-2)，83.5(C-4)，33.2(C-5)，31.8(C-10)，29.3(C-7)，29.3(C-8)，29.1(C-9)，25.0(C-6)，22.6(C-11)，14.1(C-12)。

根据上述数值，这两种化合物被鉴定为：

化合物5

化合物6：

D.取代的呋喃-2-酮化合物对抗幼虫沉积的防污活性的生物分析

无节幼体从采集自香港(22°19′N，114°16′E)的潮间带的成年藤壶B.amphitrite获得。在香港科技大学(HKUST)的海岸海洋实验室，在24℃下在新近过滤的天然海水(FSW，0.45μm，32S盐度)中培育无节幼体，饲喂角刺藻(Chaetoceros gracilis)Schutt。在生物分析中使用之前，幼虫在8℃保存2天(老龄的幼虫)。溶于二甲亚砜(DMSO)中的10μl每种测试样品在添加1ml的FSW之后转移到24孔聚苯乙烯平板的反应孔中。对照反应孔含有1ml的FSW和10μl的DMSO。每一反应孔中添加约15条幼虫。测试三份样品。在24℃在暗处温育24小时之后，对沉积的幼体、死亡的或移动的幼虫进行计数，来计算EC₅₀或LC₅₀。

成年的Hydroides elegans(Haswell)采集自香港(22°25′N，114°16′E)Yung Shue O的渔场。根据Lau and Qian(1997)利用金藻门(chrysophyte)的球等鞭金藻(Isochrysis galbana)(Tahitian株系)作为食物、曝气、维持在25℃在15小时光照/9小时黑暗的光周期下，将幼虫培育到感受阶段(competent stage)。感受态的幼虫与10^-4M IBMX(有效地诱导H.elegans的幼虫沉积的药物化合物(Bryan et al.1997))温育0.5h，使用用于生物分析的FSW清洗。将10μl不同浓度的样品溶液在添加1ml的FSW后转移到24孔聚苯乙烯平板的反应孔中。将约10只感受态的幼虫添加到每个反应孔，5个副本。仅含有1ml FSW的反应孔充当阳性(添加的幼虫在存在IBMX情况下温育0.5h)或阴性对照(添加的幼虫在不存在IBMX的情况下温育0.5h)(Bryan et al.1997)。24孔平板在15h光照/9h黑暗的光周期下在28℃温育24h。幼虫沉积和幼虫死亡的百分比通过在解剖显微镜下对沉积的、活的个体进行计数来测定，结果表示为反应孔中幼虫的总数的比例。

结果在图2-图9中示出，根据它们的抑制作用计算EC₅₀、LC₅₀和LC₅₀/EC₅₀值，在表1中示出。结果表明，化合物1-3可以有效地抑制B.amphitrite和H.elegans的幼虫沉积，而化合物4有效地对抗幼虫沉积，特别是对于B.amphitrite。通过处理的幼虫沉积和对照之间的比较，我们观察到，在10μl/ml的浓度下针对B.amphitrite和H.elegans，化合物1具有显著的对抗幼虫沉积的抑制活性。对于化合物2，它在10μg/ml的浓度下针对B.amphitrite和在5μg/ml的浓度下针对H.elegans具有显著的抑制幼虫沉积的作用。在分别为25和5μg/ml的浓度下，化合物3的存在显著地降低B.amphitrite和H.elegans的沉积率。与化合物1-3不同，具有更短侧链的化合物4是较低亲脂性的，它针对幼虫沉积的有效的抑制效果在8μg/ml的浓度下仅对H.elegans观察到。

表1

呋喃酮对抗藤壶Balanus amphitrite、Bugula neritina和Hydroides elegans的幼虫沉积的EC₅₀、LC₅₀和LC₅₀/EC₅₀值(μg ml^-1)。对于每种化合物，在此呈现的EC₅₀值是至少三个副本的平均值；用于计算LC₅₀/EC₅₀的LC₅₀值是在引起幼虫的＜50％死亡的生物分析中检查的最高浓度。

对于合成的化合物，即，化合物5和6，也观察到强力的防污作用。抑制针对B.amphitrite、B.neritina和H.elegans的幼虫沉积的化合物5的结果在图10、图11和图12中分别示出，根据抑制效果计算EC₅₀、LC₅₀和LC₅₀/EC₅₀值，在表1中示出。在相当低的浓度下观察到针对所有三种幼虫沉积的不同的抑制作用。这种化合物对抗B.amphitrite、B.neritina和H.elegans的LC₅₀/EC₅₀值分别是＞27.8、＞15.6和＞10.5，这表明根据Avelin et al.1993和Rittschof et al.1994，它是无毒的或低毒性的化合物。

抑制针对B.amphitrite、B.neritina和H.elegans的幼虫沉积的化合物6的结果在图13、图14和图15中分别示出，根据抑制效果计算EC₅₀、LC₅₀和LC₅₀/EC₅₀值，在表1中示出。在相当低的浓度下观察到针对所有三种幼虫沉积的不同的抑制作用。这种化合物对抗B.amphitrite、B.neritina和H.elegans的LC₅₀/EC₅₀值分别是＞97、＞119和＞250，这表明根据Avelin et al.1993和Rittschof et al.1994，它是无毒的或低毒性的化合物。

此外，在本发明的生物分析中涉及的浓度下，上述化合物不显示针对测试的幼虫的任何毒性。表1中的LC₅₀/EC₅₀的比值也表明它们是根据Avelin et al.1993和Rittschof et al.1994的无毒的或低毒的化合物。此外，图6显示了化合物6可以容易地在天然海水中降解。

上述特定的取代的呋喃-2-酮防污化合物可以用作指导，用于通过化学改性来设计环境友好的防污剂，从而实现高活性或降低成本。本发明中化合物的化学改性可以使用本领域普通技术人员已知的常规方法，考虑本发明中公开的活性-结构关系，根据合理设计来进行。以下化合物被包括在活性-结构关系研究中，以提供指导，从而超出上文提供的具体实施方式的范围来实践本发明。例如，如表3中所示，实验的结果展现了，本发明的无毒的和强力的防污化合物应当具有以下呋喃基序(motif)，在这个基序上的任何改性可能使得该化合物不适合作为防污剂(例如，化合物8、9和10)。

表3

-不适用

虽然在应用于本发明的优选的实施方式时描述和指出了本发明的基础性的新特征，要理解的是，在不背离本发明的精神的前提下，对于例举的实施方式的形式和细节，本领域技术人员可以做出各种省略、替代和改变。本发明不受到上文描述的实施方式的限制，其仅仅作为实例，而可以以各种方式在附随的专利权利要求所定义的保护范围之内修改。

Claims

1.一种防止或降低在浸没于水中的物体的表面上发生生物污损的方法，包括向所述物体的所述表面施用包覆材料的步骤，其中所述包覆材料包含至少一种具有5-元环和侧链并且具有通式I的取代呋喃-2-酮防污化合物：

其中n＝6-14，代表所述侧链中碳的数目。

2.权利要求1的方法，其中所述侧链是取代的。

3.权利要求1的方法，其中n是7-10，所述侧链是非取代的。

4.权利要求1的方法，其中n是7-10，所述侧链是非支化的。

5.权利要求1的方法，其中所述侧链由OH基团或＝O基团取代。

6.权利要求4的方法，其中所述侧链是非取代的。

7.权利要求1的方法，其中所述侧链具有附着到所述5-元环的第一部分，所述第一部分具有至少5个碳原子并且是没有分支或取代基的直线型的。

8.一种用于防止生物污损的包覆材料，包括：

(a)至少一种取代的呋喃-2-酮防污化合物，和

(b)适合于制备包覆材料的载体，

其中所述取代的呋喃-2-酮防污化合物具有5-元环和侧链并且具有通式I：

其中n＝6-14，代表所述侧链中碳原子的数目。

9.权利要求8的包覆材料，其中n是7-10，所述侧链是非取代的。

10.权利要求9的包覆材料，其中所述侧链是非支化的。

11.权利要求8的包覆材料，其中所述侧链由OH基团或＝O基团取代。

12.权利要求8的包覆材料，其中所述侧链具有附着到所述5-元环的第一部分，所述第一部分具有至少5个碳原子并且是没有分支或取代基的直线型的。

13.权利要求8的包覆材料，其中所述取代的呋喃-2-酮防污化合物选自本申请中定义的化合物1、化合物2、化合物3、化合物4、化合物5和化合物6。

14.一种取代的呋喃-2-酮防污化合物，选自本申请中定义的化合物1、化合物2、化合物3、化合物4、化合物5和化合物6。

15.权利要求14的取代的呋喃-2-酮防污化合物，其是化合物1。

16.权利要求14的取代的呋喃-2-酮防污化合物，其是化合物2。

17.权利要求14的取代的呋喃-2-酮防污化合物，其是化合物3。

18.权利要求14的取代的呋喃-2-酮防污化合物，其是化合物4。

19.权利要求14的取代的呋喃-2-酮防污化合物，其是化合物5。

20.权利要求14的取代的呋喃-2-酮防污化合物，其是化合物6。