JP2002370907A - 水中有害付着生物に対する防汚剤 - Google Patents
水中有害付着生物に対する防汚剤Info
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Abstract
海中汚損を防除するための防汚剤に関し、魚介類または
人体にも安全性が高いと考えられ、また比較的容易に化
学合成可能な防汚剤を提供する。 【解決手段】 本発明は、下記化学式3 で表される化合物(式中、X3はイソシアノ基、アミド
基又はアミノ基、R4、R5はそれぞれ水素原子又はア
ルキル基、R6はアルケニル基、ヒドロキシル基、アリ
ール基、アリールチオ基、アシルオキシ基、アミノ基、
アミド基、フタルイミド基又は−C(CH3)mNC
(mは0〜2を表す。)、nは3〜15を表す。)等か
ら成る水中有害付着生物に対する防汚剤である。
Description
による海中汚損を防除するための防汚剤に関する。
類、イガイ類、ヒドロ虫類、コケムシ類などの海洋付着
生物は、船底、養殖用漁網、定置網、ブイ、海底油田リ
グ等の海中構築物、火力発電所等の臨海工場の冷却水取
水路、熱交換器冷却水配管系、水族館、栽培漁業センタ
ー等の海水取水施設に付着して多大の被害を与えてい
る。これら生物の防除には、従来tributyltin oxide(TB
TO)などの有機スズ化合物や亜酸化銅などの重金属を含
む防汚剤が主に使われてきた。有機スズ系防汚塗料は、
優れた防汚効果を有する塗料で船底塗料として広く用い
られてきたが、使用量が増大するにつれて巻貝の不妊化
や他の海産生物に対して影響を及ぼすことが分かってき
た。そのため、わが国では製造および使用禁止となり、
世界的にも使用を禁止する方向で協議が進められてい
る。亜酸化銅は多量に使用されているヨットハーバーな
どの場所では海底へ蓄積され、海洋生物に影響をおよぼ
す懸念が生じる濃度に達している例が報告されている。
現在、経済的で無公害の付着生物対策技術の開発が緊急
な課題であり、その中で天然の生体間作用物質(フェロ
モンやアレロケミカルなど他個体に影響を及ぼす生体物
質)を利用して付着を制御する方法などが考えられてい
る((財)電力中央研究所「電力中央研究所報告」平成
11年12月)。
れてきた有機スズ化合物とは異なり、魚介類または人体
にも安全性が高いと考えられ、また比較的容易に化学合
成可能な防汚剤を提供することを目的とする。
1で表される化合物、化学式2で表される化合物、及び
化学式3で表される化合物から成る群から選択される少
なくとも1種の化合物から成る水中有害付着生物に対す
る防汚剤を提供することである。化学式1で表される化
合物とは、下記化学式1 で表される化合物であり、式中、X1はイソシアノ基又
はホルムアミド基、好ましくはイソシアノ基を表し、R
1はアルキル基、R2はアルキル基、ヒドロキシル基、
アルコキシ基、アシルオキシ基、アリール基、アラルキ
ル基又はエステル基、好ましくはアルコキシ基、アシル
オキシ基又はエステル基、最も好ましくはアシルオキシ
基を表す。
式2 で表される化合物であり、式中、X2はイソシアノ基、
アミド基又はアミノ基、好ましくはイソシアノ基を表
し、R3はアルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、
又はアラルキロキシ基、好ましくはアルケニル基、アル
コキシ基、又はアラルキロキシ基、最も好ましくはアル
ケニル基を表す。
式3 で表される化合物であり、式中、X3はイソシアノ基、
アミド基又はアミノ基、好ましくはイソシアノ基を表
し、R4、R5はそれぞれ水素原子又はアルキル基、好
ましくは水素原子又はメチル基を表し、R6はアルケニ
ル基、ヒドロキシル基、アリール基、アリールチオ基、
アシルオキシ基、アミノ基、アミド基、フタルイミド基
又は−C(CH3)mNC(mは0〜2を表す。)、好
ましくはアルケニル基、アリール基、アリールチオ基、
又は−C(CH3)mNC(mは0〜2を表す。)、最
も好ましくはアルケニル基を表し、nは3〜15、好ま
しくは7〜10、最も好ましくは8又は9を表す。
に立体異性体が生成する恐れがあるため必ずしもその効
果が効果的ではない。また、化学式3で表される化合物
はその原料が安価に入手可能である。これらを考慮する
と、上記3種の化合物のなかで、化学式3で表される化
合物が最も好ましく、化学式2で表される化合物が次に
好ましい。
化合物は単独で使用してもよいし、他の公知の防汚剤と
混合して使用してもよい。本発明の防汚剤は、塗料、溶
液、乳剤、カプセル剤等の形に調製して使用される。こ
れらの調製は通常行われる一般的な処方を採用して実施
できる。例えば、塗料として使用する場合は、本発明の
防汚剤を塗料調製剤に配合して防汚塗料を調製し、これ
を船底、水中構築物、冷却用取水路等に塗布することが
できる。この際使用される塗膜形成剤としては、例えば
油ワニス、合成樹脂、人造ゴム等が挙げられる。防汚塗
料には所望に応じ更に溶剤、体質顔料等を加えることが
できる。この場合、本発明の防汚剤は塗料の重量に基づ
き0.1〜50%、好ましくは1〜30%の割合で配合
される。
は、例えば、塗膜形成剤に配合し、溶媒に溶解した溶液
とし、これを水中生物の付着繁殖を防止する目的で養殖
漁網、定置漁網等に塗布することができる。塗膜形成剤
としては、例えば天然樹脂、合成樹脂、人造ゴム等が使
用され、溶媒としてはトルエン、キシレン、クメン、酢
酸エチル、メチルイソブチルケトン、メタノール等が使
用される。この溶液には必要に応じ、可塑剤等の添加剤
を加えることができる。溶液として使用する場合、本発
明の防汚剤は溶液の重量に基づき0.1〜100%、好
ましくは0.1〜30%の割合で配合される。乳剤とし
て使用する場合は、溶媒中に本発明の防汚剤を溶解し、
更に界面活性剤を添加して常法により乳剤を調製する。
界面活性剤としては、普通一般のものが用いられる。乳
剤として用いる場合、本発明の防汚剤は乳剤の重量に基
づき0.1〜80%、好ましくは0.1〜30%の割合
で配合される。カプセル剤として使用する場合は、カプ
セルの中にmMオーダーの防汚剤を包含させ、少しずつ
放出、拡散するようにして漁網等に取り付ける。また本
発明の防汚剤は、養殖漁網、定置網等水中使用物素材の
高分子樹脂に練りこんで用いてもよい。
効果に優れると共に海洋生物への安全性が高いため環境
保全の観点からも極めて高い価値を有し、また比較的容
易に化学合成できることから低コストで提供可能であ
る。本発明の防汚剤は、重金属を使用しておらず、主要
な付着生物であるフジツボ類の付着を阻害する作用を有
するものであり、その防汚性能は硫酸銅と同等以上と高
く、フジツボ幼生の付着阻害を示す濃度より100倍以
上高い濃度でもフジツボ幼生の死亡率が低いことから海
洋生物への安全性も高いと考えられる。また本発明の化
合物は比較的容易に化学合成できる特徴を有しており、
経済的にも優れていると考えられる。
ェルプレートを用いたRittschofらが考案した方法に基
づいて実施した(Rittschof et.al, J. Exp. Mar. Bio.
Ecl., 82, 131-146(1984))。サンプルとしては、上記
化学式1に含まれる化合物として下記に記載の化学式を
有する化合物を用いた。なお化学式に付した番号は実験
番号を示す。
て下記に記載の化学式を有する化合物を用いた。
に記載の化学式を有する化合物を用いた。
えて飼育したタテジマフジツボのキプリス幼生を用い
て、上記化合物の忌避活性を試験した。忌避活性試験に
はCorning社製24ウェルのポリスチレン製マルチウェ
ルプレートを用い、この化合物をメタノールに溶かした
溶液をウェルに注ぎ乾燥させた後、濾過海水を2ml注
入した。ウェルの大きさは直径15.5mm、高さ1
7.6mm、容量3.2mlである。試験する化合物の
濃度(μg/ml)は、0.01、0.03、0.1、
0.3、1、3、10というように約3倍濃度刻みとな
るように調製した。1ウェルにつき6個体のフジツボ幼
生を収容し、4ウェルを1濃度区とした。5日後に付着
個体数、死亡個体数を実体顕微鏡下で計数して各濃度区
別の付着率と死亡率を算出した。この他に化合物を入れ
ない濾過海水のみのウェルに6個体ずつフジツボ幼生を
入れたウェルを24個設け、計144匹のフジツボ幼生
の付着個体数を同様に計数して無処理区の付着率を求め
た。無処理区のフジツボ幼生の付着率が低いときには試
験データに採用しなかった。無処理区の付着率を100と
したときの処理区の付着阻害率を次式により算出した。 付着阻害率(%)=(1−処理区の付着率(%)/無処
理区の付着率(%))×100 なお試験は3〜5回繰り返し、その平均値を求めて横軸
(対数軸)に化合物の濃度、縦軸に付着阻害率を片対数
グラフにプロットして付着を50%阻害する化合物の濃
度(以下、EC50という。)を求めた(但し、YK−
AF−60〜64は試験回数が1回)。また、比較例と
て硫酸銅を使用し同様の試験を行った。
にEC50およびその濃度におけるフジツボ幼生の死亡
率をまとめた。本発明の化合物はいずれも付着阻害活性
を有しており、EC50が低ければ低いほど少量で効果
があるということを示している。EC50が1μg/m
lよりも低ければかなり有効であり、0.1μg/ml
よりも低ければ非常に有効であると考えられる。EC
50でのフジツボ幼生の死亡率が低い化合物は毒性によ
り付着を阻害するのではなく、忌避作用により付着を防
いでいると考えられるため、海洋生物への安全性が高い
物質と考えられる。比較のため硫酸銅を用いた場合に
は、EC50が0.42μg/mlで死亡率が19%で
あったが(図8、表4)、試験した化合物は死亡率が5
%以下と低いものが多かった。また、硫酸銅はEC50
の約10倍濃度の3μg/mlでフジツボ幼生の死亡率
は76%と急激に上昇したが(図8)、本発明の化合物
は、例えばYK−AF−34のようにEC50値0.0
084μg/mlの約1000倍濃度の10μg/mlで
も死亡率は5%以下と非常に低く(図4)、海洋生物に
対する安全性が高い化合物であると考えられる。
も簡易な方法で製造することができる。 1.YK−AF−023の製法:4−ベンジルオキシア
ニリン塩酸塩4.7gをギ酸エチル100mlに溶解
し、パラトルエンスルホン酸20mg、トリエチルアミ
ン3.1mlを加え40時間加熱還流した。反応液に酢
酸エチル150mlを加えた後、1M塩酸、飽和炭酸水
素ナトリウム水、および飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸
マグネシウムを用いて乾燥後、減圧下濃縮した。残留物
をヘキサン−酢酸エチルにより再結晶しN−(4−ベン
ジルオキシフェニル)−ホルムアミド[YK−AF−0
23]4.2gを得た。
−ベンジルオキシフェニル)−ホルムアミド[YK−A
F−023]455mgを塩化メチレン10mlに溶解
し、ジイソプロピルエチルアミン4ml、トリフルオロ
メタンスルホンサン無水物0.7mlを加えアルゴン気
流中氷冷下で10分間攪拌した。反応液に飽和炭酸水素
ナトリウム10mlを加えた後、酢酸エチル150ml
で抽出した。有機層は1M塩酸、飽和炭酸水素ナトリウ
ム水、および飽和食塩水で洗浄した後、無水硫酸マグネ
シウムを用いて乾燥し、減圧下濃縮した。残留物をシリ
カゲルカラムクロマログラフィー(ヘキサン/酢酸エチ
ル25:1)により精製し4−ベンジルオキシフェニル
イソアニド[YK−AF−024]80mgを得た。
法:1,4−シクロヘキサンジオンモノエチレンケター
ル12.0gのテトラヒドロフラン溶液30mlを、ア
ルゴン気流中氷冷下で1.14M−メチルリチウム80
mlを含んだテトラヒドロフラン溶液130mlに加え
同条件下1時間攪拌した。反応液に3M塩酸40mlを
加えさらに15時間加熱還流した後、ジエチルエーテル
300mlで抽出した。有機層は飽和炭酸水素ナトリウ
ム水、および飽和食塩水で洗浄した後、無水硫酸マグネ
シウムを用いて乾燥し濃縮した。残留物をシリカゲルカ
ラムクロマログラフィー(ヘキサン/酢酸エチル1:1
−1:2)により精製し4−ヒドロキシ−4−メチルシ
クロヘキサノン9.7gを得た。4−ヒドロキシ−4−
メチルシクロヘキサノン3.5gをメタノール30ml
に溶解し氷冷下水素化ホウ素ナトリウム1.6gを加え
1時間攪拌した。反応液に飽和食塩水30mlを加え酢
酸エチル200mlで抽出した。有機層を水、および飽
和食塩水で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムを用いて
乾燥し、減圧下濃縮した。残留物をシリカゲルカラムク
ロマログラフィー(ヘキサン/酢酸エチル1:1−1:
9)により精製し1−メチル−1,4−シクロヘキサン
ジオール2.8gを得た。
ール570mgをピリジン2mlに溶解し、無水酢酸2
mlを加えて室温で15時間攪拌した。反応液に飽和食
塩水10mlを加えさらに10分間攪拌した後、酢酸エ
チル150mlで抽出した。有機層は1M塩酸、飽和炭
酸水素ナトリウム水、および飽和食塩水で洗浄した後、
無水硫酸マグネシウムを用いて乾燥し、減圧下濃縮し
た。残留物をシリカゲルカラムクロマログラフィー(ヘ
キサン/酢酸エチル2:1)により精製し酢酸4−ヒド
ロキシ−4−メチルシクロヘキシルエステル710mg
を得た。酢酸4−ヒドロキシ−4−メチルシクロヘキシ
ルエステル65mgをニトロメタン1mlに溶解し、ト
リメチルシリルシアニド0.08ml、過塩素酸銀12
5mgを加えて室温で1時間攪拌した。反応液に飽和炭
酸水素ナトリウム水1mlを加えさらに10分間攪拌し
た後、沈殿物をセライト濾過しジエチルエーテル100
mlで洗浄した。有機層は水、飽和食塩水で洗浄した
後、無水硫酸マグネシウムを用いて乾燥し濃縮した。残
留物をシリカゲルカラムクロマログラフィー(ヘキサン
/酢酸エチル3:1−2:1)により精製しtrans-酢酸
4−イソシアノ−4−メチルシクロへキシルエステル
[YK−AF−033]60mg、およびcis-酢酸4−
イソシアノ−4−メチルシクロヘキシルエステル[YK
−AF−034]20mgを得た。
ンデゼン酸メチルエステル5.0gをテトラヒドロフラ
ン80mlに溶解し、氷冷下1.14M−メチルリチウ
ム55mlを加えさらに1時間攪拌した。反応液に3M
塩酸25mlを加えた後、ジエチルエーテル200ml
で抽出した。有機層は飽和炭酸水素ナトリウム水、およ
び飽和食塩水で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムを用
いて乾燥し濃縮した。残留物をシリカゲルカラムクロマ
ログラフィー(ヘキサン/酢酸エチル10:1)により
精製し2−メチル−11−ドデゼン−2−オール5.1
gを得た。2−メチル−11−ドデゼン−2−オール2
00mgをニトロメタン2mlに溶解し、トリメチルシ
リルシアニド0.16ml、過塩素酸銀250mgを加
えて室温で1時間攪拌した。反応液に飽和炭酸水素ナト
リウム水2mlを加えさらに10分間攪拌した後セライ
ト濾過し、ジエチルエーテル100mlで洗浄した。有
機層は水、飽和食塩水で洗浄した後、無水硫酸マグネシ
ウムを用いて乾燥し濃縮した。残留物をシリカゲルカラ
ムクロマログラフィー(ヘキサン/ジエチルエーテル2
0:1)により精製し11−イソシアノ−11メチル−
1−ドデセン[YK−AF−035]240mgを得
た。
度(μg/ml)と付着阻害率(%、実線)及び死亡率
(%、点線)との関係を示すグラフである。
度(μg/ml)と付着阻害率(%、実線)及び死亡率
(%、点線)との関係を示すグラフである。
度(μg/ml)と付着阻害率(%、実線)及び死亡率
(%、点線)との関係を示すグラフである。
度(μg/ml)と付着阻害率(%、実線)及び死亡率
(%、点線)との関係を示すグラフである。
度(μg/ml)と付着阻害率(%、実線)及び死亡率
(%、点線)との関係を示すグラフである。
度(μg/ml)と付着阻害率(%、実線)及び死亡率
(%、点線)との関係を示すグラフである。
度(μg/ml)と付着阻害率(%、実線)及び死亡率
(%、点線)との関係を示すグラフである。
/ml)と付着阻害率(%、実線)及び死亡率(%、点
線)との関係を示すグラフである。
Claims (8)
- 【請求項1】 下記化学式1 で表される化合物(式中、X1はイソシアノ基又はホル
ムアミド基、R1はアルキル基、R2はアルキル基、ヒ
ドロキシル基、アルコキシ基、アシルオキシ基、アリー
ル基、アラルキル基又はエステル基を表す。)、下記化
学式2 で表される化合物(式中、X2はイソシアノ基、アミド
基又はアミノ基、R3はアルキル基、アルケニル基、ア
ルコキシ基、又はアラルキロキシ基を表す。)、及び下
記化学式3 で表される化合物(式中、X3はイソシアノ基、アミド
基又はアミノ基、R4、R5はそれぞれ水素原子又はア
ルキル基、R6はアルケニル基、ヒドロキシル基、アリ
ール基、アリールチオ基、アシルオキシ基、アミノ基、
アミド基、フタルイミド基又は−C(CH3)mNC
(mは0〜2を表す。)、nは3〜15を表す。)から
成る群から選択される少なくとも1種の化合物から成る
水中有害付着生物に対する防汚剤。 - 【請求項2】 前記化学式1の式中、前記X1がイソシ
アノ基を表し、前記R2がアルコキシ基、アシルオキシ
基又はエステル基を表し、前記化学式2の式中、前記X
2がイソシアノ基を表し、前記R3がアルケニル基、ア
ルコキシ基、又はアラルキロキシ基を表し、前記化学式
3の式中、前記X3がイソシアノ基を表し、前記R4、
R5がそれぞれ水素原子又はメチル基を表し、前記R6
がアルケニル基、アリール基、アリールチオ基、又は−
C(CH3)mNC(mは0〜2を表す。)を表し、前
記nが7〜10を表す請求項1に記載の防汚剤。 - 【請求項3】 前記化学式1の式中、前記R2がアシル
オキシ基を表し、前記化学式2の式中、前記R3がアル
ケニル基を表し、前記化学式3の式中、前記R6がアル
ケニル基を表し、前記nが8又は9を表す請求項1又は
2に記載の防汚剤。 - 【請求項4】 前記化学式2で表される化合物又は前記
化学式3で表される化合物から成る請求項1〜3のいず
れか一項に記載の防汚剤。 - 【請求項5】 前記化学式3で表される化合物から成る
請求項1〜3のいずれか一項に記載の防汚剤。 - 【請求項6】 請求項1〜5のいずれか一項に記載の防
汚剤を塗膜形成剤に配合して調整された塗料であって、
前記防汚剤が溶液の重量に基づき0.1〜50重量%の
割合で配合された塗料。 - 【請求項7】 請求項1〜5のいずれか一項に記載の防
汚剤を塗膜形成剤に配合し溶媒に溶解した溶液であっ
て、前記防汚剤が溶液の重量に基づき0.1〜100%
の割合で配合された溶液。 - 【請求項8】 請求項1〜5のいずれか一項に記載の防
汚剤を溶媒中に溶解し、更に界面活性剤を添加して調整
された乳剤であって、前記防汚剤が乳剤の重量に基づき
0.1〜80%の割合で配合された乳剤。
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