WO2010109855A1 - 水中有害付着生物に対する防汚剤 - Google Patents

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BASSERU CHEMICAL CO LTD
Hokkaido University NUC
Central Research Institute of Electric Power Industry
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    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C291/00Compounds containing carbon and nitrogen and having functional groups not covered by groups C07C201/00 - C07C281/00
    • C07C291/10Isocyanides

Definitions

  • the present invention relates to an antifouling agent for controlling fouling due to adhesion of harmful organisms in water, an antifouling paint containing the antifouling agent, and a novel secondary isonitrile compound used for these.
  • Underwater harmful organisms such as barnacles, mussels, hydro-insects, and bryozoans are attached to the bottom of the ship, aquaculture fishing nets, stationary nets, and cooling water intakes of waterfront factories, causing great damage.
  • compounds containing heavy metals such as organotin compounds and cuprous oxide have been used as antifouling agents for controlling these attached organisms.
  • antifouling agents containing these heavy metals have a large impact on the environment, and therefore tend to be restricted in use. Therefore, in recent years, development of a new antifouling agent to replace a compound containing heavy metal has been advanced (see, for example, Patent Document 1).
  • Patent Document 1 discloses a compound having a tertiary isonitrile group (for example, trans-acetic acid (4-isocyano-4-methylcyclohexyl) ester) as a new antifouling agent in place of a compound containing a heavy metal.
  • Patent Document 1 describes that a compound having a tertiary isonitrile group not only has an excellent repellent effect on harmful organisms in water, but also has high safety to living organisms.
  • Patent Document 2 discloses a method for synthesizing a compound having a tertiary isonitrile group without using a metal reagent. In this method, first, a tertiary alcohol and trimethylsilylcyanide are reacted in the presence of a Bronsted acid to prepare an N-substituted formamide compound.
  • a tertiary amine and a sulfonic acid halide are added to the obtained N-substituted formamide compound to convert the formamide group into an isonitrile group, thereby synthesizing a compound having a tertiary isonitrile group.
  • a compound having a tertiary isonitrile group can be continuously synthesized using one reaction apparatus.
  • the antifouling agent comprising a compound having a tertiary isonitrile group has a problem that the production cost is high. That is, a compound having a tertiary isonitrile group is expensive in the reagent as a raw material and is difficult to synthesize, so that the production cost of the antifouling agent is increased.
  • the present invention has been made in view of such points, and has an antifouling agent that has an antifouling effect and safety equivalent to or higher than those of conventionally used compounds, and can be produced more easily and inexpensively.
  • the purpose is to provide.
  • the present inventor has found that the above-mentioned problems can be solved by using a secondary isocyanocyclohexane compound as an antifouling agent, and has further studied and completed the present invention.
  • the first aspect of the present invention relates to an antifouling agent against the following underwater harmful organisms.
  • An antifouling agent against harmful attached organisms in water comprising a secondary isonitrile compound represented by the general formula (1). (Wherein R represents a lower alkyl group)
  • R represents a lower alkyl group
  • the antifouling agent according to [1], wherein the compound is an acetic acid (4-isocyanocyclohexyl) ester represented by the formula (2).
  • the antifouling agent according to [1] wherein the compound is trans-acetic acid (4-isocyanocyclohexyl) ester represented by the formula (3).
  • the second of the present invention relates to the following antifouling paint.
  • An antifouling paint comprising the secondary isonitrile compound according to any one of [1] to [4] and a film forming agent, wherein the content of the compound is 0.1 to 50% by weight. Antifouling paint.
  • the third of the present invention relates to the following secondary isonitrile compounds.
  • an antifouling agent having an antifouling effect and safety equivalent to or higher than those of conventionally used compounds can be produced easily and inexpensively. Therefore, according to the present invention, it is possible to easily and inexpensively manufacture an antifouling paint or the like for controlling the adhesion of harmful underwater organisms.
  • the “isonitrile compound” means a compound having an isonitrile group (isocyano group: —NC).
  • the antifouling agent of the present invention is an antifouling agent against harmful aquatic organisms such as barnacles and contains a secondary isocyanocyclohexane compound represented by the following general formula (1).
  • R represents an alkyl group, preferably a lower alkyl group.
  • the lower alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. More preferred is a methyl group.
  • the lower alkyl group may be a linear alkyl group, a branched alkyl group, or a cyclic alkyl group.
  • the acyloxy group (RC ( ⁇ O) O— group) may be bonded to any carbon atom constituting the cyclohexane ring, but when the substitution position of the isonitrile group is the 1st position, the following general formula ( It is preferably bonded to the 3rd or 4th carbon atom as represented by I) or (II).
  • R represents a lower alkyl group.
  • the lower alkyl group has the same meaning as the lower alkyl group represented by R in the general formula (1).
  • the compound represented by the general formula (1) may have a cis isomer and a trans isomer (geometric isomer) due to the relationship between the isonitrile group and the acyloxy group. Or a mixture of isomers.
  • Preferable examples of the compound contained in the antifouling agent of the present invention include acetic acid (4-isocyanocyclohexyl) ester represented by the following formula (2). That is, the compound in which R in Formula (1) is a methyl group and the substitution position of the acyloxy group is the 4-position.
  • the acetic acid (4-isocyanocyclohexyl) ester may be trans-acetic acid (4-isocyanocyclohexyl) ester represented by the following formula (3) or cis-acetic acid represented by formula (4) It may be (4-isocyanocyclohexyl) ester.
  • the antifouling agent of the present invention may contain other antifouling agents and additives in addition to the compound represented by the formula (1).
  • examples of other antifouling agents include tetraethylthiuram-disulfide, 2,3-dichloro-N- (2,6-diethylphenyl) maleimide, 4,5-dichloro-2-n-octyl-4-isothiazoline-3 -One, cuprous oxide, cuprous thiocyanate, bis (2-pyridinethiol-1-oxide) copper salt, bis (2-pyridinethiol-1-oxide) zinc salt, bisdimethyldithiocarbamoyl zinc ethylenebisdithiocarbamate , Zinc bis (N, N-dimethyldithiocarbamate), pyridine-triphenylboron, triphenyl (octadecylamine) boron, triphenyl [3- (2-ethylhexyloxy)
  • Examples of the coating film forming agent include oil varnish, synthetic resin, artificial rubber, natural resin and the like.
  • Examples of synthetic resins include acrylic resins; vinyl chloride resins, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer resins, vinyl halide resins such as vinylidene fluoride, polyolefin resins such as chlorinated polypropylene, and rubber resins such as chlorinated rubber.
  • the antifouling agent of the present invention can be produced by any method. Although an example of the manufacturing method is demonstrated below, the manufacturing method of the antifouling agent of this invention is not limited to this.
  • acylating agents include acid anhydrides such as acetic anhydride; acid chlorides such as propionic acid chloride and butanoic acid chloride.
  • the amount of the acylating agent is preferably not less than the equivalent of the raw material aminocyclohexanol, and preferably 1.1 to 1.3 equivalents.
  • test Method In this example, four types of antifouling agent compositions shown in Table 3 were used.
  • the antifouling compositions of Examples I and II contain the antifouling agent (TH141) of the present invention, but the antifouling compositions of Comparative Examples I and II do not contain the antifouling agent (TH141) of the present invention.
  • Test results Table 4 shows the results of the marine antifouling performance test.

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Abstract

 以下の一般式(1)で表される二級イソシアノシクロヘキサン化合物を含む(式中、Rはアルキル基を表す)防汚剤を提供する。船底や漁網、発電所冷却システムなどに対する、フジツボ類やイガイ類、ヒドロ虫類、コケムシ類などの水中有害付着生物による汚損を防除するための防汚剤として有用である。従来使用されてきた化合物と同等以上の防汚効果および安全性を有し、かつより容易かつ安価に製造することができる防汚剤である。

Description

水中有害付着生物に対する防汚剤
 本発明は、水中有害付着生物の付着による汚損を防除するための防汚剤、前記防汚剤を含む防汚塗料、及びこれらに用いられる新規な二級イソニトリル化合物に関する。
 フジツボ類やイガイ類、ヒドロ虫類、コケムシ類などの水中有害付着生物は、船底や養殖用漁網、定置網、臨海工場の冷却水取水路などに付着して多大な被害を与えている。従来、これらの付着生物を防除するための防汚剤として、有機スズ化合物や亜酸化銅などの重金属を含む化合物が使われてきた。しかし、これらの重金属を含む防汚剤は、環境へ与える影響が大きいため、使用が規制される傾向にある。そこで、近年、重金属を含む化合物に代わる新たな防汚剤の開発が進められている(例えば、特許文献1参照)。
 特許文献1には、重金属を含む化合物に代わる新たな防汚剤として、三級イソニトリル基を有する化合物(例えば、トランス-酢酸(4-イソシアノ-4-メチルシクロヘキシル)エステル)が開示されている。特許文献1には、三級イソニトリル基を有する化合物は、水中有害付着生物の忌避効果に優れているだけでなく、生物への安全性も高いことが記載されている。
 このような三級イソニトリル基を有する化合物は、一般的に合成が困難であるといわれているが、様々な合成方法が開示されている(例えば、特許文献2参照)。たとえば、特許文献2には、金属試薬を用いずに三級イソニトリル基を有する化合物を合成する方法が開示されている。この方法では、まず、三級アルコールとトリメチルシリルシアニドとをブレンステッド酸存在下で反応させてN置換ホルムアミド化合物を調製する。次いで、得られたN置換ホルムアミド化合物に三級アミンおよびスルホン酸ハロゲン化物を添加し、ホルムアミド基をイソニトリル基に変換させて三級イソニトリル基を有する化合物を合成している。この方法を用いることで、三級イソニトリル基を有する化合物を一つの反応装置を用いて連続して合成することができる。
特開2002-370907号公報 特開2008-266164号公報
 しかしながら、三級イソニトリル基を有する化合物から成る防汚剤には、製造コストが高いという問題がある。すなわち、三級イソニトリル基を有する化合物は、原料となる試薬が高価であり、かつ合成も困難であるため、防汚剤の製造コストも高くなってしまうのである。
 本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、従来使用されてきた化合物と同等以上の防汚効果および安全性を有し、かつより容易かつ安価に製造することができる防汚剤を提供することを目的とする。
 本発明者は、二級イソシアノシクロヘキサン化合物を防汚剤とすることで上記課題を解決できることを見出し、さらに検討を加えて本発明を完成させた。
 すなわち、本発明の第一は、以下の水中有害付着生物に対する防汚剤に関する。
 [1]一般式(1)で表される二級イソニトリル化合物を含む、水中有害付着生物に対する防汚剤。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 (式中、Rは低級アルキル基を表す)
 [2]前記一般式(1)中、Rはメチル基である、[1]に記載の防汚剤。
 [3]前記化合物は、式(2)で表される酢酸(4-イソシアノシクロヘキシル)エステルである、[1]に記載の防汚剤。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 [4]前記化合物は、式(3)で表されるトランス-酢酸(4-イソシアノシクロヘキシル)エステルである、[1]に記載の防汚剤。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 また、本発明の第二は、以下の防汚塗料に関する。
 [5][1]~[4]のいずれかに記載の二級イソニトリル化合物と、塗膜形成剤とを含む防汚塗料であって、前記化合物の含量は0.1~50重量%である、防汚塗料。
 更に、本発明の第三は、以下の二級イソニトリル化合物に関する。
 [6]一般式(I)又は(II)で表される二級イソニトリル化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 (式中、Rは低級アルキル基を表す)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 (式中、Rは低級アルキル基を表す)
 [7]前記一般式(1)中、Rはメチル基である、[6]に記載の化合物。
 [8]式(2)で表される酢酸(4-イソシアノシクロヘキシル)エステルである、[6]に記載の化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 [9]式(3)で表されるトランス-酢酸(4-イソシアノシクロヘキシル)エステルである、[6]に記載の化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 本発明によれば、従来使用されてきた化合物と同等以上の防汚効果および安全性を有する防汚剤を、容易かつ安価に製造することができる。したがって、本発明によれば、水中有害付着生物の付着を防除するための防汚塗料などを容易かつ安価に製造することができる。
 以下、本明細書において、「イソニトリル化合物」とは、イソニトリル基(イソシアノ基:-NC)を有する化合物を意味する。
 本発明の防汚剤は、フジツボなどの水中有害付着生物に対する防汚剤であって、以下の一般式(1)で表される二級イソシアノシクロヘキサン化合物を含むことを特徴とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 上記一般式(1)におけるRはアルキル基を表すが、低級アルキル基であることが好ましい。低級アルキル基とは、炭素数が1~10のアルキル基であることが好ましく、炭素数が1~5のアルキル基であることがより好ましく、炭素数が1~3のアルキル基であることがさらに好ましく、メチル基であることが特に好ましい。低級アルキル基は、直鎖状アルキル基であってもよく、分岐鎖状アルキル基であってもよく、環状アルキル基であってもよい。
 アシルオキシ基(RC(=O)O-基)は、シクロヘキサン環を構成する炭素原子のいずれに結合していてもよいが、イソニトリル基の置換位置を1位としたときに、以下の一般式(I)又は(II)で表されるように3位又は4位の炭素原子に結合していることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 なお、上記一般式(I)及び(II)中のRは低級アルキル基を表す。この低級アルキル基は、前記一般式(1)中のRで表される低級アルキル基と同義である。
 一般式(1)で表される化合物は、イソニトリル基とアシルオキシ基との関係でシス体およびトランス体の立体異性体(幾何異性体)がありうるが、シス体であっても、トランス体であっても、異性体混合物であってもよい。
 本発明の防汚剤に含まれる化合物の好ましい例には、以下の式(2)で表される酢酸(4-イソシアノシクロヘキシル)エステルが含まれる。つまり、式(1)におけるRがメチル基であって、アシルオキシ基の置換位置が4位である化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 酢酸(4-イソシアノシクロヘキシル)エステルは、以下の式(3)で表されるトランス-酢酸(4-イソシアノシクロヘキシル)エステルであってもよいし、式(4)で表されるシス-酢酸(4-イソシアノシクロヘキシル)エステルであってもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 本発明の防汚剤には、式(1)で表される化合物とともに、他の防汚剤や添加剤などが含まれていてもよい。他の防汚剤の例には、テトラエチルチウラム-ジスルフィド、2,3-ジクロロ-N-(2,6-ジエチルフェニル)マレイミド、4,5-ジクロロ-2-n-オクチル-4-イソチアゾリン-3-オン、亜酸化銅、チオシアン酸第一銅、ビス(2-ピリジンチオール-1-オキシド)銅塩、ビス(2-ピリジンチオール-1-オキシド)亜鉛塩、ビスジメチルジチオカルバモイルジンクエチレンビスジチオカーバメイト、ビス(N,N-ジメチルジチオカルバミン酸)亜鉛、ピリジン-トリフェニルボロン、トリフェニル(オクタデシルアミン)ボロン、トリフェニル[3-(2-エチルヘキシルオキシ)プロピルアミン]ボロン、2-メチルチオ-4-t-ブチルアミノ-6-シクロプロピルアミノ-s-トリアジン、N,N-ジメチル-N’-フェニル-N’-(フルオロジクロロメチルチオ)スルファミド、ジクロロ-N-[(ジメチルアミノ)スルフォニル]フルオロ-N-(P-トリル)メタンスルフェンアミド、3-(3,4-ジクロロフェニル)-1,1-ジメチルウレアなどが含まれる。添加剤の例には、シリコーンオイル、ポリブテン、パラフィン類、ワセリンなどが含まれる。
 シリコーンオイルの例には、ジメチルシリコーンオイルの他、ジメチルシリコーンオイルのメチル基の一部が種々の置換基によって置換された変性シリコーンオイルが含まれる。変性シリコーンオイルの例には、ジメチルシリコーンオイルのメチル基の一部が、(a)フェニル基に置換されたメチルフェニルシリコーンオイル、(b)モノアミン、ジアミン又はアミノ・ポリエーテル基に置換されたアミノ変性シリコーンオイル、(c)エポキシ、脂環式エポキシ、エポキシ・ポリエーテル又はエポキシ・アラルキル基に置換されたエポキシ変性シリコーンオイル、(d)カルビノール基に置換されたカルビノール変性シリコーンオイル、(e)メルカプト基に置換されたメルカプト変性シリコーンオイル、(f)カルボキシル基に置換されたカルボキシル変性シリコーンオイル、(g)メタクリル基に置換されたメタクリル変性シリコーンオイル、(h)ポリエーテルに置換されたポリエーテル変性シリコーンオイル、(i)長鎖アルキル又は長鎖アルキル・アラルキル基に置換された長鎖アルキル変性シリコーンオイル、(j)高級脂肪酸エステル基に置換された高級脂肪酸変性シリコーンオイル、(k)フロロアルキル基に置換されたフロロアルキル変性シリコーンオイルなどが含まれる。これらのなかでも、(a)メチルフェニルシリコーンオイル、(h)ポリエーテル変性シリコーンオイル、(i)長鎖アルキル変性シリコーンオイルが好ましい。
 本発明の防汚剤が対象物の表面にあると、その表面に水中有害付着生物が付着することを抑制することができる。水中有害付着生物の例には、フジツボや、イガイ類、ヒドロ虫類、コケムシ類、海藻、セルプラ、ホヤ類、海綿類などが含まれる。本発明の防汚剤の防汚効果は、従来の防汚剤(例えば三級イソニトリル化合物を含む防汚剤)と同程度か、それ以上の防汚効果を有しうる。しかも、本発明の防汚剤は、従来の防汚剤に比べて生物への有毒性が顕著に低い(実施例参照)。
 本発明の防汚剤は好ましくは塗料として用いられる。塗料とは、粉体塗料であっても、液状塗料であってもよい。液状塗量の場合には、溶液や乳剤など、任意の剤型に調製されうる。
 本発明の防汚剤を防汚塗料とする場合には、式(1)で表される化合物と、塗膜形成剤とを配合すればよい。防汚塗料における式(1)で表される化合物の割合は、特に限定されないが、0.1~50重量%の範囲内が好ましく、0.1~30重量%の範囲が特に好ましい。
 塗膜形成剤の例には、油ワニス、合成樹脂、人造ゴム、天然樹脂などが含まれる。合成樹脂の例には、アクリル樹脂;塩化ビニル樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合樹脂、フッ化ビニリデン等のハロゲン化ビニル樹脂、塩素化ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、塩素化ゴム等のゴム系樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ブチラール等のポリビニルアルコール系樹脂、ニトロセルロース、セルロースアセテートブチレート等の繊維素系樹脂、酢酸ビニル系、アクリル系、スチレン-ブタジエン系等のエマルジョン系樹脂、高分子ポリエステル、クマロン樹脂、クマロン-インデン樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル等の縮合系ベース用樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ウレタンプレポリマー等の縮合系架橋用樹脂、エポキシ樹脂、シリコン中間体、フェノール樹脂、キシレン樹脂、マレイン酸樹脂等の縮合系変性用樹脂の他、ポリブタジエン、石油樹脂などが含まれる。また、天然樹脂の例には、琥珀、コパール、ダンマルゴム、ロジン(ウッドロジン、ガムロジン)、セラック、エステルガム、アスファルト、コールタール、ピッチなどが含まれる。なお、防汚塗料には、さらに任意の他の防汚剤や溶剤、体質顔料などが含まれていてもよい。
 本発明の防汚剤を防汚塗料として使用する場合は、防汚すべき対象物に塗布して塗膜を形成することが好ましい。前述の通り、本発明の防汚剤は、水中有害生物の付着を抑制することができるので、船底や漁網、冷却用取水路などに防汚塗料を塗布して、塗膜を形成することが好ましい。
 本発明の防汚剤は、塗料として用いられるだけでなく、養殖漁網や定置網などを構成する材料(繊維や樹脂など)に添加されて練りこまれていてもよい。それにより得られる養殖漁網や定置網は、高い防汚効果を示しうる。
 また、本発明の防汚剤は、カプセル剤であってもよい。本発明の防汚剤をカプセル剤とする場合には、式(1)で表される化合物をカプセルの中に包含させればよい。本発明の防汚剤をカプセル剤として使用する場合は、防汚すべき対象物にカプセル剤を取り付け、本発明の防汚剤を少しずつ放出させればよい。
 本発明の防汚剤は、任意の方法で製造されうる。以下において、その製造方法の一例を説明するが、本発明の防汚剤の製造方法はこれに限定されない。
 本発明の防汚剤の製造方法は、例えば、
 (A)アミノシクロヘキサノールとホルミル化剤とを反応させて、ホルムアミノシクロヘキサノールを得る第1ステップと、
 (B)前記ホルムアミノシクロヘキサノールとアシル化剤とを反応させて、ヒドロキシル基をアシル化して、アシルオキシ化されたホルムアミノシクロヘキシルを得る第2ステップと、
 (C)アシルオキシ化されたホルムアミノシクロヘキシルに、三級アミンおよびスルホン酸ハロゲン化物を反応させて、アシルオキシ化されたイソシアノシクロヘキシルを得る第3ステップと、を含む。
 (A)第1のステップについて
 第1のステップでは、原料のアミノシクロヘキサノールとホルミル化剤とを反応させる。これにより、アミノシクロヘキサノールのアミノ基がホルミル化され、ホルムアミノシクロヘキサノールが生成される。
 原料のアミノシクロヘキサノールは、アミノ基およびヒドロキシル基を有するシクロヘキサン化合物であれば特に限定されない。このようなアミノシクロヘキサノールの例には、トランス-4-アミノシクロヘキサノールが含まれる。
 ホルミル化剤は、アミノシクロヘキサノールのアミノ基をホルムアミド基に変化させる。ホルミル化剤の例には、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、ギ酸ブチルなどのギ酸エステルや;ギ酸アンモニウムなどのギ酸塩の他、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、N-ホルミルピペリジン、N-メトキシ-N-メチルホルムアミド等が含まれる。ホルミル化剤の量は、原料のアミノシクロヘキサノールの当量以上であることが好ましく、1.1~1.3当量であることが好ましい。
 第1のステップでは、必要に応じて触媒を加えてもよい。第1のステップで加える触媒の例には、パラトルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、メタンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、酢酸、プロピオン酸などの酸触媒が含まれる。触媒の量は、触媒機能を発現しうる量であれば特に限定されず、大過剰量であってもよい。
 (B)第2のステップについて
 第2のステップでは、第1のステップで得た反応混合物にアシル化剤を加える。これにより、ホルムアミノシクロヘキサノールのヒドロキシル基をアシル化して、アシルオキシ化ホルムアミノシクロヘキシルを得る。
 アシル化剤の例には、無水酢酸などの酸無水物;プロピオン酸クロリド、ブタン酸クロリドなどの酸クロリドが含まれる。アシル化剤の量は、原料のアミノシクロヘキサノールの当量以上であることが好ましく、1.1~1.3当量であることが好ましい。
 第2のステップでは、必要に応じて触媒を加えてもよい。第2のステップで加える触媒の例には、ピリジン、N,N-ジメチル-4-アミノピリジン、トリエチルアミン、ピロリジン、ピペリジン、ピロールなどの塩基触媒が含まれる。触媒の量は、触媒機能を発現しうる量であれば特に限定されず、大過剰量であってもよい。
 (C)第3のステップについて
 第3のステップでは、第2のステップで得たアシルオキシ化ホルムアミノシクロヘキシルに、三級アミンおよびスルホン酸ハロゲン化物を反応させる。これにより、アシルオキシ化ホルムアミノシクロヘキシルのN置換ホルムアミド基が、脱水反応によりイソニトリル基に変換される(反応機構については、特許文献2を参照)。
 第3のステップで加える三級アミンの例には、ピリジンや4-N,N-ジメチルアミノピリジン、N-メチルイミダゾール、キノリンなどの芳香族複素環式窒素化合物、トリメチルアミンなどの脂肪族三級アミンが含まれる。三級アミンの量は、原料のアミノシクロヘキサノールの2当量以上であることが好ましく、2.1~2.5当量であることが好ましい。三級アミンにより、第3のステップで生成するトルエンスルホン酸および塩酸を中和できるからである。これらの三級アミンは、塩酸塩として反応混合物に添加してもよい。
 スルホン酸ハロゲン化物は、スルホン酸のヒドロキシル基がハロゲン原子に置換された化合物である。スルホン酸ハロゲン化物の例には、パラトルエンスルホン酸ハロゲン化物、ベンゼンスルホン酸ハロゲン化物、メタンスルホン酸ハロゲン化物が含まれる。ハロゲン原子は、特に限定されないが、入手の容易さから塩素であることが好ましい。スルホン酸ハロゲン化物の量は、原料のアミノシクロヘキサノールの当量以上であることが好ましく、1.1~1.3当量であることが好ましい。
 第3のステップでは、N置換ホルムアミド基が、脱水反応によりイソニトリル基に変換される。この反応を「イソニトリル化反応」ともいう。この反応では、イソニトリル化合物の他に、スルホン酸と四級アンモニウム塩が生成する。第3のステップで加える三級アミンとスルホン酸ハロゲン化物との組み合わせにより、イソニトリル化反応の進行が異なる。イソニトリル化反応を効率よく進行させるためには、三級アミンをトリエチルアミン、ピリジン、4-N,N-ジメチルアミノピリジンまたはトリメチルアミンとし;スルホン酸ハロゲン化物をパラトルエンスルホン酸塩化物とすることが好ましい。なかでも、三級アミンをピリジンとすることが特に好ましい。
 イソニトリル化反応を行う温度は特に限定されないが、室温で行うことが好ましい。たとえば、反応混合物を液体クロマトグラフィーなどで随時モニターし、所望の量のイソニトリルが生成するまで反応を行えばよい。
 第3のステップで得られた二級イソニトリル化合物(本発明の防汚剤)を単離する方法は特に限定されない。たとえば、反応混合物を、アミンや酸、塩などが溶解しうる水相と、二級イソニトリル化合物が溶解しうる油相とに分離し、油相からシリカゲルカラマトグラフィーなどの公知の分離機器を用いて二級イソニトリル化合物を単離すればよい。また、反応混合物が固形物を含む場合は、固形物を濾過により分離してもよい。二級イソニトリル化合物を、任意の成分と混合して防汚剤としてもよい。
 以上に示されるように、本発明の防汚剤に含まれる二級イソニトリル化合物は、三級イソニトリル化合物に比べて、より容易かつ安価に合成することができる。また、本発明の製造方法は、本発明の防汚剤を安価な材料を用いて容易に製造することができる。
 以下、本発明を実施例を参照して詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されない。
 [実施例1]
 実施例1では、本発明の防汚剤のフジツボ付着阻害試験と生態影響試験の結果を示す。
 1.本発明の防汚剤(TH141)の合成
 トランス-4-アミノシクロヘキサノール(25g)にギ酸エチル(60mL)およびパラトルエンスルホン酸(380mg)を加えて、70℃で18時間加熱した。反応液を濃縮した後、残留物にピリジン(40mL)および無水酢酸(40mL)を加えて、18時間攪拌した。反応液に飽和食塩水を加えた後、酢酸エチルで抽出した。有機層を3M HCl、飽和炭酸水素ナトリウムおよび飽和食塩水で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を留去した。残留物をヘキサン-酢酸エチルを用いて再結晶化させ、トランス-酢酸(4-ホルムアミノシクロヘキシル)エステル(18.5g)を得た。
 トランス-酢酸(4-ホルムアミノシクロヘキシル)エステル(27.0g)をピリジン(50mL)に溶解させ、パラトルエンスルホン酸塩化物(30.6g)を加えて、12時間攪拌した。反応液を濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン-酢酸エチル=3:1)により精製し、式(3)で表されるトランス-酢酸(4-イソシアノシクロヘキシル)エステル(20.5g)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 以下の実験では、得られたトランス-酢酸(4-イソシアノシクロヘキシル)エステル(以下「TH141」ともいう)を本発明の防汚剤として使用した。
 2.フジツボ付着阻害試験
 本発明の防汚剤(TH141)および比較例の防汚剤(2種類)について、フジツボに対する付着阻害活性を試験した。比較例の防汚剤には、以下の式(5)に示される特許文献1に記載の三級イソニトリル基を有する防汚剤(11-イソシアノ-11メチル-1-ドデセン;以下「AF035」という)と、式(6)に示される市販の防汚剤(商品名「Sea-Nine 211」;4,5-ジクロロ-2-n-オクチル-n-イソチアゾリン-3-オン;ローム・アンド・ハース社;以下「Sea-Nine」という)を用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 被験化合物(TH141、AF035またはSea-Nine)の濃度を0.01,0.03,0.1,0.3,1,3,10μg/mlと約3倍濃度刻みになるように調整し、24ウェルのポリスチレン製マルチウェルプレート(コーニング社)の各ウェルに注ぎ、乾燥させた。
 被験化合物でコーティングした各ウェルにろ過海水を2mL注いだ後、タテジマフジツボのキプリス幼生を6匹(6個体)入れた。今回の計測では、4ウェルを1濃度区(処理区)とした。各濃度区について、キプリス幼生を入れてから48時間後に、ウェルに付着した個体数を実体顕微鏡下で計測した。また、無処理区として、被験化合物でコーティングしていないウェルにろ過海水を2mL注いだ後、キプリス幼生を6匹(6個体)入れた。無処理区についても、キプリス幼生を入れてから48時間後に、ウェルに付着した個体数を実体顕微鏡下で計測した。各被験化合物について、無処理区の付着率を100としたときの処理区の付着率を次式により算出した。
 付着率(%)=処理区の付着率/無処理区の付着率×100
 上記試験を3~5回繰り返し、付着率の平均値を求めて横軸(対数軸)に化合物の濃度、縦軸に付着率をプロットして、キプリス幼生の付着を50%阻害する被験化合物の濃度(フジツボ48時間半数付着阻害濃度)をプロビット法により求めた。表1に、各被験化合物のフジツボ48時間半数付着阻害濃度を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 3.生態影響試験
 (1)魚類急性毒性試験
 各被験化合物について、OECDテストガイドライン203に準拠した方法により魚類急性毒性試験を行った。今回の試験では、ヒメダカの稚魚およびカクレクマノミの稚魚を所定の濃度の被験化合物に96時間暴露させて、半数致死濃度(LC50)を特定した。表2に、魚類急性毒性試験の結果を示す。
 (2)魚類初期生活段階毒性試験
 各被験化合物について、OECDテストガイドライン210に準拠した方法により魚類初期生活段階毒性試験を行った。今回の試験では、ヒメダカおよびカクレクマノミについて、卵の段階から孵化後約30日まで所定の濃度の被験化合物に暴露させて、最低影響濃度(LOEC)を特定した。表2に、魚類初期生活段階毒性試験の結果を示す。
 (3)甲殻類急性遊泳阻害試験
 各被験化合物について、OECDテストガイドライン202に準拠した方法により甲殻類急性毒性試験を行った。今回の試験では、オオミジンコを所定の濃度の被験化合物に48時間暴露させて、半数遊泳阻害濃度(EC50)を特定した。表2に、甲殻類急性遊泳阻害試験の結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 上記フジツボ付着阻害試験の結果(表1)および生態影響試験の結果(表2)から、本発明の阻害剤(TH141)は、市販の防汚剤(Sea-Nine)とほぼ同程度(1/3倍)のフジツボ付着阻害活性を有することがわかる。また、本発明の阻害剤(TH141)は、市販の防汚剤(Sea-Nine)および三級イソニトリル基を有する防汚剤(AF035)に比べて魚類および甲殻類に対する毒性が顕著に低い(1/1000~1/10倍)ことがわかる。
 [実施例2]
 実施例2では、本発明の防汚剤の海洋防汚性能試験の結果を示す。
 1.試験方法
 本実施例では、表3に示す4種類の防汚剤組成物を使用した。実施例I,IIの防汚剤組成物は本発明の防汚剤(TH141)を含むが、比較例I,IIの防汚剤組成物は本発明の防汚剤(TH141)を含まない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 表3において、「TH141」とは、トランス-酢酸(4-イソシアノシクロヘキシル)エステルを意味する。「アクリル樹脂」とは、メチルメタクリレート・ブチルアクリレート共重合体(Tg:10℃)を意味する。「ポリブテンLV-100」とは、日本石油化学株式会社製のポリブテン(グレードLV-100、数平均分子量:500)を意味する。「シリコーンオイルKF6016」とは、信越化学工業株式会社製のポリエーテル変性シリコーンオイル(KF6016、HLB:4.5)を意味する。
 上記4種類の防汚剤組成物を、それぞれポリエチレン製無結節網(6節、400デニール、60本)に浸漬塗布し、風乾した。それぞれの網を、平成20年1月16日から平成20年4月21日までの3ヶ月間、大分県佐伯市蒲江湾の海面下1mに浸漬保持した。3ヵ月後、それぞれの網に対する水中有害付着生物の付着状況を調査した。
 2.試験結果
 表4に、海洋防汚性能試験の結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 表4から、本発明の防汚剤(TH141)は、水中付着有害生物の付着を抑制しうることがわかる。また、本発明の防汚剤は、シリコーンオイルと組み合わせることでより顕著な付着抑制効果を発揮することがわかる。
 本出願は、2009年3月24日出願の出願番号JP2009-72667に基づく優先権を主張する。当該出願明細書に記載された内容は、すべて本願明細書に援用される。
 本発明の二級イソニトリル化合物、及びそれを含有する防汚剤は、船底や漁網、発電所冷却システムなどに対する、水中有害付着生物による汚損を防除するための防汚剤として有用である。

Claims (9)

  1.  一般式(1)で表される二級イソニトリル化合物を含む、水中有害付着生物に対する防汚剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
     (式中、Rは低級アルキル基を表す)
  2.  前記一般式(1)中、Rはメチル基である、請求項1に記載の防汚剤。
  3.  前記化合物は、式(2)で表される酢酸(4-イソシアノシクロヘキシル)エステルである、請求項1に記載の防汚剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
  4.  前記化合物は、式(3)で表されるトランス-酢酸(4-イソシアノシクロヘキシル)エステルである、請求項1に記載の防汚剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
  5.  請求項1に記載の二級イソニトリル化合物と、塗膜形成剤とを含む防汚塗料であって、前記化合物の含量は0.1~50重量%である、防汚塗料。
  6.  一般式(I)又は(II)で表される二級イソニトリル化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
     (式中、Rは低級アルキル基を表す)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
     (式中、Rは低級アルキル基を表す)
  7.  前記一般式(1)中、Rはメチル基である、請求項6に記載の化合物。
  8.  式(2)で表される酢酸(4-イソシアノシクロヘキシル)エステルである、請求項6に記載の化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
  9.  式(3)で表されるトランス-酢酸(4-イソシアノシクロヘキシル)エステルである、請求項6に記載の化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
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