[发明专利]环脯氨酸-亮氨酸在海洋污损生物防除中的应用

说明书

技术领域

本发明属于海洋防污涂料领域，具体涉及一种环二肽在海洋污损生物防除 中的应用。

背景技术

海洋污损生物是指固着或栖息在船舶和各种人工设施水下固体表面上，对 人类经济活动产生不利影响的海洋生物，其危害主要为增加船舶行进阻力，降 低航速，增大燃料消耗；堵塞用水管道；改变金属腐蚀过程，导致局部腐蚀或 穿孔；妨碍各类海洋设施的正常工作，引发漂移、失衡甚至导致倾覆；在海洋 水产养殖方面，还会与养殖贝类争夺附着基和饵料，妨碍养殖对象的生长发育， 并降低水产品品质等。

在海洋污损生物防除技术和方法中，以防污涂料的应用最为广泛。传统的 防污涂料以毒料释放型防污为主要途径，通过释放涂料中的铜、汞、锡、砷等 防污剂，在材料周围形成对海洋植物孢子以及海洋动物幼虫有毒杀作用的毒料 浓度层，从而达到防污目的。然而，以砷、汞等的化合物为防污剂的防污涂料 因毒性太大，已于上世纪50年被淘汰，从20世纪60年代起，含铜和含锡的 防污涂料开始被大量使用。

有机锡化合物涂料曾经是世界上应用最为广泛的海洋防污产品，以三丁基 锡(TBT，Tributyltin)为代表，其作用机制在于破坏生物细胞膜的正常功能， 妨碍氧化磷酸化过程，破坏动物的线粒体，影响生物体正常的生命活动，造成 污损生物体的死亡和脱落。自其20世纪60年代投入市场以来，因良好的防污 效果倍受市场的青睐。然而，有机锡类化合物会干扰牡蛎的钙代谢，诱发海产 腹足类性畸变，累积在鱼、贝等生物体内，通过食物链对人类健康产生不良影 响，并对海洋生态系统造成严重的破坏。自上世纪80年代中期以来，在世界 各地的海水、底泥和生物中都相继发现了有机锡化合物的存在。因此，国际海 事组织(IMO)规定，自2008年起全面禁止在防污涂料中使用有机锡化合物。

而含铜的防污涂料的大量使用则会导致铜元素也会在海洋中，特别是海港 中大量的聚集，从而对海洋生态环境产生不良影响，故其应用势必也会受到一 定限制。

目前海洋防污领域仍缺乏有效而安全的防污涂料，由此导致的环境问题已 经十分严峻，因此，防污涂料的研究对象越来越倾向于由海洋动物中获取天然 的防污物质。如目前已有报到从红藻(Delisea pulchra)中分离纯化得到的一系列 卤代呋喃酮混合物，能够有效抑制纹藤壶、石莼和某些海洋细菌的附着；从苔 藓动物(Zoobotryon pellucidum)中提取的2，5，6-三溴-1-甲基芦竹碱(TBG)对纹 藤壶幼虫的附着有显著地抑制作用；从棘皮动物海星的体壁提取物也能抑制纹 藤壶和多室草苔虫Bugula neritina的附着；从海绵提取物中分离出硫酸化甾醇、 萜类、溴化产物和脂肪酸等多种次级代谢产物，其中从海绵Acanthella cavernosa提取的9种吡喃类次级代谢产物对纹藤壶的附着有抑制作用，从海 绵Toxadocia zumi中提取的3种甾体硫酸盐则可阻止管栖多毛类Salmacina tribranchiata的生长；而从海绵Aplysina fistularis受伤组织中分离出的两种复 合物也与该海绵良好的防污特性有关。此外，人们从不同海绵提取的嘌呤碱、 酰胺及呋喃萜类次级代谢物，均被证实具有一定的防污作用。海洋生物中具有 如此丰富的具有防污效果的物质，是与他们的生理习性及长期的净化结果密切 相关的。由于海洋环境中各物种之间对空间的竞争十分激烈，各种大型动物和 植物都是其他生物潜在的附着污损对象，为避免其它生物附着可能产生的危 害，海洋中一些生物在长期的进化过程中，各自形成了许多独特的自我保护机 制来保持自身体表的洁净。

因此，海洋世界中蕴含着极为丰富的防污资源有待研究及利用开发。但是， 目前在防污领域的相关研究应用仍很少，被发现的防污物质仅占极少部分，并 且，这些物质多为海洋生物体中含量低的代谢产物，且其工艺复杂，不利于推 广应用。因此，寻求更为适用于大规模人工合成和推广应用的天然海洋防污染 物质，成为这一领域一大迫切的问题。

环二肽(2，5-二酮哌嗪)是最小的环肽，许多天然环二肽化合物都具有明确的 生物活性。环二肽结构的特殊性使得这类化合物的合成自成体系，通常由N端 游离的直链肽酯在极性溶剂中回流，便可以很容易地得到目的物。因此，这类 物质在人工合成方面研究深入，合成工艺成熟，获取途径简便，适合于大规模 生产。但目前，在海洋防污领域，未有任何相关报道公开过有环二肽在污损生 物防除中的作用。