專利名稱：環(huán)丙烯輸送體系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由分子包封劑如環(huán)糊精與能抑制植物的乙烯感應(yīng)的環(huán)丙烯及其衍生物如甲基環(huán)丙烯形成的絡(luò)合物。此絡(luò)合物為儲(chǔ)存和運(yùn)輸這些化合物提供便利手段，這些化合物是反應(yīng)性氣體，因氧化和其它潛在的反應(yīng)非常不穩(wěn)定。這些絡(luò)合物還提供向植物中輸送這些化合物以延長(zhǎng)其儲(chǔ)存期限的便利方法。
公知乙烯可通過與植物中的某些受體結(jié)合導(dǎo)致植物包括花、葉、水果和疏菜過早死亡。它還能促進(jìn)葉子變黃和矮化生長(zhǎng)以及未成熟的水果、花和葉落下。由于乙烯引起的這些問題，防止或減小乙烯對(duì)植物的有害作用的途徑的研究目前非?；钴S。US5 518 988公開了利用環(huán)丙烯及其衍生物包括甲基環(huán)丙烯作為乙烯結(jié)合的有效封堵劑。然而，這些化合物的主要問題在于它們一般是不穩(wěn)定的氣體，壓縮時(shí)存在爆炸危險(xiǎn)。作為這些問題的解決方案之一，US6 017 849公開一種將這些氣態(tài)化合物并入分子包封劑絡(luò)合物中以穩(wěn)定其反應(yīng)性的方法，從而為儲(chǔ)存、運(yùn)輸和將這些活性化合物施加或輸送至植物中提供方便而且安全的手段。對(duì)于US5 518 988中公開的活性最高的環(huán)丙烯衍生物即1-甲基環(huán)丙烯而言，優(yōu)選的分子包封劑是環(huán)糊精，最優(yōu)選的是α-環(huán)糊精。通過簡(jiǎn)單地向所述分子包封劑絡(luò)合物中加水完成這些活性化合物的施加或輸送。按US6 017 849中公開的方法制備的絡(luò)合物形成粉末狀物料。
所述粉末狀絡(luò)合物雖然在于燥狀態(tài)是穩(wěn)定的，但加入水中時(shí)釋放所述1-甲基環(huán)丙烯。對(duì)于少量粉末如幾毫克，釋放很快(典型地在5和30分鐘之間)而且完全。但由大量粉末釋放1-甲基環(huán)丙烯可能很慢而且不完全，有時(shí)需用幾天。處理全部水果貯藏室所需大量粉狀絡(luò)合物尤其如此。涉及大量絡(luò)合物時(shí)，攪拌所述粉末/水混合物不能顯著地加速1-甲基環(huán)丙烯的釋放。
我們意外地發(fā)現(xiàn)所述1-甲基環(huán)丙烯/α-環(huán)糊精粉末配入產(chǎn)生二氧化碳的添加劑如檸檬酸和碳酸氫鈉導(dǎo)致所述粉末與含水溶劑接觸時(shí)甚至對(duì)于大量粉末而言也能更有效地釋放1-甲基環(huán)丙烯。非常意外的是即使所述配方中加水后所述二氧化碳本身大多數(shù)在幾分鐘內(nèi)形成氣泡溢出，1-甲基環(huán)丙烯的實(shí)際釋放也在加水后10-60分鐘大多數(shù)釋放開始時(shí)緩慢地發(fā)生。在加水后長(zhǎng)達(dá)120分鐘發(fā)生持續(xù)的釋放。所述配方的另一特征在于存在二氧化碳減小了與所述極易燃的1-甲基環(huán)丙烯相伴的危險(xiǎn)。
泡騰組合物是已知的。例如，WO98/EP4517公開了包含吡氧噻嗪-β-環(huán)糊精絡(luò)合物(2∶5)形式的20mg吡氧噻嗪、甘氨酸碳酸鈉、富馬酸、PEG 600、噴霧干燥的乳糖、檸檬香料、和天冬酰苯丙氨酸甲酯的片劑。所述泡騰片與標(biāo)準(zhǔn)制劑相比在服用后15分鐘的血漿濃度更高，而且在服用后第1小時(shí)內(nèi)藥物暴露量更高。但吡氧噻嗪是很易熔的固體；與本發(fā)明的氣態(tài)環(huán)丙烯性質(zhì)明顯不同。
雖然此配方顯著地改善1-甲基環(huán)丙烯的釋放，但通常需要大多數(shù)1-甲基環(huán)丙烯在少于120分鐘以內(nèi)釋放。這將確保均勻而且完全地處理目標(biāo)農(nóng)作物。我們還發(fā)現(xiàn)添加本身可與所述α-環(huán)糊精配位的水溶性物質(zhì)(“置換物質(zhì)”)甚至更好地改善1-甲基環(huán)丙烯的釋放。例如，所述1-甲基環(huán)丙烯/α-環(huán)糊精絡(luò)合物與檸檬酸、碳酸氫鈉和苯甲酸組合使1-甲基環(huán)丙烯非常有效地釋放。
因此，本發(fā)明涉及一種組合物，包含a)下式的環(huán)丙烯 其中R為氫或取代或未取代的烷基、鏈烯基、炔基、環(huán)烷基、環(huán)烷基烷基、苯基、或萘基；其中所述取代基獨(dú)立地為鹵素、烷氧基、或取代或未取代的苯氧基；b)包封所述環(huán)丙烯的分子包封劑；和c)一或多種產(chǎn)生二氧化碳的添加劑；和d)可選地，一種置換物質(zhì)。
本文所用術(shù)語“烷基”意指直鏈和支鏈的(C1-C20)基團(tuán)，包括例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、1-乙基丙基、正丁基、叔丁基、異丁基、2，2-二甲基丙基、戊基、辛基和癸基。術(shù)語“鏈烯基”和“炔基”意指(C3-C20)鏈烯基和(C3-C20)炔基，例如2-丙烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、2-甲基-2-丙烯基、和2-丙炔基。術(shù)語“環(huán)烷基烷基”意指被(C3-C6)環(huán)烷基取代的(C1-C15)烷基，例如環(huán)丙基甲基、環(huán)丙基乙基、環(huán)丁基甲基、和環(huán)戊基乙基。術(shù)語“鹵代烷基”意指其中一或多個(gè)氫原子被鹵原子取代的烷基。術(shù)語“鹵素”意指氟、氯、溴和碘。
優(yōu)選R為(C1-C10)烷基。更優(yōu)選R為(C1-C8)烷基。甚至更優(yōu)選R為(C1-C4)烷基。最優(yōu)選R為甲基。
優(yōu)選的包封劑包括環(huán)糊精、冠醚、聚氧化烯、聚硅氧烷和沸石。更優(yōu)選的包封劑包括α-環(huán)糊精、β-環(huán)糊精和γ-環(huán)糊精。最優(yōu)選的包封劑(特別是所述環(huán)丙烯是1-甲基環(huán)丙烯時(shí))是α-環(huán)糊精。最優(yōu)選的包封劑將隨所述R取代基的大小改變。但如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，按照本發(fā)明也可使用任何環(huán)糊精或環(huán)糊精、環(huán)糊精聚合物以及改性環(huán)糊精的混合物。環(huán)糊精可購(gòu)自Wacker Biochem Inc.，Adrian，MI或Cerestar USA，Hammond，IN以及其它賣主。
除非另有說明，本文所用百分率均基于重量，所有份數(shù)均為重量份數(shù)，而且是包括一切和可組合的。所有比例都基于重量，所有比例范圍都是包括一切和可組合的。所有摩爾范圍都是包括一切和可組合的。
適用于本發(fā)明的環(huán)丙烯用US5 518 988和6 017 849中公開的方法制備。本發(fā)明的環(huán)丙烯/分子包封劑絡(luò)合物通過所述環(huán)丙烯與所述分子包封劑的溶液或漿液接觸然后用US6 017 849中公開的一般方法離析所述絡(luò)合物制備。
本發(fā)明組合物中通常希望包含一或多種輔劑例如粘合劑、潤(rùn)滑劑、脫模劑、表面活性劑和/或分散劑、潤(rùn)濕劑、涂布劑、分散劑、粘著劑、膠粘劑、消泡劑、增稠劑、增濃劑和乳化劑。本領(lǐng)域常用的輔劑可見John W.McCutcheon，Inc.publication Detergents andEmulsifiers，Annual，Allured Publishing Company，Ridgewood，New Jersey，U.S.A.。輔劑可在配制或后期釋放所述環(huán)丙烯時(shí)加入所述組合物中。
所述組合物可以是自由流動(dòng)粉末形式的或聚結(jié)成片、薄餅、小球、小塊或類似材料。聚結(jié)時(shí)，優(yōu)選使所述組合物加壓聚結(jié)。許多種加壓聚結(jié)設(shè)備可購(gòu)得并可用于使所述組合物聚結(jié)。這些包括例如壓榨機(jī)、造粒機(jī)和擠出機(jī)。優(yōu)選的聚結(jié)設(shè)備是那些高壓聚結(jié)器如壓粒機(jī)、壓片機(jī)和滾壓機(jī)。低至中壓設(shè)備如盤式造粒機(jī)或擠出機(jī)也可使用。但由于它們一般需要在擠出前用水形成漿液、捏塑體或糊，加工過程中可能因環(huán)丙烯從所述絡(luò)合物中釋出而發(fā)生不可控制的顯著的環(huán)丙烯損失。
利用此加壓聚結(jié)設(shè)備，所述片、薄餅、小粒、小塊和類似形式的聚結(jié)環(huán)丙烯/包封劑絡(luò)合物可在尺寸小于0.1mm至大于5cm的范圍內(nèi)。優(yōu)選所述聚結(jié)材料的尺寸為0.5至2cm。優(yōu)選所述聚結(jié)材料是片或薄餅。更優(yōu)選所述聚結(jié)材料是片?？蛇x地，可用聚合物或其它材料涂布所述片、薄餅、小粒、小塊和類似形式的絡(luò)合物以延遲所述1-甲基環(huán)丙烯的釋放的開始。
由于環(huán)糊精以及環(huán)丙烯/環(huán)糊精絡(luò)合物有其自身的片劑粘合特性，所述分子包封劑是環(huán)糊精的本發(fā)明組合物可在沒有附加輔劑的情況下制備。其它包封劑也可能有這種固有的粘合特性。
所述1-甲基環(huán)丙烯通過所述組合物與水接觸從本發(fā)明組合物中釋放。所述釋放水的溫度無關(guān)緊要。優(yōu)選所述釋放水溫為0至90℃；更優(yōu)選0至70℃；更優(yōu)選0至50℃；最優(yōu)選0至35℃。一般地，所述水不加熱，在環(huán)境溫度下使用。水與組合物之重量比優(yōu)選在1∶1和100∶1之間；更優(yōu)選2∶1至20∶1；最優(yōu)選3∶1至15∶1。
所述分子包封劑是α-環(huán)糊精時(shí)，所述1-甲基環(huán)丙烯/α-環(huán)糊精絡(luò)合物可包含0.01至5％(重)1-甲基環(huán)丙烯；優(yōu)選0.1至5％(重)；更優(yōu)選1至5％(重)。
優(yōu)選所述產(chǎn)生二氧化碳的添加劑是一或多種酸與一或多種碳酸鹽或碳酸氫鹽的組合。優(yōu)選所述酸是檸檬酸、馬來酸、琥珀酸、乳酸、富馬酸、酒石酸、蘋果酸、己二酸、對(duì)甲苯磺酸、草酸、氨基磺酸、戊二酸、硼酸、一堿價(jià)磷酸鈉、一堿價(jià)磷酸鉀、及其混合物。優(yōu)選所述碳酸鹽或碳酸氫鹽是鈉、銨、鉀、鈣、鎂的碳酸鹽或碳酸氫鹽或其混合物。
所述碳酸鹽或碳酸氫鹽可以是通過高壓聚結(jié)制成的慢釋或延遲釋放形式、大粒度、或涂有延遲溶解物質(zhì)如聚合物膜的顆粒形式的(參見例如US5 674 529)。
所述置換物質(zhì)可以是一或多種有一些水溶性和與所述分子包封劑配位的能力的憎水分子。所述分子包封劑是環(huán)糊精時(shí)，例如苯甲酸、十二烷基硫酸鈉和各種其它表面活性劑是良好的置換物質(zhì)。所述置換物質(zhì)還可以是一或多種水溶性物質(zhì)如氯化十二烷基三甲基銨、溴化十二烷基三甲基銨、氯化癸基三甲基銨、溴化癸基三甲基銨、和類似的季銨鹽。所述置換物質(zhì)可以是憎水和水溶性物質(zhì)的組合。所述置換物質(zhì)也可以是商購(gòu)混合物如ArquadTMC-33，季銨鹽(購(gòu)自Akzo Nobel)。
所述組合物可以是粉末、片、小球、顆粒和類似物質(zhì)形式的。
因此，本發(fā)明組合物的典型實(shí)例包括優(yōu)選更優(yōu)選 最優(yōu)選1-MCP/α-CD* 0.1-50**0.5-401-30酸 5-705-50 10-40碳酸鹽 5-705-50 10-40置換劑 0-300.1-200.5-10*＝1-甲基環(huán)丙烯/α-環(huán)糊精**＝重量百分率可使所述1-甲基環(huán)丙烯/分子包封劑部分與其它添加劑充分混合或保持分離直至加水?；蛘撸蓪⒁换蚨喾N添加劑在所述1-甲基環(huán)丙烯/分子包封劑部分和所述釋放水彼此接觸之前、同時(shí)或之后加入所述釋放水中。
優(yōu)選所述非粉狀(例如片狀)的本發(fā)明組合物密度大于1.0、更優(yōu)選大于1.5、最優(yōu)選大于1.7g/ml。
通過以下實(shí)施例說明本發(fā)明一些實(shí)施方案。這些實(shí)施例中，“1-MCP”是1-甲基環(huán)丙烯，“α-CD”是α-環(huán)糊精。
實(shí)施例1用檸檬酸和碳酸氫鈉制劑時(shí)1-MCP的釋放在1000ml的燒杯中將100ml水加入2.0g含3.3％(重)1-MCP的1-MCP/α-CD絡(luò)合物粉末、19.6g檸檬酸和25.8g碳酸氫鈉的共混物中。此系統(tǒng)位于配有用注射器抽取氣體試樣的隔膜的36升PlexiglasTM氣密室內(nèi)。溫度為22℃。加水后使所述室密封，周期性地抽取室內(nèi)氣氛試樣用于分析1-MCP釋放。明顯的鼓泡持續(xù)1-3分鐘。用以下參數(shù)通過氣相色譜分析儀器 Hewlett Packard(Agilent Technologies)6890檢測(cè)器火焰電離檢測(cè)器溫度150℃空氣流量 450ml/min氫氣流量 40ml/min補(bǔ)充氣體流量 25ml/min柱Chrompack CP-PoraPlot Q-HT尺寸10m×0.32mm內(nèi)徑膜厚10μm載氣 氦流量 2.5ml/min柱壓頭6psi注射口溫度150℃初始溫度 35℃初始時(shí)間 0.5min程序速率1 20℃/min最終溫度 250℃<p>表1(續(xù))
制備實(shí)施例4制備乙烯均聚物(A-iv)在用氮?dú)鈴氐状祾叩?升玻璃高壓釜中放入1.5升甲苯，并在25℃以200升/小時(shí)的流量向該高壓釜通入乙烯達(dá)10分鐘。之后，加入0.5毫摩爾三異丁基鋁，然后加入5毫摩爾(按鋁原子計(jì))的甲基鋁氧烷，再加入0.02毫摩爾下式(6)的過渡金屬化合物，以引發(fā)聚合反應(yīng)。在25℃和常壓下，同時(shí)連續(xù)輸入乙烯氣體下，進(jìn)行1小時(shí)的聚合反應(yīng)。聚合反應(yīng)結(jié)束后，加入少量甲醇以終止聚合反應(yīng)。然后將該聚合物溶液加入到大量過量的甲醇中，沉淀聚合物，該聚合物在80℃減壓干燥12小時(shí)。結(jié)果，獲得42.7克乙烯均聚物(A-iv)，該聚合物列于表2。
制備實(shí)施例5制備乙烯-1-辛烯共聚物(A-v)在用氮?dú)鈴氐状祾叩?升玻璃高壓釜中放入1.5升甲苯，然后加入15毫升1-的1-MCP，而僅有檸檬酸和碳酸氫鹽的試樣此時(shí)僅釋放50-60％。
表2
實(shí)施例3用檸檬酸、碳酸氫鈉和十二烷基硫酸鈉制劑時(shí)1-MCP的釋放在1000ml的燒杯中將100ml水加入2.0g含3.3％(重)1-MCP的1-MCP/α-CD絡(luò)合物粉末、19.6g檸檬酸、25.8g碳酸氫鈉和0.5g十二烷基硫酸鈉(SDS)的共混物中。此系統(tǒng)位于配有用注射器抽取氣體試樣的隔膜的36升PlexiglasTM氣密室內(nèi)。溫度為22℃。加水后使所述室密封，周期性地抽取室內(nèi)氣氛試樣用于分析1-MCP釋放。明顯的鼓泡持續(xù)1-3分鐘。如實(shí)施例1中通過氣相色譜分析。表3示出與僅含檸檬酸和碳酸氫鈉的實(shí)施例1對(duì)比的結(jié)果。120分鐘后，含SDS的試樣已釋放100％的1-MCP，而僅有檸檬酸和碳酸氫鹽的試樣此時(shí)僅釋放64％。含SDS的試樣比對(duì)照試驗(yàn)明顯更多地起泡。
表3
實(shí)施例4用檸檬酸、碳酸氫鈉和葡萄糖制劑時(shí)1-MCP的釋放這是使用不與α-CD配位的物質(zhì)作配方添加劑的實(shí)施例。在1000ml的燒杯中將100ml水加入2.0g含3.3％(重)1-MCP的1-MCP/α-CD絡(luò)合物粉末、19.6g檸檬酸、25.8g碳酸氫鈉和5.0g葡萄糖的共混物中。此系統(tǒng)位于配有用注射器抽取氣體試樣的隔膜的36升PlexiglasTM氣密室內(nèi)。溫度為22℃。加水后使所述室密封，周期性地抽取室內(nèi)氣氛試樣用于分析1-MCP釋放。明顯的鼓泡持續(xù)1-3分鐘。如實(shí)施例1中通過氣相色譜分析。表4示出與僅含檸檬酸和碳酸氫鈉的實(shí)施例1對(duì)比的結(jié)果。兩系統(tǒng)的釋放非常相似，證明加入不與α-CD強(qiáng)配位的分子對(duì)1-MCP釋放效率影響不大。
表4
各片劑和釋放溶液的實(shí)施例片劑1產(chǎn)生二氧化碳的添加劑如碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鈣、或其混合物；1-MCP/α-環(huán)糊精絡(luò)合物；可選的制片助劑如粘合劑、潤(rùn)滑劑、分散劑和消泡劑；可選的可溶性增濃劑如氯化鈉、溴化鈉，或可選的不溶性增濃劑如二氧化硅、二氧化鋯、或氧化鋁；可選的用于延遲釋放的涂料。
片劑1的釋放溶液檸檬酸或類似的酸；置換劑(例如氯化十二烷基三甲基銨、溴化十二烷基三甲基銨、氯化癸基三甲基銨、或溴化癸基三甲基銨)；水；可選的消泡劑。
片劑2檸檬酸或類似的酸；1-MCP/α-環(huán)糊精絡(luò)合物；
可選的如上所述制片助劑和增濃劑；可選的涂料。
片劑2的釋放溶液產(chǎn)生二氧化碳的添加劑例如碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鈣、或其混合物；置換劑；水；可選的消泡劑。
片劑3酸例如檸檬酸；碳酸氫鹽或碳酸鹽例如碳酸氫鈉；1-MCP/α-環(huán)糊精絡(luò)合物；置換劑例如氯化十二烷基三甲基銨；可選的如上所述制片助劑和增濃劑；可選的涂料。
片劑3的釋放溶液僅有水。
片劑4-多層片，包含a)包含緩慢釋放的產(chǎn)生二氧化碳的組合物的芯和包含片劑3的組合物的殼；或b)包含緩慢釋放的產(chǎn)生二氧化碳的添加劑的內(nèi)層和包含片劑3的組合物的外層。
片劑4的釋放溶液僅有水。
本發(fā)明另一方面涉及其中固體1-MCP/α-CD與固體碳酸鹽或固體碳酸氫鹽或類似物質(zhì)混合而所述釋放二氧化碳的酸在水溶液中提供的組合物。
本發(fā)明另一方面涉及其中固體1-MCP/α-CD與固體酸等混合而所述釋放二氧化碳的碳酸鹽或碳酸氫鹽在水溶液中提供的組合物。
權(quán)利要求
1.一種組合物，包含a)下式的環(huán)丙烯 其中R為氫或取代或未取代的烷基、鏈烯基、炔基、環(huán)烷基、環(huán)烷基烷基、苯基、或萘基；其中所述取代基獨(dú)立地為鹵素、烷氧基、或取代或未取代的苯氧基；b)包封所述環(huán)丙烯的分子包封劑；和c)一或多種產(chǎn)生二氧化碳的添加劑。
2.權(quán)利要求1的組合物，其中R為(C1-C8)烷基。
3.權(quán)利要求1的組合物，其中R為甲基。
4.權(quán)利要求1的組合物，其中所述分子包封劑是環(huán)糊精或環(huán)糊精的混合物。
5.權(quán)利要求1的組合物，其中所述分子包封劑是α-環(huán)糊精。
6.權(quán)利要求1的組合物，其中所述產(chǎn)生二氧化碳的添加劑是以下物質(zhì)的組合a)一或多種酸；和b)一或多種碳酸鹽或碳酸氫鹽。
7.權(quán)利要求1的組合物，還包含一種置換物質(zhì)。
8.權(quán)利要求7的組合物，其中所述置換物質(zhì)是苯甲酸、十二烷基硫酸鈉、氯化十二烷基三甲基銨、溴化十二烷基三甲基銨、氯化癸基三甲基銨、溴化癸基三甲基銨、或其混合物。
9.權(quán)利要求1的組合物，其中所述組合物是多層片形式的。
10.從組合物中釋放環(huán)丙烯的方法，其中所述環(huán)丙烯有下式 其中R為氫或取代或未取代的烷基、鏈烯基、炔基、環(huán)烷基、環(huán)烷基烷基、苯基、或萘基；其中所述取代基獨(dú)立地為鹵素、烷氧基、或取代或未取代的苯氧基；所述組合物包含a)所述環(huán)丙烯；b)包封所述環(huán)丙烯的分子包封劑；和c)一或多種產(chǎn)生二氧化碳的添加劑；所述方法包括使所述組合物與水接觸的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及由分子包封劑如環(huán)糊精與能抑制植物的乙烯感應(yīng)的環(huán)丙烯及其衍生物如甲基環(huán)丙烯形成的絡(luò)合物。更具體地本發(fā)明涉及環(huán)丙烯和含分子包封劑的添加劑的組合物以改善所述組合物與水接觸時(shí)所述環(huán)丙烯的釋放。
文檔編號(hào)A01N3/00GK1412227SQ0214757
公開日2003年4月23日 申請(qǐng)日期2002年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月18日
發(fā)明者E·C·克斯坦賽克, R·M·雅克布森, L·A·維瑟爾, B·M·史蒂溫斯 申請(qǐng)人:羅姆和哈斯公司