ES2305964T3 - Compuestos y procedimientos de administracion para el almacenamiento, transporte y aplicacion seguros y convenientes de compuestos para inhibir la respuesta al atileno de plantas. - Google Patents
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Abstract
Un complejo formado a partir de un agente de encapsulación molecular y un compuesto que tiene la siguiente estructura (Ver fórmula) en la que n es un número de 1 a 10 y R se selecciona entre el grupo constituido por hidrógeno, alquilo C1 a C10 saturado o insaturado, hidroxi, halógeno, alcoxi C1 a C10, amino y carboxi; con la condición de que el compuesto de fórmula (I), (II) y (III) no sea un compuesto en el que n es un número de 1 a 4 y R se selecciona únicamente entre el grupo constituido por hidrógeno, alquilo C 1 a C 4 saturado o insaturado, hidroxi, halógeno, alcoxi C1 a C4, amino y carboxi.
Description
Compuestos y procedimientos de administración
para el almacenamiento, transporte y aplicación seguros y
convenientes de compuestos para inhibir la respuesta al etileno de
plantas.
La presente invención se refiere en general a la
regulación de la fisiología vegetal, en particular a procedimientos
para inhibir la respuesta a etileno en plantas o productos
vegetales, para prolongar su periodo de validez. La invención se
refiere a prolongar el periodo de validez de flores cortadas y
plantas ornamentales, plantas en macetas (comestibles y no
comestibles), plantas transplantadas, y alimentos vegetales
incluyendo frutas, verduras y tubérculos.
La presente invención en sus diversos aspectos
se establece en las reivindicaciones adjuntas.
La presente invención tiene dos
realizaciones.
La primera realización de la presente invención
se refiere a complejos formados a partir de agentes de encapsulación
molecular, tales como ciclodextrina, y ciclopropeno o sus
derivados, tales como metilciclopropeno, además de complejos
formados a partir de agentes de encapsulación molecular y
ciclopentadieno o diazociclopentadieno o sus derivados. Estos
complejos del agente de encapsulación molecular proporcionan un
medio conveniente y seguro para almacenar y transportar los
compuestos capaces de inhibir la respuesta a etileno en plantas.
Estos complejos del agente de encapsulación molecular son
importantes porque los compuestos capaces de inhibir la respuesta a
etileno en plantas son gases reactivos y, por lo tanto, muy
inestables debido a oxidación y otras reacciones potenciales.
La segunda realización se refiere a
procedimientos prácticos para administrar a las plantas los
compuestos capaces de inhibir sus respuestas a etileno durante un
periodo de validez prolongado. Estos procedimientos implican poner
en contacto el complejo del agente de encapsulación molecular con un
disolvente capaz de disolver el agente de encapsulación molecular,
liberando de esta manera el compuesto capaz de inhibir la respuesta
a etileno por lo que puede entrar en contacto con la planta.
La presente invención se refiere en general a la
regulación del crecimiento de la planta y a procedimientos para
inhibir la respuesta a etileno en plantas por aplicación de
ciclopropeno, ciclopentadieno, diazociclopentadieno o sus
derivados. La presente invención se refiere específicamente a
procedimientos de síntesis y a complejos del agente de
encapsulación molecular, además de almacenamiento, transporte y
aplicación de estos gases que inhiben la respuesta a etileno en
plantas.
Las respuestas al crecimiento de la planta están
afectadas por factores tanto internos como externos. El control
interno de los procedimientos vegetales está bajo la influencia de
la expresión genética de los relojes biológicos de la planta. Estos
procedimientos influyen tanto en la extensión como en el ritmo de
los procedimientos de crecimiento. Dichas respuestas están mediadas
por señales de diversos tipos que se transmiten dentro de y entre
las células. La comunicación intracelular en plantas ocurre
típicamente mediante hormonas (o mensajeros químicos) así como
otros procedimientos menos comprendidos.
Debido a que las comunicaciones en una planta
están mediadas típicamente por hormonas vegetales, tanto la
presencia como los niveles de dichas hormonas son importantes para
reacciones de células vegetales específicas. La hormona vegetal que
es más pertinente para la presente invención es etileno, que tiene
la capacidad de afectar a muchos aspectos importantes del
crecimiento, desarrollo y senescencia de la planta. Los efectos más
importantes del etileno incluyen procedimientos normalmente
asociados con la senescencia, particularmente madurado de frutas,
marchitado de flores y abscisión de las hojas.
Se sabe bien que el etileno puede provocar la
muerte prematura de plantas incluyendo flores, hojas, frutas y
verduras. Puede promover también el amarilleamiento de la hoja y
crecimiento atrofiado así como fruta prematura y caída de flores y
hojas.
Debido a estos problemas inducidos por etileno,
en estos momentos se está realizando una investigación muy activa e
intensa respecto al estudio de formas para evitar o reducir los
efectos perjudiciales del etileno en las plantas.
Un tipo principal de tratamiento usado para
mitigar los efectos de etileno emplea inhibidores de la síntesis de
etileno. Estos inhibidores de la síntesis de etileno reducen la
cantidad de etileno que puede producir una planta. Específicamente,
estos inhibidores de la síntesis de etileno inhiben las reacciones
mediadas por fosfato de piridoxal y evitan de esta manera la
transformación de S-adeno-sinlmetión
en ácido 1-amino
ciclopropano-1-carboxílico, el
precursor de etileno. Staby et al. ("Efficacies of
Commercial Anti-etylene Products for Fresh Cut
Flowers", Hort Technology, pág. 199-202,1993)
analiza las limitaciones de estos inhibidores de la síntesis de
etileno. Como los inhibidores de la síntesis de etileno solo
inhiben la producción de etileno en una planta tratada, no suprimen
los efectos negativos del etileno de las fuentes medio ambientales.
Estas fuentes medio ambientales de etileno existen porque el
etileno lo producen también otros cultivos, gases de escape de
camión, unidades de gasificación de etileno y otras fuentes, todas
las cuales pueden afectar a la planta durante la producción,
transporte, distribución y uso final. Debido a esto, los inhibidores
de la síntesis de etileno son menos eficaces que los productos que
frustran las respuestas a etileno de una planta. Para un análisis de
la respuesta a etileno en plantas, véase la Patente de Estados
Unidos Nº 3.879.188.
El otro tipo de tratamiento principal usado para
mitigar los efectos de etileno emplea el bloqueo del sitio del
receptor que señaliza la acción del etileno. Uno de los compuestos
mejor conocidos para inhibir la respuesta a etileno en plantas, así
como para evitar los efectos perjudiciales de las fuentes medio
ambientales de etileno, es el tiosulfato de plata ("STS"). Un
ejemplo de un producto de STS comercial es la solución SILFLOR,
disponible en Floralife, Inc., Burr Ridge, Illinois. STS es muy
eficaz para inhibir la respuesta a etileno en plantas y se ha usado
porque se mueve fácilmente en la planta y no es tóxico para las
plantas en su intervalo de concentración eficaz. Pueden usar STS
los cultivadores, minoristas y mayoristas como un líquido que se
absorbe en los tallos de las flores. Aunque STS es muy eficaz,
tiene un grave problema de evacuación de residuos. Es ilegal evacuar
el componente de plata del STS por medios convencionales, tales
como usando un fregadero del laboratorio, sin pretratar primero el
STS para retirar la plata. También es ilegal pulverizar STS sobre
plantas en macetas. Por consiguiente, debido a este problema de
evacuación que los cultivadores típicamente ignoran, el STS lo usan
ahora casi exclusivamente los cultivadores. Por lo tanto, hay un
gran deseo entre los fisiologistas post-recolección
de encontrar alternativas al STS. Por lo que saben los presentes
inventores, los únicos sustitutos para STS comercialmente
aceptables son ciclopropeno, ciclopentadieno, diazociclopentadieno y
sus derivados.
Muchos compuestos tales como dióxido de carbono
que bloquean la acción del etileno se difunden desde el receptor de
etileno o del sitio de unión durante un periodo de unas pocas horas.
Sisler&Wood, Plant Growth Reg. 7, 181-191,
1988. Aunque estos compuestos pueden usarse para inhibir la acción
de etileno, su efecto es reversible y, por lo tanto, deben
exponerse a la planta de una manera continua si el efecto de
inhibición de etileno debe durar durante más de unas pocas horas.
Por lo tanto, un agente eficaz para inhibir la respuesta a etileno
en plantas debe proporcionar un bloqueo irreversible de los sitios
de unión de etileno y permitir de esta manera que los tratamientos
sean de corta duración.
Un ejemplo de un agente de inhibición de etileno
irreversible se describe en la patente de Estados Unidos Nº
5.100.462. Sin embargo, el diazociclopentadieno descrito en esta
patente es inestable y tiene un olor fuerte. Sisler et al.,
Plant Growth Reg. 9, 157-164,1990, mostraron en un
estudio preliminar respecto a que el ciclopentadieno era un agente
bloqueante eficaz para la unión de etileno. Sin embargo, el
ciclopentadieno descrito en esta referencia también es inestable y
tiene un olor fuerte.
La patente de Estados Unidos Nº 5.518.988
describe el uso de ciclopropeno y sus derivados, incluyendo
metilciclopropeno, como agentes bloqueantes eficaces para la unión
de etileno. Aunque los compuestos de esta patente no sufren los
problemas de olor de diazociclopentadieno y ciclopentadieno, porque
contienen un grupo carbeno, son relativamente inestables debido a
su potencial para experimentar oxidación y otras reacciones. Por lo
tanto, existe un problema de estabilidad de estos gases, así como
los peligros de explosión que presentan estos gases cuando se
comprimen.
El documento WO 00/10386 describe un
procedimiento para inhibir la respuesta a etileno en una planta o
producto vegetal que comprende las etapas de poner en contacto la
planta o producto vegetal con una composición que comprende
derivados encapsulados de ciclopropeno, ciclopentadieno o
diazociclopentadieno.
Para resolver estos problemas, la presente
invención proporciona un procedimiento de incorporación de estos
compuestos gaseosos, que inhiben la respuesta a etileno en plantas,
en un complejo del agente de encapsulación molecular para
estabilizar su reactividad y proporcionar de esta manera un medio
conveniente y seguro de almacenamiento, transporte y aplicación o
administración de los compuestos activos a las plantas. Los
procedimientos de aplicación o administración de estos compuestos
activos pueden realizarse simplemente añadiendo agua al complejo del
agente de encapsulación molecular.
Al tratar de implementar las enseñanzas de la
Patente de Estados Unidos Nº 5.518.988, los problemas asociados con
la estabilidad de los gases y el peligro potencial de explosión al
usar gases comprimidos limita su uso y, por lo tanto, su eficacia.
Para resolver estos problemas, los presentes inventores
desarrollaron un complejo del agente de encapsulación molecular que
estabiliza la reactividad de estos gases y, de esta manera,
proporciona un medio conveniente y seguro para almacenar,
transportar y aplicar o administrar estos gases a las plantas.
Este enfoque es un avance importante sobre la
técnica puesto que permite el almacenamiento, transporte y uso
conveniente y seguro de gases que de lo contrario serían difíciles
de almacenar, transportar y administrar. La presente invención
permitirá ahora al cultivador el uso seguro, conveniente y
consistente de estos gases en el campo, además de su uso en
distribución y en el mercado al por menor. De hecho, un complejo de
metilciclopropeno y el agente de encapsulación molecular
ciclodextrina permite obtener un producto que tiene un periodo de
validez mayor de un año.
Otra característica de los agentes de
encapsulación molecular de la presente invención es que una vez que
atrapan el agente activo gaseoso en el complejo, el complejo (y, por
lo tanto, el agente activo gaseoso) no presenta una presión de
vapor muy alta y, por lo tanto, está protegido de la oxidación y
otras reacciones de degradación química. Un compuesto activo
gaseoso tal como ciclopropeno o derivados del mismo se mantiene
atrapado en una molécula, con lo que la presión de vapor del sólido
es muy baja debido a las fuerzas atómicas débiles (van de Waals y
puentes de hidrógeno). La unión de estos compuestos activos gaseosos
con estos agentes de encapsulación molecular mantiene el compuesto
activo hasta que está listo para usar.
La presente invención prolonga también la vida
de las plantas proporcionando una dosis eficaz y apropiada del
compuesto activo encapsulado capaz de inhibir la respuesta a
etileno, que se resorbe posteriormente en forma de gas para
administración a la planta. La invención trata también la liberación
del compuesto activo deseado del complejo disolviendo el complejo
en un disolvente adecuado para liberar el compuesto activo gaseoso,
sirviendo de esta manera como un tratamiento gaseoso mejorado para
la planta.
Una ventaja principal de la presente invención
es que proporciona un producto eficaz, respetuoso con el usuario
para clientes no técnicos, floristas y mayoristas. Además, el
complejo del agente de encapsulación molecular actúa como un agente
de liberación controlada para tratamiento con compuestos activos
gaseosos tales como ciclopropeno y metilciclopropeno. Como
resultado, la presente invención promueve una menor exposición
humana al compuesto diana que otros medios de aplicación. Además,
el usuario tiene un mayor control sobre la aplicación del compuesto
activo gaseoso porque el compuesto activo gaseoso se libera
lentamente desde el complejo en presencia de un disolvente
adecuado.
Otra ventaja de la presente invención es la
cantidad de inclusión selectiva de los compuestos activos gaseosos
tales como ciclopropeno en el agente de encapsulación molecular.
Usando los contenidos de la presente invención, ahora pueden
encapsularse cantidades significativas de metilciclopropeno y otros
compuestos activos en un agente de encapsulación molecular tal como
ciclodextrina, superando con mucho la cantidad normal esperada que
se encuentra normalmente con otros sólidos.
Otra ventaja más de la presente invención
respecto al uso de gases comprimidos concentrados es la eliminación
de la necesidad de tanques de gas, reguladores, y cumplimiento de la
normativa OSHA para tanques de gas presurizado. Esto da como
resultado un ahorro de costes sustancial para el fabricante así como
para el cliente. Además, elimina el potencial explosivo e
inflamable asociado con el uso de tanques de gas que contienen una
molécula orgánica altamente reactiva. Además, la presente invención
elimina la auto-polimerización y descomposición de
gases que ocurre con gases comprimidos o los líquidos que los
contienen.
Otra ventaja de la presente invención respecto a
otros sistemas de soporte sólido inertes propuestos para usar en la
aplicación de ciclopropeno, tales como polvo, talco, sílice y
harina, es que proporcionan un producto que contiene el compuesto
activo gaseoso con mayor estabilidad. Por ejemplo, el agente de
encapsulación molecular ciclodextrina protege la molécula activa de
ciclopropeno o metilciclopropeno de las condiciones externas, tales
como degradación ultravioleta, que son problemáticas en compuestos
fotosensibles como estos.
Otra ventaja más de la presente invención es que
el complejo del agente de encapsulación molecular da como resultado
un uso más eficaz del compuesto activo gaseoso. Por ejemplo, puede
utilizarse una cantidad reducida de ciclopropeno para obtener un
tratamiento eficaz comparado con el uso de soportes sólidos de
ciclopropeno o gases comprimidos propuestos anteriormente. Esto da
como resultado un menor residuo y una menor necesidad de envasado
para el producto comercial.
Las características y ventajas adicionales de la
presente invención se describen en, y resultarán evidentes a partir
de, la descripción detallada y los ejemplos proporcionados.
En una de las realizaciones del complejo del
agente de encapsulación molecular, que se denomina de forma genérica
complejo del agente de encapsulación molecular de ciclopropeno, el
complejo se forma a partir de un agente de encapsulación molecular
y un compuesto que tiene la siguiente estructura
en la que n es un número de 1 a 10
y R se selecciona entre el grupo constituido por hidrógeno, alquilo
C_{1} a C_{10} saturado o insaturado, hidroxi, halógeno, alcoxi
C_{1} a C_{10}, amino y carboxi <15a>. Los agentes de
encapsulación molecular preferidos para usar en esta realización del
complejo del agente de encapsulación molecular de ciclopropeno
incluyen una ciclodextrina, un éter corona, un polioxialquileno, una
proforina, un polisiloxano, a fosfazeno y una zeolita.
Ciclodextrina y en particular alfa-ciclodextrina se
prefieren particularmente, con la condición de que el compuesto no
sea un compuesto en el que n es un número de 1 a 4 y R se
selecciona solo entre el grupo constituido por hidrógeno, alquilo
C_{1} a C_{4} saturado o insaturado, hidroxi, halógeno, alcoxi
C_{1} a C_{4}, amino y
carboxi.
En otra realización del complejo del agente de
encapsulación molecular, que se denomina de forma genérica complejo
del agente de encapsulación molecular de ciclopentadieno, el
complejo se forma a partir de un agente de encapsulación molecular
y un compuesto que tiene la siguiente estructura
en la que n es un número de 1 a 10
y R se selecciona entre el grupo constituido por hidrógeno, alquilo
C_{1} a C_{10} saturado o insaturado, hidroxi, halógeno, alcoxi
C_{1} a C_{10}, amino y carboxi (15a). Los agentes de
encapsulación molecular preferidos para usar en esta realización del
complejo del agente de encapsulación molecular de ciclopentadieno
incluyen una ciclodextrina, un éter corona, un polioxialquileno, una
porfirina, un polisiloxano, un fosfazeno y una zeolita.
Ciclodextrina y en particular alfa-ciclodextrina se
prefieren
particularmente.
En otra realización más del complejo del agente
de encapsulación molecular, que se denomina de forma genérica
complejo del agente de encapsulación molecular de
diazociclopentadieno, el complejo se forma a partir de un agente de
encapsulación molecular y un compuesto que tiene la siguiente
estructura
en la que n es un número de 1 a 10
y R se selecciona entre el grupo constituido por hidrógeno, alquilo
C_{1} a C_{10} saturado o insaturado, hidroxi, halógeno, alcoxi
C_{1} a C_{10}, amino y carboxi <15a>. Los agentes de
encapsulación molecular preferidos para usar en esta realización del
complejo del agente de encapsulación molecular de
diazociclopentadieno incluyen una ciclodextrina, un éter corona, un
polioxialquileno, una porfirina, un polisiloxano, un fosfazeno y
una zeolita. Ciclodextrina y en particular
alfa-ciclodextrina se prefieren
particularmente.
En una de las realizaciones del procedimiento de
administración de un compuesto a una planta para inhibir una
respuesta a etileno en la planta, que se denomina de forma genérica
procedimiento de administración de ciclopropeno, el procedimiento
comprende la etapa de poner en contacto un complejo formado a partir
de un agente de encapsulación molecular y un compuesto que tiene la
siguiente estructura
en la que n es un número de 1 a 10
y R se selecciona entre el grupo constituido por hidrógeno, alquilo
C_{1} a C_{10} saturado o insaturado, hidroxi, halógeno, alcoxi
C_{1} a C_{10}, amino y carboxi <15a>, con un disolvente
capaz de disolver el agente de encapsulación molecular, y liberando
de esta manera el compuesto del agente de encapsulación molecular
de manera que puede entrar en contacto con la planta. Los agentes de
encapsulación molecular preferidos para usar en esta realización
del procedimiento de administración de ciclopropeno incluyen una
ciclodextrina, un éter corona, un polioxialquileno, una porfirina,
un polisiloxano, un fosfazeno y una zeolita. Ciclodextrina y en
particular alfa-ciclodextrina se prefieren
particularmente. El disolvente preferido para usar en esta
realización del procedimiento de administración de ciclopropeno es
agua, y el agua puede comprender adicionalmente un agente ácido o
alcalino. Una característica más específica de esta realización del
procedimiento de administración de ciclopropeno comprende burbujear
un gas a través del disolvente mientras que está en contacto con el
complejo. Además, otra característica específica de esta realización
del procedimiento de administración de ciclopropeno comprende
aplicar calor al disolvente antes de que contacte con el complejo o
durante dicho
contacto.
En otra realización del procedimiento de
administración, que se denomina de forma genérica procedimiento de
administración de ciclopentadieno, el procedimiento comprende la
etapa de poner en contacto un complejo formado a partir de un
agente de encapsulación molecular y un compuesto que tiene la
siguiente estructura
en la que n es un número de 1 a 10
y R se selecciona entre el grupo constituido por hidrógeno, alquilo
C_{1} a C_{10} saturado o insaturado, hidroxi, halógeno, alcoxi
C_{1} a C_{10}, amino y carboxi <15a> con un disolvente
capaz de disolver el agente de encapsulación molecular, y liberar de
esta manera el compuesto del agente de encapsulación molecular de
manera que puede entrar en contacto con la planta. Los agentes de
encapsulación molecular preferidos para usar en esta realización del
procedimiento de administración de ciclopentadieno incluyen una
ciclodextrina, un éter corona, un polioxialquileno, una porfirina,
un polisiloxano, un fosfazeno y una zeolita. Ciclodextrina y en
particular alfa-ciclodextrina se prefieren
particularmente. El disolvente preferido para usar en esta
realización del procedimiento de administración de ciclopentadieno
es agua, y el agua puede comprender adicionalmente un agente ácido
o alcalino. Una característica más específica de esta realización
del procedimiento de administración de ciclopentadieno comprende
burbujear un gas a través del disolvente mientras está en contacto
con el complejo. Además, otra característica específica de esta
realización del procedimiento de administración de ciclopentadieno
comprende aplicar calor al disolvente antes de que entre en
contacto con el complejo o durante dicho
contacto.
En otra realización más del procedimiento de
administración, que se denomina de forma genérica procedimiento de
administración de diazociclopentadieno, el procedimiento comprende
la etapa de poner en contacto un complejo formado a partir de un
agente de encapsulación molecular y un compuesto que tiene la
siguiente estructura
en la que n es un número de 1 a 10
y R se selecciona entre el grupo constituido por hidrógeno, alquilo
C_{1} a C_{10} saturado o insaturado, hidroxi, halógeno, alcoxi
C_{1} a C_{10}, amino y carboxi <15a>, con un disolvente
capaz de disolver el agente de encapsulación molecular, y liberar de
esta manera el compuesto del agente de encapsulación molecular de
manera que puede entrar en contacto con la planta. Los agentes de
encapsulación molecular preferidos para usar en esta realización del
procedimiento de administración de diazociclopentadieno incluyen
una ciclodextrina, un éter corona, un polioxialquileno, una
porfirina, un polisiloxano, un fosfazeno y una zeolita.
Ciclodextrina y en particular alfa-ciclodextrina se
prefieren particularmente. El disolvente preferido para usar en
esta realización del procedimiento de administración de
diazociclopentadieno es agua, y el agua puede comprender
adicionalmente un agente ácido o alcalino. Una característica más
específica de esta realización del procedimiento de administración
de diazociclopentadieno comprende burbujear un gas a través del
disolvente mientras está en contacto con el complejo. Además, otra
característica específica de esta realización del procedimiento de
administración de diazociclopentadieno comprende aplicar calor al
disolvente antes de que entre en contacto con el complejo o durante
dicho
contacto.
Los compuestos que inhiben las respuestas a
etileno en plantas se describe en las siguientes referencias.
La Patente de Estados Unidos Nº 5.100.462
describe que diazociclopentadieno y sus derivados son agentes
bloqueantes eficaces que inhiben la respuesta a etileno en plantas.
Sisler et al., Plant Growth Reg. 9, 157-164,
1990, describe que el ciclopentadieno es un agente bloqueante
eficaz para inhibir la respuesta a etileno en plantas. La Patente
de Estados Unidos Nº 5.518.988 describe que el ciclopropeno y sus
derivados, incluyendo metilciclopropeno, son agentes bloqueantes
eficaces para inhibir la respuesta a etileno en plantas.
Los derivados de ciclopropeno, ciclopentadieno y
diazociclopentadieno pueden contener de 1 a 4 grupos R. El número
de dichos grupos R es más preferiblemente 2 y aún más
preferiblemente 1. Como se ha mencionado anteriormente, los grupos
R adecuados incluyen hidrógeno, alquilo C_{1} a C_{10} saturado
o insaturado; hidroxi, halógeno, alcoxi C_{1} a C_{10}, amino y
carboxi.
El término "alquilo" se define en este
documento para hacer referencia a grupos alquilo saturados o
insaturados, lineales o ramificados. Los ejemplos incluyen, aunque
sin limitación, metilo, etilo, propilo, isopropilo y butilo. Los
grupos alquilo de la presente invención son más preferiblemente
carbono sencillo o lineal.
Como se ha explicado anteriormente, formar un
complejo a partir del agente de encapsulación molecular y el
compuesto gaseoso capaz de inhibir la respuesta a etileno en plantas
es importante por dos razones. En primer lugar, los carbenos tensos
son bastante inestables para reaccionar con oxígeno,
auto-polimerización y reacción con otros compuestos
orgánicos. Los complejos de la presente invención superan estos
problemas de inestabilidad. En segundo lugar, es preferible usar un
producto que tiene un largo periodo de validez, es sencillo de
manipular y es comparativamente no reactivo. Los complejos de la
presente invención satisfacen también estos objetivos.
Un agente de encapsulación molecular es un
compuesto que tiene una estructura de llave y cerrojo similar a una
enzima con lo que un sustrato se une selectivamente en el sitio de
encapsulación.
El agente de encapsulación molecular más
preferido encontrado hasta ahora es
alfa-ciclodextrina. Otros agentes de encapsulación
molecular, tales como éteres corona, polioxialquilenos, porfirinas,
polisiloxanos, fosfazenos y zeolitas, se encontró que también
funcionaban. La mayoría de estos agentes de encapsulación molecular
pueden obtenerse en la empresa Aldrich Chemical Company.
El procedimiento de administración de la
presente invención proporciona una aplicación respetuosa con el
usuario. Promueve también una menor dosis inicial de compuesto
activo y una disminución en la necesidad de repetir las
aplicaciones comparado con los sistemas de soporte sólido propuestos
anteriormente.
Diversos agentes de encapsulación molecular
pueden utilizarse en la presente invención con la condición de que
tengan la estructura de "jaula" correcta para formar una trampa
molecular para el compuesto capaz de inhibir la respuesta a etileno
en plantas. De esta manera, como reconocerá un especialista, el uso
de otros agentes de encapsulación molecular se incluye dentro del
espíritu y alcance de la presente invención.
Las ciclodextrinas, conocidas también como
"Dextrinas de Schardinger", son oligosacáridos cíclicos
compuestos de unidades de glucosa enlazadas juntas mediante enlaces
alfa 1,4. La estructura de anillo de seis miembros se denomina
alfa-ciclodextrina, el anillo de siete miembros es
beta-ciclodextrina y el anillo de ocho miembros es
gamma-ciclodextrina. Generalmente, los compuestos
que están encapsulados se ajustan dentro del anillo de
oligosacárido.
Como se sabe bien, las ciclodextrinas se
producen a partir de almidón de cualquier variedad de planta
seleccionada tal como maíz, patata, maíz ceroso y similares. El
almidón puede ser almidón modificado o no modificado, derivado de
cereal u originado de tubérculo y las fracciones amilosa o
amilopectina del mismo. El almidón seleccionado en suspensión
acuosa a una concentración seleccionada de hasta aproximadamente el
35% en peso normalmente se licua por gelatinización o por
tratamiento con una enzima de licuación tal como enzimas
alfa-amilasa bacterianas y después se somete a
tratamiento con una enzima ciclodextrina glucosil transferasa para
formar la ciclodextrina.
La cantidad de ciclodextrinas alfa, beta y gamma
individuales producidas tratando el almidón con la enzima glucosil
transferasa variará dependiendo del almidón seleccionado, de la
enzima glucosil transferasa seleccionada y de las condiciones de
procesado. Los parámetros para seleccionar la conversión de la
enzima glucosil transferasa para el resultado deseado en la
cantidad de cada ciclodextrina individual para producirla es
convencional y se describe bien en la bibliografía. La separación y
purificación de la ciclodextrina obtenida de esta manera también es
convencional y bien conocida para los especialistas en la
técnica.
En una realización, la ciclodextrina utilizada
en el complejo de la presente invención es
alfa-ciclodextrina. Sin embargo, como entenderá un
especialista en la técnica, puede utilizarse cualquier ciclodextrina
o mezcla de ciclodextrinas, polímeros de ciclodextrina así como
ciclodextrinas modificadas de acuerdo con la presente invención.
Las ciclodextrinas están disponibles en American Maize Products
Company, Hammond, Indiana, así como en otros vendedores.
Para formar un complejo del agente de
encapsulación molecular, se mezclan juntas las moléculas del
compuesto activo y del agente de encapsulación molecular en una
solución durante un periodo de tiempo suficiente para formar el
complejo. El complejo se retira después de la solución y se seca. El
complejo seco está entonces listo para usar.
Como se ha indicado anteriormente, el complejo
resultante de la presente invención proporciona un número de
ventajas a los fabricantes y también a los consumidores finales.
Debido a la capacidad de la ciclodextrina para atrapar una gran
cantidad de ciclopropeno, la presente invención debe disminuir la
dosificación inicial de ciclopropeno necesario para el tratamiento
comparado con los soportes sólidos propuestos anteriormente.
Análogamente, debe cesar la necesidad de tratamientos repetidos de
ciclopropeno comparado con los soportes sólidos propuestos
anteriormente. El potencial de estas ventajas se demuestra en los
siguientes ejemplos que muestran la capacidad inesperada del
complejo de la presente invención para atrapar grandes cantidades de
ciclopropeno.
La presente invención proporciona también un
producto conveniente para uso comercial. Por ejemplo, las cantidades
seleccionadas del complejo de la presente invención pueden sellarse
en un envase para uso al por menor y al por mayor. En una
realización, el envase preferible está hecho de alcohol
polivinílico. Los inventores han descubierto que el alcohol
polivinílico aumenta la eficacia de liberación, reduce cualquier
exposición, y asegura una dosificación apropiada. Cuando el
consumidor está listo para usar el complejo, el consumidor puede
disolver el polvo en una solución acuosa (por ejemplo, agua) y
exponer la solución resultante a la planta.
La liberación controlada de metilciclopropeno
así como de otros compuestos capaces de inhibir la respuesta a
etileno en plantas desde un complejo del agente de encapsulación
molecular tal como ciclodextrina se facilita mediante la adición de
un exceso de agua. La adición de un ácido o una sustancia alcalina
al agua facilita también una liberación más rápida del compuesto
activo. Calentar el agua facilita también una liberación más rápida
del compuesto
activo.
activo.
El término "planta" se usa de forma
genérica en la presente invención para que incluya también plantas
leñosas además de cultivos de campo, plantas en macetas, flores
cortadas, frutas y verduras recolectadas y plantas ornamentales.
Algunas de las plantas que pueden tratarse mediante los
procedimientos de la presente invención se muestran a
continuación.
Es necesario tratar las plantas tratadas por los
compuestos de la presente invención que inhiben la respuesta a
etileno a niveles que están por debajo de los niveles fitotóxicos.
Este nivel fitotóxico varía no solo con la planta sino también con
la variedad cultivada.
Cuando se usan correctamente, los compuestos de
la presente invención previenen numerosos efectos del etileno,
muchos de los cuales se han descrito en las Patentes de Estados
Unidos Nº 5.518.988 y 3.879.188. La presente invención puede
emplearse para combatir numerosas respuestas a etileno de una
planta. Las respuestas a etileno pueden iniciarse por fuentes de
etileno exógenas o endógenas. Las respuestas a etileno incluyen, por
ejemplo, (i) la maduración y/o senescencia de flores, frutas y
verduras, (ii) la abscisión del follaje, flores y frutas, (iii) la
prolongación de la vida de las plantas ornamentales, tales como
plantas en macetas, flores cortadas, arbustos y plántulas en estado
latente, (iv) la inhibición del crecimiento en algunas plantas tales
como la planta del garbanzo, y (v) la estimulación del crecimiento
de la planta en algunas plantas tales como la planta del arroz.
Las verduras que pueden tratarse mediante los
procedimientos de la presente invención para inhibir la senescencia
incluyen verduras de hojas verdes tales como lechuga (por ejemplo,
Lactuea sativa), espinaca (Spinaca oleracea) y
repollo (Brassica oleracea); diversas raíces tales como
patatas (Solanum tuberosum), zanahorias (Daucus);
bulbos tales como cebollas (Allium sp.); hierbas tales como
albahaca (Ocimum basilicum), orégano (Origanum
vulgare) y eneldo (Anethum graveolens); así como soja
(Glycine max), haba de lima (Phaseolus limensis),
guisantes (Lathyrus sp.), maíz (Zea mays), brócoli
(Brassica oleracea italica), coliflor (Brassica oleracea
botrytis) y espárragos (Asparagus officinalis).
Las frutas que pueden tratarse por los
procedimientos de la presente invención para inhibir la maduración
incluyen tomates (Lycopersicon esculentum), manzanas
(Malus domestica), plátanos (Musa sapientum), peras
(Pirus communis), papayas (Carica papya), mangos
(Mangifera indica), melocotones (Prunus persica),
albaricoques (prunus armeniaca), nectarinas (Prunus
persica nectarina), naranjas (Citrus sp.), limones
(Citrus limonia), limas (Citrus aurantifolia), pomelos
(Citrus paradisi), mandarinas (Citrus nobilis
deliciosa), kiwi (Actinidia chinenus), melones tales como
cantalupos (C. cantalupensis) y melones reticulados (C.
melo), piñas (Aranae comosus), caquis (Diospyros
sp.) y frambuesas (por ejemplo, Fragaria o Rubus
ursinus), arándanos (Vaccinium sp.), judías verdes
(Phaseolus vulgaris), miembros del género Cucumis tales como
pepinos (C. sativus) y aguacates (Persea
americana).
Las plantas ornamentales que pueden tratarse
mediante los procedimientos de la presente invención para inhibir
la senescencia y/o prolongar la vida y apariencia de la flor (tal
como retrasar el marchitado), incluyen plantas ornamentales en
maceta y flores cortadas. Las plantas ornamentales en maceta y
flores cortadas que pueden tratarse con los procedimientos de la
presente invención incluyen azalea (Rhododendron spp.),
hortensia (Macrophylla hydrangea), hibisco (Hibiscus
rosasanensis), dragones (Antirrhinum sp.), flor de
pascua (Euphorbia pulcherima), cactus (por ejemplo,
Cactaceae schlumbergera truncata), begonias (Begonia
sp.), rosas (Rosa sp.), tulipanes (Tulipa sp.),
narcisos (Narcissus sp.), petunias (Petunia hybrida),
claveles (Dianthus caryophyllus), lirios (por ejemplo,
Lilium sp.), gladiolos (Gladiolus sp.), lirio de Perú
(Alstroemaria brasiliensis), anémonas (por ejemplo,
Anemone bland), aguileñas (Aquilegia sp.), angélica
de China (por ejemplo, Aralia chinesis), áster (por ejemplo,
Aster carolinianus), buganvillas (Bougainvillea sp.),
camelias (Camellia sp.), campanillas (Campanula sp.),
crestas de gallo (Celosia sp.), falso ciprés
(Chamaecyparis sp.), crisantemos (Chrysanthemum sp.),
clemátides (Clematis sp.), ciclamen (Cyclamen sp.),
fresias (por ejemplo, Freesia refracta), y orquídeas de la
familia Orchidaceae.
Las plantas que pueden tratarse mediante los
procedimientos de la presente invención para inhibir la abscisión
del follaje, flores y frutas incluyen algodón (Gossypium
spp.), manzanas, peras, cerezas (Prunus avium), pecanas
(Carva illinoensis), uvas (Vitis vinifera), aceitunas
(por ejemplo, Olea europaea), café (Cofffea arabica),
judías verdes (Phaseolus vulgaris), y ficus benjamina
(Ficus benjamina), así como plántulas en estado latente
tales como diversos árboles frutales incluyendo manzanos, plantas
ornamentales, arbustos, y plántulas de especies arbóreas.
Además, los arbustos que pueden tratarse de
acuerdo con la presente invención para inhibir la abscisión del
follaje incluyen alheña (Ligustrum sp.), fotinia
(Photina sp.), acebo (Ilex sp.), helechos de la
familia Polypodiaceae, schefflera arborícola
(Schefflera sp.), aglaonema (Aglaonema sp.),
cotoneáster (Cotoneaster sp.), agracejo rojo
(Berberris sp.), laurel (Myrica sp.), abelia común
(Abelia sp.), acacia (Acacia sp.), y bromelias de la
familia Bromeliaceae.
Claims (9)
1. Un complejo formado a partir de un agente de
encapsulación molecular y un compuesto que tiene la siguiente
estructura
o
o
en la que n es un número de 1 a 10
y R se selecciona entre el grupo constituido por hidrógeno, alquilo
C_{1} a C_{10} saturado o insaturado, hidroxi, halógeno, alcoxi
C_{1} a C_{10}, amino y
carboxi;
con la condición de que el compuesto de fórmula
(I), (II) y (III) no sea un compuesto en el que n es un número de 1
a 4 y R se selecciona únicamente entre el grupo constituido por
hidrógeno, alquilo C_{1} a C_{4} saturado o insaturado,
hidroxi, halógeno, alcoxi C_{1} a C_{4}, amino y carboxi.
2. El complejo de la reivindicación 1 en el que
el agente de encapsulación molecular se selecciona entre el grupo
constituido por una ciclodextrina, un éter corona, un
polioxialquileno, una porfirina, un polisiloxano, un fosfazeno y
una zeolita.
3. El complejo de la reivindicación 2, en el que
el agente de encapsulación molecular es ciclodextrina.
4. El complejo de la reivindicación 3 en el que
la ciclodextrina es alfa-ciclodextrina.
5. Un procedimiento de administración de un
compuesto a una planta o producto vegetal para inhibir una respuesta
a etileno en la planta o producto vegetal, comprendiendo el
procedimiento la etapa de poner en contacto un complejo de acuerdo
con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, con un
disolvente capaz de disolver el agente de encapsulación molecular,
y liberar de esta manera el compuesto del agente de encapsulación
molecular de manera que puede entrar en contacto con la planta o
producto vegetal.
6. El procedimiento de la reivindicación 5 en el
que el disolvente comprende agua.
7. El procedimiento de la reivindicación 6 en el
que el agua comprende adicionalmente un agente ácido o alcalino.
8. El procedimiento de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7 que comprende
adicionalmente burbujear un gas a través del disolvente mientras
está en contacto con el complejo.
9. El procedimiento de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8 que comprende
adicionalmente aplicar calor al disolvente antes de que entre en
contacto con el complejo o durante dicho contacto.
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