ITMI20111033A1 - Procedimento per la preparazione di una composizione comprendente complessi metallici in matrice organica oleosa - Google Patents

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Description

Descrizione
“Procedimento per la preparazione di una composizione comprendente complessi metallici in matrice organica oleosa"
CAMPO DELL’INVENZIONE
La presente invenzione si riferisce ad un procedimento per la preparazione di una composizione comprendente un complesso metallico in una matrice organica oleosa, quest’ultima in grado, al contempo, di promuovere la formazione del complesso. Tale procedimento prevede altresì che il complesso, una volta formato, non sia separato da detta matrice organica oleosa, ma la composizione risultante sia impiegata tal quale, avendo osservato che le prestazioni del complesso in essa presente in tal modo migliorano.
STATO DELLA TECNICA
La cinetica della reazione di formazione di un complesso metallico dipende da vari fattori. A livello industriale, per ragioni di costi e concentrazioni, si conduce, ove possibile, una reazione diretta tra un ossido metallico (MO) oppure idrossido metallico (MOH) ed un acido organico (HA) in soluzione acquosa. La reazione à ̈ tipicamente una reazione di equilibrio reversibile:
MO+ 2HA£^ MA2+ H20
La presenza di acqua ed il pH influiscono considerevolmente sulla velocità della reazione e sul punto di equilibrio.
È evidente che, essendo l’acqua uno dei prodotti di reazione, l’acqua stessa, quale solvente, induce il processo di idrolisi del complesso, spostando verso sinistra della reazione.
Inoltre, alcuni agenti complessanti nonché alcuni metalli, possono subire, nelle loro applicazioni, attacchi chimico-fisici di varia natura che ne abbattono, fino ad annullarla, la loro efficacia. Tra i molteplici esempi possibili tali interazioni, si citano:
ossidazione per semplice esposizione aria;
idrolisi acida o basica o enzimatica durante le fasi di preparazione di un alimento, di un integratore, oppure durante l’assunzione (masticazione, digestione gastrica ...);
reazione con altri componenti della dieta (chelazione ed insolubilizzazione dei metalli da parte dell’acido fitico contenuto nei cereali e derivati).
A loro volta, i chelati metallici non sono molecole inerti. I metalli ad esempio sono in grado di indurre ossidazioni ed irrancidimento in particolare a carico dei doppi legami presenti tipicamente in olii vegetali spesso preziosi dal punto di vista nutrizionale (quali Ω3 ed Ω6, DHA, EPA).
Anche gli agenti complessanti posso avere controindicazioni a causa delle loro caratteristiche chimiche. Un esempio tipico à ̈ la tossicità gastrica dell’acido salicilico e dei salicilati in genere a causa dell’interazione degli stessi con le mucose gastriche.
Scopo della presente invenzione à ̈ quello di ottenere complessi metallici in grado di superare gli inconvenienti sopra riportati.
SOMMARIO DELL’INVENZIONE
Lo scopo indicato più sopra à ̈ stato raggiunto mediante un procedimento per la preparazione di una composizione comprendente un complesso metallico in una matrice organica oleosa, comprendente la fase di fare reagire un ossido metallico, un idrossido metallico, oppure un carbonato metallico o una loro miscela con un agente complessante in una matrice organica oleosa, in cui detto agente complessante à ̈ acido salicilico, acido ascorbico, un amminoacido, monomero di lignina, polimero di lignina, un acido aromatico C6-C15, un acido eteroaromatico C6-C15, acido nicotinico, nicotinammide, acido rosmarinico, acido solfanilico, o loro miscele, e detta matrice organica oleosa à ̈ olio vegetale, oleina, acido grasso C10-C36, mono, di o trigliceride di acido grasso C10-C36, cera naturale o sintetica, spermaceti, lanolina, paraffina, olio siccativo o loro miscele.
Sotto un altro aspetto la presente invenzione concerne una composizione ottenibile da detto procedimento, in cui almeno 95% in peso, preferibilmente almeno 98% in peso, Ã ̈ una miscela di complesso metallico e matrice organica oleosa.
Sotto un ulteriore aspetto, la presente invenzione concerne l’uso di detta composizione, in particolare come analgesico, antinfiammatorio, antibatterico, antidiarroico, disinfettante, cicatrizzante o antiseborroico; oppure come catalizzatore di reazioni in fase omogenea; oppure come antimuffa o antitarlo.
Le caratteristiche ed i vantaggi della presente invenzione saranno evidenti dalla descrizione dettagliata di seguito riportata, e dagli esempi realizzativi fornito a titolo illustrativo e non limitativo.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL'INVENZIONE
L’invenzione ha quindi come oggetto un procedimento per la preparazione di una composizione comprendente un complesso metallico in una matrice organica oleosa, comprendente la fase di fare reagire un ossido metallico, un idrossido metallico, un carbonato metallico o una loro miscela con un agente complessante in una matrice organica oleosa, in cui detto agente complessante à ̈ acido salicilico, acido ascorbico, un amminoacido, monomero di lignina, polimero di lignina, un acido aromatico C6-C15, un acido eteroaromatico C6-C15, acido nicotinico, nicotinammide, acido rosmarinico, acido solfanilico, o loro miscele, e detta matrice organica oleosa à ̈ olio vegetale, oleina, acido grasso C10-C36, mono, di o trigliceride di acido grasso C10-C36, cera naturale o sintetica, spermaceti, lanolina, paraffina, olio siccativo o loro miscele.
Si à ̈, infatti, sorprendentemente osservato che la matrice oleosa favorisce la formazione del complesso metallico, poiché l’acqua che si forma à ̈ immiscibile nella matrice oleosa e quindi si separa spontaneamente, sottraendosi aH'equilibrio e quindi spostando a destra la reazione.
Vantaggiosamente, il procedimento di preparazione della composizione dell’invenzione ha luogo in un unica fase, al termine della quale la composizione comprendente un complesso metallico in una matrice organica oleosa à ̈ pronta all’uso. Non à ̈, infatti, da effettuarsi la separazione del complesso metallico dall’ambiente di reazione, né distillare o essiccare la miscela risultante, in quanto, come detto, la matrice organica oleosa costituisce parte integrante della composizione finale.
Infatti, il complesso metallico all’interno della matrice organica oleosa à ̈ protetto dagli agenti esterni e quindi può esprimere la sua efficacia in maniera nettamente superiore, dato che la matrice organica oleosa lo scherma dall’aria, dall’umidità, da acidi, basi ed enzimi. Ciò significa che anche la conservazione dei complessi metallici risulta vantaggiosamente più agevole e prolungata.
Inoltre, in caso di uso alimentare, la liberazione del complesso metallico ha luogo solo a livello intestinale a seguito dell’azione delle lipasi sulla matrice grassa, ottenendo quindi la massima biodisponibilità del complesso proprio in prossimità dei siti di assorbimento intestinale.
Preferibilmente, detto agente complessante à ̈ acido salicilico, acido tiosalicilico, acido ascorbico, alanina, fenilalanina, glieina, isoleucina, leucina, metionina, prolina, vaiina, triptofano, tirosina, acido glicolico, acido lattico, acido malico, acido tartarico, acido citrico, acido mandelico, acido 2-idrossi-4-metiltio butanoico, alcool sinapilico, alcool cumarilico, alcool coniferilico, acido sinapilico, acido cumarilico, acido coniferilico, acido cinnamico, acido ferulico, acido benzoico, acido benzensolfonico, acido naftalensolfonico, acido dipicolinico, acido fenilacetico, acido 1-naftilacetico, acido nicotinico, nicotinammide, acido rosmarinico, acido sulfanilico o loro miscele.
Più preferibilmente, detto agente complessante à ̈ acido salicilico, acido ascorbico, glieina, acido 2-idrossi-4-metiltio butanoico (metionina idrossi analoga), acido fenilacetico o loro miscele.
Preferibilmente, detta matrice organica oleosa à ̈ olio di colza, olio di soia, olio di semi, olio di oliva, olio di germe di grano, olio di palma, olio di cocco, olio di sesamo, olio di arachidi, olio di cotone, oleina, acido grasso C10-C36, mono, di o trigliceride di acido grasso C10-C36, cera di origine animale, vegetale, minerale, dal petrolio o sintetica, spermaceti, lanolina, paraffina, oli o grassi idrogenati, tea tree oil (olio di melaleuca), oppure un olio siccativo, quale olio di lino, olio di noce, olio di papavero, o loro miscele.
Più preferibilmente, detta matrice organica oleosa à ̈ un olio siccativo, olio di cocco, olio di palma, lanolina, cera o loro miscele.
Preferibilmente, detto ossido, idrossido o carbonato metallico à ̈ un ossido, idrossido o carbonato di Li, Na, K, Mg, Ca, Al, Sn, Pb, Bi, As, Se, TI, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, Pt, Au, Hg, o loro miscele.
Più preferibilmente, detto ossido, idrossido o carbonato metallico à ̈ un ossido, idrossido o carbonato di Li, Mg, Ca, Al, Bi, Se, Mn, Fe, Cu, Zn o loro miscele.
Secondo una forma di realizzazione preferita, il procedimento dell’invenzione ulteriormente comprende una successiva fase di formazione di dosi unitarie, al fine di rendere la composizione ottenuta più maneggevole, trasportabile e gestibile industrialmente. In particolare, dette dosi unitarie sono perle, scaglie, capsule, candelette, lingotti, pellet, granuli, oppure compresse.
La reazione à ̈ preferibilmente condotta in modo che la matrice grassa organica oleosa sia allo stato fuso, pertanto la reazione à ̈ condotta ad una temperatura di reazione da 20°C a 250°C.
Sotto un altro aspetto la presente invenzione concerne una composizione ottenibile da detto procedimento, in cui almeno 95% in peso à ̈ una miscela di complesso metallico e matrice organica oleosa, essendo il rimanente ossido, idrossido, o carbonato metallico e/o agente complessante non reagiti, sottoprodotti di reazione e tracce di acqua. Preferibilmente, in detta composizione, almeno 98% in peso à ̈ una miscela di complesso metallico e matrice organica oleosa.
È da intendersi che tutti gli aspetti identificati come preferiti e vantaggiosi per il procedimento di preparazione, sono da ritenersi analogamente preferiti e vantaggiosi anche per la composizione della presente invenzione.
Sotto un ulteriore aspetto, la presente invenzione concerne l’uso della composizione dell'Invenzione come analgesico, antinfiammatorio, antibatterico, antidiarroico, disinfettante, cicatrizzante o antiseborroico. Infatti, i complessi metallici, opportunamente conservati e veicolati dalla matrice organica oleosa, possono essere impiegati per gli usi sopra indicati, superando gli svantaggi ad essi associati nella tecnica nota.
Particolarmente adatti a tali usi sono:
- Zn ascorbato o Zn Salicilato, come antibatterico;
- Bi salicilato o Al salicilato, come antidiarroico;
- Mg salicilato o Cu salicilato, come analgesico ed antinfiammatorio; e
- salicilati in olio di neem e lanolina, come disinfettante in trattamento in post dipping nell’allevamento bovino, ovino.
- Cu ed acido rosmarinico in olio di melaleuca (tea tree oil) come anticrittogamico in agricoltura.
La composizione dell’invenzione trova altresì adeguato impiego anche come catalizzatore di reazioni in fase omogenea, oppure come antimuffa (in particolare, Zn salicilato) o come antitarlo (in particolare Zn salicilato, Cu salicilato, o Bi salicilato, in olio di lino).
Si à ̈ infatti sorprendentemente osservato che gli impieghi sopra riportati sono particolarmente vantaggiosi grazie alla capacità delle matrici organiche oleose di solubilizzare gli specifici complessi metallici ed al tempo di veicolarli a target.
Esempi più dettagliati di tali impieghi sono:
- trattamenti su manufatti lignei con olio di lino o olii siccativi in genere in grado di veicolare complessi di Zn, Cu, Bi ed AI;
- trattamento di impregnazione in genere per inibire attacchi biotici (funghi, muffe, batteri, insetti, ...);
- formulazione di additivi alimentari funzionali (antidiarroici, antiinfiammatori, ... sia per uso umano che animale);
- preparazione di creme, pomate ed unguenti;
- preparazione di additivi per paste dentifrice;
- preparazione di saponi, shampoo e detergenti in genere ad azione antibatterica; - preparazione di creme per manufatti in pelle e cuoio per prevenire la formazione di muffe e quindi adiuvanti in conceria.
Si riportano di seguito Esempi di realizzazione della presente invenzione forniti a titolo illustrativo.
Esempio 1.
Preparazione di Zn salicilato in olio di lino
5,392 g (0,039 moli) di acido salicilico erano sciolti in 300 mi di olio di lino (agitazione a 50°C per un’ora). Successivamente, erano aggiunti 2 g di Zn(OH)2(0.02 mol) e la miscela di reazione era portata a 60-65°C sotto agitazione. Al termine della reazione, si osservava la formazione di una soluzione limpida di colore giallo-arancione. Dalle analisi effettuate, sia all’FTIR che all’NMR, risultava che si era formato salicilato di zinco anidro in olio di lino:
Esempio 2.
Prova di efficacia della composizione dell’invenzione nel trattamento del legno
La composizione ottenuta nell’Esempio 1 à ̈ stata utilizzata per impregnare 10 pezzi di legno d’abete di dimensioni 40 χ 30 χ 3 mm mediante immersione per 8 ore al fine di verificarne l’efficacia contro le termiti ( Kalotermes flavicollis e Reticulitermes lucifugus).
La composizione ottenuta nell’Esempio 1 à ̈ stata altresì testata per l’efficacia contro i funghi (carie bianca e bruna del legno) su 10 campioni di pino silvestre mediante spennellamento superficiale di provini di dimensioni 30 χ 10 χ 5 mm. Si osservava che il legno trattato con la composizione dell'invenzione offriva ottimi risultati in termini di resistenza ai parassiti e mostrava altresì ottime proprietà di resistenza agli attacchi fungini xilofagi.
Esempio 3.
Preparazione di Cu salicilato in olio di palma idrogenato
50 Kg di olio di palma idrogenato (pf 60°C) erano fusi ed addizionati di 15 Kg di acido salicilico (108 moli) e 4.300 Kg di ossido di rame (II) (54 moli). La miscela di reazione era mantenuta ad una temperatura di 70 - 90 °C per circa un’ora fino all’ottenimento di una composizione uniforme di colore verde oliva. Dalle analisi effettuate, sia all’FTIR che all’NMR, risultava che si era formato salicilato di rame anidro in olio di palma.
Esempio 4.
Prova di efficacia della composizione dell’invenzione come additivo alimentare per bovini a scopo antinfiammatorio
La composizione ottenuta nell’Esempio 3 era granulata direttamente mediante Spray Cooling. I granuli risultanti erano inseriti in miscele note di integratori minerali - vitaminici.
SCODO della prova
Durante i periodi più caldi dell’anno l’allevamento del bovino da carne à ̈ soggetto a diverse difficoltà, sia di tipo sanitario, zootecnico e gestionale. All’inizio dell’estate il perdurare di alte temperature porta ad un progressivo calo di assunzione di cibo da parte degli animali e ad un contemporaneo aumento di assunzione di acqua. Questa situazione porta ad un rapido deterioramento delle lettiere, con un immediato riscontro negativo sul benessere animale.
In conseguenza di questi fenomeni si ha un calo drastico non solo dell’incremento ponderale giornaliero, un calo delle conversioni, e un incremento delle patologie podali e a volte anche di quelle respiratorie. Lo scopo della prova à ̈ pertanto dimostrare che la somministrazione della composizione dell’invenzione, rispetto alla usuale integrazione di rame solfato, permette di mantenere una normale assunzione di cibo, malgrado l’aumento della temperatura esterna, favorendo la crescita e prevenendo i diffusi stati infiammatori.
Prova
Due file di vitelli Limousin per un totale di 16 box vengono sono stati scelti per omogeneità genetica, peso vivo e stato sanitario: 8 box del peso medio di kg 420,80 per un numero totale di 64 animali, collocati 4 sul lato ovest della stalla e 4 sul lato est della stalla.
Sono stati pesati 4 box sul lato ovest e 4 sul lato est e sono stati numerati in modo progressivo a partire dal lato ovest e ne à ̈ stato quantificato il consumo giornaliero di alimento con l’ausilio di un lettore ottico posto sul carro miscelatore e in grado di rilevare la quantità di cibo somministrata per ogni box.
Preso atto dell’uniformità dei box sia dal punto di vista genetico, numerico e di peso medio, era palese che l’innalzamento della temperatura media ambientale settimanale influenzasse l’assunzione di sostanza secca da parte degli animali. I box trattati con i granuli della composizione dell’Esempio 3 mantenevano in generale una assunzione normale indipendentemente dalla temperatura ambientale, incrementando l’assunzione solo in rapporto all’aumento di peso vivo. Si constatava pertanto sorprendentemente che l’assunzione della composizione dell’invenzione migliorava il benessere animale, limitando l'effetto negativo dello stress da calore, e favorendo la normale assunzione di sostanza secca.
Dalla descrizione dettagliata e dagli Esempi sopra riportati, risultano evidenti i vantaggi conseguiti mediante il procedimento e la composizione della presente invenzione. In particolare, tale procedimento si à ̈ mostrato sorprendentemente e vantaggiosamente rapido ed conveniente, in quanto consente di ottenere in un'unica fase una composizione pronta all’uso, in cui il complesso metallico si conserva a lungo e mantiene nel tempo una elevata attività e biodisponibilità.

Claims (10)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per la preparazione di una composizione comprendente un complesso metallico in una matrice organica oleosa, comprendente la fase di fare reagire un ossido metallico, un idrossido metallico, un carbonato metallico o una loro miscela con un agente complessante in una matrice organica oleosa, in cui detto agente complessante à ̈ acido salicilico, acido ascorbico, un amminoacido, monomero di lignina, polimero di lignina, un acido aromatico C6-C15, un acido eteroaromatico C6-C15, acido nicotinico, nicotinammide, acido rosmarinico, acido solfanilico, o loro miscele, e detta matrice organica oleosa à ̈ olio vegetale, oleina, acido grasso C10-C36, mono, di o trigliceride di acido grasso C10-C36, cera naturale o sintetica, spermaceti, lanolina, paraffina, olio siccativo o loro miscele.
  2. 2. Procedimento di rivendicazione 1, in cui detto ossido, idrossido o carbonato metallico à ̈ un ossido, idrossido o carbonato di Li, Na, K, Mg, Ca, Al, Sn, Pb, Bi, As, Se, TI, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, Pt, Au, oppure Hg.
  3. 3. Procedimento di rivendicazione 1 o 2, in cui agente complessante à ̈ acido salicilico, acido tiosalicilico, acido ascorbico, alanina, fenilalanina, glicina, isoleucina, leucina, metionina, pralina, vaiina, triptofano, tirosina, acido glicolico, acido lattico, acido malico, acido tartarico, acido citrico, acido mandelico, acido 2-idrossi-4-metiltio butanoico (metionina idrossi analoga) , alcool sinapilico, alcool cumarilico, alcool coniferilico, acido sinapilico, acido cumarilico, acido coniferìlico, acido cinnamico, acido ferulico, acido benzoico, acido benzensolfonico, acido naftalensolfonico, acido dipicolinico, acido fenilacetico, acido 1-naftilacetico, acido nicotinico, nicotinammide, acido rosmarinico, acido sulfanilico o loro miscele.
  4. 4. Procedimento di una qualsiasi delle rivendicazioni 1-3, in cui detta matrice organica oleosa à ̈ olio di colza, olio di soia, olio di semi, olio di oliva, olio di germe di grano, olio di palma, olio di cocco, olio di sesamo, olio di arachidi, olio di cotone, oleina, acido grasso C10-C36, mono, di o trigliceride di acido grasso C10-C36, cera di origine animale, vegetale, minerale, dal petrolio o sintetica, spermaceti, lanolina, paraffina, oli o grassi idrogenati, tea tree oil (olio di melaleuca), oppure un olio siccativo, quale olio di lino, olio di noce, olio di papavero, o loro miscele.
  5. 5. Procedimento di una qualsiasi delle rivendicazioni 1-4, ulteriormente comprendente una successiva fase di formazione di dosi unitarie.
  6. 6. Procedimento di rivendicazione 5, in cui dette dosi unitarie sono perle, scaglie, capsule, candelette, lingotti, pellet, granuli, oppure compresse.
  7. 7. Composizione ottenibile dal procedimento di una qualsiasi delle rivendicazioni 1-6, in cui almeno 95% in peso à ̈ una miscela di complesso metallico e matrice organica oleosa.
  8. 8. Composizione di rivendicazione 7 per l’uso come analgesico, antinfiammatorio, antibatterico, antidiarroico, disinfettante, cicatrizzante o antiseborroico.
  9. 9. Uso della composizione di rivendicazione 7, come catalizzatore di reazioni in fase omogenea.
  10. 10. Uso della composizione di rivendicazione 7, come antimuffa o antitarlo.
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