Dispositivos de generación de ciclopropenos para controlar procesos de maduración de productos agrícolas.

Dispositivo para la generación de compuestos de ciclopropeno, que puede lograr una preparación in situ directa y aplicación de compuestos de ciclopropeno que inhiben la acción del etileno que acelera el proceso de maduración de las plantas, comprendiendo el dispositivo una primera parte de almacenamiento en la que se almacenan precursores de compuestos de ciclopropeno ("precursores de ciclopropeno"), una segunda parte de almacenamiento en la que se almacenan reactivos de reacción que convierten los precursores de ciclopropeno en derivados de ciclopropeno mediante reacción química, y una parte de pulverización para pulverizar los derivados de ciclopropeno producidos mediante la reacción química entre los precursores de ciclopropeno y los reactivos de reacción.

Dispositivos de generación de ciclopropenos para controlar procesos de maduración de productos agrícolas

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un dispositivo para la generación de compuestos de ciclopropeno. Más específicamente, la presente invención se refiere a un dispositivo para la generación de compuestos de ciclopropeno, que puede lograr una preparación y pulverización in situ conveniente de compuestos de ciclopropeno tales como ciclopropeno, 1-metilciclopropeno y similares, que se sabe que inhiben la acción del etileno asociado con procesos de maduración de plantas tales como frutas, flores, verduras y similares, según sea necesario.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En general, pueden prepararse derivados de ciclopropeno haciendo reaccionar haluros de alilo con bases fuertes [J. Org. Chem. 30 (1965) 2089-2090; y J. Org. Chem. 36 (1971) 1320-1321]. Además, con referencia a algunas publicaciones recientes incluyendo la patente estadounidense n.º 5.518.988, puede observarse que compuestos de ciclopropeno que tienen una estructura relativamente sencilla, tales como ciclopropeno, 1-metilciclopropeno y similares, presentan excelentes efectos inhibidores sobre el proceso de maduración de las plantas [J. Agric. Food Chem. 53 (2005) , 7565-7570; J. Agric. Food Chem. 51 (2003) , 4680-4686; J. Agric. Food Chem. 51 (2003) , 38583864; J. Agric. Food Chem. 51 (2003) , 1189-1200; y J. Agric. Food Chem. 47 (1999) , 2847-2853].

En particular, entre estos compuestos de ciclopropeno, ciclopropeno (punto de ebullición de -36 a -35ºC/744 mmHg) y 1-metilciclopropeno (punto de ebullición de 12ºC/760 mmHg) están presentes en una fase gaseosa a temperatura ambiente y por tanto pueden tratarse fácilmente en todas partes de un espacio de almacenamiento de productos agrícolas, incluso sin un dispositivo de pulverización adicional.

Sin embargo, los compuestos de ciclopropeno que incluyen ciclopropeno y 1-metilciclopropeno son químicamente inestables. Por tanto, si tales compuestos de ciclopropeno no se almacenan a una baja temperatura (por debajo de -100ºC) , pueden experimentar fácilmente una pérdida de sus propiedades químicas mediante dimerización, etc. Con el fin de solucionar los problemas asociados con el almacenamiento de estos compuestos, se ha emprendido activamente una variedad de investigaciones para encontrar un método para el almacenamiento seguro de los compuestos de ciclopropeno.

Por ejemplo, las patentes US n.os 6.017.849, 6.426.319, 6.444.619, 6.548.448, 6.762.153 y 6.953.540 dan a conocer métodos de almacenamiento seguros de derivados de ciclopropeno, particularmente 1-metilciclopropeno, y la aplicación de los mismos a sitios diana. Es decir, estas patentes dan a conocer la encapsulación de pequeñas moléculas tales como 1-metilciclopropeno en macromoléculas tales como a-ciclodextrina. Más específicamente, se almacena de manera segura 1-metilciclopropeno usando a-ciclodextrina, y se trata con agua complejo de aciclodextrina que contiene 1-metilciclopropeno al usar el mismo para las aplicaciones deseadas. Las moléculas de agua añadida se infiltran gradualmente en la a-ciclodextrina, conduciendo así a la liberación de 1-metilciclopropeno al exterior, y por tanto el 1-metilciclopropeno liberado actúa sobre las plantas para inhibir de ese modo la acción del etileno.

Sin embargo, las técnicas mencionadas anteriormente presentan diversas desventajas tales como una dificultad para preparar 1-metilciclopropeno, un procedimiento separado de adsorción de 1-metilciclopropeno en aciclodextrina tras la preparación de 1-metilciclopropeno, un tratamiento del complejo de a-ciclodextrina que contiene 1-metilciclopropeno con agua para liberar 1-metilciclopropeno del complejo para el tratamiento de 1metilciclopropeno sobre las plantas, dando así como resultado un tiempo de procesamiento largo y un conocimiento técnico para tal tratamiento, y en consecuencia altos costes de procesamiento.

Con este fin, tal como se comentó anteriormente en el presente documento, existe una gran necesidad del desarrollo de una técnica que pueda lograr una preparación in situ conveniente de derivados de ciclopropeno de una manera simplificada, seguida por un tratamiento directo de los mismos a las plantas. Las reivindicaciones 1 a 26 ilustran las realizaciones de la invención.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Por tanto, se ha realizado la presente invención para solucionar los problemas anteriores y otros problemas técnicos que aún no se han solucionado.

Específicamente, un objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo para la generación de compuestos de ciclopropeno, que puede lograr una preparación in situ conveniente y aplicación inmediata de derivados de ciclopropeno que tienen baja estabilidad en almacenamiento mediante un procedimiento simplificado.

Según un aspecto de la presente invención, los objetos anteriores y otros pueden lograrse proporcionando un dispositivo para la generación de compuestos de ciclopropeno que puede lograr una preparación in situ directa y aplicación de compuestos de ciclopropeno que inhiben la acción del etileno que acelera el proceso de maduración de las plantas, comprendiendo el dispositivo una primera parte de almacenamiento para almacenar precursores de compuestos de ciclopropeno (“precursores de ciclopropeno”) , una segunda parte de almacenamiento para almacenar reactivos de reacción que convierten los precursores de ciclopropeno en derivados de ciclopropeno mediante reacción química, y una parte de pulverización para pulverizar los derivados de ciclopropeno producidos mediante la reacción química entre los precursores de ciclopropeno y los reactivos de reacción.

Por tanto, el dispositivo para la generación de compuestos de ciclopropeno según la presente invención se caracteriza porque se almacenan individualmente precursores de ciclopropeno que tienen una estabilidad química relativamente alta y reactivos de reacción que pueden inducir una conversión química de los precursores para dar compuestos deseados en elementos de almacenamiento separados, tomando en consideración que los derivados de ciclopropeno que inhiben el proceso de maduración de las plantas son químicamente inestables, y cuando se desea usar los derivados de ciclopropeno, se permite que los reactivos de reacción y los precursores de ciclopropeno se pongan en contacto y reaccionen entre sí para producir de ese modo productos deseados que entonces se pulverizan apropiadamente, proporcionando así una preparación in situ directa y aplicación conveniente de derivados de ciclopropeno.

No hay ningún límite particular a los materiales y las configuraciones para la primera parte de almacenamiento para almacenar los precursores de ciclopropeno y la segunda parte para almacenar reactivos de reacción, siempre que puedan almacenar apropiadamente materiales de reacción, y puedan descargarlos tras la aplicación de los mismos. Por ejemplo, el elemento de almacenamiento puede estar en forma de un depósito que tiene una salida para el suministro de materiales de reacción en al menos un lado y hecho de un material inerte frente a los materiales y reactivos de reacción. Es decir, la parte de almacenamiento puede estar compuesta por el primer depósito de almacenamiento para almacenar los precursores de ciclopropeno y por el segundo depósito de almacenamiento para almacenar reactivos de reacción.

En una realización específica, el dispositivo incluye además un recipiente de reacción interconectado selectivamente al primer depósito de almacenamiento y al segundo depósito de almacenamiento, y la parte de pulverización puede estar conectada al recipiente de reacción. Por tanto, los precursores de ciclopropeno y los reactivos de reacción, suministrados de depósitos de almacenamiento individuales, se ponen en contacto para experimentar una reacción química en el recipiente de reacción, produciendo de ese modo derivados de ciclopropeno, y los derivados de ciclopropeno resultantes se descargan a través de la parte de pulverización. Cuando sea apropiado, la parte de pulverización también puede estar integrada en el recipiente de reacción como parte del mismo.

En otra realización, la parte de pulverización puede estar conectada directamente al segundo depósito de almacenamiento o de lo contrario puede estar integrada en el segundo depósito de almacenamiento como parte del mismo, y el primer depósito de almacenamiento puede estar interconectado selectivamente al segundo depósito de almacenamiento. Cuando sea apropiado, el dispositivo puede realizarse con una estructura diferente, en la que la parte de pulverización está conectada directamente al primer depósito de almacenamiento o de... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo para la generación de compuestos de ciclopropeno, que puede lograr una preparación in situ directa y aplicación de compuestos de ciclopropeno que inhiben la acción del etileno que acelera el proceso de maduración de las plantas, comprendiendo el dispositivo una primera parte de almacenamiento en la que se almacenan precursores de compuestos de ciclopropeno (“precursores de ciclopropeno”) , una segunda parte de almacenamiento en la que se almacenan reactivos de reacción que convierten los precursores de ciclopropeno en derivados de ciclopropeno mediante reacción química, y una parte de pulverización para pulverizar los derivados de ciclopropeno producidos mediante la reacción química entre los precursores de ciclopropeno y los reactivos de reacción.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que la primera parte de almacenamiento es un primer depósito de almacenamiento y la segunda parte de almacenamiento es un segundo depósito de almacenamiento, un recipiente de reacción está incluido adicionalmente y está interconectado selectivamente al primer depósito de almacenamiento y al segundo depósito de almacenamiento, y la parte de pulverización está conectada al recipiente de reacción.

3. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que la primera parte de almacenamiento es un primer depósito de almacenamiento y la segunda parte de almacenamiento es un segundo depósito de almacenamiento, la parte de pulverización está conectada directamente al segundo depósito de almacenamiento o está integrada en el segundo depósito de almacenamiento como parte del mismo, y el primer depósito de almacenamiento está interconectado selectivamente al segundo depósito de almacenamiento.

4. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que, para una fácil pulverización de los derivados de

ciclopropeno, el dispositivo incluye además una parte de suministro de portador para suministrar un gas portador como medio hacia la parte de pulverización.

5. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que la parte de pulverización incluye uno o más de una boquilla para controlar una dirección y cantidad de pulverización de los derivados de ciclopropeno, un calentador para facilitar la evaporación de derivados de ciclopropeno líquidos o sólidos a temperatura ambiente o la activación en fase gaseosa de derivados de ciclopropeno gaseosos a temperatura ambiente y un filtro para eliminar impurezas de los reactantes.

6. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que el derivado de ciclopropeno es un material representado por 35 la fórmula I:

en la que R es hidrógeno; un alquilo C1-C10; o un alquilo sustituido que contiene oxígeno, nitrógeno, azufre, silicio o halógeno.

7. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que el derivado de ciclopropeno se selecciona del grupo que consiste en ciclopropeno, 1-metilciclopropeno, 1-etilciclopropeno, 1-propilciclopropeno, 1-butilciclopropeno, 1-pentilciclopropeno, 1-hexilciclopropeno, 1-heptilciclopropeno, 1-octilciclopropeno y cualquier combinación 45 de los mismos.

8. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que el precursor de ciclopropeno almacenado en la primera parte de almacenamiento (120, 220) es haluro de alilo o equivalentes del mismo, trihalociclopropano o equivalentes del mismo, halociclopropano o equivalentes del mismo, o 1-trialquilsilil-2-halociclopropano o equivalentes del mismo, y el reactivo de reacción almacenado en la segunda parte de almacenamiento (130, 230) es una base o un material de anión fluoruro.

9. Dispositivo según la reivindicación 8, en el que 1-trialquilsilil-2-halociclopropano o equivalentes del mismo

como precursor de ciclopropeno almacenado en la primera parte de almacenamiento (120, 220) son 155 halociclopropilsilano representado por la fórmula II o haloequivalentes químicos del mismo:

en la que R1, R2 y R3 son cada uno independientemente hidrógeno, alquilo o alcoxilo C1-C10, alilo C3-C10,

halógeno;

5

uno de A y B es hidrógeno, y el otro es hidrógeno, un alquilo, alquenilo o alquinilo C1-C8 o arilo; o un alquilo,

alquenilo o alquinilo sustituido que contiene oxígeno o halógeno; y

X es un grupo saliente que contiene un halógeno, oxígeno (O) , azufre (S) , selenio (Se) , nitrógeno (N) o

10 fósforo (P) .

10. Dispositivo según la reivindicación 8, en el que el material de ión fluoruro es fluoruro de tetraalquilamonio

representado por la fórmula III:

en la que R1, R2, R3 y R4 son cada uno independientemente alquilo C1-C20 o arilo.

11. Dispositivo según la reivindicación 10, en el que el propio material de ión fluoruro está disuelto en un 20 disolvente o adsorbido sobre partículas sólidas.

12. Dispositivo según la reivindicación 11, en el que se llenan partículas sólidas que tienen una superficie recubierta con el material de ión fluoruro como reactivo de reacción en el segundo depósito de almacenamiento como segunda parte de almacenamiento, la parte de pulverización está conectada directamente al segundo depósito de almacenamiento o está integrada en el segundo depósito de almacenamiento como parte del mismo, y el primer depósito de almacenamiento como primera parte de almacenamiento está interconectado selectivamente al segundo depósito de almacenamiento.

13. Método para tratar y almacenar productos agrícolas cosechados, usando el dispositivo para la generación 30 de compuestos de ciclopropeno según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.

14. Derivados de 1-halociclopropilsilano representados por la fórmula IIA: las siguientes etapas:

35

en la que R1, R2 y R3 son cada uno independientemente hidrógeno; alquilo o alcoxilo C1-C10, alilo C3-C10 o

halógeno;

al menos uno de A’ y B’ es hidrógeno; si A’ es hidrógeno, B’ es hidrógeno, metilo o etilo; y si B’ es

40 hidrógeno, A’ es hidrógeno, metilo o etilo; y

X es un grupo saliente que contiene un halógeno, oxígeno (O) , azufre (S) , selenio (Se) , nitrógeno (N) o

fósforo (P) .

45 15. Método para la preparación in situ directa y aplicación de compuestos de ciclopropeno, en el que se usa un

dispositivo que comprende una primera parte de almacenamiento (120) , una segunda parte de

almacenamiento (130) , un recipiente de reacción (110) y una parte de pulverización (160) , que comprende

- almacenar precursores de compuestos de ciclopropeno en dicha primera parte de almacenamiento (120) ;

- almacenar reactivos de reacción que convierten los precursores de ciclopropeno en derivados de ciclopropeno mediante reacción química en dicha segunda parte de almacenamiento (130) ;

- introducir dichos precursores de compuestos de ciclopropeno y dichos reactivos de reacción de dicha primera parte (120) y segunda parte de almacenamiento (130) en dicho recipiente de reacción (110) de modo que experimentan una reacción química ; y

- pulverizar los derivados de ciclopropeno producidos mediante la reacción química a través de dicha parte de pulverización (160) al exterior de dicho recipiente de reacción (110) .

16. Método según la reivindicación 15, en el que la primera parte de almacenamiento (120) es un primer depósito de almacenamiento, la segunda parte de almacenamiento (130) es un segundo depósito de almacenamiento, y el recipiente de reacción (110) está incluido adicionalmente y está interconectado selectivamente al primer depósito de almacenamiento y al segundo depósito de almacenamiento, y la parte de pulverización (160) está conectada al recipiente de reacción (110) .

17. Método según la reivindicación 15, en el que la primera parte de almacenamiento (120) es un primer depósito de almacenamiento y la segunda parte de almacenamiento (130) es un segundo depósito de almacenamiento, la parte de pulverización (160) está conectada directamente al segundo depósito de almacenamiento o está integrada en el segundo depósito de almacenamiento como parte del mismo, y el primer depósito de almacenamiento está interconectado selectivamente al segundo depósito de almacenamiento.

18. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 17, en el que la parte de pulverización (160) incluye uno o más de una boquilla para controlar una dirección y cantidad de pulverización de los derivados de ciclopropeno, un calentador para facilitar la evaporación de derivados de ciclopropeno líquidos o sólidos a temperatura ambiente o la activación en fase gaseosa de derivados de ciclopropeno gaseosos a temperatura ambiente y un filtro para eliminar impurezas de los reactantes.

19. Método para la preparación in situ directa y aplicación de compuestos de ciclopropeno, en el que se usa un dispositivo que comprende una primera parte de almacenamiento (220, 320) , un recipiente de reacción (210, 310) y una parte de suministro de portador (230, 330) , que comprende las siguientes etapas:

- almacenar precursores de compuestos de ciclopropeno en dicha primera parte de almacenamiento (220, 320) ;

- almacenar reactivos de reacción que convierten los precursores de ciclopropeno en derivados de ciclopropeno mediante reacción química en dicho recipiente de reacción (210, 310) ;

- introducir dichos precursores de compuestos de ciclopropeno en dicho recipiente de reacción (210, 310) de modo que experimentan una reacción química; y

- suministrar un gas portador mediante una parte de suministro de portador (230, 330) para pulverizar los derivados de ciclopropeno al exterior de dicho recipiente de reacción (210, 310) .

20. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 19, en el que el precursor de ciclopropeno es haluro de alilo o equivalentes del mismo, trihalociclopropano o equivalentes del mismo, halociclopropano o equivalentes del mismo, o 1-trialquilsilil-2-halociclopropano o equivalentes del mismo, y el reactivo de reacción almacenado en la segunda parte de almacenamiento (130, 230) es una base o un material de anión fluoruro.

21. Método según la reivindicación 20, en el que 1-trialquilsilil-2-halociclopropano o equivalentes del mismo como precursor de ciclopropeno almacenado son 1-halociclopropilsilano representado por la fórmula II o haloequivalentes químicos del mismo:

en la que R1, R2 y R3 son cada uno independientemente hidrógeno, alquilo o alcoxilo C1-C10, alilo C3-C10,

halógeno;

5

uno de A y B es hidrógeno, y el otro es hidrógeno, un alquilo, alquenilo o alquinilo C1-C8 o arilo; o un alquilo,

alquenilo o alquinilo sustituido que contiene oxígeno o halógeno; y

X es un grupo saliente que contiene un halógeno, oxígeno (O) , azufre (S) , selenio (Se) , nitrógeno (N) o

10 fósforo (P) .

22. Método según la reivindicación 20, en el que el material de ión fluoruro es fluoruro de tetraalquilamonio

representado por la fórmula III:

en la que R1, R2, R3 y R4 son cada uno independientemente alquilo C1-C20 o arilo.

23. Método según la reivindicación 20 ó 21, en el que el propio material de ión fluoruro está disuelto en un 20 disolvente o adsorbido sobre partículas sólidas.

24. Método según la reivindicación 23, en el que se llenan partículas sólidas que tienen una superficie recubierta con el material de ión fluoruro como reactivo de reacción en el segundo depósito de almacenamiento como segunda parte de almacenamiento (130, 230) , la parte de pulverización (160, 260)

está conectada directamente al segundo depósito de almacenamiento o está integrada en el segundo depósito de almacenamiento como parte del mismo, y el primer depósito de almacenamiento como primera parte de almacenamiento (120, 220) está interconectado selectivamente al segundo depósito de almacenamiento.

25. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 19, en el que el precursor de ciclopropeno es derivados de 1-halociclopropilsilano representados por la fórmula IIA :

35 en la que R1, R2 y R3 son cada uno independientemente hidrógeno; alquilo o alcoxilo C1-C10, alilo C3-C10, o

halógeno;

al menos uno de A’ y B’ es hidrógeno; si A’ es hidrógeno, B’ es hidrógeno, metilo o etilo; y si B’ es

hidrógeno, A’ es hidrógeno, metilo o etilo; y

40

X es un grupo saliente que contiene un halógeno, oxígeno (O) , azufre (S) , selenio (Se) , nitrógeno (N) o

fósforo (P) .

26. Método para tratar y almacenar productos agrícolas cosechados, en el que se pulverizan sobre dichos

45 productos agrícolas cosechados derivados de ciclopropeno producidos mediante el método según una

cualquiera de las reivindicaciones 15-25.

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