用于控制释放活性成分的组合物及其制备方法技术

总体上提供了用于控制释放活性成分的组合物及其制备方法。在一些实施方案中，所述组合物包含活性成分和递送材料。在一些实施方案中，所述组合物包含可用于农业、害虫控制、气味控制和食品保存中至少一种应用的挥发性或气态活性成分。在一些实施方案中，所述活性成分是环丙烯类。在一些实施方案中，所述活性成分是精油、萜烯或萜类化合物。在一些实施方案中，所述递送材料是碳材料或硅酸盐材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制释放活性成分的组合物及其制备方法相关申请本申请根据35U.S.C.§119(e)要求以下申请的优先权：于2016年02月19日提交的标题为“CompositionsandMethodsforControlledReleaseofActiveIngredients”的美国临时专利申请No.：62/297,782、于2016年03月11日提交的标题为“CompositionsandMethodsforControlledReleaseofActiveIngredients”的美国临时专利申请No.：62/307,357、于2016年04月27日提交的标题为“CompositionsandMethodsforControlledReleaseofActiveIngredients”的美国临时专利申请No.：62/328,556、于2016年05月19日提交的标题为“CompositionsandMethodsforControlledReleaseofActiveIngredients”的美国临时专利申请No.：62/338,709、于2016年06月09日提交的标题为“CarbonBasedCompositionsforControlledReleaseofActiveIngredientsandMethodsofMakingSame”的美国临时专利申请No.：62/347,914、于2016年06月21日提交的标题为“CarbonBasedCompositionsforControlledReleaseofActiveIngredientsandMethodsofMakingSame”的美国临时专利申请No.：62/353,016、于2016年07月26日提交的标题为“CompositionsandMethodsforControlledReleaseofActiveIngredients”的美国临时专利申请No.：62/367,093，其各自通过引用整体并入本文。
总体上提供了用于控制释放活性成分的组合物及其制备方法。
技术介绍
在整个供应链中的产品废物会降低农业生产力并且降低营养食品来源的可用性。产品由于例如植物激素乙烯、细菌、微生物、真菌和其他病原体中的一种或更多种而老化并且最终腐败。挥发性或气态活性成分(包括但不限于环丙烯类(cyclopropene)、精油、萜烯和萜类化合物)可以用于控制产品腐败，但其在气相和蒸气相中的固有挥发性限制了其有用性。因此，需要改进的组合物和方法。
技术实现思路
总体上提供了用于控制释放活性成分的组合物及其制备方法。在一些实施方案中，提供了组合物，其包含：选自碳材料和硅酸盐(silicate)材料的递送材料；和可用于农业、害虫控制、气味控制和食品保存中至少一种应用的挥发性或气态活性成分，其相对于所述组合物的总重量以0.01wt％存在于所述组合物中，其中所述组合物被配置成控制释放挥发性或气态活性成分。在一些实施方案中，提供了组合物，其包含：选自碳材料和硅酸盐材料的递送材料；和环丙烯类，其相对于所述组合物的总重量以至少约0.05wt％存在于所述组合物中。在一些实施方案中，提供了组合物，其包含：硅酸盐递送材料；和环丙烯类，其相对于所述组合物的总重量以至少约0.01wt％存在于所述组合物中。在一些实施方案中，提供了组合物，其包含：选自碳材料和硅酸盐材料的递送材料；和环丙烯类，其中所述组合物被配置成控制释放环丙烯类。在一些实施方案中，提供了包含环丙烯类的组合物，其中所述组合物以在第22小时为至少0.0005μL/g组合物/小时的释放速率来控制释放环丙烯类。在一些实施方案中，提供了包含环丙烯类的组合物，其中第22小时环丙烯类从所述组合物中的释放速率为第1小时释放速率的至少0.1％。在一些实施方案中，提供了组合物，其包含：表面积大于约1m2/g的硅酸盐材料；和选自以下的至少一种活性成分：精油、萜烯、萜类化合物、香芹酮、百里酚、己醛、香芹酚、牛至油和百里香油，及其组合。在一些实施方案中，提供了方法，其包括使本文所述的组合物暴露于产品。在一些实施方案中，提供了用于控制释放环丙烯类的方法，其包括使产品暴露于包含与递送材料缔合之环丙烯类的组合物或基质，其中所述递送材料选自基于碳的材料和硅酸盐材料，并且其中相对于所述组合物的总重量，所述组合物包含约0.01％至30wt％的环丙烯类。在一些实施方案中，提供了制备本文所述的组合物的方法，其中所述方法包括：对碳材料的疏水性、亲水性、化学势、ζ电位、酸度、碱度、表面官能化和表面官能团密度中的至少一种进行改性以制备递送材料；以及使至少一种活性成分与递送材料缔合。附图简述本专利技术的这些以及其他目的和优点将在阅读详细描述并参考其在附图中所示的具体实施方案之后变得明显。应理解的是，这些附图仅描绘了本专利技术的一些典型实施方案，并且因此不应被认为是对其范围的限制，本专利技术的示例性实施方案将通过使用附图更加明确和详细地描述和解释，在附图中：图1是根据一个非限制性实施方案的递送材料的截面。图2是根据一个非限制性实施方案的组合物的截面。图3是根据一个非限制性实施方案的递送材料的透视图。图4是根据一个非限制性实施方案的复合剂(complexingagent)的示意图。图5是根据一个非限制性实施方案的复合剂的示意图。图6是根据一个非限制性实施方案的组合物的孔内透视图。图7是使用一个非限制性实施方案的组合物的香蕉测试的示例性结果的照片。图8是使用一个非限制性实施方案的组合物对草莓病原体进行测试的示例性结果的照片。图9是来自使用一个非限制性实施方案的组合物对草莓病原体进行测试的来自图8的示例性结果的另一张照片。专利技术详述在以下描述和附图中，相同的附图标记在整个附图和文本中指代相似的元件。此外，为了简单和清楚起见，即为了不使附图过多地负担数个附图标记，仅为某些附图提供了附图标记，并且可以由其容易地推断出在其他附图中示出的本专利技术的组件和特征。附图中示出的实施方案、几何构造和/或尺寸优选地仅出于示例目的。根据以下详细描述，这些实施方案的多个特征、方面和优点将变得更加明显。总体上提供了用于活性成分的释放或控制释放递送的组合物、组合物用途和制备这样的组合物的方法。在一些实施方案中，提供了包含递送材料和至少一种活性成分的组合物。所述组合物可以被配置成控制释放活性成分。活性成分可以用于农业、害虫控制、气味控制和食品保存中至少一种的应用。在一些实施方案中，活性成分是挥发性或气态活性成分。现在将详细描述关于组合物的每种组分和相关方法的另外细节。本文所用的“活性成分”通常涉及直接有助于实现期望的性能目的的化学功能、生物学功能或其他功能。在一些实施方案中，活性成分具有足够的挥发性以在活性成分从组合物中释放期间(并且经常在此之后)在组合物(例如，包含活性成分和递送材料的组合物)周围的气氛中以可检测浓度(例如≥1ppb)存在。在一些实施方案中，本文所述的组合物、组合物用途和制备组合物的方法涉及蒸气相或气相活性成分从递送材料中的释放或控制释放递送。“蒸气相活性成分”或“气相活性成分”是在期望条件(例如环境室温(约23℃至25℃)和大气压)下分别在蒸气相或气相中的活性成分。在一些实施方案中，活性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.组合物，其包含：选自碳材料和硅酸盐材料的递送材料；和可用于农业、害虫控制、气味控制和食品保存中至少一种应用的挥发性或气态活性成分，其相对于所述组合物的总重量以0.01wt％存在于所述组合物中，其中所述组合物被配置成控制释放所述挥发性或气态活性成分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.19 US 62/297,782;2016.03.11 US 62/307,357;1.组合物，其包含：选自碳材料和硅酸盐材料的递送材料；和可用于农业、害虫控制、气味控制和食品保存中至少一种应用的挥发性或气态活性成分，其相对于所述组合物的总重量以0.01wt％存在于所述组合物中，其中所述组合物被配置成控制释放所述挥发性或气态活性成分。2.组合物，其包含：选自碳材料和硅酸盐材料的递送材料；和环丙烯类，其相对于所述组合物的总重量以至少约0.05wt％存在于所述组合物中。3.组合物，其包含：硅酸盐递送材料；和环丙烯类，其相对于所述组合物的总重量以至少约0.01wt％存在于所述组合物中。4.组合物，其包含：选自碳材料和硅酸盐材料的递送材料；和环丙烯类，其中所述组合物被配置成控制释放所述环丙烯类。5.包含环丙烯类的组合物，其中：所述组合物以在第22小时为至少0.0005μL/g组合物/小时的释放速率来控制释放所述环丙烯类。6.包含环丙烯类的组合物，其中：第22小时所述环丙烯类从所述组合物中的释放速率是第1小时的释放速率的至少0.1％。7.组合物，其包含：表面积大于约1m2/g的硅酸盐材料；和选自以下的至少一种活性成分：精油、萜烯、萜类化合物、香芹酮、百里酚、己醛、香芹酚、牛至油和百里香油。8.权利要求7所述的组合物，其中所述硅酸盐材料是递送材料。9.前述权利要求中任一项所述的组合物，其还包含黏合剂、油、水凝胶或聚合物。10.前述权利要求中任一项所述的组合物，其还包含吸湿性材料。11.前述权利要求中任一项所述的组合物，其还包含稀释剂材料。12.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述递送材料是多孔的。13.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述递送材料包含纳米孔、微孔、大孔或介孔硅酸盐，无孔硅酸盐材料，硅酸盐材料，纳米孔、微孔、大孔或介孔碳，有机硅酸盐杂合物，或其组合。14.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述递送材料包含模板化硅质材料。15.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述硅酸盐材料为粉末、丸粒、颗粒、纳米级和介孔形式中的至少一种。16.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述硅酸盐材料包含商品化硅酸盐。17.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述硅酸盐材料选自：i)沉淀的无结晶硅酸盐凝胶、ii)无定形煅制(无结晶)硅酸盐，和iii)介观结构化无定形硅酸盐。18.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述递送材料包含固体材料。19.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述递送材料包含无定形固体、玻璃状固体、陶瓷、或非结晶固体。20.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述递送材料包含基于碳的材料。21.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述递送材料包含活性碳或活性炭。22.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述碳材料包含单片碳材料、挤出或粒化碳材料、经蒸汽活化的碳材料、经氧化的碳材料、经热处理的碳材料、经酸处理的碳材料、经碱处理的碳材料、灰分、炭、生物炭、烟灰，或其组合。23.前述权利要求中任一项所述的组合物，所述递送材料包含与砂的元素组成无法区分的元素组成。24.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述碳材料为粉末、丸粒、颗粒、膜和挤出物形式中的至少一种。25.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述碳材料包含商品化碳。26.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述碳材料是丸粒直径为0.1至4.5mm的挤出碳。27.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述递送材料包含高表面积材料。28.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述递送材料包含介孔碳材料、纳米孔碳材料和微孔碳材料中的至少一种，所述碳材料用氧化剂、水解试剂、热、酸和碱中的至少一种改性。29.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述递送材料包含经改性的碳材料。30.权利要求20所述的组合物，其中所述碳材料已用水改性。31.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述碳材料已用硫酸、盐酸、高氯酸、次氯酸和这些酸的共轭碱中的至少一种改性。32.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述碳材料已用臭氧气体、过氧化氢、有机过氧化物和氧气中的至少一种改性。33.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述碳材料已用浓度为0.01％至99％的硝酸改性。34.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述递送材料的表面积为约1至约3000m2/g，或约1至约2500m2/g、或约100至约1500m2/g、或约500至约1500m2/g、或约1000至约1500m2/g或约50至约2000m2/g。35.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述递送材料包含高表面积材料，所述高表面积材料的内部和外部总化学表面积大于1m2/g、或大于10m2/g、或大于90m2/g、或大于500m2/g、或大于1000m2/g。36.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述递送材料包含多孔材料，所述多孔材料的孔体积为约0.1cm3/g至约10cm3/g、或约0.1cm3/g至约5cm3/g、或约0.5cm3/g至约2cm3/g、或约0.5cm3/g至约1.5cm3/g、或约0.5cm3/g至约10cm3/g、或约0.5cm3/g至约5cm3/g、或约0.5cm3/g至约1.5cm3/g、或约1cm3/g至约1.5cm3/g。37.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述递送材料包含d-间距为约至约的多孔材料。38.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述递送材料包含内部空隙体积大于约0.1cm3/g、或大于约1cm3/g、或大于约1.5cm3/g的多孔材料。39.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述递送材料包含具有以下一种或更多种特性的碳材料：密度为0.2至3g/cm3，孔体积为0.1至1.5cm3/g，表面积为500至4000m2/g，含水量为0至30％。40.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中：所述递送材料包含硅酸盐材料，并且其中所述硅酸盐材料包括以下一种或更多种特性：粒度为5nm至5mm，孔体积为0.5至5cm3/g，表面积为0.01至2000m2/g。41.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中：所述递送材料包含硅酸盐材料，并且其中所述硅酸盐材料包括以下一种或更多种特性：孔尺寸为平均颗粒直径为63至200μm，孔体积为0.7至0.85cm3/g，和表面积为480m2/g。42.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述递送材料是聚合物、无机材料、有机材料、或其杂合物。43.权利要求16所述的组合物，其中所述聚合物、无机材料、有机材料、或其杂合物占所述组合物的0至99.99wt％。44.权利要求1所述的组合物，其中所述递送材料占所述组合物的0至99.99wt％。45.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述聚合物、无机材料、有机材料、或其杂合物占所述递送材料的50mol％至100mol％。46.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述递送材料包含惰性材料。47.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中：所述惰性材料选自聚硅氧烷、聚烷基硅氧烷、聚亚烷基硅氧烷和聚氧化烯，并且其中所述惰性材料任选地还包含表面活性剂。48.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述惰性材料包含多孔或以其他方式呈高表面积的硅酸盐；和任选的表面活性剂，前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述惰性材料包含模板化、多孔或以其他方式呈高表面积的难熔金属氧化物；和任选的表面活性剂。49.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述惰性材料包含模板化、多孔或以其他方式呈高表面积的有机材料。50.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述惰性材料包含纳米孔、微孔、或介孔活性碳；和任选的表面活性剂。51.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述递送材料包含通过使用四乙氧基硅烷(TEOS)制备的介孔材料硅酸盐。52.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述递送材料包含十四-2，6-O-烯丙基环庚直链淀粉。53.权利要求9所述的组合物，其中TEOS与十四-2，6-O-烯丙基环庚直链淀粉的Si摩尔比的比例选自1∶0、0.9∶0.1、0.75∶0.25、0.50∶0.50和0.25∶0.75。54.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述递送材料包含可回收材料。55.前述权利要求中任一项所述的组合物，其通过包括以下步骤的方法来制备：对碳材料的疏水性、亲水性、化学势、ζ电位、酸度、碱度、表面官能化和表面官能团密度中的至少一种进行改性；以及用至少一种活性成分浸渍经改性的碳材料。56.前述权利要求中任一项所述的组合物，其还包含至少一种复合剂，或任选的至少一种吸附-改性官能团。57.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述复合剂用所述活性成分来浸渍。58.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述复合剂包埋在所述递送材料中。59.前述权利要求中任一项所述的组合物，其包含固定在所述递送材料的内表面和外表面中至少一个上的复合剂。60.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述递送材料的至少一个孔包含复合剂。61.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述递送材料包含浓度为所述递送材料0至50mol％的复合剂。62.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述复合剂包含β-环糊精。63.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述复合剂包含浓度为所述递送材料1mol％至20mol％的β-环糊精。64.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述复合剂包含经取代β-环糊精。65.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述经取代β-环糊精包含经甲硅烷基修饰的β-环糊精和经烯丙基修饰的β-环糊精中的一种。66.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述复合剂包含浓度为所述递送材料0至20mol％的经取代β-环糊精。67.权利要求1所述的组合物，其中所述复合剂包含浓度为所述递送材料1mol％至20mol％的未经取代β-环糊精。68.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述复合剂包含以下中的至少一种：未经取代β-环糊精、经甲硅烷基修饰的β-环糊精、经烯丙基修饰的β-环糊精、α-环糊精、γ-环糊精、三甲基甲硅烷基官能团。69.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述复合剂选自环糊精、经取代环糊精、经修饰环糊精、冠醚、经取代冠醚、经修饰冠醚、杯芳烃、经取代杯芳烃、经修饰杯芳烃，及其组合。70.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述复合剂选自：α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精、单糖、寡糖或多糖、卟啉、磷腈、环糊精、经取代或经修饰的环糊精、冠醚、经取代或经修饰的冠醚、杯芳烃、以及经取代或经修饰的杯芳烃，及其组合。71.前述权利要求中任一项所述的组合物，其还包含复合剂和吸附-改性官能团中的至少一种。72.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述吸附-改性官能团是三甲基甲硅烷基官能团。73.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述吸附-改性官能团是安装在所述递送材料的内表面和外表面中至少一个上的疏水性或脂族基团之一。74.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述复合剂包埋在所述递送材料中。75.前述权利要求中任一项所述的组合物，其包含固定在所述递送材料的内表面和外表面中至少一个上的复合剂。76.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述递送材料的至少一个孔包含复合剂。77.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述递送材料包含浓度为所述递送材料0至50mol％的复合剂。78.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述复合剂包含B-环糊精。79.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述复合剂包含浓度为所述递送材料1mol％至20mol％的β-环糊精。80.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述复合剂包含经取代β-环糊精。81.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述经取代β-环糊精包含经甲硅烷基修饰的β-环糊精和经烯丙基修饰的β-环糊精中的一种。82.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述复合剂包含浓度为所述递送材料0至20mol％的经取代β-环糊精。83.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述复合剂包含浓度为所述递送材料1mol％至20mol％的未经取代β-环糊精。84.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述递送材料还包含浓度为所述递送材料0至50mol％的复合剂和浓度为所述递送材料50mol％至100mol％的惰性材料。85....

【专利技术属性】
技术研发人员：阿达姆·特鲁特·普雷斯拉尔，艾当·R·莫阿特，
申请(专利权)人：哈泽尔技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US