Revisão de patentes: óxidos de cobre inorgânicos em defensivos e fertilizantes

Autores: Xie Ting, Tan Hui — Centro de Cooperação de Exame de Patentes de Sichuan, Escritório de Patentes, Administração Nacional da Propriedade Intelectual da China


Análise de patentes de óxidos de cobre

1 Situação de depósito global

Óxido de cobre e óxido cuproso são pesticidas inorgânicos com longa história de aplicação; já eram usados para fins fungicidas desde o século XIX. No entanto, os pedidos de patente relacionados à aplicação de óxidos de cobre em pesticidas apareceram relativamente tarde: em 1913, a patente britânica GB191304571A buscou proteção para uma solução técnica na qual o óxido de cobre era composto com fosfatos, carbonatos, etc., para preparar um desinfetante; em 1925, a patente britânica GB241430A buscou proteção para o uso de óxido de cobre como auxiliar na preparação de um agente bactericida e desodorizante. Com base no volume anual de pedidos de patente, pode-se ver que patentes relacionadas à aplicação de óxido de cobre e óxido cuproso no campo de pesticidas apareceram em grande número após 2000, foram relativamente concentradas em 2005–2017 e atingiram um volume máximo de depósitos anuais de cerca de 160 em 2013. Em termos de tendência de depósito, após 2000, o número total de depósitos mostrou uma tendência de crescimento rápido.

2 Análise da composição técnica

A partir do mapa de distribuição global de aplication technologies, a maior parte de todas as patentes é de fungicidas, seguidos por inseticidas; o número de patentes de fungicidas e inseticidas representou mais de 60% das patentes globais. O cobre, como fertilizante de elemento-traço essencial para o crescimento das plantas, também desempenhou um papel importante e ocupou lugar nas patentes, representando cerca de 15% do total.

Análise da rota de desenvolvimento tecnológico dos óxidos de cobre

1 Evolução tecnológica no campo dos fertilizantes

O cobre é um elemento-traço indispensável para o crescimento das plantas; embora exigido apenas em quantidades muito pequenas, desempenha um papel fundamental. Já em 1931, a patente GB356195A propôs a combinação de óxido de cobre com outros compostos para fornecer fertilizantes, inseticidas ou herbicidas. Nos anos seguintes, o óxido de cobre foi usado principalmente como fertilizante de cobre em soluções nutritivas completas. Até 1991, a patente CN1053051A propôs a mistura de vários elementos nutritivos com terras raras para formar um fertilizante de terras raras que pudesse servir tanto como meio de cultura quanto como fonte de múltiplos elementos nutritivos. Em 1997, a patente CN1165802A propôs uma tecnologia de fertilizante composto multifuncional, combinando componentes de fertilizante como óxido de cobre com outras preparações (como fungicidas, herbicidas e condicionadores de solo) conforme necessário para obter diferentes funções. Um ano depois, a patente CN1196345A propôs um fertilizante orgânico-inorgânico, formulando o fertilizante correspondente com base nos resultados de análise do solo e nos tipos e quantidades de elementos nutritivos necessários; isso foi um suprimento de nutrientes adaptado às necessidades do solo e de significado revolucionário. Em 2010, a patente CN101671207A propôs a combinação de um promotor de fotossíntese, um regulador de crescimento, um fungicida e um fertilizante de elemento-traço para promover a fotossíntese das plantas, o crescimento e a produção enquanto controla doenças das plantas. Até 2015, a patente CN105061084A propôs um fertilizante com pesticida de liberação controlada, aplicando tecnologia de liberação controlada à combinação de fertilizante e fungicida/biocida, o que pode retardar a liberação do ingrediente ativo e produzir um efeito de longa duração, e pode, em certa medida, melhorar a taxa de utilização do agente e reduzir a taxa de aplicação.

2 Evolução tecnológica no campo dos fungicidas

Já em 1938, a patente GB484115A propôs o uso combinado de óxido de cobre e zeólita para preparar um fungicida em pó seco. Em 1958, a patente GB788668A propôs uma solução técnica para a combinação antibacteriana de estreptomicina e óxido de cobre. Em 2004, com o desenvolvimento de nanomateriais, a patente US20040067159A1 propôs uma solução técnica usando nanopartículas de cobre em combinação com outros biocidas para melhorar a adesão do ingrediente ativo na superfície da planta e aumentar o efeito de controle. No mesmo ano, a patente CN1552456A também propôs o uso de Cu2+ como catalisante antibacteriano. Posteriormente, soluções técnicas para combinação antibacteriana de óxido de cobre e óxido cuproso com vários compostos apareceram, como derivados de terpenos, sais minerais (US6849276B1), compostos de radicais livres de cobre (KR100752528B1) e esporos microbianos (US20110033436A1). Em 2011, a patente CN101933525A propôs uma solução técnica para preparar um fungicida fotocatalítico combinando óxido cuproso nano – óxido de cobre. Em 2015, a patente CN104542707A propôs uma solução técnica na qual o óxido de cobre nano é combinado com o pesticida tiram para alcançar ação fungicida sinérgica e aprimorada e degradação fotocatalítica.

3 Evolução tecnológica no campo dos inseticidas

O óxido de cobre é um inseticida inorgânico de cobre bem conhecido neste campo; já em 1949, a patente GB620600A usou óxido de cobre como sensibilizador em composições inseticidas fumigantes. Em 1951, a patente FR970319A propôs que a combinação de óxido de cobre com uma substância capaz de gerar amônia poderia controlar eficazmente pragas de plantas. Em 1990, a patente CN1041354A propôs a combinação de sais de cobre, inseticidas, elementos nutritivos e reguladores de crescimento de plantas para fornecer um agente de controle de doenças de múltiplos efeitos. Em 2007, a patente KR100752528B1 propôs uma solução técnica para preparar um inseticida combinando um composto de radicais-composto de cobre com óxido de cobre/hidróxido de cobre. Posteriormente, também surgiram soluções técnicas em que esporos microbianos foram combinados com sais de cobre para retardar o desenvolvimento de resistência e melhorar o efeito de controle.

4 Evolução tecnológica no campo de reguladores de crescimento vegetal

Em 1991, a CN1051112A propôs que o óxido de cobre poderia servir como um regulador de crescimento vegetal, ao mesmo tempo que atuava como fertilizante de elemento-traço. Em 1996, a US5575112A propôs combinar um agente ligante com um composto inorgânico de cobre insolúvel para regular o crescimento das raízes das plantas; os dados mostraram que o óxido de cobre afeta indicadores como comprimento de raiz e peso fresco de raiz, e esta foi a primeira evidência diretamente mostrando que o óxido de cobre pode regular o crescimento das raízes.

Discussão

Porque os fungicidas de cobre são de baixa toxicidade, seguros, de amplo espectro, com baixa resíduo, eficazes contra fungos e bactérias e ambientalmente seguros, eles são listados como agentes recomendados na produção de frutas sem poluentes, especialmente preparações de cobre como sulfato de ferro, oxicloreto de cobre, óxido de cobre e óxido cuproso. No entanto, os fungicidas de cobre não são totalmente seguros e confiáveis; o abuso e o uso inadequado também podem causar problemas como fitotoxicidade em frutíferas, surtos de ácaros e poluição do solo. Além disso, certos fungos, especialmente os
O gênero Monilinia (fungos da podridão parda) é altamente tolerante ao cobre, e seu mecanismo de tolerância ao cobre está intimamente relacionado à produção de ácido oxálico; o ácido oxálico age sobre os íons de cobre para produzir cristais insolúveis, inativando a ação fungistática do cobre e, assim, reduzindo sua toxicidade fungistática. Portanto, como melhorar o efeito de controle do agente e reduzir a resistência tornou-se um problema urgente a ser resolvido.

Nos últimos anos, com o desenvolvimento de nanomateriais, o óxido de cobre nano também encontrou certas aplicações no campo dos pesticidas. Devido ao seu pequeno tamanho de partícula, os nanomateriais são mais facilmente absorvidos pelas plantas, o que é benéico para melhorar a eficácia. Além disso, os pesticidas degradáveis estão atraindo atenção crescente, e pesticidas de baixa toxicidade, alta eficiência, sem resíduos e amigáveis com o meio ambiente têm se tornado cada vez mais o objetivo perseguido pelas pessoas. O óxido de cobre nano tem degradabilidade fotocatalítica; usando essa característica para compôr óxido de cobre inorgânico com outros fungicidas/inseticidas pode reduzir eficazmente os resíduos de produtos e melhorar a eficácia, e isso se tornará uma tendência de desenvolvimento.