Influencia de sistemas organizados en la descomposición química de pesticidas

CASTRO, S. J.; PACIONI, N. L; VEGLIA, A. V..

Mar del Plata, Buenos Aires

Simposio; XVI Simposio Nacional de Química Orgánica; 2007

Sociedad Argentina de Investigaciones en Química Orgánica

El estudio de compuestos orgánicos y de sus reacciones en sistemas organizados ha mostrado en muchos casos, ser útil con fines analíticos, mecanísticos y sintéticos. Dentro de los sistemas organizados más comunes se encuentran las ciclodextrinas (CD). Las CD constituyen una familia de oligosacáridos cíclicos compuestos de unidades de a-D-glucopiranosa unidas por enlaces glicosídicos 1,4. Los miembros más conocidos son aquellos que tienen 6, 7 u 8 unidades y que se denominan con las letras griegas a, b y gCD, respectivamente Los pesticidas son utilizados ampliamente para proteger de diferentes plagas a los cultivos, pero son altamente tóxicos ocasionando problemas al ecosistema. La degradación de este tipo de compuestos es generalmente efectuada por acción de microorganismos detoxificantes, hasta un cierto nivel de concentración del tóxico. Si este nivel es excesivo, la flora microbiana es proporcionalmente paralizada, y la actividad biológica puede disminuir irreversiblemente. Para evitar este efecto no deseado, una alternativa es el enmascaramiento parcial y temporario por la formación de complejos de las sustancias tóxicas con CD.[1] Además, el estudio de los pesticidas y sus reacciones en estos sistemas organizados, puede ser un camino particularmente interesante para favorecer su degradación. Carbarilo (CY) y Carbofuran (CF) pertenecen a la familia de los carbamatos y se utilizan ampliamente como insecticidas. Sus productos de hidrólisis son los fenoles a-naftol (FCY) y 2,3-dihidro-2,2-dimetil benzofuranol (FCF),  respectivamente. En nuestro laboratorio hemos determinado previamente,[2] que ambos insecticidas interaccionan con b-CD formando complejos de inclusión, con constantes de asociación (KA, M-1) de 350 para CY y de 190 para CF. El objetivo de este trabajo es estudiar la interacción de bCD con los productos de la hidrólisis de CY y CF y la influencia de bCD (10,0 mM) sobre la hidrólisis alcalina de estos insecticidas. Se trabajó a 25,0 ºC entre pH = 10,000 y 11,000; sin y con bCD (pKa = 12,2). Se observó que bCD interacciona con las especies ácidas de los fenoles con valores de KA, determinados espectrofotométricamente, de 880 M-1 para FCY (pKa = 9,44) y de 330 M-1 para FCF (pKa = 9,88). Por otra parte, no se observaron cambios significativos en los espectros de  UV-visible y fluorescencia de las especie básicas de los fenoles por la adición de bCD. En ausencia y presencia del receptor se observó una dependencia lineal de la constante de velocidad observada respecto de la concentración de oxhidrilo. La adición de bCD produjo una disminución de la constante de velocidad observada en aproximadamente un 30 %. La estabilización parcial de los insecticidas hacia la hidrólisis, por el complejamiento con CD, podría ser de interés para aumentar la vida útil de las formulaciones. En adición, luego de la aplicación del pesticida, la CD podría ser metabolizada sin problemas y el tóxico solubilizado se podría encontrar más disponible hacia los microorganismos para su degradación. [1] Szejtli, J.; J. Mater. Chem. 1997, 7, 575-587. [2] Pacioni, N. L.; Veglia, A. V.; Anal. Chim. Acta 2003, 408, 193-202.