HETEROCICLOS EN AGRICULTURA Segn sus contemporneos, el poeta ruso Velemir Khlebnikov era un escritor asceta que valora los aspectos espirituales de la existencia. Moderno medicina, que advierte de que la sobrealimentacin es perjudicial para nuestra salud, es por lo tanto coherente con su poema. Sin embargo, la desnutricin es una igualmente peligrosa amenaza y en la actualidad alrededor de 1,5 X a 109 personas en todo el mundo sufren de enfermedades causada por la escasez de alimentos y las infestaciones parasitarias. La poblacin mundial tasa de crecimiento ha alcanzado aproximadamente 1,6 x 106 por semana con un total de 5.5 X 109 personas que ejercen las demandas siempre crecientes de los alimentos. Satisfacer estas necesidades se requieren mejoras en la productividad de los modernos agricultura. Exacerbando los problemas demogrficos son las prdidas de productos agrcolas produccin debido a plagas como roedores, insectos, microorganismos y malas hierbas. Casi la mitad de todos los alimentos destinados a los seres humanos se consume o daado por las plagas (30% antes de la cosecha y el 20% durante el transporte y el almacenamiento del cultivo). Biolgico mtodos de proteccin de las plantas son de gran importancia potencial, pero qumica el control es actualmente el principal enfoque utilizado. El control qumico de plagas es llevada a cabo por los compuestos conocidos como plaguicidas, que incluyen herbicidas (sustancias utilizadas para matar las malas hierbas), insecticidas, fungicidas (contra los agentes utilizados hongos patgenos) y rodenticidas. Los estimuladores y reguladores de la planta el crecimiento y el desarrollo son tambin de gran importancia. La fuerza motriz para continuar la investigacin en este campo es la necesidad de cumplir severas exigencias ecolgicas que exigen la creacin de ms efectivos los pesticidas. El mecanismo de accin de pesticidas est estrechamente relacionado con las plagas la biologa y consiste en la interrupcin de las funciones vitales biolgicas. Tenemos visto cmo los compuestos heterocclicos participar en muchos sistemas biolgicos, y por lo tanto no es sorprendente que muchos plaguicidas son derivados heterocclicos. A nivel mundial, aproximadamente 2,5 millones de toneladas de pesticidas son en la actualidad se aplica cada ao a un costo estimado de 15-20 millones de dlares. Herbicidas comprenden el cincuenta por ciento del uso total de pesticidas en la proteccin de las plantas.

Pag 166 Un siglo de guerra qumica contra las malas hierbas Aunque los primeros herbicidas se aplicaron hace unos 100 aos, su amplia uso comenz slo despus de la Segunda Guerra Mundial. Hoy en da, ms de 200 tipos diferentes herbicidas de se utilizan en agricultura. Los avances en este campo es evidente a partir del disminuir en las dosis efectivas de herbicidas modernos (solamente decenas de gramos por hectrea (ha), donde Iha = 2.477acres), en comparacin con su anterior contrapartes (decenas de miles de kilogramos por hectrea). Ese progreso no tendra sido posible sin una comprensin del modo de accin herbicida. La clasificacin moderna de los herbicidas se basa en la naturaleza del diana biolgica del agente y comprende tres grupos principales: (i) compuestos que impiden la fotosntesis (antiphotosynthetics), (ii) productos qumicos que alteran la biosntesis de, o destruir, la clorofila y otros pigmentos fotosensibles dentro de las clulas, y (iu) materiales que inhiben la biosntesis de aminocidos esenciales o inhibir 'oscuros' las reacciones metablicas. Compuestos heterocclicos, especialmente azinas y los azoles, son con frecuencia empleado como herbicidas. Derivados del grupo, los triazinona POR EJEMPLO ethiozin y amethidione (Figura 8.1) son importantes representantes de los antiphotosynthetics. Estos herbicidas se utilizan para combatir las malezas en los cultivos de trigo de invierno y se caracterizan por bastante baja estertores de aplicacin (0,8-l.kgha "1). Estructuralmente relacionado con el grupo anterior son los plaguicidas que contienen una triazina anillo (como prometrina, simazina y propazine) o un anillo diazina (tales como terbacilo y chloridazone, los derivados de uracilo y piridazinona, respectivamente) (Figura 8.1). Estos herbicidas se aplican en ligeramente superior dosis (1.5-1.6 kg ha'1), pero su accin es amplio. Las aplicaciones tpicas incluyen la destruccin de malas hierbas en el algodn, la remolacha, nabos, soja, guisantes y los cultivos de girasol, y tambin en los viedos, plantaciones

de bayas y huertos. 3-amino-l,2,4-triazol, un herbicida de la serie de azol, ha estado en uso durante un tiempo relativamente largo. Otros ejemplos de esta misma clase incluyen 2 - trifluorometil-4 ,5dichlorobenzimidazole (chlorflurazole) y derivado de un de 1,3,4-tiadiazol ethidimuron llamado (Figura 8.2). Ethidimuron mata a todos las plantas, y por lo tanto se utilizan para despejar las carreteras, aerdromos, sitios de construccin y alrededores de lneas de alta tensin de transmisin. Todos los herbicidas mencionados anteriormente son antiphotosynthetics que interactuar con el fotosistema II (ver seccin 6.2). Estos agentes se unen a los receptores de membrana de protenas del complejo fotosinttica que estn en cise proximidad a la piscina plastoquinona. Como resultado, la transferencia de electrones desde el aceptor de quinona primaria a plastoquinona se interrumpe. Algunos herbicidas pueden interrumpir el transporte de electrones en otras partes del electrn transferencia de cadena, pero el resultado a la planta en ambos casos es el mismo: la muerte .. IMGENES DE PGINA 167 Todos antiphotosynthetics contener heterotomos varios y grupos aceptores. Los aceptores de disminuir el potencial reductor del compuesto, y por lo tanto facilitar la interceptacin de electrn. Otro rasgo caracterstico de los heterotomos y grupos funcionales (especialmente C = O y NH) es su capacidad para enlazar con las funcionalidades amida y carbonilo del receptor de la protena Pag 168

a travs de enlaces de hidrgeno y las interacciones ion-dipolo. Los herbicidas que intervenir con el fotosistema I tambin existen. Dibromuro de diquat y el paraquat (methylviologen), que son sales cuaternarias de 2,2 '-bipiridilo y 4,4' - bipiridilo, respectivamente, son los representantes tpicos (Figura 8.3). ellos son cree que interceptar electrones de transmisin a lo largo de fotosistema I mediante la formacin estable, de cationes radicales. Los radicales catin de reducir el oxgeno a la superxido anin O2 ~ ', que induce la formacin de perxido de hidrgeno, hidroxilo radicis y singlete oxgeno dentro de los tejidos vegetales. Estas especies son todos altamente txicos y destruyen rpidamente pigmentos vegetales y otras estructuras celulares. Mediante la transferencia de los electrones al oxgeno, dibromuro de diquat y el paraquat son regenerado. Por lo tanto, su modo de accin consiste en el transporte de electrones. Fig 8.3 El uso extensivo de herbicidas antiphotosynthetic ha disparado la desarrollo de malas hierbas mutantes que son resistentes a estos agentes qumicos. El gen que codifica para la protena del receptor para que el herbicida atribuye sufre mutaciones. Una mutacin en el que slo una base heterocclica en el ADN del gen se cambia, dando lugar a la sustitucin de un solo aminocido en la cadena del polipptido (por ejemplo, serina por glicina), es suficiente para prevenir adhesin de la molcula de herbicida a la protena y por lo tanto anular a su bioeffect. Afortunadamente, la eleccin de los herbicidas disponibles en la actualidad es lo suficientemente de ancho para permitir el control eficaz de la mayora de las malas hierbas. Un grave problema restante es que los herbicidas que perturben la fotosntesis se siguen aplicando en dosis relativamente altas, y puede llegar a ser dispersa en el medio ambiente, que afecta a los sectores nontargctcd con indeseable consecuencias. Por lo tanto, desde finales de 1970, el inters en antiphotosynthetic herbicidas ha disminuido algo. Los cientficos han centrado su esfuerzo hacia herbicidas con un tipo de accin reguladora. Tales agentes ya sea interferir con la biosntesis de clorofila, carotenoides o aminocidos o modificar el equilibrio fitohormona en la planta. Pag 169

Las biosntesis de la clorofila y los carotenoides, en especial, muchos pasos. En general, la interrupcin de cualquier etapa es perjudicial para la planta. Los inhibidores de la biosntesis fotopigmento incluyen tanto heterocclico y compuestos nonheterocyclic. Difluphenican (Figura 8,4) es un ejemplo de un herbicida con bioactividad tal que se utiliza para eliminar las malas hierbas en muchos los cultivos de cereales. Difluphenican es valorado por su baja dosis efectiva (65-250 gha "1), alta selectividad y de accin prolongada (un solo tratamiento que sea efectivo para toda la temporada). El herbicida norflurazone piridazina es una inhibidor especfico de la biosntesis de carotenoides. El Paicer derivado de pirazol (Figura 8.4) interrumpe la sntesis de la clorofila.

Fig 8.4 como mzamethabenz (Figura 8.5). Sus estructuras se caracterizan por la presencia de dos grupos alquilo en la posicin 4 del anillo de la imidazolina, con uno de estos grupos estn ramificados. Los herbicidas de este acto de clase como antimetabolitos por sintetasa desactivacin acetolactato, la enzima raain implicados en la biosntesis de aminocidos ramificados con cadenas alqulicas (valina, leucina e isoleucina). Un reciente generacin de herbicidas es el as llamado sulfonilureas. Aunque su nombre no se corresponde con la presencia de cualquier resto heterocclico, por lo menos un anillo de 1,3,5-triazina, pirimidina o piridina suele estar presente (Figura 8,5). Las sulfonilureas son altamente selectivos y se caracterizan por una dosis muy baja estertores, que parecen ser a concentrar cerca de la lmite terico. La tasa de aplicacin ptima

pag 170 fig 8.5 Figura 8.5 Herbiddes ejercen efectos phytohormonal y aminocidos inhibir sntesis. del herbicida ms importante de la serie, clorsulfurn, es 20gha ~ 1, pero una dosis tan baja como Sgha "1 es a menudo eficaz. Clorsulfurn mata a todos de hoja ancha las malas hierbas en los cultivos de cereales. Otros sulfonilureas se aplican para combatir las malezas en soja, el algodn, el girasol y el maz de las plantaciones. La pirimidina-metil bensulfuron (Figura 8,5) se utiliza para la destruccin selectiva de malas hierbas en cultivos de arroz. Sulfonilureas son nicos en su elevada actividad en tales dosis bajas, y esto sugiere un modo de accin phytohormonal. Se ha establecido que estos herbicidas afectan la fotosntesis ni se la sntesis de ADN, pero suprimir la crecimiento y la divisin de las clulas vegetales. Es de Inters! que las sulfonilureas, cuando aplicado en concentraciones muy bajas, estimular la germinacin de semillas en algunos plantas, y tambin puede retardar el envejecimiento de la hoja y mejorar aumento de la biomasa. estos resultados tambin dan testimonio de su efecto sobre los sistemas hormonales de la planta. 8.2 Los reguladores del crecimiento vegetal Las sulfonilureas estn en hecho, el crecimiento de plantas y reguladores de desarrollo. La aplicacin agrcola de compuestos con actividad reguladora comenz alrededor de Hace 50 aos, y desde ese momento su mbito de aplicacin se ha incrementado. Su pequea porcentaje (5% en peso) en la produccin global de pesticidas es en gran parte explica por su eficacia a bajas concentraciones. Por un largo tiempo los reguladores del crecimiento vegetal se utiliza no tanto para combatir la las malas hierbas, sino de crear condiciones favorables para el desarrollo de las plantas cultivadas plantas. La gama de efectos de tales preparaciones es muy amplio. Planta los reguladores pueden acelerar o retardar el crecimiento, la floracin o maduracin de las plantas, y hacer cultivos ms la sequa o las heladas resis!. As, consistentemente alta las cosechas se puede alcanzar. Ahora es bien establecido que las plantas propias producen reguladores que garanticen la aparicin puntual "en el sptimo da de una brillante hoja, redondeada y refinada decoracin de un brote de un negro viejo rama ", como dice el viejo que tiene. Tales compuestos de origen natural, llamado

fitohormonas, causar efectos dramticos cuando estn presentes en cantidades minsculas. Las hormonas vegetales se subdividen por su estructura qumica y modo de la accin en tres grupos principales: auxinas, giberelinas y cininas, junto con el nico compuesto de etileno (Figura 8.6).

Fig 8.6 Figura 8.6 fitohormonas. Indol-3-ilactico (heteroauxin) es una de las hormonas de crecimiento principales. Esta auxina se difunde con facilidad a lo largo del tallo de la planta, y su accin hormonal resultados en el alargamiento de las clulas vegetales y la estimulacin de su divisin por aumentando la tasa de replicacin del ADN. El cido induce la formacin de races, brotes laterales del tallo y hojas, pero inhibe el crecimiento de plantas cuando se utiliza en

Pag 172 altas concentraciones. Este cido tambin reglamenta y coordnales la growlh de todos los componenls Plani incluyendo las races, la IHE slems y yemas. Indol-3-ilactico cido por lo general en los accumulales lissues crecimiento de la planta: en las puntas de brotes y shools, y en las hojas jvenes y IHE fruils. En lissues envejecimiento, synlhesis de la hormona disminuye marcadamente Ihe, y muy posiblemente es IIES Ihal Iriggers la prdida de flores, frutos y hojas. La misma hormona tambin se encuentra en hongos y algunos Planis symbiolic. Los usos de praclical heleroauxin son amplia: la de los injertos en implantalion propagalion Ihe vegelalive de Fruil y cultivos de bayas, promolion IHE de un mayor nmero de shools secundarios en vegelables, el acceleralion de la maduracin en frutas y en la formacin de Ihe frutos sin semillas. La principal desventaja de heteroauxin es su rpida degradacin tras la exposicin a lighl. Inlereslingly, el 4 homlogo sinttico - (indol-3- il) butrico es bastante resis! Accion hacia el IHE de lighl Las citoquininas son derivativos adenina substiluled al grupo amino (Figura 8,6) que mejoran la planta de sntesis de ARN y, consequenlly, la produccin de Ihe protenas en las clulas. Las citoquininas tambin divisin celular slimulale y un aumento en la celda dimensiones. Adems, las citoquininas controlar la relacin entre las races IHE y Pars olher de la planta de Ihe, la hidratacin y la regulacin de adjusling he lemperalure los cambios y las infecciones combaling. Los labios de raz y los frutos en desarrollo son especialmente rico en citoquininas. Algunos parasitos han plani delermined Ihal Ihe afluencia de aumentos nutrieras en los sitios de accin citoquinina, y tienen Ihen Lo adaptados producen estas hormonas e introducir IHEM INLO IHE para la planta asegurar Ihemselves una alimentacin adecuada. El mecanismo por el cual las hormonas de la citoquinina de fisin serie stimulale IHE y growlh de las clulas es desconocido. Clorsulfurn y olher sulfonilureas poseen cylokinin-como actividad. Sin embargo, cuando estos compuestos se aplican a las malezas en oplimal concentraciones, crecimiento de la planta es suprimida por el mecanismo hypercytokinase. El giberelinas, la tercera clase de phylohormones, son siempre nol calegorized como helerocyclic compuestos despile Ihe-y-laclone anillo en Iheir estructura. Las giberelinas initiale germinalion semillas y el crecimiento SLEM, y promover un aumento en el tamao del fruto. Estos compuestos son secretadas por clulas ncleos y promole la formacin de enzimas que degradan el almidn y semillas membranas. Giberelinas para promover la sntesis del triptfano, que es convierte en cido indolilactico en los labios Sproul. Las vides de uvas sin semillas se rocan Wilh giberelinas incremento he Ihe bolh tamao de las uvas y el IHE ramos generales. Los modernos conlains agricullural arsenal peslicides que permiten a las plantas

ser "vacunados" contra casi todas las plagas imaginables y las malas hierbas. Sin embargo, Tambin existen compuestos que son capaces de causar trastornos en giberelina biosynlhesis, en consecuencia stunling crecimiento de las plantas. Ellos no alteran el maduracin de horario y puede ayudar a lograr mayores cosechas, reduciendo la altura de las plantas y por lo tanto el colapso Iheir lendency he aqu, especialmente en los pesados lluvia. Harvesling de cultivos IHE se puede hacer muy difcil, dando lugar a fuertes pag 173 prdidas, si las plantas son derribados. Plaguicidas accin Wilh tales son conocidos como relardants. Un ejemplo tpico es uniconazol, un miembro de la serie triazol (Figura 8.7) Figura 8.7 reguladores del crecimiento de plantas sintticos. Muchos otros reguladores sintticos de crecimiento de las plantas y el desarrollo tienen ha preparado, cada uno diseado especficamente para influir en una determinada biolgica proceso, tales como aclivaling o regular pholosynthesis, interfiriendo con biosynlhesis clorofila, la respiracin slimulaling planta y as sucesivamente. As, la N, Ndimelhylpiperidinium cloruro (Pix, ver Figura 8.7) se emplea he mejorar la Ihe tasa de Colln hervir maduracin. Roseamine, o 2-metil-5 (6) - chlorobenzimidazole, es til en prevenling Colln de convertirse delached de la planta. 2,6-dimetilpiridina 1-xido (Ivin) stimulales crecimiento de Ihe tomaloes y pepinos. 8.3 La lucha contra los insectos voraces Ms Iban 3 x 106 especies de insectos inhbil de la Tierra. De stos, alrededor de 70.000 pueden ser considerados phytoparasiles (o parasiles Plani). Insecls Estos exigen un gran nmero de vctimas en agricullure mientras devoran y echar a perder hasta 30 x 106 toneladas de de grano por ao. Los Colorado beelle devsteles ptalo campos, la palomilla de la polilla y el parasiles olher causa daos huertos lociones, e IHE granero del picudo infesta graneros. Las nubes de langostas, a veces cientos de ocupacin de la plaza millas, son capaces de deslroying todos los cultivos. La llegada de Ihese pesls alados en el un gran nmero es, en algunos counlries, equivalente a un disasler nacional. En ancienl limas crealures Ihese voraces se conoce como 'hungerphorous Pag 174 debido a su apariencia humana en masa el hambre con frecuencia causea. La historia de los insecticidas por lo tanto comenz hace mucho tiempo, y hoy ms de 106 toneladas (alrededor del 25% de la produccin total de los pesticidas) se aplican anualmente en el tratamiento de los ecosistemas terrestres y nacionales agrcolas y de otra ndole. El famoso "polvo de insectos" (conocido en Rusia como "polvo de Persia ') stl puede ser encontrado en las farmacias en la actualidad bajo el nombre 'piretro'. Esta preparacin se recomienda para combatir los insectos domsticos tales como hormigas, insectos y pulgas. Cierto xito contra las plagas agrcolas tambin se ha logrado. El uso del polvo de tabacos como un insecticida, especialmente contra el pulgn y otros insectos pequeos, tiene una larga historia. El alcaloides piridina anabasina y la nicotina, que afectan el sistema nervioso central de insectos, son los componentes activos

(Figura 8.8).

Figura 8.8 Componentes de los insecticidas de origen natural y tabacos piretro y la estructura de imidacloprid.

Aunque la nicotina y anabasina fueron los primeros compuestos heterocclicos utilizados en la lucha qumica contra las plagas, la importancia de heterociclos en preparaciones de insecticidas ya no es muy grande. Insecticidas modernos son en gran parte compone de compuestos alifticos, alicclicos y homoaromatic. En particular, un rpido desarrollo en la qumica de los piretroides sintticos fue disparado despus de que los componentes activos de piretro se determinaron. La steres de dos cidos carboxlicos, ciclopropano crisantmico y pirtrico (Figura 8,8), se encontraron Mn ser responsable de la actividad insecticida. Muchos insecticidas pertenecen a la serie clororgnicos. Un ejemplo notorio de esta clase es el DDT, que ya ha sido prohibido en la mayora de los pases. A nmero de sustituciones nave ambientalmente seguro desde entonces se ha sintetizado incluyendo imidacloprid (Figura 8,8), que es un espectro amplio sistmica insecticida, activo como un revestimiento de semillas, para incorporacin en el suelo y foliar solicitud de arroz, cereales, maz, patatas y remolacha azucarera. Control qumico de plagas Contemporneo se logra principalmente por la compuestos organofosforados tales como los steres de cido fosfrico y cidos tiofosfrico. Chlorophos y fenitrotin son representantes tpicos (Figura 8.9). Un nmero de compuestos de esta serie, que se estima constituyen aproximadamente el 43% de la produccin total de insecticidas, contienen heterocclico fragmentos, principalmente de la azina y los tipos de azoles. Como ejemplos, las estructuras de diazinn, pirimifos-metilo, menazon y fosalona se muestra en la Figura 8.9. Fosalona es ampliamente utilizado en Rusia como un sustituto eficaz para el DDT contra la pulgones, caros y otros insectos. Espectro de accin similar se muestran por diazinn y pirimifos-metilo, el cual se recomienda su aplicacin en el campo y

Figura 8.9 Algunos insecticidas organofosforados. Pag 176 huertos. Pirimifos-methyis tambin se utiliza para la desinfeccin de las instalaciones de almacenamiento antes de que producs agrcolas se introducen. Un homlogo (R = Et) es especialmente potente contra plagas sou, mientras menazon es eficaz contra los piojos de las plantas. Insecticidas organofosforados, como antagonistas de la natural neurotransmisor acetilcolina (Figura 7.16), paralizar el sistema nervioso de insectos. Despus de la transmisin del impulso nervioso, la acetilcolina es degradada en la unin sinptica para hacer sitio a la molcula de neurotransmisor que viene. Escisin hidroltica del grupo ster acetilcolina se lleva a cabo bajo el control enzimtico de la acetilcolinesterasa. La acetilcolina se cree que se unen electrostticamente a la enzima a partir de dos posiciones a travs de su grupo trimetilamonio y el carbono del carbonilo, siendo el primero obligado a el anin carboxilato de un residuo cido asprtico de la enzima, y el este ltimo a un resto hidroxi de serina (Figura 8.10a). En el siguiente paso del grupo acetilo se escinde de la molcula de acetilcolina por lo tanto, la transformacin en colina, un derivado de la etanolamina que contiene un trimetilamonio en el grupo (3-tomo de carbono (Figura 8.10b). El grupo acetilo vinculado al residuo de serina en la cadena de acetilcolinesterasa polipptido es entonces fcilmente hidrolizada y la enzima se regenera.

Figura 8.10 interaccin de la acetilcolinesterasa con la acetilcolina y la Insecticidas organofosforados: (a) dos sitios de unin de la enzima con la acetilcolina, (b) escisin de la porcin de colina de complejo enzima-sustrato y la formacin de acetyJated enzima, (c) de dos posiciones de unin de insecticida enzyme'to; y 1 (d) metilpiridinio-2-aldoxima como un reactivador de la acetilcolinesterasa (adaptado de

Musil, J.. Novakova, O., y Kunz, K., Bioqumica en Perspectivas esquemticas, Avicenum, frgil, 1977, p. 45, con pcrmission). Pag 177 Todos los insecticidas organofosforados tienen en comn su estructura semejanza con la molcula de acetilcolina que les permite unirse a acetilcolinesterasa. Un tomo de fsforo electrfilo es atrado hacia el serina grupo hidroxi, mientras que el grupo R, que se extiende a cierta distancia del el tomo de fsforo, es atrado hacia el carboxilato aninico (Figura 8.10c). Para esta asociacin que se produzca, el grupo R debe tener una baja densidad de electrones. Por lo tanto, casi todos los insecticidas contienen deficiente en electrones aromticos (por ejemplo nitrofenil) PR heteroaromticos (por ejemplo, pirimidina, triazina) anillos como el R grupo. Mediante el bloqueo de la acetilcolinesterasa de esta manera, Organofosforados insecticidas evitar que la molcula de la acetilcolina de acercarse a la enzima. Por lo tanto, la transmisin de impulsos nerviosos se interrumpe y el de los insectos rganos que dependen de la inervacin colinrgica se vuelven ineficaces. Por desgracia, prcparations organofosforados son tambin txicos para los de sangre caliente Animais, incluidos los humanos. Por lo tanto, todava tenemos que crear una nueva, menos insecticidas peligrosos y ms altamente selectivo. Intoxicacin por organofosforados puede ocurrir, por ejemplo, entre tanto trabajadores agrcolas y los jardineros aficionados. Por otra parte, muchos gases de guerra son Los compuestos organofosforados con un mecanismo de accin similar. La disponibilidad de un tratamiento adecuado en casos de intoxicacin por organofosforados es por lo tanto importante. Antdotos capaces de reactivar la acetilcolinesterasa que ha sido bloqueado son generalmente heterocclico en la naturaleza y tienen dos caractersticas estructurales comunes, a saber. un nitrgeno cuaternario y un disponible aldoxima adyacente (CH = NOH) grupo. Lmetilpiridinio-2-aldoxima (Figura 8.10d) puede ser visto como un ejemplo tpico. La acidez de la oxima grupo es suficiente para la ionizacin a la-CH = NO "anin a ocurrir a pH fisiolgico. El oxgeno cargado negativamente en el anin es ms atrados fuertemente al tomo de fsforo que es el oxgeno de la serina un grupo hidroxi, y por tanto el antdoto desplaza el veneno Organofosforados de la enzima bloqueada. Curiosamente, si un neutro piridina-2-aldoxima es en lugar de una sal de 1-metilpiridinio, la eficacia de la reactivador disminuye 1000-pliegue. Esto puede implicar que el reactivador, al igual que la enzima, acta por medio de contacto de dos puntos. Una hiptesis sugiere que el nitrgeno cargado positivamente es necesario para el reactivador para insertarse en el centro de la enzima aninico durante la expulsin del veneno. Esto es consistente con el hecho de que la distancia entre el nitrgeno cargado positivamente y el oxgeno oxima en cada antdoto es a concentrar cerca de la que existe entre la N + y el carbono carbonlico de la acetilcolina. Adems de los piretroides, otra clase de insecticidas naturales tiene poco recibido mucha atencin. Estas son las feromonas, que se utilizan como un los medios de comunicacin qumica entre insectos y que afectan a su comportamiento. Algunos sirven como atrayentes sexuales, otros como juez cobra de alarma o disponibilidad de alimentos, mientras que otros son marcadores de los senderos. Las feromonas son producidas por las glndulas exocrinas y luego se libera del organismo. Una vez Pag 178 expulsados, actan como juez cobra qumicos para la misma especie biolgica. Molculas Pherornone, atrapados por los sitios receptores de insectos que normalmente se encuentra en el rgano olfativo o gustativo, causar una reaccin especfica en el insecto receptora. Este peculiar "poste de la paloma 'trabaja con una eficiencia sorprendente y la precisin, como los insectos son a veces capaces de recibir una "tarjeta postal" a una distancia de 10 o ms kilmetros de el insecto transmisor. La concentracin de feromona molculas pueden ser tan bajas como 10 ~ 17 ~ molm 3. Las feromonas se han utilizado en la agricultura para algunos aos, y muy recientemente han entrado en uso en el hogar. Las feromonas se utilizan para atraer a los insectos en trampas donde se exterminados por los insecticidas poderosos que por lo tanto pueden ser utilizado en un sitio restringido sin poner en

peligro los mamferos. Dicho mtodo permite plaguicidas que se aplican en dosis muy bajas econmicamente, con alta eficiencia, y sin contaminar el medio ambiente. Sin embargo, a pesar de todas las ventajas de feromonas de alta selectividad, baja toxicidad hacia Animais y el hombre, de baja las dosis de consumo) que s tienen un grave defecto, es decir, un alto costo de produccin. Las estructuras de las feromonas muchos se han dilucidado y un nmero han sido preparados mediante sntesis total. La gran mayora son acclicos con estructuras de largo, a veces insaturados, cadenas de alquilo con un grupo funcional terminal tal como un aldehdo o ster. Sin embargo, algunos feromonas contienen restos heterocclicos y en un nmero de casos el bsicas marco molecular es heterocclico. La feromona de la hembra Bombyx(Porthetria dispar) contiene un anillo de epxido. Esta feromona, disparlure (Figura 8.11), actualmente se fabrican a escala industrial y se utiliza para combatir las plagas forestales. La feromona de los machos de la mariposa Licorea ceres y la de la hormiga 'cortador de hojas (Atta texana) son estructuralmente simples derivados de pirrol (Figura 8.11). La primera suprime los reflejos de movimiento de la hembra mariposa, y el segundo es utilizado por las hormigas como un marcador de pista.

Figura 8.11 feromonas que contienen restos heterocclicos: (a) disparlure, (b) el feromona de la fresa 'hormiga Atta tex aLnaic.orea ceres mariposa y, (c) el rastro de feromonas de la "hoja de Pag 179 8.4 Resistencia a los Reinos de olor a moho y pudricin Enfermedades de las plantas causadas por hongos no son menos devastadoras que las agresivas invasin de insectos, ya menudo resultan en la prdida total del cultivo o la cosecha, aun incluyendo el suministro de semillas de la prxima temporada. Por lo tanto, se estn realizando esfuerzos para producir nuevos fungicidas para controlar organismos patgenos fngicos con xito. Fungicidas ocupan el tercer lugar despus de herbicidas e insecticidas en trminos de volumen de produccin (alrededor de 19% del total). Los fungicidas son subdivide en contacto y agentes sistmicos basado en la naturaleza de su accin. Este ltimo se considera ms valioso ya que pueden moverse a travs del sistema vascular de la planta. La mayora de los fungicidas sistmicos en uso actual son derivados de heterociclos nitrogenados tales como pirazol, imidazol, triazol, pirimidina, piridina y as sucesivamente. triazol y los preparativos de bencimidazol son los ms eficaces de la clase (Figura 8.12). Triadimefon es el triazol fungicida a base ms ampliamente utilizada, tiene una muy amplia gama de accin y se aplica durante el periodo vegetativo para combatir la enfermedades fngicas de los cereales, manzanos, vides, tomates y otras plantas. Triadimenol, un anlogo de triadimefn que contiene un grupo hidroxi en lugar de una grupo carbonilo, es utilizada para la proteccin de las semillas y para combatir el moho en

Figura 8.12 Los fungicidas sistmicos Pag 180 cereales. Inclinacin tambin exhibe una elevada actividad y un amplio espectro de efectos. Ciertos 3,2,4-triazol fungicidas, tales como triadimefn, triadimenol y etaconazol, muestran una excelente actividad frente a hongos patgenos para el hombre. Ellos pertenecen al gran grupo de los inhibidores de la biosntesis del ergosterol (EBIS) y su modo de accin incluye la inhibicin de

la citocromo P-450-dependientes desmetilacin oxidativa de 24-methylenedihydrolanosterol, que es un especfica de un patgeno precursor del ergosterol, el principal esterol de los patgenos hongos. ASI triazol fungicidas basados en son de baja toxicidad para los mamferos y su las tasas de aplicacin son muy bajos (0,4 1.Okgha ^ 1). Estas mismas caractersticas son inherente en numerosas preparaciones sistmicas. Fungicidas benzimidazol-derivados se introdujeron en la agricultura en la la dcada de 1960 y la nave conserva su importancia a pesar de sus efectos txicos ms altos y las tasas de iarger dosis por hectrea cultivada. El compuesto bioactivo principal de la la serie, benomil, tiene una formidable gama de accin rara vez se encuentra en otras sustancias. Benomilo se utiliza contra los patgenos de prcticamente todos los cereales, remolacha azucarera, verduras, frutas, rboles frutales y vides, y en el tratamiento de las plantaciones de algodn durante la labranza del suelo. Carbendazim, tiabendazol y fuberidazol son tambin fungicidas eficaces. Fuberidazol se utiliza en rnainly solicitudes de semillas de proteccin. El mecanismo de fungicida bioaction es muy compleja y en muchos casos an no ha sido aclarado. Fungicidas benzimidazoles se supone que perturben biofission de los ncleos de la clula fngica, mientras que los triazoles influyen negativamente en la penetrabilidad de las membranas celulares. 8.5 Heterociclos en la ganadera Compuestos heterocclicos que han encontrado aplicaciones espectaculares de los animales la ganadera y la medicina veterinaria. La produccin de carne de Animais ha sido aument significativamente por el uso de suplementos vitamnicos (especialmente tiamina) en el forraje y por la adicin de antibiticos y tranquilizantes a alimentarse. Tranquilizantes aliviar las tensiones en los Animais, que son generalmente inevitable en las condiciones de la agricultura industrial. La lucha contra el diversos parsitos de los animales, las invasiones, especialmente por helmintos, es de gran importancia. Durante muchos aos estas infecciones parasitarias fueron tratados con fenotiazina (Figura 2.8). Hoy en da, los medicamentos ms eficientes, como el altamente activa tiabendazol (Figura 8.12), han sustituido a la fenotiazina. Surra es una enfermedad extremadamente peligrosa de ganado causadas por una sola clula microorganismos que invaden llam Trypanosoma la sangre del animal y tejidos. La enfermedad humana anloga se conoce como la tripanosomiasis. Surra es una problema particular en los pases con climas clidos, por mucho tiempo el cra de ganado en el centro de frica se debi prcticamente imposible a esta plaga parasitaria. Los compuestos a base de sales aminophenanthridinium eran utilizado eficazmente en estos casos. Por ejemplo, una dosis nica de etidio bromuro era a veces suficiente para la completa recuperacin de un animal afectados por la surra imagen de la pagina 181

Coccidiosis infecciones, las cuales resultan en prdidas de aves de corral graves, puede hacer un enorme impacto negativo en la industria avcola. Para combatir este parsito enfermedades, medicamentos veterinarios, como los derivados de nitrofurano, sulfonamidas y antibiticos se aaden al agua potable de la gallina. Una ulterior heterocclico tratamiento que se ha convertido en til en medicina veterinaria como curar durante un nmero de enfermedades de la piel parasitarias es el sulfato de nicotina.