Síntesis y estudio de cumarinas Síntesis y estudio de cumarinas como insecticidascomo insecticidas

Lic. Diego M. Ruiz

Universidad Nacional de La Plata

Curso de Post-grado

Bioquímica de Insectos - Aplicación al control de plagas

O OHO

O

OH

Presentes en:Semilla joven.Tallo.Raíces.Frutos.Hojas.

Objeto de estudio: Cumarinas (benzo -pironas)

O O

Metabolitos secundarios en especies vegetales.

Especies vegetales:Aegopodium podagraria L., Anethum graveolens L., Angelica archangelica L.,

Levisticum officinalis, Petroselinum crispum, Peucedanum palustre L. Ruta graveolens L. O OHO O OCH3O O OO

Umbeliferona Herniarina Angelicina

Funciones dentro de la planta:

Inhibición del crecimiento y esporulación de hongos patógenos.

Efecto bactericida y antimicrobiano.

Efecto antialimentario en insectos.

Efecto repelente.

Otros efectos estudiados a nivel biológico:

Anticoagulantes.

Fotosensibilizantes de la dermis.

Vasodilatantes.

Sedantes/ Hipnóticos/ Anestésicos.

Uso en terapias anti-VIH.

Efecto antitumoral.

Cumarinas con efecto pesticida

O O

CH3

HO O O

CH3

OP

S

O

O

Cl

O O

OH O

Hymecromone Coumaphos

Warfarina

Efecto en insectos

Efecto antialimentarioenSpodoptera litura.

Inhibición de la alimentación de Sithophilus granarius y Tribolium comfusum y las larvas de T. comfusum y Trogoderma granarium. Scopoletina.

Spodoptera littoralis y larvas de Spodoptera exigua: varían su conducta de alimentación. Furanocumarinas.

Actividad ovicida de algunos derivados de la cumarina contra el gorgojo de la alfalfa (Hipera Brunneipennis). 3-acil-4-

hidroxicumarinas

Síntesis de Cumarinas

O O

X

CH3

OH

RX

O

OO

+

R

Reacción de von Pechmann:

Fenol -cetoester Cumarina

Catalizador ácido

Acido de Wells-Dawson

H6P2W18O62.24H2O

Reacción en ausencia de solvente

Objetivos del proyecto:

•Estudiar reacciones catalíticas que permitan sintetizar compuestos orgánicos pertenecientes al grupo de las cumarinas.

•Estudiar la aplicación de nuevos catalizadores sólidos a fin de reducir el impacto ambiental.

•Estudiar la estructura molecular de compuestos que sean sustratos de dichas reacciones, así como de los productos, y correlacionar los diferentes aspectos estructurales con la reactividad y otras propiedades de los compuestos y catalizadores estudiados.

•Ensayar la toxicidad de los compuestos obtenidos en insectos.Objetos de estudio:

Triboleum castaneum Spodoptera frugiperda

•Ensayar los compuestos obtenidos en cuanto a su actividad como antialimentario y/o repelente de insectos por medio de los bioensayos adecuados.

Metodología:

Síntesis química:

Reacción.

Aislamiento.

Purificación.

Seguimiento por métodos cromatográficos (TLC, CG)

Caracterización de los productos:

Métodos espectroscópicos (UV-Visible, IR)

Espectrometría de masas.

Resonancia magnética nuclear.

Metodología:

Ensayos de soporte de los productos obtenidos:Soluciones.Emulsiones.Suspensiones.Fase sólida.Soporte sobre sólidos inertes.

Bioensayos:

Toxicidad.

Efecto antialimentario.

Repelencia.

Análisis estadístico de los datos obtenidos en bioensayos.

Bioensayos propuestos

Ensayos de toxicidad:

Topicación.

Inmersión.

Exposición a vapores.

Ingesta.

Con diferentes concentraciones de compuestos cumarínicos.

Determinación de la dosis letal para c/u de las especies en estudio.

Bioensayos propuestos

Efecto antialimentario:

Estudios de comportamiento:

Comparación entre 2 poblaciones aisladas en arena de estudio:

1) Con alimento impregnado (dosificaciones subletales).

2) Con alimento sin impregnar.

Un ensayo positivo implicaría diferencias significativas en cantidades y/o tiempos de ingestión.

Consideraciones:

-Tipo de alimento del insectos: puede implicar una diferente forma de impregnado.

-Variación en los caracteres organolépticos del alimento.

Bioensayos propuestos

Efecto repelente:

Estudios de comportamiento:

Comparación entre 2 poblaciones aisladas en arena de estudio:

1) En presencia de las cumarinas (dosificaciones subletales).

2) Sin cumarinas en el medio.

Un ensayo positivo implicaría diferencias significativas en el comportamiento de los sujetos de estudio en la zonas adyacentes a la presencia de los compuestos cumarínicos.

Consideraciones:

-Distancia entre los insectos y el medio repelente.