Autores
dos Passos Santos, M.J. (INSTITUTO FEDERAL DE ALAGOAS) ; da Silva Moura, O.F. (INSTITUTO FEDERAL DE ALAGOAS) ; de Freitas, J.M. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS) ; Duarte de Freitas, J. (INSTITUTO FEDERAL DE ALAGOAS) ; Duarte de Freitas, A.J. (INSTITUTO FEDERAL DE ALAGOAS)
Resumo
Para a produção do dispositivo, foi produzida uma matriz biológica a base de
fibra da casca do coco e funcionalizada com o rincoforol. Para sua produção
foram separadas granulometria com mesh’s 35, 60 e 140, para a avaliação da
eficiência da liberação em laboratório, foram utilizadas as técnicas de
termogravimetria , o método da coleta dinâmica de voláteis, utilizando os
adsorventes, sílica, carvão ativo e tenax e cromatografia gasosa acoplada a
espectrometria de massas . Através da liberação controlava foi observado que
utilizando qualquer um dos três adsorventes obtém-se picos referentes a
biomatriz e ao rincoforol, que teve sua presença comprovada utilizando a
biblioteca do espectro de massas, além do padrão utilizados para a
caracterização do rincoforol sintetizado.
Palavras chaves
Dispositivo de liberação; Química verde; Insetos pragas
Introdução
A inserção de insetos no Brasil, acabou tornando-se um sério problema a longo
prazo, pois esses encontraram ambiente favorável para sua reprodução e muitos
tornaram-se pragas de determinadas plantações, que consequentemente acaba sendo
um grande agravante na produção e exportação de alimentos (Embrapa, 2007) O
Brasil é o terceiro maior exportador agrícola do mundo segundo os dados da
Organização Mundial do comércio (TILMAN, 2011). É observado que o aumento da
população acompanha o aumento por demanda de produção de alimentos, esse aumento
na produção significa um acréscimo no plantio de lavouras, que devido à grande
quantidade de pragas, contribui para a perda quase total da lavoura, levando
assim a um grande prejuízo. O controle é realizado na maioria dos casos
utilizando inseticidas que desempenham importante papel no controle de insetos-
praga, no entanto, o uso indiscriminado vem ocasionando problemas ao homem e ao
meio ambiente, além do alto custo e das dificuldades para aplicação de alguns
desses produtos. Esses inconvenientes motivaram os pesquisadores a buscarem
novas tecnologias que permitam um manejo racional de agrotóxicos (PEREIRA,
2007). Uma das alternativas utilizadas é o uso limpo sem agrotóxicos para o
controle de pragas, de forma especial a utilização dos feromônios, que são
substâncias químicas segregadas por um indivíduo e recebida por ouro da mesma
espécie, que é responsável por uma ação específica, seja uma mudança no
comportamento ou processo de desenvolvimento fisiológico definido (PEREIRA,
2007). O uso dos feromônios constitui uma técnica menos prejudicial ao
ecossistema e figura como um meio promissor no manejo integrado para um grande
número de espécies de pragas de importância econômica em todo o mundo. Com o uso
dos feromônios para controle de pragas, é possível sanar uma das questões que
preocupam o setor agrícola nacional: produzir alimentos sem resíduos tóxicos e
diminuir o custo de produção (ZEVALLOS, 2013). Para a utilização de
semioquímicos no controle de pragas são utilizadas armadilhas compostas pelo
feromônio e um atraente alimentar, para aumentar a eficiência do produto, estas
podem ser usadas de duas formas: como iscas em armadilhas para monitorar a
população da praga (monitoramento), e para o controle da praga. O controle pode
ser, por exemplo, por interrupção do acasalamento dos insetos (confusão sexual),
pela coleta massal, pela técnica de atrai-e-mata, entre outros (RAMOS, 2012).
Para utilizar os feromônios como gerenciadores de pragas, o composto químico
ativo específico tem que ser isolado, identificado e produzido sinteticamente.
Agentes externos como ventos fortes, chuvas e radiação UV podem prejudicar 16 a
liberação. Para o uso do feromônio no campo a escolha do dispositivo liberador é
importante, pois será ele que protegerá e controlará a sua concentração no
ambiente (MORAIS, 2017). Visando a eficiência e competitividade para solucionar
problemas de natureza fitossanitárias, com diminuição de custos, aumento da
segurança a saúde humana, alimentar e ambiental, além da redução dos resíduos de
agrotóxicos e de um melhor desempenho da produção agrícola, esse trabalho buscou
trazer formulações que fossem adequadas ao ambiente brasileiro e que
favorecessem de forma significativa no controle de pragas, pois sabe-se que a
busca por meios de produção agrícola limpa vem crescendo bastante nos últimos
anos, e que do ponto de vista cientifico essa busca por meios que possam
acompanhar o grande demanda da agricultura nacional fornecendo-lhes um produto
de qualidade, a preços competitivos e desenvolvendo uma tecnologia local de
síntese e formulação de feromônio vem sendo bastante desafiante, mas ao mesmo
tempo bastante compensador, pois beneficia aos agricultores, bem como, aos
consumidores e ao meio ambiente.
Material e métodos
Síntese do (E) 6-Metilhept-2-en-4-ol (rincoforol) via metodologia de Grignard
utilizando como solvente THF seco.
Em um balão tritubulado de 100 mL foi conectado um funil de adição de 50 mL com
um septo de borracha contendo uma bexiga de festa com gás nitrogênio (N2); um
condensador
de fluxo de serpentina com um septo de borracha contendo uma bexiga de festa com
gás
nitrogênio (N2) e na boca restante foi conectado um septo de borracha. Foi
introduzido no balão
uma barra de agitação magnética de 0,2 cm de comprimento, 2,0 g (0,083 mol) de
magnésio, 7
mL de THF seco e um pouco de iodo molecular. Neste momento iniciou-se a agitação
magnética, onde permaneceu por 5 minutos.
Em seguida foi adicionada, gota a gota, com auxílio do funil de adição uma
solução contendo 7,8 mL (0,057 mol) de 1-bromo-2-metilpropano e 5 mL de THF
durante 1 hora. Decorridos 20 minutos do início dessa adição foi observado um
aquecimento brusco do sistema reacional, visto que, a reação trata-se se uma
reação exotérmica, sendo então necessário colocar o sistema em um banho, gelo-
água para resfriamento do balão. A reação foi mantida em agitação por mais 30
minutos. Passado esse tempo, foi adicionada, gota a gota, uma solução contendo
5,1 mL (0,061 mol) do crotonaldeído e 5 mL de THF seco durante 1h e 20 min.
Decorridos 20 minutos após o fim dessa adição, a mistura reacional foi
hidrolisada lentamente com cerca de 40 mL de uma solução de ácido clorídrico a
10%.
Os cocos sem distinção de maturação foram adquiridos no mercado local de Maceió
e conduzidos ao laboratório de Síntese Orgânica do IFAL. Posteriormente foram
lavados, enxugados e suas fibras (mesocarpo) retiradas manualmente (Figura 9A).
Uma determinada massa dessas fibras foi para estufa de secagem a 105º C onde
permaneceu por duas horas. Em seguida, as fibras foram raladas e postas em um
separador de granulometria da Bertel (Figura 9 B) e foram classificadas em três
granulometrias com peneiras de 35 ABNT/ASTM (35 Mesh),60 ABNT/ASTM (60 Mesh) e
140 ABNT/ASTM (140 Mesh).
Para as análises estatísticas, foram feitos inicialmente testes de impregnação,
onde foram adicionados em tubos de eppendorfs 500 mg do mesocarpo da casca de
coco com os Mesh 35, Mesh 60 e Mesh 140, em seguida foi adicionado o rincoforol,
gota-a-gota, até detectar a adesão firme à superfície, onde pode-se observar que
para que essa adesão ocorresse era necessário adicionar 56 µL do rincoforol.
O controle da liberação do feromônio foi feito através de uma câmara
termostática com temperatura fixa de 35 °C por 128 dias, onde foi possível
fazer uma simulação de como o dispositivo reagiria em condições ambientes, para
estudar se havia uma liberação controlada e para que pudesse averiguar quanto
tempo o semioquímico ficaria impregnado à matriz. Através das anotações de perda
de massa diária, foi possível fazer a aplicação do delineamento inteiramente
casualizado.
Resultado e discussão
Após a impregnação do rincoforol ao mesocarpo da casca de coco, foram feitas
análises térmicas, do material presente nos tubos de eppendorfs, que foram
utilizados para os testes
iniciais e das pastilhas feita a partir da casca de coco, o dispositivo-pastilha
feita através do
mesocarpo da casca de coco utilizando o mesh 35 e o dispositivo-pastilha feita
através do mesocarpo da casca de coco com a impregnação do rincoforol utilizando
o mesh 35. Na curva verde é possível observar duas perdas de massa, onde a
primeira refere-se a perda de umidade juntamente com a volatilização do
rincoforol no intervalo entre 28 °C à 106,84 °C e uma segunda perda de massa
referente a degradação do rincoforol que se inicia em 106,84 °C e vai a 263,12
°C. Referente ao dispositivo-pastilha do mesocarpo da casca de coco, apresenta
uma primeira perda de massa entre 28,33 °C e 91,70 °C intervalo de perda de
massa referente a umidade do material, apresenta uma segunda perda de massa
entre 183,77 °C e 325,79 °C referente decomposição dos compostos livres ou
complexados presentes na fibra da casca de coco, e uma terceira perda de massa
entre 325,79 °C e 529,44 °C referente a degradação final do material. A curva
vermelha trata-se da curva termogravimétrica do dispositivo impregnado com o
rincoforol, nessa curva pode-se observar três perdas de massa, a primeira entre
28,33 °C e 91,70 °C referente a umidade juntamente com a volatilização do
rincoforol, a segunda perda de massa ocorre entre 91,70 °C e 177,25 °C referente
a degradação do rincoforol e uma terceira perda de massa entre 177,25 °C até
358,91 °C ocasionada pela reação de desidratação que se refere à decomposição
dos compostos orgânicos, livres ou complexados da casca de coco.
Os cromatogramas obtidos para amostras da biomatriz impregnada
com o rincoforol utilizando-se dos três tipos de adsorventes: carvão, sílica e
tenax, além do cromatograma do rincoforol sintético. Nota-se que o cromatograma
dos voláteis dos dispositivos-pastilha feitas com a casca de coco incorporado
com o rincoforol comportou-se de forma semelhante aos cromatogramas dos voláteis
do mesocarpo da casca de coco, diferenciando apenas pela presença de um pico com
um tempo de retenção de 10,5 minutos, que comparado com o cromatograma do
rincoforol sintetizado e com os resultados da biblioteca do equipamento, é
possível constatar que esse pico refere-se ao feromônio, visto que a metodologia
e a coluna utilizada em todas as análises foi a mesma. Os picos adicionais
apresentados no cromatograma do rincoforol referem-se às impurezas,
possivelmente produtos de degradação e/ou resíduos de síntese.
Os cromatogramas obtidos para amostras da biomatriz impregnada
com o rincoforol utilizando-se dos três tipos de adsorventes: carvão, sílica e
tenax. Nota-se que o cromatograma dos voláteis dos dispositivos com o rincoforol
comportou-se de forma semelhante aos cromatogramas dos voláteis do mesocarpo da
casca de coco, diferenciando apenas pela presença de um pico com um tempo de
retenção de 10,5 minutos, que comparado com o cromatograma do rincoforol
sintetizado pelo nosso grupo de pesquisa e com os resultados da biblioteca do
equipamento, é possível constatar que esse pico refere-se ao do feromônio, visto
que a metodologia e a coluna utilizada em todas as análises foi a mesma.
Os picos adicionais apresentados no cromatograma do rincoforol referem-se às
impurezas, possivelmente produtos de degradação e/ou resíduos de síntese.
Através da análise estatística é possível observar que nos primeiros sete dias a
liberação do feromônio ocorre de forma alinear, o que pode ser explicado pela
alta concentração utilizada, que em poucos dias alcançou uma linearidade na
perda de massa, pois a partir do oitavo dia nota-se que a perda de massa é
constante, indicando assim que o dispositivo criado apresenta características de
que pode ser utilizado, pois apresenta uma liberação controlada do material e
que essa liberação persiste por mais de 128 dias.
Conclusões
A síntese em escala preparatória do 6-metil-hept-2-en-4-ol através da
metodologia de
Grignard, foi realizada com sucesso e obteve bons rendimentos reacionais, além
disso,
constatou-se que o produto formado possui uma alta compatibilidade com o
feromônio
sintetizado pelo inseto.
Já o estudo desenvolvido utilizando a fibra da casca de coco como dispositivo de
liberação controlada do rincoforol, feromônio de agregação do Rhynchophorus
palmarum, tem
um caráter promissor, pois além de ser um material de baixo custo,
biodegradável, que
apresenta uma boa impregnação, tem também a capacidade de fazer uma liberação
prolongada
de rincoforol. Os três tipos de mesh’s apresentaram uma boa impregnação e um
índice de
liberação controlada considerável, principalmente se tratando do material feito
a parir da
granulometria de 35 mesh, onde foi possível observar uma maior capacidade de
liberação
controlada do referido feromônio. Com isso pode-se dizer que o dispositivo
desenvolvido
atendeu ao objetivo desejado, pois teve uma boa eficiência quanto a adsorção e a
liberação
controlada do rincoforol.
Cabe ainda salientar, que o referido trabalho visou o desenvolvimento
cientifico, e
tecnológico regional na área de química, em particular na síntese orgânica, pois
além de
fornecer os produtos desejados, qualifica e re-qualifica os estudantes e
pesquisadores
envolvidos, no que diz respeito a formação de recursos humanos no
desenvolvimento de
química fina aplicada.
Agradecimentos
Referências
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