Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Físico-Química
TÍTULO: Identificação dos Sítios de Oxidação em Pesticidas
AUTORES: Lima, Z. (UFAL) ; Alcântara, L. (IFAL) ; Ferreira, J. (IFAL)
RESUMO: Os cálculos computacionais tem possibilitado uma forte interação entre a química teórica e experimental. A aplicação destes cálculos é observada na interpretação de espectro molecular, na determinação de parâmetros geométricos, na obtenção de energias conformacionais, na identificação de sítios de reação, etc. Nesse trabalho, realizamos um estudo teórico computacional com os pesticidas: ácido 2,4 diclorofenoxiacético (2,4 D) e terbutilazina, com o objetivo de identificar os prováveis sítios na moléculas onde devem ocorrer a reação de oxidação. Foi utilizado o método DFT/B3LYP com a função de base 631G++(d,p), para obtenção da geometria molecular, do orbital molecular de fronteira, HOMO (último orbital molecular ocupado) e das cargas atômicas parciais NBO.
PALAVRAS CHAVES: pesticidas; Homo; Oxidação
INTRODUÇÃO: Nos dias atuais, a preocupação com o meio ambiente tem sido um tema de grande interesse por toda a sociedade. É grande o número de produtos sintéticos, muitas vezes tóxicos que são lançados no meio ambiente, sem a preocupação devida dos riscos que esses produtos podem trazer. Como exemplo, desses produtos, temos os agrotóxicos, que tem sido cada vez mais utilizado, com o principal objetivo de manter a produtividade de alimentos.
O ácido 2,4- diclorofenoxiacético também conhecido por 2,4-D, é um herbicida muito utilizado mundialmente no cultivo de soja, milho e cana-de-açúcar.
A terbutilazina é uma estrutura derivada das triazinas. Em 1954 os compostos derivados das triazinas, assim como a terbutilazina foram introduzidos no mercado como herbicidas, nas culturas de algodão, tomate, batata e cebola. Mesmo com o reconhecido benefício, os resíduos de agrotóxicos podem ficar nos alimentos, que são na sua maioria, potencialmente tóxicos ao homem, podendo causar efeitos adversos ao sistema nervoso central, ter ação imunodepressora, ser cancerígeno, entre outros males (PERREIRA, 2011).
Uma das preocupações dos cientistas que estudam a exposição a essas substâncias é o desenvolvimento de processos capazes de degradar estes poluentes. Sendo assim, a oxidação pode ser uma forma de transformar moléculas ambientalmente indesejáveis em outras moléculas menos tóxicas, de maneira que possam ser mais facilmente assimiladas no meio ambiente. Diante do que foi exposto, pretendemos nesse projeto utilizar a química computacional através dos métodos de química quântica para estudar a degradação, e propor um mecanismo de oxidação do agrotóxico: ácido 2,4 diclorofenoxiacético, ou 2,4-D (a) e terbutilazina (b), (figura 1).
MATERIAL E MÉTODOS: Foram utilizados métodos de química quântica ab initio DFT/B3LYP, com a função de base 6-31g**(d,p) para obtenção da geometria molecular, orbital molecular HOMO, potencial de ionização e cargas atômicas parciais NBO. A obtenção desses parâmetros indicaram os possíveis sítios de oxidação nas moléculas de agrotóxicos estudadas.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Realizamos o cálculo das cargas atômicas NBO nas moléculas 2,4-D e terbutilazina no estado fundamental (carga=0) e após a oxidação (carga=+1) e verificamos onde houve maior variação da densidade eletrônica proveniente da perda de um elétron. Para a molécula de 2,4-D verificou- se a maior variação de carga no oxigênio 14 (Tabela 1), entretanto ao analizarmos a figura 2 (a), vimos que este átomo não tem contribuição para a formação do orbital HOMO, assim o oxigênio 9 é o provável átomo onde pode ocorrer a oxidação. Já para a molécula da Terbutilazina ao analizarmos a carga de NBO, a tabela 2 mostra que houve maiores variações de cargas nos nitrogênios 3, 4, 17 e 8. A grande variação de carga observada nos nitrogênios 3 e 4 é devido a ressônancia que ocorre no anel, portanto não são considerados sítios de oxidação. Já o nitrogênio 17 não é considerado sítio de oxidação pois não contribui para a formação do orbital HOMO. Com isso o nitrogênio 8 é o provável sítio de oxidação.
Representação do orbital molecular HOMO
A figura representa o orbital molecular Homo para as moléculas de ácido 2,4 diclorofenoxiacético (2,4 D) e terbutilazina
Geometria molecular otimizada
A Figura representa a geometria molecular otimizada para as moléculas de ácido 2,4 diclorofenoxiacético (2,4 D) e terbutilazina
CONCLUSÕES: Os cálculos das cargas atômicas parciais NBO e a representações do orbital molecular HOMO indicaram os prováveis sítios de oxidação das moléculas de 2,4-D e terbutilazina. Na primeira o oxigênio 9 e na segunda o nitrogênio 8 respectivamente.
AGRADECIMENTOS:
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