MCPA - MCPA
|
|
|
|
| Nombres | |
|---|---|
|
Nombre IUPAC preferido
Ácido (4-cloro-2-metilfenoxi) acético |
|
| Otros nombres
Ácido 2- (4-cloro-2-metilfenoxi) acético Ácido
4-cloro- o- toliloxiacético MCPA |
|
| Identificadores | |
|
Modelo 3D ( JSmol )
|
|
| CHEBI | |
| CHEMBL | |
| ChemSpider | |
| Tarjeta de información ECHA |
100.002.146 
|
| KEGG | |
|
PubChem CID
|
|
| UNII | |
|
Tablero CompTox ( EPA )
|
|
|
|
|
|
| Propiedades | |
| C 9 H 9 Cl O 3 | |
| Masa molar | 200,62 g · mol −1 |
| Apariencia | Sólido de color blanco a marrón claro |
| Densidad | 1,18-1,21 g / cm 3 |
| Punto de fusion | 114 a 118 ° C (237 a 244 ° F; 387 a 391 K) |
| 825 mg / L (23 ° C), sal de amina: 866 g / L éster: 5 mg / L |
|
| Riesgos | |
| Ficha de datos de seguridad | MSDS externa |
|
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). |
|
| Referencias de Infobox | |
MCPA ( ácido 2-metil-4-clorofenoxiacético ) es un herbicida fenoxi potente, selectivo y ampliamente utilizado . El compuesto puro es un polvo de color marrón. La MCPA se ha utilizado ampliamente en la agricultura para controlar las malezas de hoja ancha como regulador del crecimiento principalmente en pastos y cultivos de cereales desde 1945. El modo de acción de la MCPA es como auxina , que son hormonas de crecimiento que existen naturalmente en las plantas. La aplicación de sobredosis de MCPA actúa como herbicida y da como resultado un crecimiento anormal.
Historia
En 1936 las investigaciones se iniciaron a las ICI Hill de Jealott centro de investigación sobre los efectos de las auxinas sobre el crecimiento de plantas específicamente en busca de una manera de matar las malas hierbas sin dañar cultivos como el trigo y la avena. William Templeman descubrió que cuando se usaba ácido indol-3-acético (IAA), la auxina natural, en altas concentraciones, se podía detener el crecimiento de las plantas. En 1940, publicó su hallazgo de que IAA mató plantas de hoja ancha dentro de un campo de cereales. Templeman y el grupo ICI estaban buscando compuestos con una actividad selectiva similar o mayor que la IAA o el ácido 1-naftalenacético para inhibir el crecimiento de malezas sin afectar negativamente el crecimiento de los cultivos de cereales . Sintetizaron MCPA a partir del fenol correspondiente exponiéndolo a ácido cloroacético y base diluida en una reacción de sustitución sencilla :
- 2-metil-4-clorofenol + ClCH 2 CO 2 H + base → MCPA + base · HCl (ácido clorhídrico)
A fines de 1941, el grupo de Templeman tenía claro que la MCPA era uno de los compuestos más activos probados, pero otros herbicidas de auxina, incluido el 2,4-D , también fueron efectivos. Este trabajo tuvo lugar durante la Segunda Guerra Mundial y fue un caso de descubrimiento múltiple . Cuatro grupos trabajaron de forma independiente en el Reino Unido y los Estados Unidos: el equipo de ICI; Philip S. Nutman y asociados de Rothamsted Research en el Reino Unido; Franklin D. Jones y asociados de American Chemical Paint Company; y Ezra Kraus, John W. Mitchell y asociados de la Universidad de Chicago y el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos . Los cuatro grupos estaban sujetos a las leyes de secreto en tiempos de guerra y no siguieron los procedimientos habituales de publicación y divulgación de patentes, aunque ICI presentó una solicitud relacionada con MCPA y 2,4-D el 7 de abril de 1941 en el Reino Unido. En diciembre de 1942, luego de una reunión en el Ministerio de Agricultura, los trabajadores de Rothamsted e ICI juntaron recursos y Nutman se mudó a Jealott's Hill para unirse al esfuerzo de ICI. Las primeras publicaciones sobre este grupo de herbicidas fueron realizadas por otros trabajadores que no fueron los inventores originales: se ha discutido la secuencia precisa de los eventos de descubrimiento. La MCPA fue reportada por primera vez en la literatura científica abierta por Slade, Templeman y Sexton en 1945. La decisión de ICI de comercializar MCPA (en lugar de 2,4-D, por ejemplo) estuvo influenciada por el hecho de que ICI tenía acceso a 2-metil-4 -clorofenol y, tras extensas pruebas de campo, el material se puso a disposición de los agricultores del Reino Unido en 1946, en forma de polvo al 1%.
Modo de acción
La MCPA actúa imitando la acción de la hormona de crecimiento vegetal auxina , lo que da como resultado un crecimiento descontrolado y, finalmente, la muerte de plantas susceptibles, principalmente dicotiledóneas . Se absorbe a través de las hojas y se traslada a los meristemos de la planta. Se produce un crecimiento incontrolado e insostenible, que provoca el enrollamiento del tallo, el marchitamiento de las hojas y, finalmente, la muerte de la planta.
Uso comercial
La MCPA se utiliza como herbicida, generalmente en forma de sal o esterificada. Usado así, controla las malezas de hoja ancha , incluidos el cardo y el muelle , en cultivos de cereales y pastos . Es selectivo para plantas con hojas anchas, y esto incluye a la mayoría de los árboles de hoja caduca. Los tréboles son tolerantes a niveles de aplicación moderados. Actualmente está clasificado como plaguicida de uso restringido en los Estados Unidos : su uso está mapeado por el Servicio Geológico de EE. UU. , Cuyos datos muestran un uso constante desde 1992, con una pequeña disminución reciente en los diez años hasta 2017, la última fecha para la que las cifras están disponibles. El compuesto se usa ahora casi exclusivamente en trigo .
Su toxicidad y biodegradación son temas de investigación actual. Su fabricante describe una formulación como "diseñada para mercados específicos que requieren el producto fenoxi más seguro posible, principalmente para su uso en el noroeste del Pacífico". Aunque no es extremadamente tóxico, se ha determinado que la MCPA puede formar complejos con iones metálicos y, por lo tanto, aumentar su biodisponibilidad, y también se está trabajando para utilizar esta capacidad.
Uso químico
Debido a que es económico, MCPA se utiliza en varias aplicaciones químicas. Su grupo de ácido carboxílico permite la formación de complejos conjugados con metales (ver arriba). La funcionalidad ácida hace que MCPA sea un intermedio sintético versátil para derivados más complejos.
Nombres de marca
Los siguientes productos comerciales contienen MCPA:
- Agritox, Agroxone, Chiptox, Chwastox, Cornox, Methoxone, Rhonox, Spurge Power, Tigrex, Verdone Extra (Reino Unido), Weed-Rhap, Weed'n'Feed, Weed-B-Gone, Zero Bindii y Clover Weeder (Aus), Jolt (Aus), BIN-DIE (Aus), Maatilan MCPA, K-MCPA, Hedonal, Basagran (Finlandia) y otros.
Degradación en suelo
Dado que la MCPA se usa ampliamente en los EE. UU., La MCPA ampliamente dispersa y sus metabolitos biológicos y fotoquímicos pueden considerarse peligrosos para el medio ambiente. Sin embargo, los estudios actuales muestran que la MCPA no tiene resistencia a degradarse en el suelo.
Comportamientos en el suelo
El herbicida MCPA generalmente se rocía sobre la superficie del suelo y las hojas de las plantas en su solución acuosa, a veces con surfactante adicional . La MCPA en el suelo puede ser absorbida por las raíces de las plantas y trasladarse en el floema a las hojas y los tallos. El residuo de MCPA que queda en el suelo normalmente tiene una vida media de 24 días. Sin embargo, la tasa de degradación depende de las condiciones ambientales, como la temperatura y la humedad del suelo. La MCPA es bastante móvil en el suelo y no se adsorbe fuertemente a las partículas del suelo, con Kf = 0,94 y 1 / n = 0,68 de adsorción de Freundlich .
Riesgos ambientales
El uso generalizado de MCPA como herbicida genera preocupación por los riesgos ambientales, por lo que se han realizado investigaciones considerables en las últimas décadas para evaluar el riesgo ambiental de MCPA. La MCPA puede ser moderadamente tóxica para los mamíferos y organismos acuáticos, y relativamente menos tóxica para las aves. MCP ( 4-cloro-2-metilfenol) es el intermedio en la síntesis de herbicidas fenoxi y también es el metabolito de la degradación de MCPA. Se ha estimado que en 1989 se produjeron en la UE un total de 15 000 toneladas de MCP. El MCP se considera muy tóxico para los organismos acuáticos. Sin embargo, la concentración de MCPA y MCP detectada en el agua y el suelo es inferior a los niveles previstos sin efecto de todos los compartimentos ambientales y se considera que presenta un riesgo potencial bajo.
El grupo carboxilo de MCPA puede formar un complejo conjugado con metales como ligando . En el rango de pH general de entornos acuosos, el complejo MCPA-metal tiene una mayor solubilidad que los iones metálicos. La MCPA puede ser peligrosa para el medio ambiente al afectar la movilidad y la biodisponibilidad de metales pesados como el cadmio y el plomo . La funcionalidad ácida hace que MCPA sea un intermedio sintético versátil para derivados más complejos.
-COOH + M + → -COOM + H +
Biodegradación
La MCPA puede ser degradada biológicamente en suelos por plantas y microorganismos. El principal metabolito de la degradación de MCPA es MCP ( 4-cloro-2-metilfenol) . La ruta podría ser la escisión del enlace éter , produciendo MCP y ácido acetato . Otra vía podría ser la hidroxilación del grupo metilo, produciendo cloxifonac ( ácido 4-cloro-2-hidroximetilfenoxiacético) . Estudios recientes han demostrado que la degradación biológica de MCPA es catalizada enzimáticamente por una dioxigenasa dependiente de α-cetoglutarato codificada por el gen tfdA de microorganismos del suelo. Las bacterias autóctonas del suelo que portan el gen tfdA podrían utilizar MCPA como única fuente de carbono.
Fotodegradación
La MCPA también podría degradarse fotoquímicamente. Se pueden proponer dos rutas de esquema para la formación del intermedio principal, MCP. Un esquema es la oxidación de MCPA por el radical hidroxilo , • OH. El radical hidroxilo se agrega al anillo, seguido de la transferencia de radicales al carbono del éter. Con oxígeno presente, la adición del radical hidroxilo conduce a la ruptura del enlace éter, produciendo MCP. El otro esquema es la oxidación de MCPA por huecos de electrones positivos h +. Los huecos positivos h + polarizan el grupo carboxilo , el enlace CH 2 -COOH se divide para producir 4-cloro-2-metilfenilformato . Con la presencia de oxígeno, la oxidación de los huecos positivos h + finalmente produce también MCP.
Referencias
enlaces externos
- MCPA en la base de datos de propiedades de plaguicidas (PPDB)