Los herbicidas fenoxi (o "fenoxies") son dos familias de productos químicos que se han desarrollado como herbicidas comercialmente importantes , ampliamente utilizados en la agricultura . Comparten la estructura parcial del ácido fenoxiacético .
Auxinas
El primer grupo descubierto actúa imitando la hormona del crecimiento ácido indolacético (IAA). [1] Cuando se rocían sobre plantas de hoja ancha, inducen un crecimiento rápido y descontrolado ("creciendo hasta la muerte"). Por lo tanto, cuando se aplican a cultivos monocotiledóneos ( pastos ) como el trigo o el maíz , matan selectivamente las malas hierbas de hoja ancha , dejando los cultivos relativamente intactos.
IAA
MCPA
2,4-D
2,4,5-T
Introducidos en 1946, estos herbicidas tenían un uso generalizado en la agricultura a mediados de la década de 1950. Los fenoxi herbicidas más conocidos son el ácido (4-cloro-2-metilfenoxi) acético ( MCPA ), el ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) y el ácido 2,4,5-triclorofenoxiacético (2,4,5- T). [2] Los análogos de cada uno de estos tres compuestos, con un grupo metilo adicional adjunto al lado de la de ácido carboxílico, se comercializaron posteriormente como mecoprop , diclorprop y fenoprop . La adición del grupo metilo crea un centro quiral en estas moléculas y la actividad biológica se encuentra solo en el isómero (2R) (ilustrado para diclorprop). [3]
Mecoprop
(2R) -Diclorprop
Fenoprop
2,4-DB
MCPB
Otros miembros de este grupo incluyen ácido 4- (2,4-diclorofenoxi) butírico ( 2,4-DB ) y ácido 4- (4-cloro-2-metilfenoxi) butírico ( MCPB ) que actúan como propesticidas para 2,4- D y MCPA respectivamente: es decir, se convierten en plantas a estos principios activos. [4] Todos los herbicidas de auxina conservan su actividad cuando se aplican como sales y ésteres, ya que también son capaces de producir el ácido original in situ .
El uso de herbicidas en la agricultura de EE. UU. Está registrado por el Servicio Geológico de EE. UU. En 2017, la última fecha para la que hay cifras disponibles, el 2,4-D fue, con mucho, la auxina más utilizada. Ese año se rociaron 40,000,000 libras (18,000,000 kg), [5] en comparación con 2,000,000 libras (910,000 kg) de la siguiente aplicación más intensa, MCPA. [6] La única otra auxina utilizada en cantidades comparables es la dicamba , donde la cifra de 2017 fue de 18.000.000 libras (8.200.000 kg). [7] Es un ácido benzoico en lugar de un ácido fenoxiacético.
Inhibidores de la ACCasa
En la década de 1970, las empresas de agroquímicos estaban trabajando para desarrollar nuevos herbicidas que complementaran las auxinas. El objetivo era encontrar materiales que pudieran controlar selectivamente las malas hierbas en cultivos de hoja ancha como el algodón y la soja .
En 1973, Hoechst AG presentó patentes sobre una nueva clase de compuestos, los ariloxfenoxipropionatos, que mostraron tal selectividad y llevaron a la comercialización de diclofop. Luego, la compañía japonesa Ishihara Sangyo Kaisha (ISK) encontró una actividad biológica mejorada en un análogo, clorazifop, que reemplazó la porción ariloxi de diclofop con un anillo de piridina que contiene los mismos dos sustituyentes de cloro. Esta área de investigación se volvió muy competitiva y con tres semanas de diferencia en 1977, ISK, Dow Chemicals e Imperial Chemical Industries (ICI) presentaron patentes que cubren otro grupo de análogos, con un grupo trifluorometil (CF 3 ) en lugar de uno de los átomos de cloro en la piridina. Posteriormente, ISK e ICI obtuvieron licencias cruzadas de su propiedad intelectual y comercializaron por primera vez el fluazifop como su éster butílico en 1981 bajo la marca Fusilade, mientras que Dow comercializó el haloxifop como su éster metílico. [8] Todos estos compuestos tienen un grupo aromático adicional ligado al oxígeno en la posición para del anillo de fenilo con su grupo OCH (CH 3 ) COOH y como clase se denominan "fops", refiriéndose a su fenoxi-fenoxi común [sic ] característica. [9]
Este grupo de herbicidas actúa inhibiendo la acetil-CoA carboxilasa vegetal (ACCasa), un mecanismo de acción completamente diferente al de las auxinas. [10] [11] Su selectividad por las gramíneas surge porque se dirigen a la isoforma plástida de la enzima presente solo en estas especies, lo que las hace ineficaces en las malezas de hoja ancha y otros organismos, incluidos los mamíferos. [12] Cuando se aplica como un éster, el metabolismo en la planta objetivo conduce al ácido original que es responsable de la acción herbicida. [8] [13] Es una coincidencia que es el estereoisómero (2R) el que se une a la ACCasa de la planta, así como ese isómero es responsable de la actividad del diclorprop como auxina.
Las sales y ésteres de esta clase de herbicidas son activos debido a su capacidad para metabolizar al correspondiente ácido original. Por ejemplo, el fenoxaprop-P etilo [14] fue introducido por Bayer Crop Science y el quizalofop-P etilo por Nissan Chemical Corporation , ambos en 1989. [15] El fluazifop-P butilo [16] todavía tiene un uso significativo en los Estados Unidos. En 2017 se aplicaron 180.000 libras (82.000 kg), casi exclusivamente en soja. [17] La "P" en el nombre de estos materiales se refiere a su uso ahora como enantiómeros individuales .
Referencias
- ^ Grossmann, K. (2010). "Herbicidas auxinas: estado actual del mecanismo y modo de acción". Ciencia del manejo de plagas . 66 (2): 2033–2043. doi : 10.1002 / ps.1860 . PMID 19823992 .
- ^ Troyer, James (2001). "Al principio: el descubrimiento múltiple de los primeros herbicidas hormonales". Ciencia de la marihuana . 49 (2): 290-297. doi : 10.1614 / 0043-1745 (2001) 049 [0290: ITBTMD] 2.0.CO; 2 .
- ^ Wendeborn, S .; Smits, H. (31 de diciembre de 2012). "Auxinas sintéticas". En Erick M. Carreira; Hisashi Yamamoto (eds.). Quiralidad integral . ISBN 978-0-08-095168-3.
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