Azadiractina

Azadiractina
Outros nomes

PIN: Dimetil (2aR,2a1R,3S,4S,4aR,5S,7aS,8S,10R,10aS)-10-(acetiloxi)-3,5-dihidroxi-4-[(1aR,2S,3aS,6aS,7S,7aS)-6a-hidroxi-7a-metil-3a,6a,7,7a-tetrahidro-2,7-metanofuro[2,3-b]oxireno[2,3-e]oxepin-1a(2H)-il]-4-metil-8-{[(2E)-2-metilbut-2-enoíl]oxi}octahidro-1H,7H-nafto[1,8-bc:4,4a-c′]difuran-5,10a(8H)-dicarboxilato

Identificadores
Número CAS 11141-17-6
PubChem 5281303
ChemSpider 4444685
UNII O4U1SAF85H
KEGG C08748
ChEBI CHEBI:2942
Imaxes 3D Jmol Image 1
Propiedades
Fórmula molecular C35H44O16
Masa molar 720,71 g mol−1

Se non se indica outra cousa, os datos están tomados en condicións estándar de 25 °C e 100 kPa.

A azadiractina é un composto químico que pertence ao grupo limonoide, que é un metabolito secundario presente nas sementes da árbore do nim. É un tetranortriterpenoide moi oxidado que ten multitude de grupos funcionais que levan oxíxeno, incluíndo o enol éter, acetal, hemiacetal, epóxido tetrasubstituído e diversos grupos éster carboxílico.

Síntese química

[editar | editar a fonte]

A azadiractina ten unha estrutura molecular complexa; presenta tanto grupos hidroxilo secundarios coma terciarios e un éter tetrahidrofurano na súa estrutura molecular, xunto con 16 centros esteroxénicos, 7 dos cales son tetrasubstituídos. Estas características explica a gran dificultade que se encontrou cando se tratou de preparar este composto a partir de precursores simples, usando métodos de química orgánica sintética.

Por tanto, a primeira síntese total publicouse hai uns 22 anos despois do descubrimento do composto: esta primeira síntese completouse polo grupo de investigación de Steven Ley na Universidade de Cambridge en 2007.[1][2] A síntese descrita foi unha síntese relay, co intermediario requirido decalina fortemente funcionalizado feito por síntese total a pequena escala, pero derivase do propio produto natural para as operacións a grande escala necesarias para a síntese completa.

Distribución e uso

[editar | editar a fonte]

Inicialmente sabíase que era acivo como inhibidor da alimentación da lagosta do deserto Schistocerca gregaria,[3] e sábese que afecta a unhas 200 especies de insectos, actuando principalmente como antialimentador (disuade a alimentación de insectos herbívoros) e alterador do cecemento. Atopouse recentemente que a azadiractina posúe unha considerable toxicidade para o lepidóptero do algodón Spodoptera littoralis, que é resistente a un pesticida biolóxico comunmente usado, o Bacillus thuringiensis. A azadiractina cumpre moitos dos criterios necesarios para ser un bo insecticida. A azadiractina é biodegradable (degrádase en 100 horas cando se expón á luz e a auga) e mostra unha moi baixa toxicidade para os mamíferos (a LD50 en ratas é > 3.540 mg/kg o que a fai practicamente non tóxica).

Este composto encóntrase nas sementes (0,2 a 0,8 % do peso) da árbore do nim, Azadirachta indica (aquí o prefixo aza non implica que sexa un composto do nitróxeno, senón que se refire ao nome científico da planta). Nestas sementes hai moitos máis compostos relacionados coa azadiractina, e tamén nas follas e codia da árbore do nim que tamén mostran fortes actividades biolóxicas sobre varios insectos que son pragas para a agricultura.[4][5] Os efectos destas preparacións sobre artrópodos beneficiosos considéranse xeralmente mínimos.[Cómpre referencia] Algúns estudos de laboratorio e de campo atoparon que os extractos do nim eran compatibles co control biolóxico. Como o aceite de nim puro contén outros compostos insecticidas e funxicidas ademais da azadiractina, xeralmente mestúrase nunha proporción de 7,8 mL/L de auga cando se usa como pesticida.

A azadiractina é o ingrediente activo en moitos pesticidas incluíndo o TreeAzin,[6] AzaMax,[7] BioNEEM,[8] AzaGuard,[9] e AzaSol,[10] Terramera Proof [11] e Terramera Cirkil.[12]

A azadiractina te un efecto sinérxico co axente de biocontrol Beauveria.[13]

A nimbecidina é un produto natural insecticida de mestura que está composto principalmente de azadiractina, xunto con algúns outros limonoides.[14]

Mecanismo de acción

[editar | editar a fonte]

A azadiractina interfire cunha ampla variedade de vías metabólicas dos insectos.[15]

  • A substancia actúa como un regulador do crecemento dos insectos. Antagoniza tanto as actividades de ecdisteroide (principalmente 20E) coma da hormona xuvenil ao reducir a secreción de hormona protoracicotrópica (PTTH) e alatotropinas no complexo do corpo cardíaco. Esta perturbación endócrina reduce a pupación. Tamén causa a dexeneración doutras glándulas neuroendócrinas.[15]
  • A substancia altera as funcións reprodutoras, chegando a producir a esterilidade dalgúns insectos. Isto débese parcialmente á antes mencionada perturbación neuroendócrina no 20E e na hormona xuvenil. Podería tamén afectar a proteína da xema do ovo e a síntese de vitaloxenina. Tamén reduce o éxito no apareamento por disuasión.[15]
  • A substancia tamén disuade a alimentación, o que o fai un produto antialimentador (disuade a alimentación dos insectos herbívoros). Perturba o sentido do olfacto ata o punto que algúns insectos preferirían pasar fame antes que comer alimentos contaminados con azadiractina. Se o insecto inxire o composto, a substancia inhibe encimas dixestivos e podería deixar unha memoria de sabor aversivo ao activar neuronas dopaminérxicas.[15]
  • A azadiractina ten adicionalmente unha longa lista de dianas celulares e moleculares. Regula á alza a p53, altera a síntese de proteínas posiblemente pola unión de Hsp60, e cambia a expresión de moitas outras vías metabólicas.[15]

Biosíntese

[editar | editar a fonte]

A azadiractina fórmase por unha elaborada vía biosintética, pero crese que o esteroide tirucalol é o precursor dos metabolitos secundarios do triterpenoide do nim. O tirucalol fórmase a partir de dúas unidades de farnesil difosfato (FPP) para formar un triterpeno C30, pero despois perde tres grupos metilo para converterse nun esteroide C27. O tirucalol sofre unha isomerización alílica para formar butirospermol, que é despois oxidado. O butirospermol oxidado seguidamente rearránxase por un cambio 1,2-metilo de Wagner-Meerwein para formar apotirucalol.

O apotirucalol convértese nun tetranortriterpenoide ao seren cortados os catro carbonos terminais da cadea lateral. Os carbonos restantes da cadea lateral cíclanse para formar un anel furano e a molécula segue oxidándose para formar azadirona e azadiradiona. O terceiro anel abre despois e oxídase para formar os C-seco-limonoides como a nimbina, nimbidinina e salannina, que foi esterificado cunha molécula de ácido tíglico, que deriva da L-isoleucina. Actualmente propúxose que a molécula diana obtense ao converter biosinteticamente a azadirona en salannina, que é despois fortemente oxidada e ciclada para obter azadiractina.

Notas

[editar | editar a fonte]
  1. ↑ Veitch GE, Beckmann E, Burke BJ, Boyer A, Maslen SL, Ley SV (2007). "Synthesis of azadirachtin: a long but successful journey". Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 46 (40): 7629–32. PMID 17665403. doi:10.1002/anie.200703027. 
  2. ↑ Sanderson K (agosto de 2007). "Chemists synthesize a natural-born killer". Nature 448 (7154): 630–1. Bibcode:2007Natur.448Q.630S. PMID 17687288. doi:10.1038/448630a. 
  3. ↑ Butterworth, J; Morgan, E (1968). "Isolation of a Substance that suppresses Feeding in Locusts". Chemical Communications (1): 23. doi:10.1039/C19680000023. 
  4. ↑ Senthil-Nathan, S.; Kalaivani, K.; Murugan, K.; Chung, G. (2005). "The toxicity and physiological effect of neem limonoids on Cnaphalocrocis medinalis (Guenée) the rice leaffolder". Pesticide Biochemistry and Physiology 81 (2): 113. doi:10.1016/j.pestbp.2004.10.004. 
  5. ↑ Senthil-Nathan, S.; Kalaivani, K.; Murugan, K.; Chung, P.G. (2005). "Effects of neem limonoids on malarial vector Anopheles stephensi Liston (Diptera: Culicidae)". Acta Tropica 96 (1): 47–55. PMID 16112073. doi:10.1016/j.actatropica.2005.07.002. 
  6. ↑ "TreeAzin Systemic Insecticide". BioForest Technologies. Consultado o 2014-06-03. 
  7. ↑ "Our Products". ParryAmerica, Inc. Arquivado dende o orixinal o 2015-02-19. Consultado o 2015-02-18. 
  8. ↑ "Insecticide With Neem Oil Concentrate 16oz | Safer® Brand 5612". www.saferbrand.com. Arquivado dende o orixinal o 2016-10-02. Consultado o 2016-09-28. 
  9. ↑ "AzaGuard Botanical Insecticide Nematacide Specimen Label" (PDF). Biosafe Systems, LLC. Arquivado dende o orixinal (PDF) o 04 de marzo de 2016. Consultado o 2015-02-18. 
  10. ↑ "AzaSol – Arborjet". arborjet.com (en inglés). Consultado o 2017-06-16. 
  11. ↑ "Terramera – Proof". terramera.com (en inglés). Consultado o 2018-09-20. 
  12. ↑ "Terramera – Cirkil". terramera.com (en inglés). Consultado o 2018-09-20. 
  13. ↑ Vyas, RV; Jani, JJ; Yadav, DN (1992). "Effect of some natural pesticides on entomogenous muscardine fungi". Indian Journal of Experimental Biology (National Institute of Science Communication and Policy Research) 30 (5): 435–6. ISSN 0019-5189. PMID 1459622. 
  14. ↑ Fountain, Michelle T.; Hopkin, Steve P. (2005). "Folsomia candida (Collembola): A "Standard" Soil Arthropod". Annual Review of Entomology (Annual Reviews) 50 (1): 201–222. ISSN 0066-4170. doi:10.1146/annurev.ento.50.071803.130331. 
  15. ↑ 15,0 15,1 15,2 15,3 15,4 Kilani-Morakchi, Samira; Morakchi-Goudjil, Houda; Sifi, Karima (20 de xullo de 2021). "Azadirachtin-Based Insecticide: Overview, Risk Assessments, and Future Directions". Frontiers in Agronomy 3: 676208. doi:10.3389/fagro.2021.676208. 

Véxase tamén

[editar | editar a fonte]

Outros artigos

[editar | editar a fonte]

Ligazóns externas

[editar | editar a fonte]