La teflutrina es el nombre común de la ISO [3] para un compuesto orgánico que se utiliza como pesticida . [1] Es un piretroide , una clase de insecticidas sintéticos que imitan la estructura y las propiedades del insecticida natural piretrina que está presente en las flores de Chrysanthemum cinerariifolium . Los piretroides como la teflutrina suelen preferirse como ingredientes activos en insecticidas agrícolas porque son más rentables y de acción más prolongada que las piretrinas naturales. [4] Es eficaz contra las plagas del suelo porque puede moverse como vapor sin unirse irreversiblemente a las partículas del suelo: en este sentido se diferencia de la mayoría de los demás piretroides. [5]
La teflutrina (X=CH 3 ) se fabrica mediante la esterificación del cloruro de ácido cihalotrina [6] con alcohol 4-metil-2,3,5,6-tetrafluorobencílico. [7] Este último era un compuesto novedoso cuando se inventó la teflutrina [8] y se ha discutido la elección de las rutas para obtenerla. [9]
En 1974, un equipo de científicos de Rothamsted Research había descubierto tres piretroides adecuados para su uso en la agricultura , a saber, la permetrina , la cipermetrina y la deltametrina. [10] Estos compuestos fueron posteriormente autorizados por el NRDC , como NRDC 143, 149 y 161 respectivamente, a empresas que luego podrían desarrollarlos para su venta en territorios definidos. Imperial Chemical Industries (ICI) obtuvo licencias para la permetrina y la cipermetrina, pero su acuerdo con el NRDC no permitió las ventas en todo el mundo. Además, estaba claro para los propios investigadores de ICI en Jealott's Hill que la competencia futura en el mercado podría ser difícil debido a la mayor potencia de la deltametrina en comparación con los otros compuestos. Por esa razón, los químicos buscaron análogos patentables que pudieran tener ventajas en comparación con los insecticidas de Rothamsted al tener un espectro más amplio o una mayor relación costo-beneficio . El primer avance se produjo cuando se utilizó un grupo trifluorometilo para sustituir a uno de los cloros de la cipermetrina, especialmente cuando el doble enlace estaba en su forma Z. El segundo se basó en un proceso que desarrollaron los químicos para fabricar prácticamente el ácido Z-cis controlando la estereoquímica del anillo de ciclopropano además de la del doble enlace. [6] Esto condujo a la comercialización de la cihalotrina y puso a disposición un suministro relativamente grande del ácido. Continuaron los estudios exploratorios en los que se combinó con una gran cantidad de alcoholes bencílicos disponibles comercialmente. En general, estos tenían poca o ninguna actividad biológica , pero cuando se utilizó alcohol pentafluorobencílico, el éster con X=F no solo tuvo una actividad intrínseca sustancial en Diabrotica balteata , sino que siguió siendo eficaz cuando había suelo presente, a diferencia de otros piretroides conocidos. Investigaciones posteriores permitieron identificar el análogo con X=CH3 (es decir, lo que se convirtió en teflutrina) después de ensayos de campo como el óptimo para el desarrollo bajo el número de código ICI PP993 . [5] Se comercializó por primera vez en 1987 bajo la marca registrada Force. [11] En 2000, el negocio agroquímico de ICI se fusionó con el de Novartis para formar Syngenta , que todavía fabrica y suministra teflutrina. La patente estadounidense que cubría el compuesto original expiró en noviembre de 2002. [12]La teflutrina estuvo registrada para su venta en la Unión Europea hasta el 5 de diciembre de 2008, cuando se añadió a un grupo de pesticidas cuya autorización fue retirada y ya no pudo venderse. [13] Sin embargo, el 1 de enero de 2012, fue aprobada nuevamente para su uso. [14] [15]
Los insecticidas piretroides, incluida la teflutrina, alteran el funcionamiento del sistema nervioso de un organismo. Son excitotoxinas axónicas de acción rápida , que afectan a los canales de sodio dependientes del voltaje . [16] Los canales de sodio son complejos heteromultiméricos que constan de una gran subunidad α y dos subunidades β más pequeñas. El sitio de unión de la teflutrina está en la subunidad α, que también forma el poro del canal. Altera el funcionamiento del canal bloqueando la inactivación y ralentizando la desactivación. [17] Esto da como resultado una activación persistente y prolongada de los canales de sodio y la entrada de sodio, que es letal para el insecto. Hay muchas formas diferentes de canales de sodio: en los mamíferos, se han identificado nueve subunidades α diferentes del canal de sodio (denominadas Nav1.1 - Nav1.9 ). [18] Las isoformas del canal difieren en afinidad por la teflutrina; Por ejemplo, el Nav1.6 es al menos 15 veces más sensible que la isoforma Nav1.2 . [19] [20]
La teflutrina se comercializa para los usuarios finales únicamente en productos formulados . Su principal uso es el control de insectos que habitan en el suelo del maíz cuando se formula en gránulos. [21] También se puede incorporar en tratamientos de semillas .
Todos los pesticidas deben solicitar el registro de las autoridades correspondientes en el país en el que se utilizarán. [22] En los Estados Unidos , la Agencia de Protección Ambiental (EPA) es responsable de regular los pesticidas bajo la Ley Federal de Insecticidas, Fungicidas y Rodenticidas (FIFRA) y la Ley de Protección de la Calidad de los Alimentos (FQPA). [23] Un pesticida solo se puede usar legalmente de acuerdo con las instrucciones de la etiqueta que se incluye en el momento de la venta del pesticida. El propósito de la etiqueta es "proporcionar instrucciones claras para el rendimiento eficaz del producto mientras se minimizan los riesgos para la salud humana y el medio ambiente". Una etiqueta es un documento legalmente vinculante que establece cómo se puede y debe usar el pesticida y el incumplimiento de la etiqueta tal como está escrito al usar el pesticida es un delito federal. [24] La etiqueta actual (2020) para teflutrina en los EE. UU. cubre su uso en maíz de campo, palomitas de maíz, semillas de maíz y maíz dulce y especifica la cantidad que se debe aplicar. [25] Dentro de la Unión Europea, se utiliza un enfoque de dos niveles para la aprobación y autorización de pesticidas. En primer lugar, antes de que se pueda desarrollar un producto formulado para su comercialización, la sustancia activa debe ser aprobada en la Unión Europea. Una vez que esto se ha logrado, se debe solicitar la autorización para el producto específico en cada Estado miembro en el que el solicitante desea venderlo. Después, existe un programa de seguimiento para asegurarse de que los residuos de plaguicidas en los alimentos están por debajo de los límites establecidos por la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria .
El principal uso de la teflutrina es controlar las larvas de gusanos de la raíz del maíz ( Diabrotica spp ) y también es letal para las larvas del gusano cortador y del gusano alambre . Insectos relacionados comparten esta susceptibilidad al compuesto, incluyendo plagas como colémbolos , sínfilos , milpiés , escarabajo pigmeo , hormigas de fuego y gusanos blancos . [1] La ventaja para el agricultor viene en forma de mejor rendimiento en la cosecha. Los agricultores pueden actuar en su mejor interés económico: el valor del rendimiento adicional se puede estimar y el costo total de usar el insecticida informa la decisión de compra. Este análisis de costo-beneficio por parte del usuario final establece un precio máximo que el proveedor puede exigir. El uso anual estimado de teflutrina en la agricultura de EE. UU. está mapeado por el Servicio Geológico de EE. UU. [26] Esto demuestra que el uso alcanzó su punto máximo en 2003, pero en 2017, la última fecha para la que hay cifras disponibles, ha caído a alrededor de 150.000 libras (68.000 kg) anuales, casi exclusivamente en el cinturón del maíz . La capacidad de la teflutrina para controlar las plagas del suelo, a diferencia de otros piretroides, se debe a su volatilidad relativamente alta , que permite que su vapor se mueva desde el lugar de aplicación al suelo circundante. [5] Su presión de vapor a 20 °C es de 8,4 mPa, mientras que la de la permetrina, por ejemplo, es de 0,007 mPa. [1]
La teflutrina es un pesticida de uso restringido . Una consecuencia de esto es que, en los EE. UU., es una violación de la ley federal usar el producto de una manera incompatible con su etiqueta y la etiqueta debe estar en posesión del usuario en el momento de la aplicación. Puede ser absorbido por el cuerpo por inhalación de polvo o niebla y por ingestión. Provoca irritación ocular moderada. El contacto prolongado o repetido con frecuencia con la piel puede causar reacciones alérgicas en algunas personas. La exposición de la piel puede provocar una sensación transitoria descrita como hormigueo, picazón, ardor o sensación de picazón. El inicio puede ocurrir inmediatamente o cuatro horas después de la exposición y puede durar de 2 a 30 horas, sin daño aparente en la piel. [25] Las medidas de primeros auxilios se incluyen con la información de la etiqueta. [25]
La LD50 en mamíferos es de 21,8 mg/kg ( ratas, oral). [1] El metabolismo de fase I de la teflutrina se produce tanto por oxidación como por hidrólisis . [27] Los objetivos iniciales de la oxidación son sus grupos metilo. Los del anillo de ciclopropano y del anillo de tetrafluorobenceno se oxidan a grupos alcohol que pueden oxidarse aún más en ácidos carboxílicos. La hidrólisis de la teflutrina se produce en el enlace éster, lo que da como resultado ácido cihalotrina y alcohol 4-metil-2,3,5,6-tetrafluorobencílico, que puede oxidarse aún más en el ácido carboxílico correspondiente. En el metabolismo de fase II, los metabolitos de fase I se glucuronizan en cualquier grupo alcohol disponible para facilitar el transporte por membrana y, finalmente, la excreción.
La teflutrina es sumamente tóxica para los peces e invertebrados de agua dulce y de estuarios. [25] Sus propiedades y efectos sobre el medio ambiente se han resumido en varias publicaciones. [1] [2] [28] En última instancia, son las autoridades reguladoras de cada país las que deben sopesar los beneficios para los usuarios finales y equilibrarlos con los peligros inherentes del compuesto y los riesgos consiguientes para los consumidores y el medio ambiente en general. Estas autoridades estipulan las condiciones en las que se puede utilizar la teflutrina.
Las especies tienen la capacidad de evolucionar y desarrollar resistencia a los piretroides (y, de hecho, a casi todos los pesticidas). Este potencial puede mitigarse mediante un manejo cuidadoso . Los informes sobre especies de plagas individuales que se vuelven resistentes a la teflutrina son monitoreados por los fabricantes, los organismos reguladores como la EPA y el Comité de Acción de Resistencia a los Insecticidas (IRAC). [29] En algunos casos, los riesgos de desarrollo de resistencia pueden reducirse utilizando una mezcla de dos o más insecticidas que tengan actividad sobre las plagas relevantes pero con mecanismos de acción no relacionados. El IRAC clasifica los insecticidas en clases para facilitar esto.