La azoxistrobina es un fungicida sistémico de amplio espectro ampliamente utilizado en agricultura para proteger los cultivos de enfermedades fúngicas. Se comercializó por primera vez en 1996 con la marca Amistar y en 1999 se había registrado en 48 países en más de 50 cultivos. En el año 2000 se anunció que se le había concedido el estatus de producto Millennium del Reino Unido . [3]
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En 1977, grupos de investigación académica en Alemania publicaron detalles de dos nuevos antibióticos antifúngicos que habían aislado del hongo basidiomiceto Strobilurus tenacellus . Llamaron a estas estrobilurinas A y B, pero no proporcionaron estructuras detalladas, solo datos basados en sus espectros de masas de alta resolución , que mostraron que la más simple de las dos tenía la fórmula molecular C 16 H 18 O 3 . [4] Al año siguiente, se publicaron más detalles, incluidas las estructuras [5] y se reveló un fungicida relacionado, la oudemansina A del hongo Oudemansiella mucida , cuya identidad había sido determinada mediante cristalografía de rayos X. [6] Cuando se demostró que los efectos fungicidas provenían de lo que entonces era un modo de acción novedoso, [7] los químicos del sitio de investigación de Imperial Chemical Industries (ICI) en Jealott's Hill se interesaron en usarlos como pistas para desarrollar nuevos fungicidas adecuados. para uso en agricultura. [8] La primera tarea fue sintetizar una muestra de estrobilurina A para realizar pruebas. Al hacerlo, se descubrió que la estructura publicada era incorrecta en la estereoquímica de uno de los dobles enlaces: las estrobilurinas, de hecho, tienen la configuración E,Z,E y no E,E,E. Una vez que se comprendió esto y se fabricó y probó el material correcto, se demostró, como se esperaba, que era activo in vitro pero insuficientemente estable a la luz para ser activo en el invernadero. Se inició un gran programa de química para crear análogos cuando se descubrió que una nueva estructura de estilbeno que contenía la porción de β-metoxiacrilato (mostrada en azul y que se cree que es el toxóforo ) tenía buena actividad en pruebas de invernadero pero aún carecía de fotoestabilidad suficiente. [9] : 695–696 Después de que se fabricaron y probaron más de 1400 análogos , el equipo eligió la azoxistrobina para su comercialización y se desarrolló con el número de código ICIA5504. [10] [11]
Las primeras ventas se realizaron en 1996 con la marca Amistar: luego obtuvo un registro rápido en los Estados Unidos, donde se comercializó en 1997 como Heritage. En 1999 se había registrado en 48 países en más de 50 cultivos. En el año 2000 se anunció que el Primer Ministro del Reino Unido, Tony Blair, le había concedido el estatus de producto Millennium , ya que en tres años se había convertido en el fungicida más vendido del mundo. [3] Mientras tanto, los científicos de BASF que colaboraban con los grupos académicos alemanes que habían descubierto la estrobilurina A habían inventado de forma independiente el kresoxim-metilo, que también se lanzó en 1996. [12]
La primera síntesis de azoxistrobina se reveló en patentes presentadas por el grupo ICI. [13] La secuencia de las dos reacciones de sustitución permite la síntesis de una amplia gama de análogos estructurales mediante una eterificación tipo Ullmann entre el cloruro de arilo del primer intermedio y un fenol sustituido , introduciendo así una gama de diversidad estructural manteniendo al mismo tiempo la toxóforo central de estrobina. La elección final del 2-cianofenol en el segundo paso de la síntesis se hizo después de que se hubieran probado muchas otras alternativas por sus propiedades fungicidas. [9] : 704
La estructura cristalina se publicó en 2008. [14]
La azoxistrobina y otras estrobilurinas inhiben la respiración mitocondrial al bloquear el transporte de electrones. [7] Se unen al sitio de unión externo del quinol del complejo citocromo b-c1 , donde la ubiquinona ( coenzima Q10 ) normalmente se uniría cuando transporta electrones a esa proteína. De esta manera se evita la producción de ATP . [15] El nombre genérico de este modo de acción es QoI "Inhibidores externos de quinona" .
La azoxistrobina está disponible para los usuarios finales únicamente en productos formulados . Dado que el ingrediente activo tiene una solubilidad moderada en agua, las formulaciones facilitan su uso en aerosoles a base de agua al crear una emulsión cuando se diluyen. Los productos modernos utilizan formulaciones no en polvo con un uso reducido o nulo de disolventes peligrosos, por ejemplo, concentrados en suspensión. El fungicida es compatible con muchos otros pesticidas y adyuvantes cuando el agricultor lo mezcla para fumigar. [dieciséis]
Azoxistrobina es un fungicida sistémico móvil de xilema con propiedades translaminares, protectoras y curativas. En los cultivos de cereales, su principal salida, la duración del control de la enfermedad es generalmente de cuatro a seis semanas durante el período de elongación activa del tallo. [17] [2] Todos los pesticidas deben solicitar el registro de las autoridades correspondientes en el país en el que se utilizarán. [18] 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). [19] Un pesticida sólo puede usarse legalmente de acuerdo con las instrucciones de la etiqueta que se incluye en el momento de la venta del pesticida. El objetivo de la etiqueta es "proporcionar instrucciones claras para el rendimiento eficaz del producto minimizando al mismo tiempo 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. [20] 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 el mercado, la sustancia activa debe estar aprobada para la Unión Europea. Una vez logrado esto, se debe solicitar la autorización para el producto específico en cada Estado miembro al que el solicitante desee venderlo. Posteriormente, existe un programa de seguimiento para garantizar que los residuos de pesticidas en los alimentos estén por debajo de los límites establecidos por la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria .
La azoxistrobina posee un amplio espectro de actividad, al igual que otros inhibidores de la QoI. Ejemplos de los grupos de hongos sobre los que es eficaz son Ascomycota , Deuteromycota y Basidiomycota , así como los oomicetos . Además, sus propiedades hacen que pueda moverse de forma sistémica a través del tejido vegetal para proteger partes del cultivo que no estuvieron en contacto con la pulverización. Esta combinación de propiedades ha hecho que alcance un uso generalizado muy rápidamente y haya alcanzado unas ventas anuales de más de 500 millones de dólares. [21] Las enfermedades importantes que controla incluyen la mancha foliar , la roya , el mildiú polvoriento , el mildiú velloso , la mancha de red y el tizón . En todo el mundo, la azoxistrobina está registrada para su uso en todos los cultivos importantes. Por ejemplo, en la Unión Europea y Estados Unidos está registrado para su uso en trigo, cebada, avena, centeno, soja, algodón, arroz, fresas, guisantes, judías, cebollas y muchas otras hortalizas. [17] [2] La ventaja para el agricultor viene en forma de un mejor rendimiento en la cosecha. Los agricultores pueden actuar en su mejor interés económico: se puede estimar el valor del rendimiento adicional y el costo total del uso del fungicida informa la decisión de compra. Este análisis de costo-beneficio por parte del usuario final establece un precio máximo que el proveedor puede exigir y, en la práctica, los precios de los pesticidas fluctúan de acuerdo con el valor actual de mercado de los cultivos en los que se utilizan. El uso anual estimado de azoxistrobina en la agricultura de EE. UU. está mapeado por el Servicio Geológico de EE. UU. y muestra una tendencia creciente desde su introducción en 1997 hasta 2019, la última fecha para la que hay cifras disponibles, y ahora alcanza las 2.300.000 libras (1.000.000 kg). [22]
Uno de los primeros usos de la azoxistrobina fue el control de enfermedades fúngicas del césped y se ha utilizado en campos de golf y césped. [23] [24] Ahora está disponible para los mercados nacionales bajo marcas como Heritage y Azoxy 2SC.
La azoxistrobina se agrega a los paneles de pared Purple resistentes al moho (optiSHIELD AT, mezcla de azoxistrobina y tiabendazol) y puede filtrarse al polvo doméstico, [25] proporcionando potencialmente una fuente de exposición de por vida a niños y adultos.
La azoxistrobina tiene poca toxicidad para los mamíferos con una LD 50 superior a 5000 mg/kg (ratas, oral). [1] Sin embargo, puede causar irritación de la piel y los ojos. La información de primeros auxilios está incluida en la etiqueta. [17] [2] La reunión conjunta de la Organización Mundial de la Salud (OMS) y la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) sobre residuos de pesticidas ha determinado que la ingesta diaria aceptable de azoxistrobina es de 0 a 0,2 mg/kg de peso corporal por día. [26] [27] La base de datos del Codex Alimentarius mantenida por la FAO enumera los límites máximos de residuos de azoxistrobina en diversos productos alimenticios. [28]
La azoxistrobina se clasifica como de bajo potencial de bioconcentración y de riesgo moderado para los peces, lombrices y abejas, pero de alto riesgo para los crustáceos acuáticos, [1] por lo que se debe tener cuidado para evitar su escorrentía hacia los cuerpos de agua. [2] Su principal producto de degradación, el ácido carboxílico resultante de la hidrólisis de su éster metílico, también es potencialmente dañino para los ambientes acuáticos. [29] Se han revisado los beneficios y riesgos del uso de fungicidas QoI [30] y existe una extensa literatura sobre el perfil ambiental de la azoxistrobina. [31] [32] En última instancia, son las autoridades reguladoras de cada país quienes deben sopesar los beneficios para los usuarios finales y equilibrarlos con los peligros inherentes del compuesto y los consiguientes riesgos para los consumidores y el medio ambiente en general.
Las poblaciones de hongos tienen la capacidad de desarrollar resistencia a los inhibidores de QoI. Este potencial puede mitigarse mediante una gestión cuidadosa . Los informes de especies de plagas individuales que se vuelven resistentes a la azoxistrobina [1] son monitoreados por fabricantes, organismos reguladores como la EPA y el Comité de Acción de Resistencia a los Fungicidas (FRAC), [33] que asignan fungicidas a clases según su modo de acción. [34] En algunos casos, los riesgos de desarrollo de resistencia se pueden reducir mediante el uso de una mezcla de dos o más fungicidas, cada uno de los cuales tiene actividad sobre plagas relevantes pero con mecanismos de acción no relacionados. FRAC asigna fungicidas en clases para facilitar esto. En los cultivos de cereales en los EE. UU., por ejemplo, la azoxistrobina sólo se puede utilizar en mezcla, [2] generalmente con un fungicida azol como el difenoconazol. [35]
Azoxistrobina es el nombre común ISO [36] para el ingrediente activo que se formula en el producto de marca vendido a los usuarios finales. Por convención internacional y en muchos países por ley, las etiquetas de los pesticidas deben incluir el nombre común de los ingredientes activos. Estos nombres no son propiedad exclusiva del titular de ninguna patente o marca registrada y, como tales, son la forma más fácil para que los no expertos se refieran a sustancias químicas individuales. Las empresas que venden pesticidas normalmente lo hacen utilizando una marca o denominación que les permite distinguir su producto de los productos de la competencia que tienen el mismo ingrediente activo. En muchos casos, esta marca es específica del país y de la formulación, por lo que después de varios años de ventas puede haber varias marcas para un ingrediente activo determinado. La situación se complica aún más cuando las empresas otorgan licencias de sus ingredientes a otros, como suele hacerse. Además, el producto puede mezclarse previamente con otros pesticidas con una nueva marca.
Por lo tanto, es difícil proporcionar una lista completa de marcas de productos que contienen azoxistrobina. Incluyen Amistar, Abound, Heritage, Olympus, Ortiva, Priori Xtra, Scotts DiseaseEx, [37] Haedes y Quadris. Los proveedores y las marcas de los Estados Unidos figuran en el Sistema Nacional de Recuperación de Información sobre Pesticidas. [38]