Matrizes para liberação controlada do feromônio de agregação rincoforol

Abstract

O uso de feromônios tem sido uma alternativa eficiente para monitoramento e controle de pragas, mantendo a população em níveis economicamente aceitáveis. Para o controle do Rhynchophorus palmarum (broca do coqueiro), o uso de agrotóxicos não é viável, sendo usado o feromônio de agregação rincoforol como isca para captura em conjunto com armadilhas. Em virtude de condições ambientais, a cinética de evaporação dessa substância pode ser prejudicada ocasionando taxas de liberação excessivas ou baixas para detecção pelo R. palmarum. O presente estudo teve como objetivo avaliar o uso de matrizes inorgânicas e uma matriz orgânica como dispositivo para liberação controlada do rincoforol. Foi realizado a validação de método analítico para identificação e quantificação do rincoforol por cromatografia gasosa acoplada a um detector de espectrometria de massas, tanto na sua forma pura como também do recuperado após adsorção nas matrizes. Foram sintetizadas ou adquiridas as estruturas inorgânicas: Zeólitos (ZSM-5 SAR 30/50/80; MCM-22 SAR 30/50/80; Zeólito L; Zeólito Y amoniacal e Sódico; Silicalita-1), Argilas (Montmorilonita K10 e KSF; caulim) e Na-Magadiíta, como também a estrutura orgânica amilose de batata. Caracterização das matrizes foram realizadas, mostrando similaridade com matrizes obtidas através de padrões fornecidos pela literatura. Avaliações da estabilidade do rincoforol adsorvido nas matrizes e posterior recuperação com solução de n-hexano, foram analisadas através do método analítico desenvolvido, mostrando no t = 24h resultados positivos para recuperação nas estruturas: Silicalita-1 (93,17%); Zeólito L (93,62%); ZSM-5 SAR30 (91,26%); Na-Magadiíta (89,05%), caulim (88,3%) e amilose de batata (95,23%). As demais estruturas avaliadas apresentaram degradação total ou parcial do rincoforol, obtendo produtos de degradação através de reações de desidratação e eterificação. Para avaliação da estabilidade do feromônio durante seu armazenamento já adsorvido nas matrizes, avaliação do recuperado foi realizada durante 180 dias com intervalos de 30 dias. Foi demonstrando que a estrutura Caulim não foi adequada, por apresentar degradação parcial e volatilização do rincoforol no tempo de até 60 dias. As demais estruturas apresentaram apenas perda na intensidade do sinal, demonstrando perda da massa adsorvida por evaporação sem ocorrer conjuntamente formação de novos produtos de degradação. As estruturas que apresentaram maior resultado para uso como dispositivo de liberação controlada do rincoforol foram: Na-Magadiíta; Zeólito-Y e Silicalita-1. Com os resultados obtidos, foi possível concluir que as matrizes inorgânicas silicalita-1, zeólito L e Na-Magadiíta, como também matriz orgânica amilose de batata são as matrizes mais promissora para uso como dispositivo de liberação controlada do feromônio de agregação rincoforol.

The use of pheromones has been an efficient alternative for the monitoring and control of pests, keeping the population at levels that are economically acceptable. For the control of Rhynchophorus palmarum (South American palm weevil), the use of pesticides is not viable, and the aggregation pheromone rhynchophorol is used as bait to capture it along with traps. Due to environmental conditions, this substance’s evaporation kinetics can be damaged, causing excessive or low release rates for detection by R. Palmarum. The objective of this study was to evaluate the use of inorganic matrices and one organic matrix as a device for controlled release of rhynchophorol. Validation of analytical method to identify and quantify rhynchophorol was carried out by gas chromatography coupled to a mass spectrometry detector, for both its pure form and the amount recovered after adsorption on the matrices. The following inorganic structures were synthesized or purchased: Zeolites (ZSM-5 SAR 30/50/80; MCM-22 SAR 30/50/80; zeolite-L; ammonium and sodium zeolite-Y; Silicalite-1), Clays (K10 and KSF Montmorillonit; Kaolin) and Na-Magadiite, as well as the organic structure potato starch. The matrices were characterized and showed similarities to matrices obtained through standards provided by the literature. Stability of the rhynchophorol adsorbed on matrices and subsequently recovered with n-hexane solution was analyzed using the analytical method developed, showing positive results at t = 24h for recovery in the structures: Silicalite-1 (93.17%); zeolite-L (93.62%); Zsm- 5 SAR30 (91.26%); Na-Magadiite (89.05%), kaolin (88.3%) and potato starch (95.23%). The other structures evaluated showed total or partial degradation of rhynchophorol, obtaining degradation products by dehydration and etherification reactions. To assess the stability of the pheromone during its storage already adsorbed on the matrices, the recovered amount was evaluated for 180 days, at 30-day intervals. It was demonstrated that the Kaolin structure was not adequate, since it led to partial degradation and volatilization of rhynchophorol in the time of up to 60 days. The other structures showed only loss of signal intensity, demonstrating loss of the adsorbed mass by evaporation without simultaneous formation of new degradation products. The structures that showed the best results for use as rhynchophorol controlled-release device were: Na-Magadiite; zeolite-Y and Silicalite-1. With the obtained results, it was possible to conclude that the inorganic matrices silicalite-1, zeolite-L and Na-Magadiite, as well as the organic matrix potato starch, are the most promising ones to be used as a device for controlled release of the aggregation pheromone rhynchophorol.