Síntese e fitotoxicidade de ésteres derivados de ácidos fenoxiacéticos e álcoois de origem natural | Synthesis and phytotoxicity of esters derived from phenoxyacetic acids and alcohol of natural origin

Entre os pesticidas, os herbicidas são os mais amplamente utilizados no campo, pois combatem as plantas daninhas, que são as pragas mais prejudiciais à produtividade das lavouras. Com o uso frequente de herbicidas para aumentar o rendimento das lavouras, surgiram graves problemas, como o aumento do número de espécies resistentes aos herbicidas comerciais. Além disso, há um risco significativo de contaminação ambiental devido aos resíduos desses compostos, o que pode acarretar sérias implicações para a saúde humana e para o ecossistema. Dessa forma, há uma necessidade que sejam descobertos novos herbicidas que possuam sítios de ação específicos e curta meia-vida no ambiente, deixando menos resíduos na planta, no solo e na água. Tendo em vista esses objetivos, os compostos naturais vêm atraindo interesse pela na indústria e podem servir de inspiração na obtenção de novos herbicidas. Assim, os fenóis naturais representam uma classe que tem destaque na busca de bioherbicidas por apresentarem grande potencial fitotóxico, podendo ser encontrados geralmente em óleos essenciais de plantas. O guaiacol, eugenol, carvacrol e timol podem ser utilizados na busca de novos herbicidas. Outra classe interessante é a dos álcoois terpênicos, que em sua maioria são encontrados nas essências das flores e em óleos de plantas, tais como: citronelol e nerol. Entre os álcoois produzidos através das leveduras, o álcool isoamílico tem grande revevância, pois apresenta baixa toxicidade e já possui vários certificados de uso em produtos. Considerando esses fatores, objetivou-se com este trabalho sintetizar 15 ésteres híbridos, contendo um dos fenóis e um dos álcoois supracitados. Para isso, inicialmente foi realizada a síntese de ácidos fenoxiacéticos utilizando o fenol e os fenóis naturais citados como precursores (1-5), e a partir deles a síntese de ésteres com os álcoois mencionados (citronelol, nerol e isoamílico), por meio da esterificação de Fisher no caso dos ésteres obtidos a partir do citronelol e do álcool isoamílico. A esterificação de Steglich foi utilizada na síntese dos ésteres obtidos a partir do nerol. Todos os compostos sintetizados são inéditos e foram caracterizados por espectrometria de massas e Ressonância Magnética Nuclear de hidrogênio e de carbono. A fim de verificar o potencial fitotóxico dos ésteres (6-20) foram preparadas suspensões desses compostos, utilizando Tween 20 em água destilada. Como controle positivo foi preparada uma suspensão do herbicida 2,4-D (ácido 2,4- dicloroenoxiacético) e o controle negativo utilizado foi uma suspensão contendo apenas o Tween 20 em água destilada. O composto que mais inibiu a germinação e o crescimento radicular da alface foi o éster 19. Esse composto poderá ser utilizado como inspiração na obtenção de novos compostos com potencial herbicida e poderá ser de interesse da indústria de agroquímicos. Palavras-chave: Fenóis Naturais. Citronelol. Nerol. Álcool isoamílico.

Among pesticides, herbicides are the most widely used in agriculture because they target weeds, which are the pests that most significantly impact crop productivity. However, the frequent application of herbicides to boost crop yields has led to serious issues, such as the rise in the number of weed species resistant to commercial herbicides. Additionally, there is a significant risk of environmental contamination due to residues of these compounds, which can have severe implications for both human health and ecosystems. Consequently, there is a pressing need to discover new herbicides with specific modes of action and short environmental half-lives, resulting in less residue on plants, soil, and water.In light of these goals, natural compounds have garnered considerable attention in the industry and offer potential inspiration for developing new herbicides. Natural phenols, in particular, stand out in the search for bioherbicides due to their strong phytotoxic potential and their common presence in plant essential oils. Compounds such as guaiacol, eugenol, carvacrol, and thymol are promising candidates in this search. Another intriguing class is terpene alcohols, predominantly found in flower essences and plant oils, including citronellol and nerol. Among alcohols produced by yeast, isoamyl alcohol is notable for its low toxicity and existing certifications for use in various products.Given these considerations, the objective of this study was to synthesize 15 hybrid esters, each containing one of the phenols and one of the aforementioned alcohols. Initially, phenoxyacetic acids were synthesized using phenol and the mentioned natural phenols as precursors (1-5). These acids were then used to produce esters with citronellol, nerol, and isoamyl alcohol. Fisher esterification was employed for the esters derived from citronellol and isoamyl alcohol, while Steglich esterification was used for the esters obtained from nerol. All synthesized compounds are novel and were characterized by mass spectrometry as well as hydrogen and carbon Nuclear Magnetic Resonance.To assess the phytotoxic potential of the esters (6-20), suspensions of these compounds were prepared using Tween 20 in distilled water. A suspension of the herbicide 2,4-D (2,4- dichlorophenoxyacetic acid) was prepared as a positive control, and a suspension containing only Tween 20 in distilled water served as a negative control. Ester 19 demonstrated the most significant inhibition of germination and root growth in lettuce. This compound shows potential as a lead for developing new herbicidal agents and may be of interest to the agrochemical industry. Keywords: Natural Phenols. Citronellol. Nerol. Isoamyl Alcohol.

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