Propiedades fisicoquímica de fipronil y su determinación en agua y suelo. Estudio hacia una nueva formulación

publicaciones

Eduardo Esteban Reyes Sánchez

RESUMEN

El fipronil (FP) es un insecticida de nueva generación. Tiene un amplio espectro de acción y está autorizado su uso en el ámbito agrícola, urbano, forestal y veterinario, para el combate de plagas como cucarachas, hormigas, termitas, pulgas, entre otros. No se ha reportado resistencia a éste en los organismos en los que se aplica. Actualmente no existen formulaciones líquidas de FP con agua como vehículo por su baja solubilidad en ella, por lo que resulta de interés encontrar estrategias para superar esta barrera y generar formulaciones en medio acuoso.
En este trabajo se presentan ensayos orientados a solubilizar el FP en medio acuoso, mediante el uso de surfactantes y disolventes eutécticos. La estimación de parámetros fisicoquímicos como el pKa y tiempo de vida media pudo llevarse a cabo en estos medios, mediante Espectrofotometría UV-Vis, con el fin de reconocer propiedades fisicoquímicas de gran interés desde el punto de vista químico.
Por otro lado, se desarrollaron experimentos para conocer su partición en sistemas bifásicos mediante técnicas electroquímicas. Derivado de ello, pudo reconocerse que el FP es altamente hidrofóbico y no se transfiere del medio orgánico hacia el acuoso, aún en presencia de fuerzas impulsoras como una diferencia de potencial.
En la búsqueda de su partición entre las fases hidrofílica y lipofílica estudiadas, se encontraron las condiciones para integrar un electrodo de pasta de carbono que permitiese su cuantificación por Voltamperometría Cíclica. Así, se desarrolló un método analítico rápido para la cuantificación de FP en agua, cuyos resultados de calibración y validación se incluyen en este documento. Si bien la señal es proporcional a la concentración, su reproducibilidad no es favorable, por lo que se deduce que es necesario revisar la preparación del electrodo para tener resultados confiables.
Para atender las necesidades del análisis ambiental en términos de selectividad, se desarrolló un método para determinar FP y sus metabolitos en agua, basado en Microextracción Líquido-Líquido Dispersiva y Cromatografía de Líquidos con detección fotométrica, siguiendo los principios de la Química Analítica Verde. Los resultados de calibración y validación fueron satisfactorios desde el punto de vista analítico. Posteriormente, se comparó esta metodología frente a otros métodos oficiales desarrollados con el mismo fin, encontrándose ventajas significativas en el uso de la metodología propuesta.
Finalmente, se establecieron las condiciones para la extracción de FP en suelo mediante el uso de disolventes eutécticos, en base al procedimiento de Microextracción Líquido-Líquido antes desarrollado. Desafortunadamente, y por cuestiones de tiempo, sólo se abordó el tratamiento de muestra de un método para determinar FP y metabolitos en suelo, faltando las etapas de calibración y validación en torno a éste. Aun así, se hacen aportaciones interesantes en materia científica, al proponerse una modificación de la técnica QuEChERS, de gran interés en los últimos años en el ámbito del análisis de muestras sólidas.

ABSTRACT

Fipronil (FP) is a new generation insecticide. It has a broad spectrum of action and it is authorized for use in the agricultural, urban, forestry, and veterinary fields, against pests such as cockroaches, ants, termites, fleas, among others. No resistance has been reported in the organisms in which it is applied. Currently, there are no liquid formulations of FP with water as a vehicle, due to its low solubility in it, so it is of interest to find strategies to overcome this barrier and generate formulations in aqueous medium.
In this work, there are trials to increase the solubility of FP in aqueous medium, through the use of surfactants and eutectic solvents. The estimation of physicochemical parameters such as pKa and half-life time could be carried out in these media by UV-Vis Spectrophotometry, in order to identify physicochemical properties of great interest from a chemical point of view.
On the other hand, experiments were developed to know their partition in biphasic systems by means of electrochemical techniques. As a result, it could be recognized that FP is highly hydrophobic and does not transfer from organic to the aqueous medium even in the presence of driving forces as a potential difference.
In the search for its partition between the hydrophilic and lipophilic phases studied, it was found the conditions for integrating a carbon paste electrode that allows the quantification of FP by Cyclic Voltammetry. Thus, a rapid analytical method was developed for the quantification of this insecticide in water, whose calibration and validation results are included in this document. Although the signal is proportional to concentration, its reproducibility is not favorable; therefore, it is necessary to check the preparation of the electrode to have reliable results.
In order to attend environmental requirements in terms of selectivity, a method was developed to determine FP and its metabolites in water, based on Dispersive Liquid-Liquid Microextraction and Liquid Chromatography with photometric detection, based on the principles of Green Analytical Chemistry. The calibration and validation results were satisfactory from the analytical point of view. Also, this methodology was compared with other official methods developed for the same purpose, finding significant advantages in the use of the proposed methodology.

Eduardo Esteban Reyes Sánchez 6
Finally, the conditions were established for the extraction of FP in soil through the use of eutectic solvents, based on the previously developed Dispersive Liquid-Liquid Microextraction procedure. Unfortunately, and for reasons of time, only was addressed the sample treatment of a method to determine FP and metabolites in soil, lacking the calibration and validation stages around it. Even so, interesting scientific contributions were made when proposing a modification of the QuEChERS technique, of great interest in recent years in the field of the analysis of solid samples.

Propiedades fisicoquímica de fipronil y su determinación en agua y suelo. Estudio hacia una nueva formulación


COMPARTE