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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.59.2020.tde-16042020-142023
Documento
Autor
Nome completo
Paulo Henrique Peruquetti
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Ribeirão Preto, 2019
Orientador
Banca examinadora
Bruni, Aline Thais (Presidente)
Mello, Paula Homem de
Silva, Heron Dominguez Torres da
Título em português
Estudo QSAR aplicado a pesticidas benzimidazólicos para a análise de risco ambiental
Palavras-chave em português
Análise de risco ambiental
Pesticidas benzimidazólicos
QSAR
Química computacional
Quimiometria
Toxicidade in silico
Resumo em português
Estudos ambientais vêm ganhando força desde o século passado, com a crescente preocupação da manutenção de um meio ambiente equilibrado. Com a crescente demanda de conhecimento do comportamento de substâncias químicas, novas alternativas surgiram, dentre elas, as técnicas computacionais ou in silico. Uma importante ferramenta in silico são os estudos QSAR, que podem ser empregados na predição de diversas propriedades de substâncias químicas. O objetivo deste trabalho é estudar, com o auxílio de um modelo QSAR, a DL50 aguda oral para ratos de uma série de pesticidas benzimidazólicos pouco conhecidos, para posterior aplicação em estudos de análise de risco. Métodos de estrutura eletrônica, como os métodos DFT, foram empregados na obtenção de descritores para a criação do modelo de QSAR, bem como cálculo de espectros de infravermelho teóricos. Além das doses letais calculadas pelo QSAR, foram calculadas DL50 por meio de softwares livres disponíveis. Os cálculos de otimização geométrica e propriedades físico-químicas foram bem-sucedidos, assim como a criação dos espectros, gerando dados importantes para a criação dos modelos de QSAR. Os valores de DL50 obtidos, tanto pelos modelos construídos quanto pelos programas, apresentaram correlação com os valores experimentais disponíveis na literatura. Por meio desse estudo foi possível, ainda, realizar a classificação da maioria das moléculas de acordo com a cada classe toxicológica estabelecida pela EMBRAPA. Os modelos de QSAR foram validados interna e externamente, tiveram seus domínios de aplicabilidade definidos, foi averiguada a não ambiguidade de seus algoritmos e possibilitaram a determinação de um possível mecanismo de ação. Atingindo todos esses pontos, eles atingiram diretrizes da OECD. A aplicação de todas as técnicas empregadas fica evidenciada com clareza, já que os métodos utilizados apresentam alternativas rápidas e baratas, capazes de realizar estudos de grandes quantidades de pesticidas em pouco tempo. É possível concluir que todos os objetivos deste trabalho foram atingidos satisfatoriamente, já que os resultados obtidos foram de alta qualidade e aplicabilidade.
Título em inglês
QSAR study applied to benzimidazole pesticides for environmental risk assessment
Palavras-chave em inglês
Benzimidazoles pesticides
Chemometrics
Computational chemistry
Environmental risk assessment
In silico toxicology
QSAR
Resumo em inglês
Environmental studies have been gaining importance since the last century because of the growing concern of keeping an equilibrated environment. With the increasing demand for knowledge of chemical behavior, new alternatives have emerged, including computational or in silico techniques. QSAR studies are an example of prominent in silico tools, which can be used to predict various chemical properties. This work aimed to study the acute oral LD50 for rats of a series of little known benzimidazole pesticides through the QSAR approach. The idea was to use this evaluation for later application in risk analysis studies. We employ DFT electronic structure methods to obtain physical-chemical descriptors as well as to calculate theoretical infrared spectra. We use the generated data to build the QSAR models, considering LD50 as the dependent variable. Besides, we calculate in silico values for LD50 using available free software. Both models have successful foreseeing LD50 values. All free software were able to provide values correlated with the experimental ones available in the literature. This study allowed us to classify the molecules according to each toxicological class established by EMBRAPA. We validate the QSAR models internally and externally. We define their applicability domains as well as verify the unambiguity of their algorithms. Finally, we determine the possible mechanism of action was determined. By reaching these requirements we can say that QSAR models fitted to OECD guidelines. The techniques employed had their usefulness evidenced since the methods present fast and cheap alternatives, capable of conducting studies of large quantities of pesticides in a short time. We conclude that all the objectives of this work were satisfactorily achieved since we obtained high-quality and applicable results.
 
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Data de Publicação
2020-05-14
 
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