Produção Nacional
A Química Teórica a Serviço da Defesa Química: Degradação de Agentes Neurotóxicos em Superfícies de Óxido e Hidróxido de Magnésio
2014; Brazilian Society of Chemistry; Volume: 6; Issue: 3 Linguagem: Português
10.5935/rvq.v6i3.725
ISSN1984-6835
AutoresRaphael da Silva Alvim, Viviane S. Vaiss, Alexandre A. Leitão, Itamar Borges Júnior,
Tópico(s)Pesticide and Herbicide Environmental Studies
ResumoO edital Pro-Defesa foi uma iniciativa conjunta da CAPES e do Ministerio da Defesa para financiar pesquisas na area de defesa. Neste artigo revisamos os principais resultados cientificos obtidos no projeto “Formacao de Pessoal Qualificado em Quimica Quântica Computacional para Atuacao na Area de Defesa Quimica”, em parceria entre os departamentos de Quimica da Universidade Federal de Juiz de Fora e do Instituto Militar de Engenharia, financiado pelo primeiro edital Pro-Defesa, lancado em 2005 . O principal objetivo deste projeto foi estudar, com metodos teorico-computacionais, o potencial de oxidos e hidroxidos de magnesio para desativar compostos organofosforados (OP) usados como agentes de guerra, tambem conhecidos como neurotoxicos. Essas substâncias sao inibidores da acetilcolinesterase, enzima com papel fundamental no sistema nervoso central. Os agentes VX (O-etil metilfosfonotioato de S-2-(diisopropilamino)etila) e sarin (isopropil metilfosfonofluoridato) sao dois dos principais agentes neurotoxicos. A busca por formas de degrada-los e, portanto, um tema de consideravel importância. Neste trabalho, apresentamos investigacoes teoricas de dois processos quimicos de degradacao de OP em oxidos: a hidrolise de um composto tipo-VX (metilfosfonotioato de O,S-dimetila, DMPT) pela quimiossorcao dissociativa na superficie de MgO(001) e a degradacao do composto sarin pelo hidroxido de magnesio Mg(OH) 2 , conhecido como brucita. Estes processos foram estudados pela combinacao da teoria do funcional da densidade (DFT) com condicoes periodicas de contorno, abordagem que e o estado na arte dos metodos teoricos para este tipo de problema. No caso do DMPT, propusemos um mecanismo de degradacao que envolve reacoes das moleculas de DMPT e de agua na presenca de dois tipos de modelos de superficie de MgO(001): tipo terraco e dopada com Al. Conformacoes, diferencas de energia livre, estados de transicao e barreiras de reacao foram calculadas. Mostramos que a superficie de MgO(001) atua como um possivel catalisador para degradar o VX, mas com uma maior seletividade dos sitios dopados com Al em comparacao com os sitios sem defeito no terraco. Estes resultados podem ter importantes aplicacoes, bem como servir de referencia a estudos posteriores da decomposicao de VX. N o processo de degradacao do sarin em brucita, foram propostas quatro reacoes elementares para a reacao global. Primeiramente, estudamos a adsorcao de sarin na superficie da brucita atraves dos atomos de fluor e do oxigenio de fosfonila (P=O). Dois intermediarios e dois estados de transicao foram encontrados. Um estado de transicao corresponde ao movimento da hidroxila da brucita em direcao ao atomo de fosforo e o outro ao movimento do fluoreto para a vacância deixada pela hidroxila. A maior barreira de ativacao encontrada esta relacionada ao ataque da hidroxila da brucita a molecula de sarin adsorvida na superficie. Os produtos da reacao global foram uma molecula de isopropil metilfosfonato e o composto [Mg(OH) 2? x ]F x . Os resultados do processo de desativacao de sarin usando a superficie da brucita mostram o potencial de hidroxidos lamelares em degradar compostos OP . Os res ultados desta pesquisa tem carater duplo pois varios agrotoxicos sao substâncias organofosforadas. Ademais, a abordagem teorica empregada pode ser usada para investigar variados processos quimicos e obter resultados de utilidade pratica bastante acurados. DOI: 10.5935/1984-6835.20140043
Referência(s)