Synthesis of dye derivatives of the dinitrophenylazo class : characterization, genotoxic and ecotoxicological evaluation

Autor: Vendemiatti, Josiane Aparecida de Souza, 1974
Přispěvatelé: Prediger, Patrícia, 1984, Umbuzeiro, Gisela de Aragão, 1957, Pires, Marta Siviero Guilherme, Ribeiro, Alyson Rogério, Botta, Clarice Maria Rispoli, Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Tecnologia, UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
Popis: Orientadores: Patrícia Prediger, Gisela de Aragão Umbuzeiro Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia Resumo: Os corantes da classe dinitrofenilazo são usados no tingimento de tecidos sintéticos. Durante o processo de tingimento alguns subprodutos podem ser formados, como os 2-fenilbenzotriazóis, consequência da adição de agentes redutores como o ditionito de sódio para o tratamento dos corantes não fixados à fibra do tecido. Esses compostos reduzidos (non-Cl PBTA) são encaminhados para as estações de tratamento de efluentes nas indústrias e quando são submetidos à desinfecção por cloro transformam-se em subprodutos de cloração denominados como PBTAs. Oito tipos de PBTAs, e seus intermediários non-Cl PBTAs, foram descritos na literatura e detectados em rios onde eram lançados efluentes de indústrias têxteis. Eles são reconhecidos mutagênicos para o ensaio de Salmonella/microssoma, porém não há dados sobre sua toxicidade para organismos aquáticos. Neste trabalho, um novo PBTA e seu precursor intermediário, denominados como non-Cl PBTA-9 e PBTA-9, foram sintetizados a partir da reação de redução e posterior cloração do corante C.I. Disperse Violet 93 (DV93). Os novos compostos foram caracterizados quanto à sua mutagenicidade para o ensaio Salmonella/microssoma e sua toxicidade para organismos aquáticos. A síntese do non-Cl PBTA-9 foi realizada com zinco metálico e a reação de cloração foi conduzida com N-clorosuccinimida para a formação do PBTA-9. As estruturas foram confirmadas por Ressonância Magnética Nuclear (RMN 1H e 13C), análise de infravermelho (FT-IR) e Espectrometria de Massa de Alta Resolução (HR-MS). Ambos os compostos foram mais mutagênicos do que o corante precursor especialmente na presença de ativação metabólica (S9), onde a linhagem YG1041 foi a mais sensível. Os compostos foram capazes de causar mutações do tipo deslocamento no quadro de leitura (TA98), substituições de pares de bases (TA100) e intercalação de DNA (TA97a). Os testes de toxicidade foram realizados com D. similis (agudo e crônico) e R. subcapitata (crônico) para o non-Cl PBTA-9. A toxicidade do PBTA-9 foi avaliada apenas no teste agudo com D. similis devido à quantidade limitada de produto obtida durante a síntese. Os compostos foram tóxicos para D. similis com CE50 de 258 µg L-1 e 444 µg L-1 para o non-Cl PBTA-9 e o PBTA-9 respectivamente. A CI10 do non-Cl PBTA-9 para R. subcapitata foi de 184 µg L-1. Os valores de P-PNEC, baseados nos dados de toxicidade aguda foram de 0,258 µg L-1 para o non-Cl PBTA-9 e 0,444 µg L-1 para o PBTA-9. Adicionalmente, o non-Cl PBTA-9 e o DV93 foram encontrados nas amostras de rios, porém as concentrações não representaram risco para a vida aquática no cenário analisado. Esses estudos podem contribuir para o conhecimento dos PBTAs em rios e a relevância desta classe de compostos como poluentes ambientais Abstract: Phenylbenzotriazoles (PBTA) can be generated unintentionally during textile dyeing factories by reduction of dinitrophenylazo dyes and their subsequent chlorination in disinfection process. Eight non-chlorinated PBTAs (non-Cl PBTA) and their related PBTAs have been found in rivers and presented mutagenic activity. However, no data related to their aquatic toxicity are available. In this work, two new phenylbenzotriazoles, named non-Cl PBTA-9 and PBTA-9, were synthesized from the reaction of reduction and chlorination of the C.I. Disperse Violet 93 (DV93). The synthesis of non-Cl PBTA-9 was performed from the reduction reaction of DV93 with metallic zinc. The chlorination reaction was carried out with N-chlorosuccinimide to form PBTA-9. The structures of the new compounds were confirmed by Nuclear Magnetic Resonance (NMR 1H and 13C), infrared analysis (FT-IR) and High Resolution Mass Spectrometry (HR-MS). Both compounds were more mutagenic than the parental dye in the Salmonella/microsome assay especially in the presence of metabolic activation (S9). The YG1041 was the most sensitive strain and S9 increase the mutagenicity. Therefore, the compounds are able to cause different types of mutations, including frameshift (TA98), base pair substitutions (TA100) and DNA intercalation (TA97a). The toxicity tests were carried out with D. similis (acute and chronic) and R. subcapitata (chronic). No chronic toxicity tests were performed for PBTA-9 because of the limited amount obtained during the synthesis. The compounds were toxic to D. similis with EC50 of 258 µg L-1 and 444 µg L-1 for non-Cl PBTA-9 and PBTA-9, respectively. The IC10 of non-Cl PBTA-9 for R. subcapitata was 184 µg L-1. A P-PNEC of 0.258 µg L-1 and 0.444 µg L-1 were determined for non-Cl PBTA-9 and PBTA-9 based on acute toxicity data with D. similis. Additionally, an analytical method was developed to simultaneously quantify non-Cl PBTA-9, PBTA-9 and DV93 in surface waters. Non-Cl PBTA-9 and DV93 were found in sites under influence of textile effluents but in concentrations that no pose risk to the aquatic life. PBTA-9 was not detected in any samples analyzed. More studies on the aquatic toxicity and water occurrence of PBTAs and their intermediates should be conducted to verify the relevance of this class of compounds as aquatic contaminants. Our findings can contribute to the knowledge of the PBTAs in the aquatic environment Doutorado Ambiente Doutora em Tecnologia CAPES 001
Databáze: OpenAIRE
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