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PCB's: ESTUDO DE RELAÇÃO ENTRE O COEFICIENTE DE PARTIÇÃO
OCTANOL-ÁGUA E PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS

Lucicleide Ribeiro Cirino (PG), Márcia M. C. Ferreira (PQ),
José Jair Vianna Cirino (PQ)
Instituto de Química - UNICAMP, C. P. 6254, 13081-970, Campinas-SP
 

Palavras-chave: PCB, Quimiometria, Coeficiente de Partição Octanol-Água

           Bifenis policlorados (PCB's)  são largamente utilizandos na indústria,  como fluidos de
transferência   de   calor,   fluidos  hidraúlicos,   diluentes   orgânicos,   fluidos  dielétricos  em
transformadores   elétricos   e   capacitores.    A  versabilidade  industrial    dos   PCB's   está
diretamente  relacionada  às  suas propriedades  físicas  que  incluem resistência  à  oxidação e
redução,    excelente   propriedade   de    isolante   elétrico,    estabilidade    térmica    e    não
inflamabilidade.  Infelizmente  estas  propriedades  físicas,  juntamente  com seu amplo  uso e
descarte  impróprio,  tem  resultado  na  contaminação  de  cada  componente  do ecossistema
global por  PCB's. Nos seres humanos os  problemas de saúde que podem ocorrer dependem
da dose de exposição.  Alguns  problemas são: irritação  na pele e olhos,  depressão,  perda de
memória, fadiga, perda de  sono,  perda de apetite e peso,  náusea  e  vômito.  Os PCB's  são
considerados  cancerígenos,   além  de  afetarem  o  sistema  reprodutivo,  e  causarem  danos
irreversíveis  em filhos de mulheres  que sofreram algum tipo de exposição.
           Os PCB's são encontrados  no  ar,  água  e  solo,  e  sendo  considerados virtualmente
insolúveis em água,  são  absorvidos por  sedimentos  em  rios,  lagos  e  oceanos.  A natureza
lipofílica e a pesistência dos PCB's contribuem para seu alto potencial  de  bioacumulação nos
altos níveis da cadeia alimentar. Isto é,  resíduos  de PCB's  são rotineiramente detectados em
peixes e tecido adiposo humano.
           Um parâmetro importante no estudo do impacto ambiental de uma substância tóxica  é
o coeficiente de partição octanol-água (Kow). O logKow é utilizado com sucesso considerável
na predição  do fator  de bioconcentração (BCF),  coeficiente de partição carbono-água (Koc),
toxicidade e solubilidade.  O uso de logKow no estudo de  PCB's  é limitado porque apesar da
possibilidade de sintetizar todos  os  PCB's,  muitos  não são em  quantidades suficientes  para
 se fazer uma análise experimental.
           Neste  trabalho  apresentamos  um  estudo  de   QSAR  (quantative  structure-activity
relationship)  para relacionar  logK_ow  com  descritores eletrônicos,  estéricos e topológicos, e
assim fazer  a  sua  previsão  para  todos  PCB's.  Os  descritores  foram  calculados  com  os
programas   MOPAC 6,   Spartan,   Gepol93   e   POLLY.   Uma   análise  feita  inicialmente,
selecionou  os  descritores  que  são  correlacionados  com  logK_ow.  Com  este  conjunto  de
descritores selecionados,  foi feito  um  estudo utilizando o  método de regressão multivariada
PLS.

((CNPq, CENAPAD-SP)
 

English
 

P-135

 A STUDY OF RELATIONSHIPS BETWEEN OCTANOL-WATER PARTITION
COEFFICIENT AND PHYSICO-CHEMICAL PROPERTIES

Lucicleide Ribeiro Cirino (PG), Márcia M. C. Ferreira (PQ),
José Jair Vianna Cirino (PQ)
Instituto de Química - UNICAMP, C. P. 6254, 13081-970, Campinas-SP
 

Key-words: PCB, Chemometrics, Octanol-water Partition Coefficient

           Polychlorinated  biphenyls  (PCB's)  are  widely  used  in  industry  as  heat  transfer
fluids,  organic  diluents,  and  dielectric  fluids in electric transformers and  capacitors.  The
industrial versatility of  PCB's  is related  to their physical properties  including  resistance  to
oxidation  and  reduction,  excellent  electrical  insulating  properties,  thermal  stability   and
non-flammability.    Unfortunatelly,    due   to   these   properties,    PCB's   wide   use  and
inadequate  waste  managements,   every   component  of  the  global  ecosystem  has  been
contaminated by these compounds.  Harmful  human  health effects that may occur  depend
on exposure dose. Some of the effect are skin and  eye  irritation, depression,  memory  loss,
fatigue, insomnia, appetite and weight loss, nausea, and vomiting.  PCB's,  besides  affecting
the reproductive system  and  causing  irreversible harms in childdren  of  women  that  have
been exposed to these compounds, are considered cancerogenic.
           PCB's are present in  air,  water  and  soil,  and due to their insolubility in water,  are
absorbed in water, lake and ocean sediments. The lipophilic nature and persistence of PCB's
contribute to their high bioaccumulation potential in upper levels of the food chain.  By other
words, PCB's wastes are frequently detected in fish and human adipose tissue.
           An important parameter  in  study  of  ambiental  importance  of  a toxic substance is
octanol-water  partition  coeficient  (K_ow).   logK_ow    is  successfully  used  in  prediction  of
bioconcentration  factor    (BCF),   carbon-water   partition  coeficient  (K_oc),   toxicity   and
solubility. Even all PCB's can be synthesized, the use of Kow in a study of PCB's is  limited
because of small quantities of these substances for experimental analysis.
           In this work, a QSAR (quantitative structure-activity relationship) study is  presented
with  goal to  correlate  logK_ow  with  electronic,  steric  and  topological  descriptors  and  to
predict it for all PCB's. The descriptors were calculated using programs MOPAC 6, Spartan,
Gepol93 e POLLY.  Descriptors correlated with  logK_ow  were selected  in an initial analysis.
This set of selected descriptors was then used in a multivariate regression PLS analysis.

((CNPq, CENAPAD-SP)