Icaridina anche chiamata Picaridina nome dell'estratto vegetale da cui viene estratta.

Composizione chimica e struttura

E' un composto sintetico ampiamente utilizzato come principio attivo nei repellenti per insetti. È noto per la sua efficacia nel respingere una vasta gamma di insetti, inclusi zanzare, zecche e mosche, pur essendo delicato sulla pelle e fornisce una protezione di lunga durata.

L'Icaridina, chimicamente nota come 1-(1-metilpropossipropil)-2-(2-idrossietil)piperidina, ha la formula molecolare C₁₂H₂₃NO₃. La sua struttura include un anello di piperidina sostituito con un gruppo etilico e un gruppo idrossilico, che contribuiscono alle sue proprietà repellenti.

Proprietà fisiche

L'Icaridina si presenta tipicamente come un liquido da incolore a giallo pallido con un odore lieve e non offensivo. È solubile in solventi organici e leggermente solubile in acqua. L'Icaridina è nota per la sua sensazione non grassa e le sue proprietà non macchianti, che la rendono adatta per l'uso in varie formulazioni, inclusi spray, lozioni e salviette.

Processo industriale di sintesi chimica

• Preparazione dei reagenti. Le principali materie prime includono 1-piperidincarbonile e acido 2-metilpropionico (acido isobutirrico).
• Reazione di ammidazione. L'acido 2-metilpropionico viene miscelato con 1-piperidincarbonile in un reattore sotto agitazione continua. Si utilizza un catalizzatore, come il cloruro di tionile (SOCl₂) o il cloruro di fosforo (PCl₃), per facilitare la reazione di formazione dell'ammide.
• Riscaldamento. La miscela viene riscaldata a una temperatura controllata (circa 80-100°C) per un periodo specificato per permettere la reazione di ammidazione. Questo processo produce Icaridin (noto anche come picaridina).
• Raffreddamento. La miscela di reazione viene raffreddata a temperatura ambiente.
• Neutralizzazione. La miscela viene neutralizzata con una soluzione di idrossido di sodio (NaOH) per rimuovere l'eccesso di acido e catalizzatore.
• Estrazione. La fase organica contenente Icaridin viene separata dalla fase acquosa. Si utilizza un solvente organico, come il diclorometano (DCM) o l'etil acetato, per estrarre l'Icaridin dalla miscela.
• Essiccazione. L'estratto organico viene essiccato utilizzando un agente essiccante, come il solfato di sodio anidro, per rimuovere l'umidità residua.
• Filtrazione. La soluzione essiccata viene filtrata per rimuovere eventuali impurità solide.
• Distillazione. L'Icaridin viene purificato mediante distillazione sotto vuoto per rimuovere eventuali impurità volatili e ottenere un prodotto puro.
• Controllo di qualità. L'Icaridin viene sottoposto a rigorosi test di qualità per assicurare che soddisfi gli standard di purezza e sicurezza. Questi test includono l'analisi chimica e la spettroscopia.

Si presenta in forma di liquido da incolore a giallastro, volatile e insolubile in acqua.

A cosa serve e dove si usa

Insetticidi

Nel 1980 la Bayer ha prodotto per via chimica l'Icaridina come repellente per insetti, successivamente autorizzata nel 2001 negli 2001 mentre in Canada l'autorizzazione è stata concessa solo nel 2012.nel 2012. 

In commercio, come prodotti repellenti per insetti e zecche più utilizzati, sono presenti DEET (N,N,Dietiltoluamide), IR3535 (Ethyl Butylacetylaminopropionate)  e  Icaridin (Picaridin). IR3535 ha un livello di tossicità più basso ed ha efficacia pari a DEET. Icaridina ha la stessa efficacia del DEET, ma ha un livello di tossicità minore ed una durata di protezione superiore. Un prodotto naturale, l'olio essenziale di chiodi di garofano ha dimostrato buona repellenza, ma richiede dosaggi relativamente elevati per causare effetti elevati (1). Altri repellenti: olio di eucalipto al limone, olio di citronella, olio di erba gatta e 2-undecanone.

Icaridina è un repellente di nuova concezione ed il suo uso raccomandato parte da una concentrazione del 5% per arrivare ad un massimo del 10% con una protezione a breve termine di circa da 3 a 5 ore, mentre in situazioni più pericolose, quando vi è necessità di un periodo più prolungato di protezione, una concentrazione del 20% può proteggere fino a 10 ore (2).

Alternative a Icaridina

Nepeta cataria detta anche erba gatta, ha dimostrato una certa efficacia come repellente spaziale ma meno efficace di DEET come repellente da contatto (3).

VUAA1, un composto chimico che funziona da agonista del canale ionico co-recettore del recettore degli odoranti degli insetti (4).

Repellenti di origine naturale e vegetale olio di cannella hanno dimostrato una repellenza quasi pari a DEET mentre l'estratto di margosa (Azadirachta indica (A.Juss., Sapindales: Meliaceae) ha un'efficacia leggermente inferiore (4). Altri repellenti: olio di eucalipto al limone, olio di citronella, olio di erba gatta, 2-undecanone,  para-menthane-3,8-diol (distillato da Eucalyptus citriodora), geraniol.

Per approfondire:    Icaridina studi

Appearance	Colourless liquid
pH	4-9
Boiling Point	330.9±15.0°C at 760 mmHg
Melting Point	below -170ºC
Density	1.0±0.1 g/cm3
Vapor Pressure	0.0±1.6 mmHg at 25°C
Refraction Index	1.478
PSA	49.77000
LogP	1.56
Loss on drying	≤2.0%
Sulphated ash	≤0.5%/g
Heavy metals	≤10 ppm
Safety

Prezzo

1 g          €45.50

10 g        €51.00

100 g      €103.80

• Formula molecolare  C₁₂H₂₃No₃
• Peso molecolare     229.32
• Massa esatta     229.167801
• CAS  119515-38-7
• UNII    N51GQX0837
• EC Number   423-210-8
• DSSTox Substance ID  DTXSID0034227
• IUPAC  butan-2-yl 2-(2-hydroxyethyl)piperidine-1-carboxylate
• InChI=1S/C12H23NO3/c1-3-10(2)16-12(15)13-8-5-4-6-11(13)7-9-14/h10-11,14H,3-9H2,1-2H3
• InChl Key      QLHULAHOXSSASE-UHFFFAOYSA-N
• SMILES   CCC(C)OC(=O)N1CCCCC1CCO
• MDL number  MFCD01756488
• PubChem Substance ID    
• ChEBI  143733
• CHEMBL2104314

Sinonimi

• sec-Butyl 2-(2-hydroxyethyl)piperidine-1-carboxylate
• 1-(2-butoxycarbonyl)-2-(2-hydroxyethyl)-piperidinebutan-2-yl 2-(2-hydroxyethyl)piperidine-1-
• carboxylate
• 1-Piperidinecarboxylic acid, 2-(2-hydroxyethyl)-, 1-methylpropyl ester
• Icaridine
• KBR3023
• Bayrepe
• Bayrepel
• Picaridin
• Propidine
• Lcaridin
• Pikaridin
• sec-Butyl 2-(2-hydroxyethyl)-1-piperidinecarboxylate
• 2-(2-hydroxyethyl)-1-piperidinecarboxylic acid 1-methylpropyl ester
• 1 methylpropyl 2 (2 hydroxyethyl)piperidine 1 carboxylate
• 1-methylpropyl2-(2-hydroxyethyl)-1-piperidinecarboxylate
• 1-Methylpropyl 2-(2-hydroxyethyl)piperidine-1-carboxylate
• (RS)-sec-butyl (RS)-2-(2-hydroxyethyl)piperidine-1-carboxylate

Bibliografia______________________________________________________________

(1) Nentwig G, Frohberger S, Sonneck R. Evaluation of Clove Oil, Icaridin, and Transfluthrin for Spatial Repellent Effects in Three Tests Systems Against the Aedes aegypti (Diptera: Culicidae). J Med Entomol. 2017 Jan;54(1):150-158. doi: 10.1093/jme/tjw129. 

(2) Morimoto Y, Kawada H, Kuramoto KY, Mitsuhashi T, Saitoh T, Minakawa N. New mosquito repellency bioassay for evaluation of repellents and pyrethroids using an attractive blood-feeding device. Parasit Vectors. 2021 Mar 10;14(1):151. doi: 10.1186/s13071-021-04656-y.

Abstract. Background: With the increasing threat of the worldwide spread of mosquito-borne infectious diseases, consumer interest in anti-mosquito textiles that protect against mosquito bites is also increasing. Accordingly, repellent- or insecticide-treated textiles are gaining popularity. The standardization of commercial textile products is, therefore, indispensable for an authentic and objective evaluation of these products. Here we report a textile testing method using an artificial blood-feeding system that does not involve human volunteers or live animals, which aligns with the policy of protecting human and animal welfare....Conclusions: The accuracy and reproducibility of the developed method demonstrate that the ABFD may be widely used for fundamental experiments in the field of mosquito physiology, for the development of new repellent chemicals and in evaluation studies of mosquito repellent products, such as anti-mosquito textiles. The further development of the membrane and feeding unit systems will enable a more practical evaluation of mosquito repellents and blood-feeding inhibitors, such as pyrethroids.

(3) Bernier UR, Furman KD, Kline DL, Allan SA, Barnard DR. Comparison of contact and spatial repellency of catnip oil and N,N-diethyl-3-methylbenzamide (deet) against mosquitoes. J Med Entomol. 2005 May;42(3):306-11. doi: 10.1603/0022-2585(2005)042[0306:cocasr]2.0.co;2.

Abstract. Nepetalactone, the primary component of catnip oil, was compared with the repellent N,N-diethyl-3-methylbenzamide (deet) for its ability to affect the host-seeking ability of Aedes aegypti (L.). A triple cage olfactometer was used to bioassay each substance and to assess its attraction inhibition (spatial repellent) attributes when combined with the following attractants: carbon dioxide, acetone, a blend of L-lactic acid and acetone, and human odors. Repellent tests were conducted with each substance against female Ae. aegypti, Anopheles albimanus Weidemann, and Anopheles quadrimaculatus Say. Catnip oil and deet were both weakly attractive to Ae. aegypti, catnip oil was the better spatial repellent, whereas deet was a more effective contact repellent in tests with all three species of mosquitoes.

(4) Rinker, D. C., Jones, P. L., Pitts, R. J., Rutzler, M., Camp, G., Sun, L., ... & Zwiebel, L. J. (2012). Novel high‐throughput screens of Anopheles gambiae odorant receptors reveal candidate behaviour‐modifying chemicals for mosquitoes. Physiological Entomology, 37(1), 33-41.

Abstract. Despite many decades of multilateral global efforts, a significant portion of the world population continues to be plagued with one or more mosquito-vectored diseases. These include malaria and filariasis as well as numerous arboviral-associated illnesses including Dengue and Yellow fevers. The dynamics of disease transmission by mosquitoes is complex, and involves both vector competence and vectorial capacity. One area of intensive effort is the study of chemosensory-driven behaviours in the malaria vector mosquito Anopheles gambiae Giles, the modulation of which are likely to provide opportunities for disease reduction. In this context recent studies have characterized a large divergent family of An. gambiae odorant receptors (AgORs) that play critical roles in olfactory signal transduction. This work has facilitated high-throughput, cell-based calcium mobilization screens of AgOR-expressing HEK cells that have identified a large number of conventional AgOR ligands, as well as the first non-conventional Orco (olfactory receptor co-receptor) family agonist. As such, ligand-mediated modulation serves as a proof-of-concept demonstration that AgORs represent viable targets for high-throughput screening and for the eventual development of behaviour-modifying olfactory compounds. Such attractants or repellents could foster malaria reduction programmes.