农药化学绪论课件PPT精选文档.ppt

农药化学主讲教师：贺红武、陈琼,2019学年度,农药化学讲授提纲本课程合计36学时，其中讲授占28学时，调研，完成小论文6学时，考试2学时，讲授学时安排如下：一、绪论（4学时）二、农药的代谢与选择性原理（4学时）三、杀虫剂概述（6学时）四、除草剂概述（4学时）五、杀菌剂概述（4学时）六、植物生长调节剂（2学时）七。杀鼠剂（2学时）八、生物源农药简介（2学时）参考书目：1、陈茹玉，杨华铮、徐本立，农药化学，清华大学出版社，2019。2、赵善欢，植物化学保护，中国农业出版社，第四版。3、吴文君，农药学原理，中国农业出版社。4、唐除痴等，农药化学，南开大学出版社，1988年。,课程要求,1，平时成绩(40%)1),课堂学习态度及考勤2),阅读或调研农药相关的资料，完成一篇小论文：“农药与人类社会”2,闭卷考试：农药化学的基本概念（60%）相关杂志：世界农药、农药、现代农药农药学学报、中国农药、农药应用与研究,我校相关的农药研究机构或组织,农药化学研究所（1978年开始组建）农药学硕士点(2019)农药学博士点(2019)农药与化学生物学教育部重点实验室(2019)农药学国家级重点学科(2019)。农药学为我校的校级重点学科和优势学科农药学为湖北省省级重点学科农药学湖北省高等学校科学研究优势与特色领域,第一章绪论,一、农药研究的意义1.农药的重要性2.我国农药工业的现状二、农药与环境三、农药的基本概念四、农药的分类五、农药的毒性与安全性评价六、农药登记七、农药发展、回顾与未来展望,1.农药的重要性,人类在二十一世纪面临五大挑战:人口和粮食环境和环境质量资源和能源医疗福利新的信息系统,21世纪人类面临的挑战中，人口与粮食仍然是并存的严峻问题和最严重的挑战之一。粮食对人类生存与发展具有重要意义。世界农业面临每年增加7000万人口的巨大压力。,人口成倍增长,粮食增长极少目前世界上仍有近10亿人处于饥饿的状况。,农药对人类的贡献,在全世界，农业病虫草害种类有十多万种,其中，昆虫1万种，线虫8-10万种，微生物2千种，杂草1千种，,据统计，全世界每年有10亿吨左右的庄稼毁于病虫害，由于病、虫、草、鼠害等造成的作物减产幅度达2030，如果一旦停止用药或严重的用药不当，一年后将减少收成2540（与正常用药相比），两年后将减少4060以至绝产。,使用农药提高农作物耕地单位面积产量,据统计，农药挽回了每年因其造成的30-35%谷物损失，大约每年价值3000亿美元。,国内现状,我国人口13亿，人多地少(以占世界7%耕地养活占世界22%的人口)，土地等可利用资源的使用已接近极限。1994年美国Brown博士以“谁来养活中国”为题预测2030年我国将进口食物24亿吨，超过当前世界食物贸易总量（2亿吨）。,粮食问题历来具有重要战略意义。因此合理使用农药防治病、虫、草、鼠害,提高单位面积产量、增强作物品质是解决我国粮食问题的重要出路之一.,我国农药工业的现状,2019年，我国化学农药制造业实现了快速发展，我国农药出口金额开始超过进口额成为净出口国。,1986年我国农药总产量为10.2万吨，到2019年农药总产量达到103.94万吨，19年间产量扩大了10.2倍。,我国农药产品结构,目前我国农药生产品种已趋齐全，达310余个，占17.3%，具有我国自主知识产权的产品13个，占4.15%。覆盖了杀虫剂、杀菌剂、除草剂和植物生长调节剂的主要类型。,2019年实现了农药产品结构的重大调整,占农药总量杀虫剂、杀菌剂、除草剂1990年78%9%10%2019年41.8%10.1%28.6%2019年40%5000除草剂洋地黄0.4强心剂秋水仙碱1.7消炎剂医药品消炎痛1.2消炎剂阿斯匹林400解热剂吗啡120-250镇静剂,对致癌原因的认识,家庭主妇认为癌病专家认为食品添加剂43.5%1%农药24%0%吸烟11.5%30%大气污染、公害9%2%锅巴4%0%病毒1%10%通常食物0%35%性生活、生育0%7%职业0%4%酒0%3%放射线、紫外线0%3%医药品0%1%工业品0%1%,1962年，美国海洋生物学家蕾切尔卡逊（RachelCarson）经过4年时间，调查了使用化学杀虫剂对环境造成的危害，出版了寂静的春天（SilentSpring）一书。在书中，蕾切尔卡逊阐述了农药对环境的污染，用生态学的原理分析了化学杀虫剂对人类赖以生存的生态系统带来的危害。卡逊认为，农业有害生物的防治需要另觅“蹊径”。,近年来，用生物农药代替化学农药的呼声甚高。1992年在巴西里约热内卢召开的联合国环境与发展大会就曾提出“到2000年，生物农药的用量要占农药60%”的号召。,1962年美国海洋生物学家蕾切尔卡逊提出:化学农药让“春天”“寂静”,（2）人们曾普遍认为生物农药将在20世纪末代替化学农药。（占农药使用面积60），然而2000年底，全世界生物农药仅占农药总量的3.5%。（以耕地面积计）说“替代”为时尚早。,生物农药缘何“叫好不叫座”？我国生物农药的研究始于20世纪50年代初，至今已有50多年的历史，目前虽然有了一定的产业化规模，但销售困难，处于“叫好不叫座”的尴尬境地。生物农药能否让“春天”不再“寂静”科学时报访中国农业大学农药专家陈万义教授,生物农药优点：选择性强，多数对人畜较安全，与环境相容性好；对天敌安全；不易产生抗性；生产工艺较简单，开发与登记费用低于化学农药。,生物农药不足：（1）有的生物农药对人畜毒性较高或对环境影响较大.；（2）稳定性较差，贮存条件苛刻，货架寿命短；根据2019年英国出版的生物农药手册）中收录的60种微生物活体农药统计，其货架寿命达两年的仅15%，30%的微生物活体农药的货架寿命低于3个月，10%的微生物活体农药要求货到即用。（3）缺乏标准检测方法；（4）防效缓慢，防治对象单一；（5）质量不稳定，尤其是活体；（6）植物农药差异性大（时间、地点、土壤等,其药效发挥缓慢，难以稳定。,优点：1.高效、速效2.使用方便，适应性广3.便于规模生产4.经济效益显著（成本低，农本低）1：8101：3050（花卉、果树、药材）,化学农药的特点,因此，在可预见的将来，与化学药物在医药中的地位类似，在农林水产业的发展中，将长期出现化学农药占据主导地位，生物农药占据辅助地位的局面。,（二）世界农药的发展趋势,近年来，随着科学技术的发展和环境生态保护的要求，农药经历了以下变化过程：1,药效从常效、高效到目前的超高效(5000-20000mg/kg.近年，农药正处于更新换代时期。在环境保护意识日益增强的背景下，高活性、环境相容性好的农药正在逐渐取代老一代品种,2,农药对人类的危害正在由高毒、低毒发展到无公害,杀生-调控低效-超高效高毒高残留-无公害,化学农药正经历重大转变,20000-100克/亩毒性10-500mg/Kg1/2000,100-50克/亩毒性500-1000mg/Kg1/10000,5000mg/Kg1/80000,广泛性-选择性高抗性-低抗性污染-环境生态友好,转变,有机氯、磷，氨基甲酸酯灭生,菊酯,酰胺，苯氧酸等,杂环与含氟衍生物,昆虫神经毒杀、激素除草、需光除草,昆虫生长调控、植物酶抑制、植物免疫激活,1940s1960s1970s-1990s1990s-,不同年代药效、毒性、成功率、结构、特征的变迁,（三）世界农药开发新特点,1.形成新的农药品种体系2.“仿生”合成成为了开发热点3.生物源农药开发再掀高潮4.光学活性农药合成越来越受到人们关注5.生物技术的应用,1.形成新的农药品种体系,1.1杀虫剂从传统的有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯类杀虫剂，到后来的苯甲酰脲类、哒嗪酮类；最近又出现了以吡虫啉为首的新烟碱类杀虫剂及吡咯类杀虫剂、嘧啶胺类杀虫剂、酰肼类杀虫剂等微生物源杀虫剂也形成了体系，如从阿维菌素类衍生出依维菌素、埃玛菌素、埃珀利诺菌素、道拉菌素和其类似的弥拜霉素,1.2杀菌剂,传统的二硫代氨基甲酸酯类杀菌剂已趋淘汰，苯并咪唑类、三唑类杀菌剂垄断杀菌剂市场的历史将被改换。吗啉类、酰胺类杀菌剂正逐步形成气候，各种杂环类杀菌剂不断诞生。而甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂系列的形成可谓是杀菌剂领域的一大里程碑。嘧啶胺类杀菌剂也将一露头角。此外，农用抗生素类杀菌剂也十分引人注目。,1.3除草剂,有机膦酸类、酰胺类、均三嗪类、吡啶苯氧酸类等，磺酰脲类、咪唑啉酮类、二苯醚类、环已烯酮类、芳氧苯氧丙酸类等也成为了除草剂市场的主体。酞酰亚胺类、嘧啶类、双嘧啶吡唑啉酮类、嘧啶并三唑（四唑）新系列的形成，也为中间体的合成提供了挈机和课题。,2.“仿生”合成成为了开发热点,从天然物质中寻找新农药的先导化合物无疑是十分有效的途径之一2.1以天然源物质为先导物进行“仿生”合成2.2从害物靶标着手进行模拟“仿生”合成新农药,2.1以天然源物质为先导物进行“仿生”合成,植物源：除虫菊拟除虫菊酯（44个）；毒扁豆碱氨基甲酸酯类（67个）；烟碱新烟碱类（7个）；鱼藤酮哒嗪酮类（3个）,微生物源：Strobilurine甲氧基丙烯酸类；二氧吡咯菌素溴虫腈；吡咯霉素拌种咯,动物源：沙蚕沙蚕毒类；虾、蟹壳聚糖,2.2从害物靶标着手进行模拟“仿生”合成新农药,对害物靶标特有酶结构的剖析，模拟仿生合成与其可配伍或结构相近的化合物创制新农药（如ALS酶、ACC酶、原卟啉原氧化酶及几丁质合成酶）利用昆虫等害物特有的物质如信息素，进行“仿生”合成来控制害虫,3生物农药源开发再掀高潮,有机化学合成农药的问世，使早期的植物农药如鱼藤酮、烟碱等渐趋萎缩拟除虫菊酯类的诞生，又使在20世纪70年代曾一度兴起的微生物农药又大受冲击由于化学农药开发难度的增加及环境压力所至，微生物农药的开发再度兴旺，开发主力从70年代的日本移向了美国和西欧大公司，新的微生物农药也不断诞生。例如继阿维菌素后又开发了弥拜霉素、多杀菌素等,通过化学的手段对存在着某些不足的生物农药或生物物质经过结构改造，开发了一批新的高效、安全的农药。如阿维菌素、依维菌素、埃玛菌素、埃珀菌素和道拉菌素,4光学活性农药合成越来越受到人们关注,很多化学物质具有手光学活性，农药也不例外。据统计，世界上现有的2000余个农药品种中，有30%左右具有光学活性，其中尤以拟除虫菊酯类最为突出通过对光学活性的拆分、转位，开发了一批纯光学活性的农药。其不仅提高了效果，还大大节约的成本,5.生物技术的应用,毒素Bt基因的获得Bt作用机制的研究遗传工程作物（转