第三章 杀虫剂

1、 杀虫剂发展简史杀虫剂发展简史 矿物质杀虫剂：矿物质杀虫剂： 硫磺、石灰、砒霜硫磺、石灰、砒霜 公元前公元前1850年前年前 植物性杀虫剂：植物性杀虫剂： 除虫菊、烟碱、鱼藤酮除虫菊、烟碱、鱼藤酮 18世纪世纪 无机杀虫剂：无机杀虫剂： 氟、砷、硫、铜、汞、锌氟、砷、硫、铜、汞、锌 1850年年 有机合成杀虫剂：有机合成杀虫剂：DDT 1939年年 Ops 1945年年 CarbS 1953年年 Pyrs 1949年年 ON 1964年年 IGR 1972年年 Avermectins 1981年年 杂环类杂环类 90s ClCHCl CCl3 Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl O

2、 Cl Cl O CS OClCl .概述概述 2.有机磷杀虫剂的化学结构类型有机磷杀虫剂的化学结构类型 3. 有机磷杀虫剂的特点有机磷杀虫剂的特点 4.有机磷杀虫剂的作用机制有机磷杀虫剂的作用机制 5.有机磷杀虫剂的毒性有机磷杀虫剂的毒性 (CH3)2N PH O O HP N(CH3)2 N(CH3)2 O (CH3)2N C2H5O C2H5O PO P OO OC2H5 OC2H5 NO2O P C2H5O C2H5O S E605 CH2COOC2H5 CHP H3CO H3CO S CHCOOC2H5S 马拉硫磷 CHCCl2P H3CO H3CO O O 敌敌畏 发展趋势：发展趋

3、势： 高毒向低毒化发展高毒向低毒化发展 毒性低毒性低 发展不对称结构发展不对称结构 手性特征手性特征,拆分定向合成拆分定向合成 与对应老品种无交互抗性与对应老品种无交互抗性 发展杂环类化合物发展杂环类化合物 R1O 烷氧基 CH3O- C2H5O- 或R2O 胺基 NH2- 苯(氧)基 苯氧硫甲基 异丙硫基C3H7S- n C3H7S R3：强酸性基 -CH=CCl2 直接连P原子 结构通式 S(O) (RO)2=P-O(S)R3 2.有机磷杀虫剂的化学结构类型有机磷杀虫剂的化学结构类型 磷酸酯类(RO)2P-O-R：如久效磷、磷胺、敌敌畏 一硫代磷酸酯(RO)2P-O-R（硫逐）：如对硫磷、

4、甲基对硫磷、 (RO)2P-S-R（硫赶）： 氧化乐果、内吸磷 二硫代磷酸酯(RO)2P-S-R：乐果、马拉硫磷、甲拌磷(3911) 膦酸酯类(RO)2PR：如敌百虫 硫代膦酸酯 (RO)2PR：苯硫磷 (硫代)磷酰胺类：甲胺磷、乙酰甲胺磷 =SS= =O O= O= =S O PNHR RO RO(S) (S) 不对称结构：不对称结构： 如丙溴磷、甲丙硫磷如丙溴磷、甲丙硫磷 杂环类硫代磷酸酯：杂环类硫代磷酸酯： 如三唑磷（如三唑磷（1,2,4-三唑）三唑） 毒死蜱（吡啶类）毒死蜱（吡啶类） 甲基硫环磷（二硫戊烯）甲基硫环磷（二硫戊烯） O P RO RS (S) O R O P RO RS

5、(S) O R 111 CH3CH2 CH3CH2CH2 N P O NN S (C2H5O)2 3. 有机磷杀虫剂的特点有机磷杀虫剂的特点 3.1理化性质理化性质 有机磷原药：有机磷原药：外观外观，油状液体、固体；，油状液体、固体；密度密度一般比一般比 水小，水小，折光率折光率较高；较高；沸点沸点一般很高；一般很高；蒸气压力蒸气压力很低；很低； 溶解性溶解性，不溶于水或微溶于水，而溶于有机溶剂（例，不溶于水或微溶于水，而溶于有机溶剂（例 外，敌百虫、乐果、甲胺磷、磷胺等）；易外，敌百虫、乐果、甲胺磷、磷胺等）；易水解水解为无为无 毒的化合物（尤其是在碱性介质中）；易被毒的化合物（尤其是在碱性

6、介质中）；易被氧化氧化（，（， 如对硫磷氧化成对氧磷、甲拌磷氧化成保棉丰等）；如对硫磷氧化成对氧磷、甲拌磷氧化成保棉丰等）； 不能耐受较高不能耐受较高温度温度，否则易分解；存在立体异构现象，否则易分解；存在立体异构现象 （顺反异构、光学、互变异构。异构体性质差别显著，（顺反异构、光学、互变异构。异构体性质差别显著， 毒效相差也甚远。毒效相差也甚远。 3.1.1光学异构光学异构 连接在原子上几个基团互不相同，两者连接在原子上几个基团互不相同，两者 在立体结构上为互成倒（镜）影（如左右在立体结构上为互成倒（镜）影（如左右 手），称手性化合物，如甲胺磷手），称手性化合物，如甲胺磷 O P NH2 C

7、H3O H3CSS OCH3 NH2 P O CH3 3.1.2硫逐硫赶异构现象如硫逐硫赶异构现象如1059 味水溶性内吸性毒性 硫逐1059小60mg/L不好30mg/Kg 硫赶1059恶臭2000mg/L毒力强 1.5mg/Kg (C2H5)OP OC2H4SC2H5 S O SC2H4SC2H5 (C2H5)OP 硫赶1059 (异内吸磷) 硫逐1059 (内吸磷) CN C NPO S (C2H5O)2 CN C NP O S (C2H5O)2 感光 3.2 药效高、作用方式多种多样药效高、作用方式多种多样 防效高（虫、螨）；防效高（虫、螨）； 具多种杀虫作用方式，广谱性；具多种杀虫作

8、用方式，广谱性； 具有强的选择性，尤其是内吸作用杀虫。具有强的选择性，尤其是内吸作用杀虫。 3.有机磷杀虫剂的特点有机磷杀虫剂的特点 3.3 在生物体内易于降解为无毒物在生物体内易于降解为无毒物 大多数杀虫效果高的有机磷农药在人、畜体内能够大多数杀虫效果高的有机磷农药在人、畜体内能够 转化成无毒的磷酸化合物，如马拉硫磷、杀螟硫磷、灭转化成无毒的磷酸化合物，如马拉硫磷、杀螟硫磷、灭 蚜松、敌百虫、乙酰甲胺磷、双硫磷等。蚜松、敌百虫、乙酰甲胺磷、双硫磷等。 部分品种对哺乳动物急性毒性大，它们对哺乳动物部分品种对哺乳动物急性毒性大，它们对哺乳动物 的作用机理与对害虫没有本质上的差别。的作用机理与对害

9、虫没有本质上的差别。 一般使用浓度下不致引起对植物的药害，例外，高一般使用浓度下不致引起对植物的药害，例外，高 粱对敌百虫、敌敌畏。粱对敌百虫、敌敌畏。 3.有机磷杀虫剂的特点有机磷杀虫剂的特点 3.4 持效期有长有短持效期有长有短 与有机氯杀虫剂相比，有机磷杀虫剂的持效期一般与有机氯杀虫剂相比，有机磷杀虫剂的持效期一般 较短。较短。 但品种之间差异甚大。有的施药后数小时至但品种之间差异甚大。有的施药后数小时至2一一3d 完全分解失效，如辛硫磷、敌敌畏等。有的品种因植物完全分解失效，如辛硫磷、敌敌畏等。有的品种因植物 的内吸作用可维持较长时间的药效，有的甚至能达的内吸作用可维持较长时间的药效，

10、有的甚至能达1一一2 个月以上，如甲拌磷。个月以上，如甲拌磷。 3.有机磷杀虫剂的特点有机磷杀虫剂的特点 3.5 作用机制作用机制 抑制体内神经中的抑制体内神经中的“乙酰胆碱酯酶乙酰胆碱酯酶 (AChE)”或或“胆胆 碱酯酶碱酯酶(ChE)”的活性而破坏了正常的神经冲动传导，引的活性而破坏了正常的神经冲动传导，引 起了一系列急性中毒症状起了一系列急性中毒症状:异常兴奋、痉挛、昏迷、死异常兴奋、痉挛、昏迷、死 亡。亡。 3.有机磷杀虫剂的特点有机磷杀虫剂的特点 4.4.有机磷杀虫剂的作用机制有机磷杀虫剂的作用机制 OP杀虫剂对杀虫剂对AChE抑制作用抑制作用 4.1 酶活性的抑制：酶活性的抑制：

11、 EPX PXE PEPE 第一步第一步 形成可逆性复合体形成可逆性复合体（ PXE 存地时间短）存地时间短） 第二步第二步 酶磷酰化反应酶磷酰化反应，P原子（亲电性）与酶丝氨酸原子（亲电性）与酶丝氨酸 OH反应，亲电性愈强，对酶抑制能力愈强，反应，亲电性愈强，对酶抑制能力愈强，X基团基团 分离能力愈大。分离能力愈大。 K2磷酰化反应速率常数很快磷酰化反应速率常数很快 第三步酶去磷酰化第三步酶去磷酰化，K3速率常数，几乎不发生速率常数，几乎不发生 K+1 K-1 K2 X K3 4.2 酶活性的恢复酶活性的恢复 酶经磷酰化后，虽然水解作用极为酶经磷酰化后，虽然水解作用极为 缓慢，但仍然能自发地

12、放出磷酸并使酶复活，这一反应缓慢，但仍然能自发地放出磷酸并使酶复活，这一反应 称为自发复活作用或脱磷酰化作用。称为自发复活作用或脱磷酰化作用。 EP+H2O EH+P一一OH 自发复活速度与抑制剂的离去基团无关，而取决自发复活速度与抑制剂的离去基团无关，而取决 于磷原子上残留的取代基以及酶的来源。于磷原子上残留的取代基以及酶的来源。 AChE复活剂：复活剂： 羟胺羟胺(NH2OH)（弱）、肟、羟肟酸（强）引入阳离子活（弱）、肟、羟肟酸（强）引入阳离子活 性更强。攻击磷酰化酶中的性更强。攻击磷酰化酶中的P原子而取代它们。原子而取代它们。 （解磷定） 4.3 磷酰化酶的老化磷酰化酶的老化 老化：老

13、化：指磷酰化酶在恢复过程中转变为另一种结构，指磷酰化酶在恢复过程中转变为另一种结构， 以至于羟胺类的药物不能使酶恢复活性。老化现象是由以至于羟胺类的药物不能使酶恢复活性。老化现象是由 于二烷基磷酰酶的脱烷基反应造成的。于二烷基磷酰酶的脱烷基反应造成的。 磷酰化酶的老化速率与磷酰基上的烷基有关。二乙磷酰化酶的老化速率与磷酰基上的烷基有关。二乙 基磷酰化酶老化缓慢，但甲基、仲烷基及苄基（苯甲基）基磷酰化酶老化缓慢，但甲基、仲烷基及苄基（苯甲基） 酯的老化速度要快得多。酯的老化速度要快得多。 老化反应速度取决于非酶的化学力，发生烷基磷酸老化反应速度取决于非酶的化学力，发生烷基磷酸 酯基酯基C一一O键

14、的断裂。因此，酶如果受烷基化能力高的键的断裂。因此，酶如果受烷基化能力高的 磷酸酯的抑制，老化现象易于发生。磷酸酯的抑制，老化现象易于发生。 N N H3C OCNHCH3 CH3CH3 O H3C N H3C CSSCN CH3 CH3 SS H2C N H H2CCSNa S H NCSNa S 福美双 代森钠 H3C H3C OCN O CH3 CH3 O 地麦威 OCN O CH3 CH3 N N H3C NC O H3C H3C 敌蝇威 N N H3C OCON(CH3)2 CH(CH3)2 异索威 OCNHCH3 O OCNHCH3 O Cl OCNHCH3 O CH3 N OCN

15、HCH3 O C H C CH3 CH3 H3CS N O CNHCH3 O CC SCH3 O (H3C)2N N NN(CH3)2H3C H3C OC O (H3C)2N CH(CH3)2 OCONHCH3OCONHCH3 O CH3 CH3 OCONHCH3NC H3C H3C 灭多威 H2 CN CH2CH2COOCH2CH3 SN CH3 COO NC CH3 SCH3 棉铃威 3.氨基甲酸酯类杀虫剂的特点氨基甲酸酯类杀虫剂的特点 3.2 分子结构与毒性有密切关系分子结构与毒性有密切关系 选择性强，毒性相差较大选择性强，毒性相差较大,分子结构不同的氨基甲酸分子结构不同的氨基甲酸 酯杀

16、虫剂其毒效和防治对象也有很大差别。酯杀虫剂其毒效和防治对象也有很大差别。 (1)苯环上的取代基苯环上的取代基(X)是烷基的是烷基的: 活性：甲基、乙基、异丙基、特丁基、另丁基活性：甲基、乙基、异丙基、特丁基、另丁基 邻位或间位邻位或间位对位对位 支链的取代基支链的取代基直链取代基直链取代基 (2)苯环上连接氯原子的化合物苯环上连接氯原子的化合物(如害扑威如害扑威 氯原子接在苯环上间位和邻位氯原子接在苯环上间位和邻位对位对位 一）高毒类品种一）高毒类品种（大白鼠急性经口（大白鼠急性经口LD50 50 mg/kg体重）：丁醛肟威，己酮肟威，戊氰威，克体重）：丁醛肟威，己酮肟威，戊氰威，克 百威，草

17、肟威，氰乙肟威，灭多威，乙肟威，异百威，草肟威，氰乙肟威，灭多威，乙肟威，异 索威，除线威，敌蝇威，胺甲异丙威和涕灭威。索威，除线威，敌蝇威，胺甲异丙威和涕灭威。 （二）中毒类品种（二）中毒类品种（大白鼠急性经口（大白鼠急性经口50 mg/kg LD50 500 mg/kg体重）：乙苯威，二甲威，西维因，苯硫威，体重）：乙苯威，二甲威，西维因，苯硫威， 特丁威，害扑威，蜱虱威，双氧威和磷硫灭多威特丁威，害扑威，蜱虱威，双氧威和磷硫灭多威 等。等。 3.3 混用特点混用特点 拮抗作用拮抗作用: 竞争竞争AChE 增效作用增效作用: 选择性抑制脂肪族酯酶选择性抑制脂肪族酯酶 除虫菊酯的增效剂对其增

18、效：除虫菊酯的增效剂对其增效：抑制解毒代谢酶抑制解毒代谢酶 （P450酶系）酶系） 4.大部分氨基甲酸酯类比有机磷杀虫剂毒性低，对鱼类大部分氨基甲酸酯类比有机磷杀虫剂毒性低，对鱼类 比较安全，但对蜜蜂具有较高毒性；对人畜的毒性都比比较安全，但对蜜蜂具有较高毒性；对人畜的毒性都比 较小。较小。 胆碱酯酶复活利胆碱酯酶复活利(如氯磷定等如氯磷定等)解毒无效，但阿托品解毒无效，但阿托品 可作为解毒剂。可作为解毒剂。 与与OPs混合混合 4.氨基甲酸酯类杀虫剂的作用机制氨基甲酸酯类杀虫剂的作用机制 与与OP差异：差异： K3比乙酰化酶水解慢，但是比磷酰化酶水解快得比乙酰化酶水解慢，但是比磷酰化酶水解快

19、得 多。乙酰化酶的复活半衰期只有多。乙酰化酶的复活半衰期只有0.1ms左右，氨基甲酰左右，氨基甲酰 化酶为几分钟到数小时，而磷酰化酶为几小时到几十化酶为几分钟到数小时，而磷酰化酶为几小时到几十 天，甚至永不复活。天，甚至永不复活。 无老化无老化 治疗，阿托品效好，酶复活剂（治疗，阿托品效好，酶复活剂（2-PAM、4-PAM、 双复磷双复磷 ）无效）无效 第四节第四节 拟除虫菊酯类杀虫剂拟除虫菊酯类杀虫剂 Pyrethroid insecticides 天然除虫菊素及其特点化学结构类型天然除虫菊素及其特点化学结构类型 第一代拟除虫菊酯第一代拟除虫菊酯 第二代光稳定性拟除虫菊酯第二代光稳定性拟除虫

20、菊酯 作用机理及中毒解救作用机理及中毒解救 根据天然除虫菊素的化学结构而仿制成的一类根据天然除虫菊素的化学结构而仿制成的一类 超高效杀虫剂。超高效杀虫剂。 发现和传播发现和传播 发现传说：发现传说： 波斯一妇女发现美丽小花能杀死昆虫波斯一妇女发现美丽小花能杀死昆虫 产自中国产自中国 Lodeman(1903)记载：记载：19世纪初世纪初Jumtikoff（亚美（亚美 尼亚人）发现北高加索一个部落用除虫菊花粉杀虫，尼亚人）发现北高加索一个部落用除虫菊花粉杀虫， 1928年起开始大量加工制造这种药粉。年起开始大量加工制造这种药粉。 (4) Gnadinger(1935) 红花除虫菊杀虫红花除虫菊杀

21、虫 (5) 1940年在南斯拉夫的达马提亚地区（年在南斯拉夫的达马提亚地区（Dalmatia） 发现，白花除虫菊，含发现，白花除虫菊，含A.I. 1%，最高达，最高达1.5%。 一、天然除虫菊素及其特点一、天然除虫菊素及其特点 传播传播 1840年左右在波斯栽培（或产于中国）年左右在波斯栽培（或产于中国） 19世纪中期传至欧洲、日本、美国世纪中期传至欧洲、日本、美国 20世纪初传至非洲、南美，而主产南斯拉夫世纪初传至非洲、南美，而主产南斯拉夫 二次大战前主产日本（二次大战前主产日本（1.3万吨干花年，占全万吨干花年，占全 世界世界70%） 40s中中70s主产东非（肯尼亚、乌干达、坦桑主产东非

22、（肯尼亚、乌干达、坦桑 尼亚尼亚),最高年产量最高年产量2-2.2万吨万吨 目前肯尼亚，坦桑尼亚，厄瓜多尔，乌干达，刚目前肯尼亚，坦桑尼亚，厄瓜多尔，乌干达，刚 果，日本，澳大利亚，我国江苏、果，日本，澳大利亚，我国江苏、 云南、台湾等地。云南、台湾等地。 肯尼亚是世界上最主要的除虫菊种植国，国际市场肯尼亚是世界上最主要的除虫菊种植国，国际市场 上上70%70%一一80%80%的除虫菊产品来自肯尼亚的除虫菊产品来自肯尼亚 ； 云南生态环境和自然条件与世界除虫菊主产区肯尼云南生态环境和自然条件与世界除虫菊主产区肯尼 亚相似亚相似, , 特别滇中地区特别滇中地区, , 土地肥沃土地肥沃, , 温度

23、适宜温度适宜, , 水利发水利发 达达, , 非常适合种植除虫菊非常适合种植除虫菊, , 平均亩产干花平均亩产干花120120公斤公斤, , 超超 过了肯尼亚的平均亩产过了肯尼亚的平均亩产8080公斤的水平公斤的水平, ,干花菊酯含量平干花菊酯含量平 均均1.4%, 1.4%, 超过了国际标准超过了国际标准1.2%,1.2%, 含量含量 花：花：0.81.5%；茎叶：；茎叶：0.15%；根：无；根：无 除除 虫虫 菊菊 花花 中中 的的 A.I. l除虫菊素为黄色粘稠状液体，在碱、强光、高温除虫菊素为黄色粘稠状液体，在碱、强光、高温(60) 下不稳定（需加增效剂），不溶于水。下不稳定（需加增效

24、剂），不溶于水。 除虫菊（除虫菊（0.7-1.0%） l加工剂型加工剂型 除虫菊乳油（除虫菊乳油（3%） 油剂、气雾剂、蚊香油剂、气雾剂、蚊香 卫生害虫：蚊、蝇、蜚蠊卫生害虫：蚊、蝇、蜚蠊 l防治对象防治对象 家畜害虫：厩蝇、角蝇家畜害虫：厩蝇、角蝇 贮粮害虫：米象贮粮害虫：米象 天然除虫菊酯：一类理想的杀虫剂天然除虫菊酯：一类理想的杀虫剂 优点：优点： （1）杀虫毒力高，杀虫谱广，对人畜十分安全；）杀虫毒力高，杀虫谱广，对人畜十分安全； （2）不污染环境；）不污染环境； （3）没有致癌、致畸、诱变等不良效应，也不）没有致癌、致畸、诱变等不良效应，也不 会发生积累中毒会发生积累中毒(极快在体内

25、降解极快在体内降解)。 缺点：缺点：持效性太差，在光照下很快氧化，药效维持效性太差，在光照下很快氧化，药效维 持不到持不到ld，因此，不能在田间使用，只能用于室内防，因此，不能在田间使用，只能用于室内防 治卫生害虫。治卫生害虫。 丙烯菊酯丙烯菊酯（Allethrin） l美国美国Laforge等（等（1947）以）以Pyrethrin 为原型，用为原型，用丙烯丙烯 基基（-CH2CH=CH2） 代替其环戊烯醇侧链代替其环戊烯醇侧链 的的戊二烯基戊二烯基。 1949年美国年美国 碳素化学碳素化学 公司投产。公司投产。 二、第一代拟除虫菊酯二、第一代拟除虫菊酯（1948-19711948-1971

26、） 特点特点 八个异构体以八个异构体以1R，3R(+)反式，反式，S(+)异构体对异构体对 家蝇毒力最高（家蝇毒力最高（LD50=0.24 g/蝇蝇），是毒力最低的），是毒力最低的1S， 3S(-)反式，反式，R(-)异构体异构体(45.2 g/蝇蝇)的的500倍。倍。 强触杀、击倒快，药效比除虫菊素差（蟑螂）强触杀、击倒快，药效比除虫菊素差（蟑螂） 蒸气压蒸气压20,9.3310-3Pa；蚊香，电热蚊香片；蚊香，电热蚊香片 残效短，光敏感（稳定性比残效短，光敏感（稳定性比Pyrethrin稍好）稍好） 低毒：大鼠口服低毒：大鼠口服LD50:685()-1100()mg/Kg 。 研究集中在克

27、服光不稳定性的结构改造上研究集中在克服光不稳定性的结构改造上 苯醚菊酯苯醚菊酯 杀虫活性并不强大，杀虫活性并不强大， 但但光稳定性有了改进光稳定性有了改进， 其原因为比较稳定的苯其原因为比较稳定的苯 环结构环结构(苯氧基苄醇苯氧基苄醇)代替代替 了醇部分的不饱合结构。日本住友公司又在此基础上了醇部分的不饱合结构。日本住友公司又在此基础上 在分子中引入了氰基，毒力大为提高，成为在分子中引入了氰基，毒力大为提高，成为氰苯醚菊氰苯醚菊 酯酯。 醇部分的改造的意义醇部分的改造的意义：既改善了光稳定性，又使既改善了光稳定性，又使 毒力提高，住友公司特将这个醇称为毒力提高，住友公司特将这个醇称为“住友醇住

28、友醇”。这。这 个醇是一系列光稳定性高效拟除虫菊酯的基本组成部个醇是一系列光稳定性高效拟除虫菊酯的基本组成部 分。分。 O O NC 三、第二代光稳定性拟除虫菊酯三、第二代光稳定性拟除虫菊酯 (一一) 光稳定性拟除虫菊酯的发展过程光稳定性拟除虫菊酯的发展过程 对醇部分的改造：对醇部分的改造： 1973年年Mataui将醇将醇 部分改为苯氧基苄醇合部分改为苯氧基苄醇合 成了甲氰菊酯成了甲氰菊酯(fenpropathrin)，其对螨类、粉虱等均有，其对螨类、粉虱等均有 较好的效果，缺点是对卵无效且口服毒性较高较好的效果，缺点是对卵无效且口服毒性较高(大鼠经大鼠经 口口LD50为为6070mg/kg

29、)。 对酸部分的改造：对酸部分的改造： Farkas(1958)，在菊酸异丁基侧链上以卤素取代偕，在菊酸异丁基侧链上以卤素取代偕 二甲基，未商品化。二甲基，未商品化。 1972年年Elliott用氯代菊酸与苯氧苄醇成功合成了用氯代菊酸与苯氧苄醇成功合成了氯氯 菊酯即二氯苯醚菊酯菊酯即二氯苯醚菊酯(permethrin)，并于，并于1977年商品化。年商品化。 这是第一个农用除虫菊酯这是第一个农用除虫菊酯 其药效比其药效比DDT高几十倍高几十倍 解决了光不稳定中心的解决了光不稳定中心的 结构（菊酸侧链的偕二甲结构（菊酸侧链的偕二甲 基及醇部分的不饱和结构基及醇部分的不饱和结构 ） ，持效期长，持

30、效期长 达达710d。 CO2 CH2 O Cl Cl 对酸部分的改造：对酸部分的改造： Elliott证实，以二氯菊酸配合其他醇而合成的菊酯证实，以二氯菊酸配合其他醇而合成的菊酯 毒力都有较大的提高，但对光的稳定性必须与相对稳定毒力都有较大的提高，但对光的稳定性必须与相对稳定 的苯氧苄醇配合才有所改善。随后，的苯氧苄醇配合才有所改善。随后，Elliott在以上结构在以上结构 中引入氰基相继合成了中引入氰基相继合成了氯氰菊酯氯氰菊酯和和溴氰菊酯溴氰菊酯。 同时，日本人板谷和大野开发合成了分子结构同时，日本人板谷和大野开发合成了分子结构 中没有环丙烷的中没有环丙烷的氰戊菊酯氰戊菊酯，打破了菊，打

31、破了菊酯必须具有酯必须具有 “三碳环三碳环”结构的传统观点（结构的传统观点（第一个突破第一个突破）。 第二代光稳定性农用拟除虫菊酯得迅速发展第二代光稳定性农用拟除虫菊酯得迅速发展 对酸部分的改造：对酸部分的改造： 三、第二代光稳定性拟除虫菊酯三、第二代光稳定性拟除虫菊酯 (一一) 光稳定性拟除虫菊酯的发展过程光稳定性拟除虫菊酯的发展过程 进展：进展：解决对鱼毒性高，对螨类和土壤害虫效果差及没解决对鱼毒性高，对螨类和土壤害虫效果差及没 有内吸性等有内吸性等 。 1. 在结构中导入氟原子：在结构中导入氟原子：保持或提高了原有活性且对螨保持或提高了原有活性且对螨 类表现了较好的毒效，但对鱼和蜜蜂的毒

32、性并末降低。类表现了较好的毒效，但对鱼和蜜蜂的毒性并末降低。 如如氟氯菊酯氟氯菊酯、氟氯氰菊酯氟氯氰菊酯、氯氟氰菊酯氯氟氰菊酯及及七氟菊酯七氟菊酯等。等。 2、在结构中导入硅原子，有效的降低了其对哺乳、在结构中导入硅原子，有效的降低了其对哺乳 动物和鱼类毒性。动物和鱼类毒性。 氟硅菊酯：虽然此类取代品种在对害虫活性方面氟硅菊酯：虽然此类取代品种在对害虫活性方面 并没有较大的突破，但对哺乳动物和鱼类毒性降并没有较大的突破，但对哺乳动物和鱼类毒性降 低（大白鼠急性经口低（大白鼠急性经口LD505000 mg/kg），而且），而且 对白蚁具有良好的驱避作用，在发展拟除虫菊酯对白蚁具有良好的驱避作用，

33、在发展拟除虫菊酯 的结构上增添了一个新的领域。的结构上增添了一个新的领域。 O Si CH3 CH3 (CH2)3C2H5O F 氟硅菊酯（氟硅菊酯（silafluofen） 3. 改变酯的结构：改变酯的结构：不含酯结构的不含酯结构的“菊酯菊酯”-肟醚菊酯，肟醚菊酯， 仍具有类似活性，但对鱼的毒性显著降低。打破了仍具有类似活性，但对鱼的毒性显著降低。打破了 拟除虫菊酯类杀虫剂拟除虫菊酯类杀虫剂具有高活性必须是具有高活性必须是“酯酯”结构结构 的说法的说法（第二个突破第二个突破）。）。 O C CH3 CH3 CH2OCH2C2H5 醚菊酯醚菊酯 三、第二代光稳定性拟除虫菊酯三、第二代光稳定性拟

34、除虫菊酯 (一一) 光稳定性拟除虫菊酯的发展过程光稳定性拟除虫菊酯的发展过程 进展：进展：拟除虫菊酯类化合物，不同的光学异构体活性差拟除虫菊酯类化合物，不同的光学异构体活性差 异很大。高效异构体的拆分异很大。高效异构体的拆分 。 如如氯氰菊酯氯氰菊酯具有三个不对称碳原子，即有具有三个不对称碳原子，即有8个光学个光学 异构体，从异构体，从8个异构体中拆分出个异构体中拆分出1R-顺式酸顺式酸-S醇酯醇酯/1S-顺顺 式酸式酸-R-醇酯醇酯(1:1)和和lR-反式酸反式酸-S醇酯醇酯/lS-反式酸反式酸-R-醇酯醇酯 (1:1)的混合物的混合物(即即高效顺高效顺-反氯氰菊酯反氯氰菊酯)，其药效比氯氰

35、菊，其药效比氯氰菊 酯酯高约高约1倍倍。溴氰菊酯溴氰菊酯的的单一右旋顺式异构体单一右旋顺式异构体(1R,3R菊菊 酯与酯与S-氰醇合成的酯氰醇合成的酯)杀虫活性最高杀虫活性最高。而。而S,S-氰戊菊酯氰戊菊酯 (来福灵来福灵)则为则为氰戊菊酯氰戊菊酯的的高效异构体高效异构体。 Py 比比 较较 总总 结结 天然及第一代Py第二代Py 光稳定性不稳定稳定 防治对象 卫生、贮粮害虫 寄生虫 农业害虫 杀虫活性 高(触杀、胃毒) 无杀螨活性 更高（卤素、-CN） (触杀、胃毒) 杀螨活性（含F化合物） 组成 多种组分、异构 体混合物 折分、定向合成单个或二个高效 异构体（构型决定药效） 结构复杂，有

36、环丙烷简单，无环丙烷 鱼毒高（酯）低(中等毒性 , 含醚、肟醚) 共同点无内吸作用品种；易产生抗性；安全 型拟除虫菊酯：型拟除虫菊酯：不带不带CN基的，处理的昆虫很快就基的，处理的昆虫很快就 出现高度兴奋及不协调运动、麻痹即所谓击倒，但击出现高度兴奋及不协调运动、麻痹即所谓击倒，但击 倒时体内的药量若未达到致死量时，将会苏醒，最后倒时体内的药量若未达到致死量时，将会苏醒，最后 瘫软死亡，如丙烯菊酯和胺菊酯等。瘫软死亡，如丙烯菊酯和胺菊酯等。“击倒击倒”，即引，即引 起昆虫的快速的、可恢复的麻痹。起昆虫的快速的、可恢复的麻痹。 型拟除虫菊酯：型拟除虫菊酯：带有带有CN基的，处理昆虫不出现兴基的，

37、处理昆虫不出现兴 奋症状，而出现运动失调以后的中毒症状，即很快痉奋症状，而出现运动失调以后的中毒症状，即很快痉 挛，立即进入麻痹状态，最后瘫软死亡，如氯氰菊酯、挛，立即进入麻痹状态，最后瘫软死亡，如氯氰菊酯、 溴氰菊酯和速灭杀丁等。溴氰菊酯和速灭杀丁等。 四、作用机理四、作用机理 四、作用机理四、作用机理 天然除虫菊酯和天然除虫菊酯和 拟除虫菊酯杀虫剂与拟除虫菊酯杀虫剂与 DDT一样属神经轴突一样属神经轴突 部位传导抑制剂部位传导抑制剂,而对而对 于突触没有作用，为于突触没有作用，为 轴突毒剂。中毒征象轴突毒剂。中毒征象 十分相似，但击倒作十分相似，但击倒作 用在除虫菊酯中更为用在除虫菊酯中更

38、为 突出。它们都是负温突出。它们都是负温 度系数药剂。度系数药剂。 当拟除虫菊酯与神经膜上的钠离子通道结合后，个当拟除虫菊酯与神经膜上的钠离子通道结合后，个 别的钠离子通道被拟除虫菊酯变构，在去极化期间使别的钠离子通道被拟除虫菊酯变构，在去极化期间使钠钠 离子通道开启延长离子通道开启延长，导致钠电流和钠尾电流（表示有更，导致钠电流和钠尾电流（表示有更 多的钠通道处于开放状态）明显延长。其中带多的钠通道处于开放状态）明显延长。其中带CN基的基的 拟除虫菊酯类甚至能使钠通道拟除虫菊酯类甚至能使钠通道长期不关闭长期不关闭，如溴氰菊酯，如溴氰菊酯 等。延长的钠电流引起等。延长的钠电流引起负后电位负后电

39、位去极化，振幅和时程增去极化，振幅和时程增 加，在负后电位去极化达到兴奋阈值时，发生加，在负后电位去极化达到兴奋阈值时，发生重复后放重复后放。 引起这样的重复后放可在神经系统的各个部位发生，特引起这样的重复后放可在神经系统的各个部位发生，特 别在突触的神经末端和感觉神经元，引起神经肌肉痉挛别在突触的神经末端和感觉神经元，引起神经肌肉痉挛 产生超兴奋，使运动失调，最后麻痹死亡。产生超兴奋，使运动失调，最后麻痹死亡。 Na+通道学说：通道学说： 温度影响重复后放，低温下（温度影响重复后放，低温下（26）重）重 复后放活性增加复后放活性增加解释负温度系数解释负温度系数 除虫菊酯有三种作用：驱避、击倒

40、、毒杀。一除虫菊酯有三种作用：驱避、击倒、毒杀。一 般认为，驱避作用是作用于感觉器官引起的反应，般认为，驱避作用是作用于感觉器官引起的反应， 使用极低浓度即有效，因此，它不影响到神经系统使用极低浓度即有效，因此，它不影响到神经系统 的其他部分，与击倒和毒杀的作用机制完全无关。的其他部分，与击倒和毒杀的作用机制完全无关。 与与DDT的差异的差异: 除虫菊酯不但对周围神经系统有作用，对于中央除虫菊酯不但对周围神经系统有作用，对于中央 神经系统也有作用，而神经系统也有作用，而DDT对中央神经系统无作用。对中央神经系统无作用。 虽然除虫菊酯与虽然除虫菊酯与DDT都作用于轴突，但除虫菊都作用于轴突，但除

41、虫菊 酯的作用主要是在冲动产生区酯的作用主要是在冲动产生区(impulse generating region)，而，而DDT没有这样固定没有这样固定,并且除虫菊酯似乎对感并且除虫菊酯似乎对感 觉器官的输入神经的轴突特别有效。觉器官的输入神经的轴突特别有效。 此外，在电生理学上发现有些小的差异。除虫菊酯此外，在电生理学上发现有些小的差异。除虫菊酯 及其类似物的毒理作用比及其类似物的毒理作用比DDT更为复杂，它同时具有驱更为复杂，它同时具有驱 避、击倒及毒杀三种不同的作用。避、击倒及毒杀三种不同的作用。 急性毒性为低毒或中毒，对鱼类和蜜蜂均表现高急性毒性为低毒或中毒，对鱼类和蜜蜂均表现高 毒（除

42、个别品种如肟醚菊酯毒（除个别品种如肟醚菊酯) 在环境中无残留及慢性毒害现象在环境中无残留及慢性毒害现象 中毒后无专用解毒药，对出现痉挛者可采用抗痉中毒后无专用解毒药，对出现痉挛者可采用抗痉 挛剂挛剂(如巴比妥、苯妥英、氨甲酰甘油愈创木酚醚如巴比妥、苯妥英、氨甲酰甘油愈创木酚醚 等等)，对唾液分泌过多者可服用阿托品。，对唾液分泌过多者可服用阿托品。 五、毒性及中毒解救五、毒性及中毒解救 1.1.概述概述 l日本渔民发现海滩上死的异足索沙蚕日本渔民发现海滩上死的异足索沙蚕(环形动物门、毛环形动物门、毛 足纲、沙蚕科足纲、沙蚕科)能使蚊、蝇致死。能使蚊、蝇致死。 l1934年日本新田清三郎年日本新田

43、清三郎(S. Nita)从中分离到活性从中分离到活性 物质，命名为物质，命名为Nereistoxin，对脊椎动物具神经麻痹，对脊椎动物具神经麻痹 作用。作用。 l1962年桥木确定其化学结构年桥木确定其化学结构 l1967年巴丹年巴丹(Padan)在日本注册在日本注册 l1972年湖南化工所、沈阳院仿制年湖南化工所、沈阳院仿制 l1974年贵州化工所开发创制杀虫双年贵州化工所开发创制杀虫双 CH3 N CH CH3 CH2 S CH2 S 1.1.概述概述 CH2SSO3Na CHN H3C H3C CH2SSO3Na H2C CHN H3C H3C H2C S S S COOH COOH H

44、2C CHN H3C H3C H2C S S S S S S S S COOH COOH CH N(CH3)2 杀虫双(bisultap) 杀虫环(thiocyclam-hydrogenoxal) 杀虫钉(trithialan) 多噻烷 2. 2.主要特点主要特点 具内吸、胃毒、触杀作用具内吸、胃毒、触杀作用 广谱，防治棉、蔬、果、茶等作物害虫广谱，防治棉、蔬、果、茶等作物害虫 低低-中等毒性中等毒性 对环境较安全（鱼、鸟低毒）对环境较安全（鱼、鸟低毒） 对蜜蜂、家蚕有毒对蜜蜂、家蚕有毒 白菜、甘兰幼苗对巴丹、杀虫双敏感白菜、甘兰幼苗对巴丹、杀虫双敏感 高湿易药害高湿易药害 5. 沙蚕毒素类杀

45、虫剂的作用方式和应用沙蚕毒素类杀虫剂的作用方式和应用 N CH3 H3CCHNCHN CH3 CH3 CH3 双甲脒（amitraz） HNS O2N NNH NO2 NCl N C2H5 NH NO2 NCl CH3 N H3C CH3 N CN NCl 烯啶虫胺（nitenpyram） 啶虫脒（acetamiprid） NN N NO2 N S Cl O CH3 N H NH N NO2 N S CH3 Cl 3.1新烟碱类杀虫剂的毒理新烟碱类杀虫剂的毒理 1984年，首次报道，昆虫中枢神经系统，年，首次报道，昆虫中枢神经系统，nAChR。 该类药剂可作用于多种该类药剂可作用于多种AChR

46、，不但对，不但对m型受体和蕈型受体和蕈 毒酮样受体有作用，还可作用于药理学性质不同的昆毒酮样受体有作用，还可作用于药理学性质不同的昆 虫烟碱型乙酰胆碱受体（虫烟碱型乙酰胆碱受体（nAChR）亚型。）亚型。 靶标：靶标：nAChR中中a亚基。因此该类杀虫剂与其它杀虫亚基。因此该类杀虫剂与其它杀虫 剂一般无交互抗性剂一般无交互抗性 。 氟虫腈氟虫腈 （锐劲特、氟苯唑、威灭锐劲特、氟苯唑、威灭 ） 法国罗纳普朗克公司（法国罗纳普朗克公司（1987） 理化性状理化性状 l水中溶解度水中溶解度1.9mg/L（PH=7） l易溶于有机溶剂易溶于有机溶剂 l蒸气压蒸气压3.710-7Pa lDT50 土壤（

47、 土壤（1-3月），水（月），水（135d） 光解光解DT50土壤（土壤（34d），）， 水（水（8h） N N CF3 ClCl H2N CN F3CS O 毒性毒性中等毒性中等毒性 l口服（大鼠）口服（大鼠）LD50 = 97 mg/Kg ADI=0.00025mg/Kg/d l虾、蟹、蜂高毒（其代谢产物毒性高虾、蟹、蜂高毒（其代谢产物毒性高10倍以上）倍以上） 作用机理作用机理 lGABA受体抑制剂，抑制受体抑制剂，抑制GABA诱导的氯离子流（电诱导的氯离子流（电 流减少流减少50%） l 氨基丁酸（氨基丁酸（GABA，Gama aminobutyl acid）是脊）是脊 椎动物与无脊椎

48、动物体内的重要抑制性神经递质，作用椎动物与无脊椎动物体内的重要抑制性神经递质，作用 与与ACh相反，即引起神经膜（或突触后膜）超极化，而相反，即引起神经膜（或突触后膜）超极化，而 抑制神经传递。抑制神经传递。 生物活性生物活性 广谱、活性高、持效期长、与当前常用杀虫剂无广谱、活性高、持效期长、与当前常用杀虫剂无 交互抗药性；对环戊二烯类、菊酯类或氨基甲酸酯类交互抗药性；对环戊二烯类、菊酯类或氨基甲酸酯类 杀虫剂已产生抗性的昆虫对其多敏感杀虫剂已产生抗性的昆虫对其多敏感 。 l胃毒、触杀、内吸胃毒、触杀、内吸 l刺吸式口器：蚜虫、叶蝉、飞虱刺吸式口器：蚜虫、叶蝉、飞虱 l鳞翅目害虫：二、三化螟鳞翅目害虫：二、三化螟 l双翅目害虫：蝇类，美洲斑潜蝇、番茄斑潜蝇、豌双翅目害虫：蝇类，美洲斑潜蝇、番茄斑潜蝇、豌 豆潜叶蝇、菜潜蝇豆潜叶蝇、菜潜蝇 虫螨腈虫螨腈（除尽、（除尽、溴虫腈溴虫腈 ）ChlorfenapyrChlorfenapyr；Ac303630Ac303630 理化性质理化性质 l难溶于水，难溶于水， l溶丙酮、乙醚、醇溶丙酮、乙醚、醇 毒性毒性低毒低毒 l大鼠口服大鼠口服LDLD50 50 = 626mg/Kg =