仿生 拟除虫菊酯类.docx

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1、仿生拟除虫菊酯类仿生拟除虫菊酯类拟除虫菊酯类农药摘要：拟除虫菊酯类农药是仿造除虫菊酯的结构，人工合成的一类农药。其作用机理独特，具有能快速灭杀害虫、广谱、低毒等特点。已广泛应用于农业害虫防治、环境TI生、食品德业等领域。本文阐述了拟除虫菊酯类农药的作用机理、应用及几种典型拟除虫菊酯类农药的合成：并对其发展前景进行了展望。关键词:拟除虫菊酯；作用机理：应用；合成Abstract：PyrethroidPesticidesisatypeofpesticidethatismode1.edafterthestructureofpyrethrins,ac1.assofsyntheticpesticides

2、.Itsuniquemechanismhastoquick1.yki1.1.pests,broad-spectrum,1.owtoxicity,etc.HaSbeenwide1.yusedinagricu1.tura1.pestcontro1.,environmenta1.hea1.th,foodindustryandotherfie1.ds.Inthispaper,thero1.eofsyntheticpyrethroidinsecticidesmechanism,app1.icationsandtypica1.syntheticpyrethroidinsecticides;andtheir

3、deve1.opmentprospects.Keywords:Pyrethroid;mechanism;app1.ications;synthesis一、前言拟除虫菊酯是继有机氯、有机磷和氨基甲酸酯之后具有生物活性优异、环境相容性较好的一大类杀虫剂，在国际农药市场中占19%的份额1,在防治卫生害史和农作物害虫中占有重要地位。图1除虫菊酯的结构式2拟除虫菊酯类农药必仿造除虫菊酯的结构，人工合成的一类农药。而除虫菊酯是一类从除虫菊中提取出来的生物活性物质，详细化学结构见图Io表1除虫菊酯的六种活性成分及百分组成3由表1可知，除虫菊酯I约占除虫菊酯总量的38%,除虫菊酯11约占30%,瓜叶菊素1约占

4、9%,瓜叶菊素H约占13%,茉莉菊素I约占5%,茉莉菊素11约占5%,除虫菊脂I和11在除虫菊脂中占有最大组分(60%70%),起主要的杀虫作用，所以除虫菊制剂中的有效成分主要是除虫菊酯I和除虫菊酯I1.而除虫菊酯I的化学结构比较简洁，因此成为拟除虫菊酷类杀虫剂的合成模式4。从除虫菊到拟除虫菊酯经验了一个漫长的过程，1949年，美国的M.S.谢克特等合成了第一个商品化的类似物丙烯菊酯。在5060年头，又有一些类似化合物接连研制胜利，通称为合成拟除虫菊酯。这些早期品种与拟除虫菊酯一样，在光照下易分解失效，仅适用于室内条件下防治害虫。70年头初，英国化学家M.埃利奥特领导的小组在结构变更中取得突破

5、性的胜利，合成了第一个适用于农林害虫防治的光稳定性品种氯菊酯。此后不断出现很多光稳定性品种，被称为其次代拟除虫菊酯，其中还包括了不含三元环的税戊菊酯。80年头以来，结构变更的探讨仍在深化，并有了新的进展。例如结构中引入氨原子的品种兼具杀螭效能，又如把酯键改为酰键后，可大大降低对鱼的毒性等5。1.1拟除虫菊酯类农药的特点拟除虫菊酯农药具有杀虫和环保两大功能，是任何化学杀虫剂无法相比的，其特征和优势在于：(1)对哺乳动物低毒：该类农药是现有的杀虫剂中毒性较低的产品之一，即使偶然吞咽也会很快代谢。(2)对昆虫无抗性：由于该类物质的元素组成非常困难，因此至现在还末看到除虫菊素对昆虫产生抗药性的报告。(

6、3)高效广谱性：由于除虫菊素中含有组结构相近的杀虫成分，所以对杀虫有高效广谱性，触杀作用极强，致死率极高，且运用浓度低。(4)不污染环境：除虫菊素在H然界中易降解、无残留，对环境和土壤无污染。2(5)作用快速：除虫菊素具有快速击倒，堵死气门致死的触杀作用。(6)驱避性:拟除虫菊酯是一种低毒的强力驱避剂，可以在食品和仓储谷物中运用。(7)激活作用：拟除虫菊酯比其它杀虫剂有更强的激活作用，它可以驱使在洞窟中的害虫爬出而同杀虫剂接触。1.2除虫菊酯的作用机理除虫菊脂与DDT的毒理机制非常类似，但除虫菊酯击倒作用更为突出。除虫菊脂不但对四周神经系统有作用，对中枢神经系统、甚至对感觉器官也有作用，而DD

7、T只对四周神经系统有作用。除虫菊脂的毒理作用比DDT困难，因为它同时具有驱避、击倒和毒杀3种不同作用。由于除虫菊酯的作用比DDT快得多，因此除虫菊酯的中毒症状一般只分为兴奋期、麻痹期和死亡期3个阶段。在兴奋期，昆虫到处爬动、运动失调、翻身或从植物上掉下；到抑制期后，活动渐渐削减，然后进入麻痹期，最终死亡。在前2个时期中，神经活动各有其特征性变更。据有关资料报道，兴奋期长短与药剂浓度有关，浓度越高，兴奋期越短，进入抑制期越快，而低浓度药剂可延长兴奋期的持续时间。一般认为，除虫菊酯对四周神经系统、中枢神经系统及其它器官组织(主要是肌肉)同时起作用。由于药剂通常是通过表皮接触进入，因此，先受到影响的

8、是感觉器官及感觉神经元6。钠离子通道是神经细胞上的一个重要结构，细胞膜外的钠离子只有.通过钠离子通道才能进入细胞内。在平常钠因子通道是关闭的，当一个刺激赐予一个冲动或轴突传导一个信息时，在刺激部位上膜的通透性变更，钠离子通道打开，大量钠因子进入细胞内。钠离子通道通过允许钠离子进入细胞内而达到传递神经冲动的作用（Caro1.ineCox,2002）由于除虫菊脂作用于钠离子通道，引起神经细胞的重熨开放，最终导致害虫麻痹、死亡7。二、几种典型的拟除虫菊酯农药的合成2.1（14C-M基）杀灭菊酯的合成尤大伟，范国平8等以14C-KSi为原料,通过相转移催化剂（PTC）一步缩合成（14C-氨基）杀灭菊酯

9、，既缩短了流程，又提高了放化产率。他们合成的（14C-锐基）杀灭菊醋放化产率为69%（以14C-KCN计算），放化纯度大于97%,比活度为17mCimMo1.,详细合成路途如下图所示：32.2叙氯制菊酯的合成张梅凤，唐永军9等通过对辄氯策菊酯合成路途的探讨改进，最终发觉以对氟苯甲醛为起始原料合成氟氯制菊酯的工艺路途，总收率45札具有工艺简洁、收率高、原料易得等特点，是一条具有工业化前途的工艺路途。其合成路途如下图所示：2.3高效卫生杀虫剂丙烯菊酯的合成谢维跃10等经过反夏探究，确立了2-（1-羟基-3-丁烯基）-5-甲基吠喃催化异构化合成烯丙醉阳的工艺路途，并研制出了催化剂HRC-W,助催化剂

10、HRe-2丸整个异构化反应过程不须调P1.1.值，将文献的先酸性后碱性两步异构化反应简化为一步，简化了工艺，提高了收率，达到88.0%,高于文献11报道的83.0%。其合成路途如下图所示：42.4漠灭菊酯的合成樊剑就;，林申生12等对溪灭菊酯是将中间体间-苯氧基苯甲醛经溪代反应，制得间-（对-澳苯氧基）苯甲醛（简称漠雄醛），继以戊菊酰氯和粗化钠等，在相转移催化剂（PTC）存在下缩合反应而得，得产物收率为95%。中试合成路途以化学反应式表示如下：三、拟除虫菊酯类农药的应用133.1拟除虫菊脂在农业害虫防治中的应用除虫菊是目前世界上唯一集约化栽培的杀虫植物，其根、茎、叶、花等部位都含有高活性杀虫物

11、质除虫菊脂。拟除虫菊酯是蛎虫、菜青、棉铃等害虫的死敌，几乎对全部农业害虫均有极强的触杀作用（运用浓度仅为十万分之一）。并且易分解、不污染环境,对人畜平安、无毒害作用，很难产生抗药性（是六种成分的混合物）。40年头中期，有机氯、有机磷、氨基酸甲酯等化学合成杀虫剂尚未问世前，除虫菊酯就被广泛用于防治农业害虫。探讨表明，农作物套种除虫菊，使除虫菊花期与作物害虫发生期相吻合，对场虫、菜青虫等的防效率达80%。一亩果林套种除虫菊200株，即可有效抑制害虫进入果园，从而削减农药运用次数。另外，入冬前将除虫菊茎、秆、叶等磨碎埋入地下可杀死越冬害虫。除虫菊酯在阳光下快速分解无毒、无残留，用其配制成的农药可广泛

12、用于蔬菜、水果、茶叶等经济作物的杀虫。3.2拟除虫菊酯在环境卫生中的应用早在19世纪初，人们就发觉除虫菊帽可驱蝇、杀蚊，防治臭虫、虱子、跳蚤等害虫。在美国等西方国家，已成为最常用的家庭卫生杀虫剂之一。以除虫菊酯为原料制成的蚊香，其烟中含有较高的杀蚊成分，并且薰杀时间长，是家庭治5蚊的有效方法。也可配制成卫生喷雾剂，极少量的除虫菊酯，即可使蚊虫失去协调性，从而进行灭杀。由于除虫菊酯杀虫效果好，并且能快速、自然地降解，对环境无污染，在国外，还广泛应用于公园、游乐场、宾馆、办公室、厕所、垃圾堆等公共场所的杀虫。3.3拟除虫菊脂在畜禽养殖中的应用有探讨表明，拟除虫菊酯在哺乳动物体内不累积（体内有能将除

13、虫菊酯分解的筋），到达中枢神经系统即被代谢和排泄，从而对人蓄都很平安。在昆虫体内却能进入神经系统，引起亢奋、麻痹等症状，最终使其击毙。因此，广泛适用于畜禽养殖场所，对常年叮咬、喊扰畜禽生长的蚊、蝇等害虫有趋避和灭治的独特作用，有利于牲畜休息和生长，防止疾病传播。3.4拟除虫菊脂在食品德业中的应用食品加工/罐头厂、仓储,蛋桂房等食物存放场所，简洁受到苍蝇、螳螂等害虫的侵扰，而除虫菊酯分解速度快、无残留，并且气味芳香自然、毒性极低，因此在食品德业防虫中发挥了很大作用。四、前景展望拟除虫菊酯发展到今日，已先后经验了从对光不稳定性到对光稳定性，从环丙烷结构到非环结构、从按酸酯类到非叛酸酯类，以及引入含

14、械基团、杂环结构等一系列过程。目前，拟除虫菊酯类杀虫剂的开发朝着下列方向发展：开发低鱼毒的品种：结构中引入赧原子，提高生物活性以及解决其抗性问题；开发其次除虫菊酸类拟除虫菊酯；开发土壤用药品种；开发具杀蜻活性的药剂；光学异构体拆分、立体有择合成高活性化合物。6参考文献：1刘尚钟，王敏，陈战衡.拟除虫菊酯类农药的探讨和展望J农药，2004,(07),289-292.2王丰玲，张英锋，李阳，马子川.绿色杀虫剂-F1.然除虫菊酯J.渤海高校学报(H然科学版)，2008,(02):113-115.3朱丽华.自然植物源杀虫剂-除虫菊J.世界农药,2002,24(3):30-32.4孙耘芹.除虫菊酯化学的

15、发展和将来前景J.医学动物防制,2000,16(5):275-277.5胡志强，任雪景，郭玉晶.拟除虫菊酯类杀虫剂的探讨进展J.青岛化工学院学报(自然科学版)，2002,(01):48-51.6张夏亭，聂秋林，高欣.除虫菊素的杀虫特性与作用机理U.农药科学与管理，2003,(02):22-23.7吴家红,赵彤言.拟除虫菊酯对昆虫钠通道作用的探讨进展J寄生虫与医学昆虫学报，2004,11：188791.尤大伟，范国平，赵夏令.14C-氟基-杀灭菊酯的合成J.核农学报，1986,(01):51-54.9张梅凤，唐永军，杨朝晖，王智.斌氯轼菊酯的合成J.农药，2006,(08):529-530.10谢维跃，蒋佑清，邓燕，张东文.高效卫生杀虫剂丙烯菊酯的合成工艺改进J.湘潭高校自然科学学报，2008,(02):52-55.11YMCH1KAHS,SITOKJ.ProcessforpreparingCyc1.openteno1.oneszEP,0035060P.198012-04.12樊剑妹，林申生.澳灭菊酯合成、药效及其毒性探讨J.农药,1992,(02):4-7.13K