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    云南杀虫剂,杀虫剂为什么能杀虫?

    来源:http://www.kmjcny.com/news/42.html   发布时间:2018-09-21

    杀虫剂在《农药学》里面有专门的一个章节来讲,鄙人虽然是“人药学”毕业的,但是因缘际会曾经看过一点农药学的书,所以来讲讲。

    而且,农药学和药学,兽药学可以说都是兄弟学科,国外很多药企同时也是农药和兽药企业,比如诺华,比如拜耳,比如武田制药。也有一些药学背景不是很浓的农药企业,比如日本三井化学,我朝的江苏苏化这些。

    杀虫剂是分很多种的,每种的具体原理也不一样。

    下面的答案会很长,有化学基础的可以都看,没有的话看看粗体字就可以了。

    杀虫剂进入昆虫体内的方式大体分为四种:触杀,胃毒,熏蒸和内吸。这个从名字里面就能了解了。触杀是直接从表皮进入昆虫体内;胃毒就是得吃进去;熏蒸就是指药品进入昆虫气门然后致死;内吸就是最特殊的了——指农药被植物所吸收,然后昆虫蛀蚀植物时农药进入昆虫体内,将昆虫杀死。

    不同种类的农药效应不一样,很多农药只具有上述四种效应中的一种或几种。

    杀虫剂从发明到现在,经历了四代,将来可能还会有第五代。

    第一代:无机杀虫剂,砷制剂、铜制剂(中学化学书上就有的波尔多液)(经提醒,波尔多液实际上是杀菌剂)这些和一些土法天然植物农药;

    第二代:有机磷,有机氯,氨甲酸酯,除虫菊酯这种追求广谱、急性神经毒性、迅速杀死害虫的合成杀虫剂;

    第三代:生长发育调节剂,保幼激素类这种慢性作用、扰乱昆虫的正常生长发育的除虫或者杀虫剂;

    第四代:信息素类、拒食剂这种直接调节昆虫的行为活动的杀虫剂,作用速度更加缓慢,但是可以显著遏制下一代昆虫种群数量的药物;

    设想中的第五代:比如作用于昆虫的脑激素,所谓昆虫“心里控制剂”,不杀死,只是防御的驱虫剂。

    现在基本是二三四代农药混用,主要有以下这么多种:

    1)有机氯类杀虫剂。

    有机氯类又分两种,一种是以苯作为原料的,有著名的不让用的DDT,666,这类普遍来说就是污染环境,对人畜伤害也很大;一种是新式的,不以苯为原料的,比如毒杀芬这种,以及现在用的最比较多的硫丹(经提醒,现在硫丹也不让用了,可以说有机氯杀虫剂已经没有新品种了)。

    有机氯类基本都是神经毒剂,作用于昆虫神经系统的各个部位。DDT是轴突钠离子通道激动剂;666作用于突触,可以使突触过量释放乙酰胆碱,使昆虫长期处在不正常兴奋状态,最终致死。

    2)有机磷类杀虫剂。

    有机磷是杀虫剂的一个大类别,耳熟能详的敌敌畏就属于有机磷杀虫剂。分以下几类:

    ①磷酸酯类:比如家畜可以吃的肠胃驱虫剂萘肽磷,还有不能吃的速灭磷;

    ②硫逐磷酸酯类:比磷酸酯类毒性低一些,而且化学性质稳定,现在来说用得比较广泛也最重要,比如内吸磷;

    ③二硫代磷酸酯类:毒性就更低了,现在发展最快的一类。比如马拉硫磷,低毒杀虫剂,没有内吸作用,只有在昆虫体内才能发挥毒性,进入温血动物体内后会被很快被磷酸酯酶水解掉而失去毒性。现在二硫代磷酸酯类中的三元不对称有机磷酸酯算是现在不对称合成领域和农药学领域的一个研究重点吧;

    马拉硫磷

    ④硫赶磷酸酯类:其实是二硫代磷酸脂类的修饰激活,不多说了;

    ⑤磷酰胺酸衍生物:著名的甲胺磷/乙酰甲胺磷就是这类;

    ⑥甲氟磷:甲氟磷似乎现在用得不多了;

    ⑦焦磷酸衍生物:胡椒味的八甲磷就是这一类;

    ⑧膦酸酯(看清楚不是磷酸酯,是膦酸酯):敌百虫就是这一类的;

    敌百虫

    ⑨次膦酸酯类:这个应该只有氯壤膦这一种。

    有机磷杀虫剂的毒性机理比有机氯要复杂,毕竟种类繁多。

    但是基本来说,都是干扰神经系统,抑制胆碱酯酶的作用。所以进入昆虫体内后,神经系统会持续异常兴奋,过度刺激,最终死亡。但是不幸的是,人类的神经传导机制也类似于昆虫,所以有很多早期的有机磷农药对人畜也有较大伤害,出现急性有机磷中毒(AOPP)。所以现在农药学领域对有机磷农药的主要研究方向有一个就是研究可被人体迅速代谢的有机磷农药,降低其对人畜的毒性。

    3)氨基甲酸酯类杀虫剂。

    氨基甲酸酯类最早期的代表,就是著名的毒扁豆碱。

    毒扁豆碱

    毒扁豆碱在1935年实现了人工合成。随后几十年里,有一大堆氨基甲酸酯类杀虫剂涌现出来,确立了其江湖地位。氨基甲酸酯类的最大特点是尤其适合作为农业杀虫剂使用,有极强的内吸性但却没有残留毒性;缺点也很明显,部分氨基甲酸酯类杀虫剂毒性太高。

    氨基甲酸酯类也是神经系统毒剂,抑制胆碱酯酶(但是和有机磷农药的作用位置不一样)。不过不论是有机磷农药还是氨基甲酸酯类,都容易使昆虫产生耐药性,所以在使用时要注意经常更换品种。

    4)除虫菊酯类杀虫剂。

    曾几何时,除虫菊酯类杀虫剂被认为是家用杀虫剂的唯一选择。除虫菊酯类是天然植物除虫菊中的除虫菊素类物质的人工合成和修饰化合物。除虫菊类的杀虫毒力比老式杀虫剂要高很多,所以要获得相同的杀虫效果,只需要非常少量施用。杀虫谱非常广,对哺乳动物无毒或者低毒,而且不污染环境,没有慢性毒性,不会产生累积中毒,所以被认为是非常理想的杀虫剂类型。

    最早的合成拟除虫菊酯是丙烯菊酯:

    丙烯菊酯

    其性能和天然除虫菊酯类似,但是缺点也一样,在光下不稳定,容易失活。科学家直到70年代前仍然没有找到光稳定的除虫菊酯类化合物,所以限制了该类杀虫剂的推广。

    直到1977年,第一个有实用意义的除虫菊酯化合物氯菊酯才被商品化:

    氯菊酯

    之后,研发光稳定性除虫菊酯就是农药学的另一个重要课题。之后几十年里,科学家通过很多种方法改善了除虫菊酯的光稳定性,使得除虫菊酯能够成为现今最重要的家用杀虫剂门类,同时也是非常重要的农用杀虫剂种类。

    除虫菊酯只有触杀和胃毒作用,其基本毒理仍然是神经毒性,作用于昆虫神经系统,使神经细胞重复放电致使昆虫先处于兴奋状态,然后转为强直痉挛或者麻痹,直至死亡。除虫菊酯的一大劣势就是过于容易产生抗药性,所以对新品种的研发需求也很大。

    5)沙蚕毒素类杀虫剂。

    和除虫菊酯类同样属于“仿生农药”,是沙蚕体内的沙蚕毒素的人工合成和修饰后的化合物。

    沙蚕毒素

    虽然日本科学家在1935年就发现了沙蚕毒素,但是直到1962年,其化学结构才被确定。随后,沙蚕毒素类化合物开始被广泛的研究。60年代,武田制药开发出了第一个合成沙蚕毒素类杀虫剂,杀螟丹

    杀虫双

    沙蚕毒素类杀虫剂是人类历史上第一次利用动物毒素仿生合成的杀虫剂类型,其毒性偏低,水溶性好,主要是触杀和胃毒。我朝在这方面贡献颇多,现今使用的沙蚕毒素类杀虫剂品种中,多半是我朝开发,是现今用于防治水稻螟虫的最主要手段。

    其毒理是沙蚕毒素可以竞争性占据乙酰胆碱受体上的激动剂位点,从而使昆虫的神经兴奋不能有效传递,最后致死。但是沙蚕毒素的作用是可逆的,部分昆虫在中毒后会有“复苏”效应。

    双甲脒不仅具有胃毒和触杀作用,还具有拒食和驱避作用。拒食作用即其施用后可以改变昆虫的觅食习惯,使之不能分辨食物种类;驱避作用即其特殊气味会可以驱散昆虫,起到防治作用。

    7)新烟碱类杀虫剂。

    新烟碱类杀虫剂是比较年轻的了,从八十年代中期开始至今。代表性药物有诺华公司的噻虫嗪,拜耳制药的噻虫胺,三井化学的呋虫胺。烟碱类杀虫剂是现今发展最快的杀虫剂门类之一。同样是神经毒素,作用于烟碱型乙酰胆碱受体,对于某些昆虫品种可以完全抑制神经突触后膜的烟碱型乙酰胆碱受体的活性,并且作用不可逆转。新烟碱类杀虫剂对付蚜虫、虱类有很好的效果,也是现在用得比较多的农用杀虫剂之一。

    8)吡咯、吡唑、吡啶类杀虫剂。

    吡咯类、吡唑类和吡啶类都是“新型杀虫剂”的代表。

    吡咯类的主要毒理是抑制线粒体类的有氧呼吸过程中的氧化磷酸化,使ADP无法转换为ATP,干扰昆虫的正常新陈代谢,起到杀虫作用。

    氟虫腈

    氟虫腈的毒理是阻碍昆虫有γ-氨基丁酸控制的氯化物代谢过程,从而干扰氯离子通道,破坏昆虫的中枢神经系统活性。氟虫腈的特点是基本不产生抗药性,作用长效,还可以有效促进植物生长。同时氟虫腈也是非常非常有效的灭蟑剂,现今广泛应用的灭蟑饵剂中很多就包含氟虫腈的成分。(刚刚得到提醒,现在氟虫腈也不让用了!)

    吡啶类杀虫剂也是现在杀虫剂研究中很热门的一个门类。著名的吡啶类杀虫剂吡蚜酮就是一个典型的“停食”剂

    作者:龙草

    链接:https://www.zhihu.com/question/29856643/answer/45821546

    来源:知乎

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    吡蚜酮

    吡蚜酮的毒理非常特殊,即所谓“口针阻塞原理”。蚜虫或者飞虱一旦接触到吡蚜酮,立即就产生口针阻塞效应,马上就会停止进食,而且这种过程不可逆,最终昆虫会饥饿致死。吡蚜酮专一性很强,对刺吸式口器昆虫有奇效,但对七星瓢虫、蜘蛛、叶蝉则几乎无害。

    9)物理性杀虫剂。

    物理性杀虫剂的一个代表性例子就是矿物油乳剂,但是现在不怎么用了。机理是堵塞昆虫气门,使昆虫无法正常呼吸而死。另外,惰性粉末,比如硅藻土、草木灰等等,现在还可以使用纳米级二氧化硅微粒之类的东西,可以用来防止储粮害虫。其原理是磨损昆虫表皮致其死亡。物理性杀虫剂的一大优势就是基本没有污染,而且绝大部分是人畜无害的。

    10)信息素。

    对,信息素,就是费洛蒙。但是自从费洛蒙被一群小清新挂嘴边之后我就不用这个词了。

    昆虫之间可以通过信息素进行交流,尤其的性信息素可以有效防治农业害虫。

    ①大量诱杀。比如在农田里设置性信息素诱捕器,会吸引捕杀大量的雄性成虫,致使农田里的昆虫种群的雌雄比例失调,使得下一代成虫数量大幅度降低;

    ②干扰交配。就是在整个农田范围施洒性信息素,可以使雄性成虫失去寻找雌虫的定向能力,降低昆虫种群的交配几率,使下一代成虫数量大幅度降低;

    ③联合除虫。简单的例子就是把性信息素和不育剂、病毒、细菌混用,引诱雄虫沾染这些东西,然后雄虫回到田中和雌虫交配,使这些病毒、细菌和不育剂在种群中蔓延,达到除虫目的。

    信息素杀虫剂非常非常的高效而且因为其本身的生物源性,所以其并不会污染环境,而且其具有高度的特异性,每个物种的信息素并不一样,所以也并不会对人畜造成伤害,同时所需量极小,大规模生产后成本也更加低廉。

    11)激素类杀虫剂。

    激素类杀虫剂包括诸如保幼激素,早熟素,蜕皮激素这些能够直接影响昆虫的变态、发育、繁殖的药品。严格来说信息素类外激素也属于这一类。

    保幼激素是昆虫幼虫期分泌的一种激素,可以使昆虫保持在幼虫状态,在幼虫蜕皮到最后一龄时停止分泌。人工施用保幼激素可以使昆虫幼虫化蛹不正常而死亡。如果成虫施用保幼激素,则会导致不产卵或者产暖后不孵化。

    抗保幼激素类杀虫剂和保幼激素的作用相反,可以抑制昆虫分泌保幼激素,使昆虫幼虫早熟、死亡。不过抗保幼激素现在还没有广泛投入应用。

    蜕皮激素是昆虫生长发育中控制蜕皮的激素,过多或者过少都会使昆虫发育不正常而死。但是蜕皮激素结构比较复杂,人工合成困难,所以现在仍然无法投入实际应用。

    抗蜕皮激素现在已经可以用了。作用和蜕皮激素相反,可以抑制几丁质的合成,使昆虫蜕皮后不能形成新的表皮而死。现在用的广泛的,比如我朝自主研发的灭幼脲,对人畜及鸟类就几乎无害,对鱼类低毒。

    总而言之,人类在杀虫剂领域的研究和探索丝毫不比“人药”领域逊色多少,时至今日我们对“杀虫”或者“防虫”的理解,已经从最初的“直接弄死”向“防御、调节”转变。农药学同时也是化学和生物学进步直接推动的学科之一,现在也绝不是夕阳产业,而是飞速发展的领域。所以我觉得不久的将来,随着农药学的发展,人类一定可以找到更加干净和可持续的防虫治虫的手段。

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