第三章 杀虫杀螨剂 本章教学内容第一节 杀虫剂毒理学基础第二节 有机磷杀虫剂第三节 氨基甲酸酯类杀虫剂第四节 拟除虫菊酯类杀虫剂第五节 沙蚕毒素类杀虫剂第六节 氯化烟酰类杀虫剂第七节 抗生素类杀虫剂第八节 昆虫生长调节剂第九节 其它杀虫剂第十节 杀螨剂 第一节 杀虫剂毒理学基础 一、杀虫剂进入昆虫体内的途径 1、从口腔进入 2、从体壁进入 3、从气门进入 二、杀虫剂的穿透n 1、杀虫剂穿透昆虫体壁n 2、杀虫剂穿透昆虫的消化道n 3、杀虫剂对昆虫神经膜的穿透 1、杀虫剂穿透昆虫体壁n表皮特点:油/水两相结构(上表皮为油相,原表皮为水相)n药剂溶解于上表皮的蜡层后,按油/水分配系数进入原表皮 杀虫剂穿透昆虫表皮的机制杀虫剂表 皮真皮细胞血 腔血液循环神经系统观点一气管系统微气管 观点二杀虫剂从侧面沿表皮的蜡层微气管气管系统神经系统 2、杀虫剂穿透昆虫的消化道被动扩散作用:依靠药剂的浓度差主动运输:酶系对杀虫剂化学结构的改变(活化或降解作用) 影响因素杀虫剂理化性质昆虫消化道生理学特性油/水分配系数电离度代谢pH值脂肪体 3、杀虫剂对昆虫神经膜的穿透血脑屏障:存在于昆虫血淋巴与神经系统之间。
昆虫血脑屏障的特点:类似生物膜结构,非离子部分可以穿过,电解质的离子部分不能穿过 三、杀虫剂在昆虫体内的分布 四、杀虫剂对昆虫的作用机制p(一)杀虫剂的主要作用靶标p(二)杀虫剂对乙酰胆碱酯酶的抑制作用p(三)杀虫剂对乙酰胆碱受体的作用p(四)杀虫剂对轴状突部位的作用p(五)杀虫剂对昆虫呼吸作用的影响 (一)杀虫剂的主要作用靶标靶 标杀虫剂乙酰胆碱酯酶有机磷、氨基甲酸酯类杀虫剂乙酰胆碱受体烟碱、氯化烟酰类、沙蚕毒素类杀虫剂钠离子通道 拟除虫菊酯类杀虫剂-氨基丁酸受体阿维菌素、氟虫腈鱼尼丁受体 氯虫苯甲酰胺、氟苯虫酰胺章鱼胺受体双甲脒、杀虫脒(二)杀虫剂对乙酰胆碱酯酶的抑制作用n1、乙酰胆碱酯酶的生物学n2、乙酰胆碱酯酶水解乙酰胆碱的过程n3、杀虫剂的抑制作用1、乙酰胆碱酯酶(AChE)的生物学突触结构简图 1、乙酰胆碱酯酶的生物学n乙酰胆碱酯酶水解乙酰胆碱:CH3COOCH2CH2N+(CH3)3+H2O CH3COOH+HOCH2CH2N+(CH3)3 2、乙酰胆碱酯酶水解乙酰胆碱的过程 第一步:形成酶底物复合体(E.AX)第二步:乙酰化反应,复合体放出胆碱(X),酶与乙酰基结合形成乙酰化酶(EA)第三步:水解反应,乙酰化酶被水解为乙酸(A)与酶(E) 3、杀虫剂对乙酰胆碱酯酶的抑制作用 (1)有机磷类杀虫剂的抑制作用 K d K2 K3 E+PX PX.E PE P+E X第一步:形成可逆性复合体(PX.E)第二步:磷酰化反应,形成磷酰化酶(PE)第三步:脱磷酰基水解反应 酶的老化l老化:磷酰化酶在恢复过程中转化为另一种结构,以至亲核性试剂不能使酶恢复活性。
lPE+A(亲核性试剂) P+EA E+A (2)氨基甲酸酯类杀虫剂的抑制作用 K d K2 K3E+CX CX.E CE C+E Xn第一步:形成可逆性复合物体(CX.E)n第二步:分离X,形成氨基甲酰化酶(CE)n第三步:脱氨基甲酰基水解作用 (3)中毒治疗p生理拮抗剂:阿托品p酶复能剂:2-PAM类亲核性试剂(解磷定、氯磷定)解磷定氯磷定阿托品(三)杀虫剂对乙酰胆碱受体的作用 1、烟碱及类似物对乙酰胆碱受体的作用 低浓度时,刺激烟碱型乙酰胆碱受体,使突触后膜产生去极化;高浓度时,抑制烟碱型乙酰胆碱受体,导致神经冲动传导阻塞烟碱2、沙蚕毒素类杀虫剂对乙酰胆碱受体的作用 沙蚕毒素类杀虫剂在昆虫体内转化为沙蚕毒素,作用于烟碱型乙酰胆碱受体,阻塞兴奋传导,导致麻痹、瘫痪而死亡沙蚕毒素(三)杀虫剂对轴状突部位的作用药剂处理拟除虫菊酯类杀虫剂:作用于神经轴状突膜,改变膜的通透性,延迟了Na+通道的关闭,使负后电位延长,导致产生重复后放负后电位 (四)杀虫剂对昆虫呼吸作用的影响 p物理作用杀虫剂:油乳剂阻塞昆虫的外部呼吸系统p化学作用杀虫剂:干扰昆虫的能量代谢过程,导致昆虫死亡 呼吸毒剂l砷素杀虫剂l氢氰酸l鱼藤酮l虫螨腈 第二节 有机磷杀虫剂p一、有机磷杀虫剂的发展p二、有机磷杀虫剂的化学结构类型p三、有机磷杀虫剂的特点p四、有机磷杀虫剂主要品种 一、有机磷杀虫剂的发展1820年:以乙醇和磷酸反应开始有机磷化合物的化学;1938年:第一个商品制剂特普(TEPP)诞生;1941年:内吸性八甲磷问世;1944年:对硫磷合成商品化;1948年:内吸磷、敌百虫、倍硫磷等;现今:原药达300400种,制剂达10000余种。
二、有机磷杀虫剂的化学结构类型1、磷酸酯2、硫代磷酸酯3、膦酸酯、硫代膦酸酯4、磷酰胺、硫代磷酰胺1、磷酸酯如:敌敌畏 2、硫代磷酸酯(1)一硫代磷酸酯:(2)二硫代磷酸酯:(3)三硫代磷酸酯:如:对硫磷如:马拉硫磷如:脱叶磷3、膦酸酯、硫代膦酸酯如:敌百虫、苯硫磷 4、磷酰胺、硫代磷酰胺如:甲胺磷、乙酰甲胺磷 三、有机磷杀虫剂的特点p1、易水解失效,更易碱解p2、杀虫谱广,药效高,作用方式多样p3、在生物体内易降解为无毒物p4、持效期长短差异较大p5、作用机制为抑制昆虫神经中乙酰胆碱酯酶的活性,破坏正常神经冲动传导,导致昆虫异常兴奋、痉挛、麻痹、死亡 四、有机磷杀虫剂主要品种(一)膦酸酯和磷酸酯(二)一硫代磷酸酯(三)二硫代磷酸酯(四)磷酰胺和硫代磷酰胺(五)含杂环的有机磷 (一)膦酸酯和磷酸酯敌百虫敌敌畏 敌百虫HCl+碱 性敌百虫敌敌畏n主要理化特性 敌百虫n生物活性:低毒、广谱性杀虫剂以胃毒作用为主,兼具触杀作用对蝽象具有特效,适用于防治水稻、蔬菜、果树等作物上的咀嚼式口器害虫,家畜寄生虫,卫生害虫高粱、桃、杏易药害n制剂:80%可溶性粉剂、30%乳油 敌敌畏n生物活性:中毒,速效性强,杀虫谱广。
具有触杀、胃毒和熏蒸作用击倒力强,持效期短广泛用于农业、卫生及仓库储粮害虫防治高粱、玉米、桃、杏易药害n制剂:80%乳油、30%烟剂 (二)一硫代磷酸酯辛硫磷甲基嘧啶磷 辛硫磷n生物活性:低毒、广谱性杀虫剂具有触杀和胃毒作用易光解,叶面持效期短,特别适合防治地下害虫十字花科幼苗易药害n制剂:40%乳油、3%颗粒剂、30%微囊悬浮剂 甲基嘧啶磷n生物活性:低毒,速效性强具有触杀、胃毒和熏蒸作用适用于防治米象、赤拟谷盗、谷蠹等仓储害虫及卫生害虫n制剂:20%水乳剂、55乳油、30%微囊悬浮剂 (三)二硫代磷酸酯马拉硫磷稻丰散 马拉硫磷n生物活性:低毒、广谱性杀虫剂具有触杀、胃毒和一定的熏蒸作用在昆虫体内被氧化为毒力更高的马拉氧磷适用于防治农业、储粮和卫生害虫n制剂:45%、70乳油,25%油剂 稻丰散n生物活性:中毒,具有触杀和胃毒作用用于防治水稻稻纵卷叶螟、二化螟、稻飞虱,柑橘树介壳虫等n制剂:50%、60乳油,40%水乳剂n使用方法:防治稻纵卷叶螟和二化螟,于卵孵化高峰期施药,50%乳油100200mL/亩对水喷雾,每10天左右施药1次,连续用药3次 (四)磷酰胺和硫代磷酰胺甲胺磷(已禁用)乙酰甲胺磷乙酰甲胺磷 n生物活性:低毒、广谱性杀虫剂。
具有触杀、胃毒、内吸和杀卵作用持效期长,药效慢用于防治菜青虫、小菜蛾、水稻螟虫、稻飞虱、稻叶蝉等多种害虫n制剂:30%、40%乳油,75可溶性粉剂 (五)含杂环的有机磷杀虫剂毒死蜱哒嗪硫磷 毒死蜱n生物活性:中毒、广谱性杀虫杀螨剂具有触杀和胃毒作用用于防治水稻、果树等作物多种害虫和害螨,以及家畜体外寄生虫蔬菜上禁用n制剂:40%乳油、30%水乳剂、30微乳剂、3%颗粒剂哒嗪硫磷n生物活性:低毒、广谱性杀虫剂具有触杀和胃毒作用用于防治水稻、果树、蔬菜等作物上的多种害虫,尤其对水稻二化螟防效突出n制剂:20%乳油n使用方法:防治水稻二化螟,于卵孵化高峰期施药,20%乳油8001000倍液对水喷雾 第三节 氨基甲酸酯类杀虫剂l一、氨基甲酸酯类杀虫剂的发展l二、氨基甲酸酯类杀虫剂的特点l三、氨基甲酸酯类杀虫剂主要品种 一、氨基甲酸酯类杀虫剂的发展17、18世纪,尼日利亚爱菲克斯人的统治者利用毒扁豆制成的神裁毒药行死刑欧洲人发现毒药的毒性成分为生物碱,于1864年分离出毒扁豆碱,1925年确定了毒扁豆碱的结构毒扁豆碱 氨基甲酸酯类杀虫剂的结构通式 二、氨基甲酸酯类杀虫剂的特点 1、分子结构与毒力关系密切。
2、速效性好,持效期短,选择性强3、毒性差异大4、增效性能多样5、在环境中易分解,残留量低 三、氨基甲酸酯类杀虫剂主要品种1、异丙威 n结构式:n生物活性:中毒,具触杀作用,速效性强,主要用于防治水稻叶蝉和飞虱,兼治蓟马n制剂:20%乳油、20%悬浮剂、10烟剂 2、涕灭威n结构式:n生物活性:剧毒,具触杀、胃毒和内吸作用用于花生、烟草土壤处理防治蚜虫、螨类和根结线虫注意近饮水源地区不要使用n制剂:5%、15%颗粒剂 3、丙硫克百威和丁硫克百威克百威丁硫克百威丙硫克百威3、丙硫克百威和丁硫克百威 4、茚虫威 n结构式: n生物活性:低毒,具触杀和胃毒作用通过阻断钠离子流入神经细胞,干扰钠离子通道而导致害虫麻痹死亡用于防治甜菜夜蛾、小菜蛾等鳞翅目害虫n制剂:150g/L悬浮剂,30%水分散粒剂 第四节 拟除虫菊酯类杀虫剂u一、天然除虫菊素的发现u二、拟除虫菊酯类杀虫剂的特点u三、第一代拟除虫菊酯u四、第二代光稳定性拟除虫菊酯 一、天然除虫菊素的发现1800年亚美尼亚地区北高加索人以除虫菊花粉防治卫生害虫 1909年日本药物学家富士提出天然除虫菊素有效成分为“酯”1923年日本的山本第一次证实构成酯的酸具有“三碳环”结构(环丙烷)。
1947年鉴定出天然除虫菊素的化学结构 天然除虫菊素的化学结构除虫菊素的组成 除虫菊素:35% 除虫菊素:32% 瓜叶除虫菊素:10% 瓜叶除虫菊素:14% 茉莉除虫菊素:5% 茉莉除虫菊素:4% 二、拟除虫菊酯类杀虫剂的特点 1、广谱、高效、速效2、对哺乳动物毒性低,鱼类、蜜蜂和天敌昆虫毒性大3、具有强大的触杀和胃毒作用,无内吸作用4、环境污染小5、害虫易产生抗药性 三、第一代拟除虫菊酯n1947年,第一个人工合成的拟除虫菊酯丙烯菊酯在美国问世,1949年商品化 第一代拟除虫菊酯主要品种p 苄菊酯p 苄呋菊酯p 胺菊酯p 苯醚菊酯p 氰苯醚菊酯四、第二代光稳定性拟除虫菊酯n1、1972年,英国Elliott合成了氯菊酯 四、第二代光稳定性拟除虫菊酯n2、1973年,日本Mataui合成了甲氰菊酯 四、第二代光稳定性拟除虫菊酯n3、英国Elliott在结构中引入氰基,相继合成了氯氰菊酯和溴氰菊酯氯氰菊酯溴氰菊酯 四、第二代光稳定性拟除虫菊酯n4、日本板谷将DDT的有效结构嵌入菊酸中,住友公司大野等又将氰基引入醇,开发了不含三碳环的氰戊菊酯 四、第二代光稳定性拟除虫菊酯n5、在结构中导入氟原子等,提高杀虫、杀螨活性。
氯氟氰菊酯氟氯氰菊酯联苯菊酯 四、第二代光稳定性拟除虫菊酯n6、改变酯的结构,降低对鱼类的毒性,如东京大学合成不含酯结构的肟醚菊酯 四、第二代光稳定性拟除虫菊酯n7、高效异构体的拆分,定向合成高杀虫活性的异构体 如: 敌杀死、高效顺反氯氰菊酯、顺式氰戊菊酯(来福灵) 第五节 沙蚕毒素类杀虫剂 n1934年,日本Nitta博士从异足索沙蚕体内分离出杀虫活性物质沙蚕毒素(NTX)n1964年,发现沙蚕毒素对水稻螟虫有特效n1965年,开发第一个沙蚕毒素类杀虫剂杀螟丹(巴丹)沙蚕毒素结构式 一、沙蚕毒素类杀虫剂的特点v1、杀虫谱广,可用于防治水稻、蔬菜等作物多种害虫v2、具有触杀、胃毒和内吸作用v3、对人畜毒性低,但对蜜蜂和家蚕毒性大v4、在动植物体内及环境中容易降解,残留低 二、沙蚕毒素类杀虫剂主要品种杀螟丹杀虫双杀虫环杀虫单 二、沙蚕毒素类杀虫剂主要品种品 种理化性质 毒 性作用方式防治对象杀螟丹水溶性好,易碱解。