氨基甲酸酯殺蟲劑

氨基甲酸酯殺蟲劑第1頁/共21頁參考文獻(xiàn)[1].農(nóng)藥化學(xué)[2].彭志源.中國農(nóng)藥大典.第2頁/共21頁主要內(nèi)容1.發(fā)展和特點(diǎn)2.基本知識基本結(jié)構(gòu)分類理化性質(zhì)特性吸收在體內(nèi)的代謝與排泄3.中毒機(jī)制第3頁/共21頁一、發(fā)展和特點(diǎn)1.發(fā)展

早在1864年，人們發(fā)現(xiàn)在西非生長的一種蔓生豆科植物毒扁豆（Physostigmabenenosum）的咖啡色小豆中存在一種劇毒物質(zhì)，后來將此毒物命名為毒扁豆堿，1925年它的結(jié)構(gòu)才得以闡明（化合物1），1931年進(jìn)行了合成驗(yàn)證這是人類首次發(fā)現(xiàn)天然的氨基甲酸酯類化合物。第4頁/共21頁一、發(fā)展和特點(diǎn)1.發(fā)展

1931年DuPont公司最先研究了具有殺蟲活性的二硫代氨基甲酸衍生物，發(fā)現(xiàn)雙（四乙基硫代氨基甲酰）二硫物2（R=Et）對蚜蟲和螨類有觸殺活性、福美雙2（R=Me）有拒食作用、弋森鈉3有殺螨作用。不過這些氨基甲酸衍生物最終未能成為殺蟲劑，由于它們具有更卓越的殺菌活性，而作為殺菌劑進(jìn)入了商品行列。

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40年代中后期，第一個(gè)真正的氨基甲酸酯殺蟲劑地麥威4，在Geigy公司由Gysin所合成。本來打算開發(fā)忌避劑，但化合物4的忌避作用不佳，卻發(fā)現(xiàn)其具有很好的殺蠅和蚜蟲的活性。此后，Gysin把研究目的轉(zhuǎn)向氨基甲酸酯殺蟲劑，并且認(rèn)為最有希望的化合物是雜環(huán)烯醇的衍生物。其中異索威5、敵蠅威6和地麥威4于50年代在歐洲相繼進(jìn)入商品生產(chǎn)。第6頁/共21頁一、發(fā)展和特點(diǎn)1.發(fā)展

1953年UnionCarbide公司的Lambrech合成了試驗(yàn)性化合物UC7744。該化合物把烯醇酯換成芳香酯，把二甲氨基換成甲氨基，從而使之具有非常好的殺蟲活性。1957年第一次正式公布了這個(gè)化合物，并定名為西維因7。這個(gè)化合物后來成為世界上產(chǎn)量最大的農(nóng)藥品種之一，1971年美國的產(chǎn)量超過2700噸/年。

第7頁/共21頁一、發(fā)展和特點(diǎn)1.發(fā)展1954年Metcalf與Fukuto等合成了一系列脂溶性、不帶電荷的毒扁豆堿類似物，成為研究這類化合物結(jié)構(gòu)與活性關(guān)系的典范。后來，這些化合物中的幾個(gè)在日本發(fā)展成殺蟲劑品種，它們是害撲威8、異丙威9、二甲威10和速滅威11。更重要的是，這項(xiàng)研究工作牢牢地確定了N-甲基氨基甲酸芳基脂在殺蟲劑中的地位，為后來大量新的氨基甲酸酯殺蟲劑的出現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。第8頁/共21頁一、發(fā)展和特點(diǎn)1.發(fā)展UnonCarbide公司的化學(xué)家們在結(jié)構(gòu)上的又一創(chuàng)新是將肟基引入氨基甲酸酯中，從而導(dǎo)致具有觸殺和內(nèi)吸作用的高效殺蟲、殺螨和殺線蟲活性的化合物的出現(xiàn)，其中涕滅威12就是一例。

第9頁/共21頁一、發(fā)展和特點(diǎn)2.特點(diǎn)在藥物用途上：為箭毒的解毒劑、瞳孔收縮劑、可治療青光眼、可用以解除肌肉無力的癥狀；在生物化學(xué)上：在弄清哺乳動(dòng)物神經(jīng)沖動(dòng)的傳遞機(jī)制上起過重要作用，從而肯定它是膽堿酯酶的一種強(qiáng)抑制劑；解毒劑：阿托品。第10頁/共21頁二、基本知識1.基本結(jié)構(gòu)作為殺蟲劑的氨基甲酸酯，通常有以下通式：

式中R1和R2為H、甲基、乙基、丙基或其他短鏈烷基，R3為苯酚、萘或其他環(huán)烷。第11頁/共21頁二、基本知識2.分類（1）萘氨氨基甲酸酯類：可以西維因?yàn)榇盹@示其共同結(jié)構(gòu)式：

（2）苯基氨基甲酸酯類：例如，速滅威、殘殺威、葉蟬散和茲克威等，以殘殺威為代表顯示其共通結(jié)構(gòu)式：第12頁/共21頁二、基本知識2.分類（3）雜環(huán)二甲基氨基甲酸酯類：例如，吡唑蘭、異索威等，以異索威的代表顯示其共通結(jié)構(gòu)式：（4）雜環(huán)甲基氨基甲酸酯類：例如，呋喃丹、猛捕因等，以猛捕因?yàn)榇盹@示其共通結(jié)構(gòu)式：第13頁/共21頁二、基本知識2.分類（5）肟類：如涕滅威等，以涕滅威為代表顯示其共通結(jié)構(gòu)式：第14頁/共21頁二、基本知識3.理化性質(zhì)純品多屬白色結(jié)晶或無色結(jié)晶，無臭味，難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，一般對酸穩(wěn)定，在堿性液中不穩(wěn)定，易分解。4.特性①具強(qiáng)殺蟲力，對昆蟲有較大選擇性；②多數(shù)在體內(nèi)迅速代謝；③多無害蟲抵抗力；④殺蟲作用的本質(zhì)是抑制膽堿酯酶活性；⑤對人畜及魚類的毒性小，對植物無藥害，可作空中散布。第15頁/共21頁二、基本知識5.吸收氨基甲酸酯類農(nóng)藥可經(jīng)呼吸道、消化道及皮膚吸收。經(jīng)皮膚吸收的毒性較其他途徑低，可能是由于經(jīng)皮膚吸收慢，且被抑制的膽堿酯酶活性恢復(fù)較快有關(guān)。6.在體內(nèi)的代謝與排泄氨基甲酸酯類農(nóng)藥在脊椎動(dòng)物體內(nèi)的吸收與代謝均迅速，一般于24小時(shí)內(nèi)即以解毒產(chǎn)物形式排出攝入量的70%～90%。在體內(nèi)的代謝有三種形式：水解、氧化與結(jié)合，在不同生物體內(nèi)三者所占比重不一致，在人類及一些哺乳動(dòng)物體內(nèi)，它的主要代謝途徑是水解和結(jié)合，形成代謝產(chǎn)物而排出體外。第16頁/共21頁三、中毒機(jī)制對氨基甲酸酯的中毒機(jī)制，目前有兩種論點(diǎn)均有關(guān)系，只是從不同角度去了解中毒機(jī)制而已。

一種論點(diǎn)認(rèn)為氨基甲酸酯分子全部與膽堿酯酶的陰離子部位和酯解部位相結(jié)合的可逆性、競爭性抑制，即兩者形成一中間物，而在適當(dāng)條件下，又分解為膽堿酯酶與氨基甲酸酯，但整個(gè)反應(yīng)過程中，膽堿酯酶與氨基甲酸酯未發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。第17頁/共21頁三、中毒機(jī)制

另一種論點(diǎn)認(rèn)為與有機(jī)磷酸酯的中毒機(jī)制相似，氨基甲酸酯與膽堿酯酶發(fā)生不可逆的競爭性抑制，與膽堿酯酶發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成氨基甲?；哪憠A酯酶，可以下列反應(yīng)表示。第18頁/共21頁三、中毒機(jī)制氨基甲酸酯與膽堿酯酶反應(yīng)模式見右圖。酶上有兩個(gè)活性中心，即酯解部位（包括B、HA和HO）和陰離子部位，B是堿性基團(tuán)（可能是組氨酸中的咪唑氮原子）；HA是酸性基團(tuán)（可能是酪氨酸中的芳香烴基）；HO是兩個(gè)基團(tuán)間的催化區(qū)部位（可能是絲氨酸羥基的（-OH）與肽結(jié)合，程序是甘氨酸-天冬氨酸-甘氨酸）。S是陰離子（負(fù)矩）部位。過去認(rèn)為酶與氨基甲酸酯之所以抑制膽堿酯酶，使酶失去酯解能力，主要是絲氨酸的羥基被氨基甲酰化。第19頁/共21頁三、中毒機(jī)制被氨基甲酸酯抑制后的膽堿酯酶活力的恢復(fù)，是由于殺蟲劑-酶復(fù)合體的分解，或是去氨基甲?；饔谩Ｒ虼蠖鄶?shù)氨基甲?；陌胨テ趦H為20～30分鐘，故它在中毒后，如不再有毒物持續(xù)作用，則在幾分鐘內(nèi)，酶開始恢復(fù)，在幾小時(shí)內(nèi)可全部恢復(fù)，所以中毒癥狀也很快消除。而有機(jī)磷酰化酶比較穩(wěn)定，絕大部分難以水解，磷酰化酶的去磷?；陌胨テ跒閹仔r(shí)至30天（