第二代光稳定性拟除虫菊酯杀虫杀螨剂有什么特性?

2024-05-13 15:39

1. 第二代光稳定性拟除虫菊酯杀虫杀螨剂有什么特性?

在菊酯类化合物化学结构的改造中,由于醇部分改造提高了稳定性,但对菊酸部分的改造,虽然早已开始,但成就不大。至1973年Mataui在合成菊酯化合物中引入苯氧基苄醇合成了甲氰菊酯,情况才有了改变。Mataui合成的这个化合物对一些昆虫,特别是对螨类和粉虱等都有较好的效果,缺点是对卵无效,且口服毒性较高。
1973年,英国洛桑试验站的Elliott博士用氯代菊酸与苯氧基苄醇成功合成了氯菊酯(permethrin),并于1977年商品化。这是第一个光稳定性的农用拟除虫菊酯,它解决了天然除虫菊素和第一代拟除虫菊酯分子中的两个光不稳定中心(菊酸侧链的“偕二甲基”和醇部分的不饱和结构),这是一次意义重大的突破。
Elliott的研究工作证实,以二氯菊酸配合其他醇合成的菊酯化合物的毒力都有较大程度的提高,但对光的稳定性必须与相对稳定的苯氧基苄醇配合才有所改善。随后,Elliott在以上结构中引入氰基相继合成了氯氰菊酯和溴氰菊酯。同时,日本人板谷将有机氯杀虫剂DDT的有效结构嵌入菊酸中,住友公司的大野等开发了分子结构中不具环丙烷的氰戊菊酯,从而打破了菊酯类杀虫剂必须具有“三碳环”结构的传统观点,使合成工艺大大简化,这又是一次意义重大的突破。自此,第二代光稳定性农用拟除虫菊酯杀虫剂得到了空前的发展。
氯菊酯

第二代光稳定性拟除虫菊酯杀虫杀螨剂有什么特性?

2. 光稳定性拟除虫菊酯杀虫杀螨剂是怎样发展?

由于氯菊酯及其后来许多第二代光稳定性农用拟除虫菊酯类杀虫剂的研究开发成功,促进了该类化合物研究的进展。这些化合物所存在的种种不足如对鱼毒性较高,对螨类和土壤害虫效果较差以及缺乏内吸性等已经有了突破。
1.在结构中导入氟原子
含氟化合物作为农药使用历史悠久,但早期的含氟无机化合物因毒性太高使其开发受到限制。在有机合成农药分子的适当部位用氟取代氢,由于氟原子的特殊性质,其理化性质变化较小,但确使原来的化合物增添了新的活性。同时,具有选择性好、活性高、用量少或者毒性降低等优点,受到农药研究(包括医药研究)领域的高毒重视。在菊酯分子中引入氟原子,证明不仅仍保持或提高了原化合物的活性,而且对螨类表现了很好的毒效,但对鱼和蜜蜂的毒性并未降低。通过在结构中导入氟原子开发成功的菊酯类杀虫有杀螨剂有联苯菊酯、氟氯氰菊酯、氯氟氰菊酯和七氟菊酯等。
2.在结构中导入硅原子
除了氟原子外,在新的农药结构中引入硅和锡原子均有不少成功的例子。日本住友公司20世纪80年代开发了以硅原子取代菊酯结构中的碳原子,开发出了含硅的拟除虫菊酯。虽然此类取代品种在活性方面并没有较大的突破,但在发展拟除虫菊酯的结构上增添了一个新的领域。
3.改变酯的结构
如醚菊酯。在醚菊酯的结构中已经无菊酸部分,但因其空间结构与菊酯化合物有相似之处,且有拟除虫菊酯化合物类似的生物活性,仍将其以“菊酯”称谓。醚菊酯对蜜蜂毒性大大降低,且对稻田的捕食性蜘蛛相对安全。这一结构的改进,打破了通常认为拟除虫菊酯类杀虫剂具有高活性必须是“酯”结构的说法。

3. 第一代拟除虫菊酯杀虫剂有什么特性?

第一代拟除虫菊酯杀虫剂是在天然除虫菊酯化学结构的基础上发展起来的,大体经历了20多年的时间(1948-1971)。第一个人工合成的拟除虫菊酯是丙烯菊酯(allethrin),是由美国人Schechter和Laforge于1947年合成,并于1949年商品化。它以除虫菊酯I为原型,用丙烯基代替环戊烯醇侧链的戊二烯基(即在醇环侧链除去一个双键),使光稳定性有些改善。

丙烯菊酯有8个立体异构体。Gersdorff和Elliott先后测定了其不同异构体与杀虫活性的关系,发现(+)反式、S(+)异构体对家蝇的毒力最高,比毒力最低的(-)反式、R(+)异构体高约500倍。表明丙烯菊酯与天然除虫菊素的高效异构体具有相同的立体构型。经过前后近40年(1908-1947)除虫菊酯化学的研究,终于出现了第一个人工合成除虫菊酯,虽然其杀虫活性与天然除虫菊酯相比并没有很大程度的提高,但该化合物保持了天然除虫菊素的优点。由于丙烯菊酯对光的不稳定性,其使用与天然除虫菊素一样受到了限制。改进化学结构以克服光不稳定性,是农药化学家们努力追求的一个目标,直到20世纪70年代初,在光稳定性的改造方面始终未获得明显突破。第一代拟除虫菊酯主要代表品种如表3-2。
表3-2第一代拟除虫菊酯主要代表品种

药剂牋牋名称英文名化学结构大鼠口服牋(LD50)主要制剂及牋牋用途报道年份牋牋(年)牋牋苄菊酯dimethrinlt;abimg_1>10000mg/kg颗粒剂。杀孑孓、牛蝇1959苄呋菊酯pyresmethrinlt;abimg_2>>2500mg/kg乳油、可湿性粉剂、气雾剂。杀卫生、园艺及农业害虫1965。
表3-2第一代拟除虫菊酯主要代表品种(续)-1

药剂牋牋名称英文名化学结构大鼠口服牋(LD50)主要制剂及牋牋用途报道年份牋牋(年)牋牋胺菊酯tetramethrinlt;abimg_3>>5000mg/kg粉剂、液剂、气雾剂。杀卫生害虫1965苯醚菊酯phenothrinlt;abimg_4>>10000mg/kg乳油、气雾剂、混剂。杀卫生害虫、仓储害虫1968氰苯醚菊酯cyphenothrinlt;abimg_5>牋乳油、气雾剂。杀卫生及园艺害虫1971
在这些早期开发的拟除虫菊酯品种中,苯醚菊酯的杀虫活性并不是很强,但由于比较稳定的苯环结构(苯氧基苄醇)代替了醇部分的不饱和结构,光稳定性有了改进。日本住友公司又在此基础上在分子中引入了氰基,使化合物的毒力大为提高。这一醇部分的改造具有重大意义。因为这一改造,既改善了化合物的稳定性,又使毒力提高,这个“醇”也成为了此后发展起来的一系列光稳定性拟除虫菊酯的基本组成部分。

第一代拟除虫菊酯杀虫剂有什么特性?

4. 拟除虫菊酯是一类高效、低毒、对昆虫具有强烈触杀作用的杀虫剂,其中对光稳定的溴氰菊酯的结构简式如图,

A.该有机物含有C、H、O、N、Br等元素,不属于芳香烃,应为烃的衍生物,故A错误; B.除Br元素之外还含有N、O等元素,不属于卤代烃,故B错误;C.该有机物分子中含-Br、-COOC-、C=C、-C-O-C-、C≡N等官能团,含有的官能团种类大于4种,故C错误;D.根据该有机物的结构简式可知,其分子中含有23个C、21个H、3个O和2个Br原子,所以其分子式为:C23H21O3NBr2,故D正确;故选D.

5. 拟除虫菊酯是一类高效、低毒、对昆虫具有强烈触杀作用的杀虫剂,其中对光稳定的溴氰菊酯的结构简式如图,

A.该有机物含有C、H、O、N、Br等元素,不属于芳香烃,应为烃的衍生物,故A错误; B.除Br元素之外还含有N、O等元素,不属于卤代烃,故B错误;C.含有-COO-、-Br,可发生水解反应,也为取代反应,故C错误;D.含有C=C,可发生加成反应,故D正确.故选D.

拟除虫菊酯是一类高效、低毒、对昆虫具有强烈触杀作用的杀虫剂,其中对光稳定的溴氰菊酯的结构简式如图,

6. 拟除虫菊酯是一类高效、低毒、对昆虫具有强烈触杀作用的杀虫剂,其中对光稳定的溴氰菊酯的结构简式如图,

A.芳香烃只含C、H元素,该物质含O、N、Br等,则不属于芳香烃,故A错误;B.卤代烃含C、H、卤素原子,则该物质不属于卤代烃,故B错误;C.高分子化合物的相对分子之间在10000以上,该物质不属于高分子,为大分子化合物,故C错误;D.含C元素,具有有机物的官能团和性质,为有机化合物,故D正确;故选D.

7. 拟除虫菊酯是一类高效、低毒、对昆虫具有强烈触杀作用的杀虫剂,其中对光稳定的溴氰菊酯的结构简式如图,

    A.该有机物含有C、H、O、N、Br等元素,不属于芳香烃,应为烃的衍生物,故A错误; B.除Br元素之外还含有N、O等元素,不属于卤代烃,故B错误;C.含有-COO-、-Br,可发生水解反应,也为取代反应,故C错误;D.含有C=C,可发生加成反应,故D正确.故选D.   

拟除虫菊酯是一类高效、低毒、对昆虫具有强烈触杀作用的杀虫剂,其中对光稳定的溴氰菊酯的结构简式如图,

8. 拟除虫菊酯是一类高效,低毒,对昆虫具有强烈触杀作用的杀虫剂,其中对光稳定的溴氰菊酯的结构简式如下图

     B         判断有机物的性质,关键是找出有机物中含有的官能团。根据有机物的结构简式可知,分子中含有的官能团有醚键、酯基和溴原子,所以该有机物不是卤代烃,选项B不正确,其余都是正确的,答案选B。    
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