有机磷酸酯类杀虫剂.pptx
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1、2023/3/252.1.2 有机磷酸酯类杀虫剂发展史(1)1820年 Lassaigne 乙醇和磷酸反应,开始有机磷化合物化学;(2)1937-1944年Bayer公司的 Gerhard Schrader 合成了3000种有机磷化合物,其中开发成杀虫剂的有:(一)有机磷农药发明简史 1938年 TEPP 四乙基焦磷酸酯 1941年 OMPA八甲基焦磷酰氨1944年 对硫磷(1605)1951年 内吸磷(1059)第1页/共57页2023/3/252.1.2 有机磷酸酯类杀虫剂发展史(2)1937-1944年Bayer公司的 Gerhard Schrader 合成了3000种有机磷化合物,其中
2、开发成杀虫剂的有:(一)有机磷农药发明简史1969年 辛硫磷1952年 氯硫磷1958年 倍硫磷1959年 杀螟松第2页/共57页2023/3/252.1.2 有机磷酸酯类杀虫剂发展史(3)1950年 美国氰胺公司 低毒马拉硫磷;(4)1951年 W.Perkow 发现合成乙烯基磷酸酯新反应,Perkow反应;(一)有机磷农药发明简史1965年 久效磷1951年 敌敌畏第3页/共57页2023/3/252.1.2 有机磷酸酯类杀虫剂发展史(5)70年代以来,含手性碳原子的丙硫基磷酸酯。(一)有机磷农药发明简史丙硫磷甲丙硫磷丙溴磷第4页/共57页2023/3/252.1.2 有机磷酸酯类杀虫剂发
3、展史(1)1950年 北农大研制成功对硫磷(1605),1956年天津农药厂投产;(2)1956年 上海信诚化工厂和上海农业药械厂投产敌百虫;(3)1975年 华中师范学院研制水胺硫磷;(4)1976年 菱糊化学厂投产乙酰甲胺磷;(5)2000年 有机磷农药占农药总量的30.4%,占杀虫剂总量的70.5。重要的品种有:甲胺磷、对硫磷、甲基对硫磷、敌敌畏、久效磷。(6)2001年 入世(二)我国有机磷农药发展历程第5页/共57页2023/3/252.1.2 有机磷酸酯类杀虫剂发展史(7)2002年 全面禁用限用有机磷高毒品种,农业部199号公告限制在果蔬茶草药中使用的19种高毒农药品种有:甲胺磷
4、、甲基对硫磷、久效磷、磷胺、甲拌磷(3911)、甲基异柳磷、特丁硫磷、甲基硫环磷、治螟磷、内吸磷、克百威、涕灭威、灭线磷、硫环磷、蝇毒磷、地虫硫磷、氯唑磷、苯线磷等。(8)2007年 适用于无公害农产品使用的农药品种有:辛硫磷、毒死蜱、敌百虫、敌敌畏、马拉硫磷、乙酰甲胺磷、乐果、三唑磷、杀螟硫磷、倍硫磷、丙硫磷、亚胺硫磷。(9)全世界有 约400种 a.i.,万余种制剂;我国有 70-80种 a.i.,千余种制剂;(二)我国有机磷农药发展历程第6页/共57页2023/3/252.1.3 有机磷酸酯类杀虫剂的化学结构与分类(1)磷酸酯(Phosphate)如:DDVP、久效磷(2)硫逐型一硫代磷
5、酸酯(Phosphorothionate)如:对硫磷、杀螟硫磷(3)硫赶型一硫代磷酸酯(Phosphorothiolate)如:内吸磷、氧乐果(4)二硫代磷酸酯(Phosphorodithioate)如:马拉硫磷 乐果 甲拌磷第7页/共57页2023/3/252.1.3 有机磷酸酯类杀虫剂的化学结构与分类(5)膦酸酯(Phosphonate)如:敌百虫(6)硫代膦酸酯(Phosphonothioate)如:苯硫磷(EPN)(7)磷酰氨(Phosphoramidate)如:内吸磷、氧乐果(8)硫代磷酰氨(Phosphorothiolamidate)如:乙酰甲胺磷、水胺硫磷或第8页/共57页202
6、3/3/252.1.4 有机磷酸酯类杀虫剂的合成方法第9页/共57页2023/3/252.1.5 有机磷酸酯类杀虫剂的代谢脱烷基作用:谷光甘肽S烷基转移酶;2 S甲基化作用:S腺蛋氨酸提供甲基,甲基转移酶催化;3 氧化脱硫:MFO;4 酯的水解;567 水解后醇部分的结合作用:RO-GA;RO-G;ROSO3 ;8 硫醚的氧化作用:氧化为亚砜和砜;9 羟基化作用:烃类的羟基化作用;10 还原:硝基还原为氨基;11 酰胺的水解;12 酰胺基的氧化脱烷基作用。第10页/共57页2023/3/252.1.5 有机磷酸酯类杀虫剂的代谢Example 1:对硫磷Metabolic pathway of
7、Parathion(1)Oxidative desulfuration;(2)Oxidative dearylation;(3)Oxidative deethylation;(4)Reduction of the nitro group;(5)HydrolysisCYP,Cytochrome P450;PON1,Paraxonase.第11页/共57页2023/3/252.1.5 有机磷酸酯类杀虫剂的代谢Example 2:乐果Proposed Metabolic pathway for Dimethoate(1)氧化脱甲基作用;(2)酰胺水解;(3)氧化脱硫;(4)酰氨水解;(5)硫代磷酸酯
8、水解;(6)酰氨水解;(7)水解氧化;(8)氧化;(9)水解;(10)氧化。第12页/共57页2023/3/252.1.6 有机磷酸酯类杀虫剂作用机制与生物活性特点(1)有机磷酸酯类杀虫剂作用机制 a.神经系统的组成及神经冲动的传导第13页/共57页2023/3/25b.神经冲动的轴突传导:电线模式(1)有机磷酸酯类杀虫剂作用机制2.1.6 有机磷酸酯类杀虫剂作用机制与生物活性特点第14页/共57页2023/3/25c.神经冲动的突触传导:开关模式(两个神经元细胞间、神经细胞和效应器间神经冲动的传导)(1)有机磷酸酯类杀虫剂作用机制2.1.6 有机磷酸酯类杀虫剂作用机制与生物活性特点第15页/
9、共57页2023/3/25d.神经冲动的突触传导:乙酰胆碱ACh为神经冲动的传递介质,轴突末梢突触前膜囊泡接受冲动并释放Ach到突触;突触后膜有ACh受体,当Ach与受体结合时,神经冲动从突触前膜传递到后膜,当突触后膜产生新的神经冲动后Ach 释放回突触后将与乙酰胆碱酯酶AChE结合。(1)有机磷酸酯类杀虫剂作用机制2.1.6 有机磷酸酯类杀虫剂作用机制与生物活性特点第16页/共57页2023/3/25e.乙酰胆碱Ach与乙酰胆碱酯酶AChE结合后,迅速被酶水解为乙酸和胆碱,从而完成一次神经冲动的传导。乙酸和胆碱随后被主动运输到前膜重新合成乙酰胆碱,准备下一次神经冲动的突触传导。ACh和ACh
10、E是如何反应的?(1)有机磷酸酯类杀虫剂作用机制2.1.6 有机磷酸酯类杀虫剂作用机制与生物活性特点第17页/共57页2023/3/25g.AChE水解Ach为乙酸和胆碱的化学反应式(AChE水解Ach的过程如何?)(1)有机磷酸酯类杀虫剂作用机制2.1.6 有机磷酸酯类杀虫剂作用机制与生物活性特点第18页/共57页2023/3/25h.ACh 靠电子效应进入AChE的活性位点,ACh 分子的C-O键弱化而与酶结合力加强。(1)有机磷酸酯类杀虫剂作用机制2.1.6 有机磷酸酯类杀虫剂作用机制与生物活性特点第19页/共57页2023/3/25i.胆碱乙酰键断裂,胆碱离开活性位点,酶被乙酰化,乙酰
11、化酶易被水分子攻击,乙酰变为乙酸也离开酶分子,反应不断重复,AChE每妙钟水解2万5千个ACh分子。氨基甲酸酯类杀虫剂是如何抑制AChE的呢?(1)有机磷酸酯类杀虫剂作用机制2.1.6 有机磷酸酯类杀虫剂作用机制与生物活性特点第20页/共57页2023/3/25j.有机磷酸酯一样同乙酰胆碱类类似,首先靠电子效应进入结合位点。(1)有机磷酸酯类杀虫剂作用机制2.1.6 有机磷酸酯类杀虫剂作用机制与生物活性特点第21页/共57页2023/3/25k.有机磷酸酯类杀虫剂分子与酶结合,有机磷杀虫剂PO键弱化。(1)有机磷酸酯类杀虫剂作用机制2.1.6 有机磷酸酯类杀虫剂作用机制与生物活性特点第22页/
12、共57页2023/3/25l.P-O键断裂,酶被磷酰化,水分子无法取代磷酰基,磷磷酰化酶稳定。(1)有机磷酸酯类杀虫剂作用机制2.1.6 有机磷酸酯类杀虫剂作用机制与生物活性特点第23页/共57页2023/3/25(1)氨基甲酸酯类杀虫剂作用机制m.如乙酰胆碱酯酶AChE活性被抑制,则Ach在突触累积,Ach不断与受体结合,神经冲动就连续不断,导致靶标组织灵敏性降低或不反应,昆虫表现为兴奋、痉挛、麻痹和死亡等中毒症状。2.1.6 有机磷酸酯类杀虫剂作用机制与生物活性特点第24页/共57页2023/3/25(2)有机磷酸酯类杀虫剂生物活性特点 高效,对害虫害螨毒力高,亩用量110克有效成分(a.
13、i.);广谱性和选择性兼备,多数品种广谱;高低毒品种都有,高毒品种逐渐被淘汰;持效期有长有短,取决于代谢;作用方式多样,触杀、胃毒作用为主,部分品种有内吸、熏蒸作用;正温系数农药但高温易分解;抑制AChE活性,致毒症状表现为兴奋、痉挛、麻痹、死亡;人畜中毒后可服用解磷定(2PAM)解毒;全世界有400种左右a.i.,万余种制剂;我国有70-80种a.i.,千余种制剂。2.1.6 有机磷酸酯类杀虫剂作用机制与生物活性特点第25页/共57页2023/3/252.1.7 有机磷酸酯类杀虫剂重要品种介绍一、敌敌畏(Diclorvos,DDVP)(1)概述 敌敌畏是一种具有胃毒、触杀、熏蒸和渗透作用的有
14、机磷杀虫剂;1948年美国壳牌公司发表合成专利;1951年德国WPerkow以亚磷酸三烷酯与三氯乙醛反应脱去氯代烷经分子重排制得敌敌畏;1954年德国Wlorenz和美国AMMettson先后发现敌百虫在碱性溶液中能脱去氯化氢经分子重排生成敌敌畏;我国敌百虫投产较早,且生产较为成熟,产量较大,因此致力于敌百虫碱解法制造敌敌畏.O,O-二甲基O(2,2-二氯乙烯基)磷酸酯第26页/共57页2023/3/25一、敌敌畏(Diclorvos,DDVP)(2)理化特性与加工剂型 易挥发,易溶于有机溶剂,微溶于水;遇水易分解d,碱溶液中水解速度更快。50%、80%DDVP EC,20%DDVP塑料缓释剂
15、,22、30烟剂。(3)生物活性与使用方法 高效广谱的有机磷杀虫剂,对磷翅目昆虫(菜青虫、小菜蛾、甘蓝夜蛾、斜纹夜蛾、棉铃虫、桃小食心虫等)和同翅目害虫(菜蚜、棉蚜)有强击倒性,具有熏蒸、触杀和胃毒作用,残效期短,可用于防治卫生害虫(家蝇、蚊虫、蟑螂)、仓库害虫(小蠹虫、豆象、米象)、果蔬茶烟草害虫。大鼠急性经口LD50为56-80mg/kg,中毒。注意事项:玉米、高梁、月季敏感,易发生药害。2.1.7 有机磷酸酯类杀虫剂重要品种介绍第27页/共57页2023/3/25一、敌敌畏(Dichlorvos,DDVP)(4)合成方法 一种是亚磷酸三甲酯与三氯乙醛发生Perkow重排反应生成;一种是敌
16、百虫碱解重排。2.1.7 有机磷酸酯类杀虫剂重要品种介绍第28页/共57页2023/3/252.1.7 有机磷酸酯类杀虫剂重要品种介绍二、久效磷(Monocrotophos)(1)概述 久效磷是一高效内吸性有机磷杀虫剂。1965年分别由瑞士Ciba公司、美国shell公司开发成功,是国际市场上的一个重要品种,目前久效磷在国内已发展成个大吨位的农药品种。O,O-二甲基-O-(1-甲基-3-甲胺基-3-氧-)丙烯基磷酸酯第29页/共57页2023/3/25二、久效磷(Monocrotophos)(2)理化特性与加工剂型 白色结晶,易与水混溶,对酸稳定,遇碱分解。40%EC,40、50水溶剂,5颗粒
17、剂。(3)生物活性与使用方法 高效、速效、内吸性有机磷杀虫剂,同时具有很强的触杀和胃毒作用;可用于防治棉花蚜虫、棉叶螨、棉铃虫;防治水稻二化螟、三化螟、稻飞虱、稻蓟马;防治大豆食心虫、松毛虫与松树介壳虫。大鼠急性经口LD50为8-23mg/kg,高毒。禁止在果蔬烟茶上使用。2.1.7 有机磷酸酯类杀虫剂重要品种介绍第30页/共57页2023/3/25二、久效磷(Monocrotophos)(4)合成方法 双乙烯酮与甲胺水溶液冰点加成,得到乙酰乙酰甲胺,经氯化得到氯代乙酰乙酰甲胺,最后与亚磷酸三甲酯作用进行P Perkow 重排,得到久效磷。2.1.7 有机磷酸酯类杀虫剂重要品种介绍第31页/共
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