氯菊酯 – 合成方法(合成除虫菊酯)

菊酯类农药属仿生合成的杀虫剂，具有杀虫活性高、击倒作用强、对高等动物低毒及在环境中易生物降解的特点。是70年代以来有机合成农药中一类极为重要的杀虫剂。

除虫菊

天然除虫菊素及其特点

除虫菊素是最早应用的三大天然杀虫植物之一。除虫菊里面的杀虫活性物质主要有以下6类结构。天然除虫菊素是存在于菊科植物白花除虫菊和红花除虫菊等植物中的杀虫有效成分，对其化学结构研究始于1908年。1909年日本药物学家富士发表了第一篇报道，提出有效成分是一个“酯”。1923年日本的山本第一次证实构成酯的酸具有三环结构（环丙烷）。1924年，瑞士科学家Sanudinger和Ruzicka首次报道了除虫菊I、ii的结构。经过多人修正后，1947年确定了其结构。

天然除虫菊素是比较理想的杀虫剂，他的特点主要有：

1、杀虫毒力高，杀虫谱广，对人畜十分安全。

2、不污染环境，没有致癌、致畸致突变等不良效应，也不会发生积累中毒（在体内降解极快）。

缺点：极易光解，持效期不到一天，不能再田间使用，只能用于室内防治卫生害虫。

第一代拟除虫菊素是在经历20多年（1948-1971）的时间在天然除虫菊酯的基础上开发的。第一个人工合成的拟除虫菊酯是丙烯菊酯（allethrin）,是由美国的Schechter和Laforge于1947年合成，1949年商品化。

丙烯菊酯以除虫菊I为原型，用丙烯基代替其环戊烯醇侧链的戊二烯基（即在醇环侧链除去一个双键），光稳定性有一定改善，但活性变化不大。随后以克服光不稳定性和提高杀虫活性为重点，又开发了苄菊酯、苄呋菊酯、胺菊酯等。70年代初，通过引入苯氧苄醇开发了苯醚菌酯，使光稳定性明显提高。

日本住友公司又在此基础上在分子中引入了氰基，使毒力大为提高，为农用拟除虫菊酯的发展奠定了坚实基础。1972年英国Rothamsted试验站的Elliott博士在菊酸异丁基侧链上以卤素取代二甲基，与苯氧苄醇成功合成了氯菊酯（Permethrin），并于1977年商品化。其药效比DDT高几十倍，解决了两个光不稳定中心（菊酸侧链的二甲基及醇部分的不饱和结构）的结构问题，持效期长达7-10天，这是一次意义重大的突破。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。拟除虫菊酯类药剂，先后有50多个品种商品化。并在世界范围内大面积使用，在害虫防治方面发挥了非常重要的作用。MichaelElliott自40年代末期就在英国Rothamsted试验站开始研究除虫菊酯类杀虫剂的化学。在菊酯类农药创制中作出了巨大贡献，获得了具有历史性突破性的成果。1976年美国化学授予他农药化学国际奖。

拟除虫菊酯类杀虫剂的特点;

1、具有很强的触杀和微毒作用，无内吸和熏蒸作用；

2、毒力比较高，用量少（2000-3000倍）；

3、防治谱广，作用迅速。除蚧和地下害虫不能防治外，对咀嚼式害虫、蚜虫均有效。

4、对环境污染效，无残留毒性。

5、高效低毒，大部分品种属中毒或低毒农药。

缺点：大部分有害生物易对其产生抗药性。拟除虫菊酯类药剂的作用机制：

拟除虫菊酯与昆虫神经细胞轴突部位Na+通道上的特定位点结合，改变了神经膜对Na+的通透性，Na+通道持续开放，使Na+不断流入膜内，从而使负后点位延长并加强，并导致引起动作电位所需的阈值电位降低。当负后电位超过阈值电位时，产生第二个动作电位，从而产生重复后放，表现兴奋及不协调运动，最终引起昆虫中毒死亡。

菊酯类药剂（尤其是Ⅱ型）还可以引起神经膜去极化，使神经末端向突触间隙大量释放神经递质，阻断突触传导。