蟲胺（dinotefuran）又名呋啶[dìng]胺，是一種有機(jī)化合物，分子式為C7H14N4O3，分子量為202.2111，熔點(diǎn)為107.5℃，相對(duì)密度1.425。呋蟲胺純品外觀呈白色結(jié)晶，水中的溶解度為40g/L，難溶于有機(jī)溶劑，是日本三井化學(xué)株式會(huì)社研發(fā)的第三代新型尼古丁類殺蟲劑，國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)（IUPAC）將呋蟲胺命名為(EZ)-(RS)-1-甲基2-硝基-3-(四氫-3-呋喃甲基)胍。與其他煙堿類殺蟲劑不同，呋蟲胺的活性基團(tuán)為四氫-3-呋喃甲基，并不含鹵族元素和芳環(huán)，因此也被稱為呋喃煙堿，屬于呋喃類衍生物。
呋蟲胺是煙堿乙酰[xiān]膽堿受體的興奮劑，該藥劑通過與昆蟲神經(jīng)突觸后膜的煙堿性乙酰膽堿受體結(jié)合，作用于昆蟲神經(jīng)傳遞系統(tǒng)，可影響昆蟲中樞神經(jīng)系統(tǒng)的突觸，具有觸殺和胃毒作用，在植物體內(nèi)具有雙向傳導(dǎo)特性，能被根、莖、葉快速吸收并廣泛分布于作物體內(nèi)。與一些其他煙堿類殺蟲劑相比，呋蟲胺的殺蟲譜更廣、內(nèi)吸活性更高，廣泛用于谷物、蔬菜、瓜果等經(jīng)濟(jì)作物的病蟲害防治。其中，對(duì)刺吸式口器害蟲有優(yōu)異防效，在很低的劑量即顯示很高的殺蟲活性，主要用于防治同翅目、鞘翅目、雙翅目和鱗翅目等害蟲，并對(duì)蜚蠊目、白蟻、家蠅等衛(wèi)生害蟲有高效。
簡(jiǎn)史
新煙堿類殺蟲劑的開發(fā)可追溯到20世紀(jì)60年代初對(duì)天然煙堿的研究，殼牌（Shell）公司由開發(fā)的先導(dǎo)化合物SD-031588得到活性較好的硝蟲噻嗪。
1985年，拜耳集團(tuán)（Bayer）公司研發(fā)出了第一個(gè)商品化的新煙堿類殺蟲劑產(chǎn)品吡蟲啉（Imidacloprid）。
新型煙堿類殺蟲劑是全球用量最大的品種之一，已在超過120個(gè)國家登記。
2002年4月呋蟲胺在日本獲得正式登記，同年5月以商品名Albarin和Starkle上市，隨后在韓國、美國等20多個(gè)國家獲得登記。2013年7月在中國獲得登記，主要包括水稻、谷物、蔬菜、果樹等24種作物。
物質(zhì)結(jié)構(gòu)
國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)(IUPAC)將呋蟲胺命名為(EZ)-(RS)-1-甲基-2-硝基-3-(四氫-3-呋喃甲基)胍，其分子結(jié)構(gòu)中的四氫呋喃基取代了傳統(tǒng)的氯代吡啶基、氯代噻唑基，且不含鹵族元素和芳環(huán)。因其呋喃環(huán)三號(hào)位具有一個(gè)不對(duì)稱的碳原子而具有手性，包含兩個(gè)對(duì)映異構(gòu)體——S-呋蟲胺和R-呋蟲胺。
理化性質(zhì)
呋蟲胺純品為白色結(jié)晶，在純品狀態(tài)下熔點(diǎn)為107.5℃，工業(yè)品熔點(diǎn)略低（94.5～101.5℃），室溫（25℃）時(shí)相對(duì)密度為1.33。其物理性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定，蒸汽壓為0mmHg at 25°C，易溶于甲醇和水，溶解度為57g/L和40g/L，微溶于丙酮（8g/L），難溶于環(huán)己烷[wán]、二甲苯等有機(jī)溶劑。儲(chǔ)存條件為0-6oC。
呋蟲胺對(duì)映體在有機(jī)溶劑和水溶液中構(gòu)型穩(wěn)定，但光照會(huì)加速降解，在土壤中，有氧和厭氧條件下的平均降解半衰期分別為73.7～232.8d和86.4～265.9d。
用途
呋蟲胺在殺蟲脒效能方面與傳統(tǒng)煙堿類農(nóng)藥有所不同，它通過胃毒和觸殺兩種方式作用于靶標(biāo)生物，并具有內(nèi)吸性強(qiáng)、持效期長（4-8周，理論持效性43天）、速效快、殺蟲譜廣等優(yōu)點(diǎn)，即使在很低的劑量下也可以表現(xiàn)出對(duì)刺吸式口器害蟲的高殺蟲活性。主要用于防治谷物、蔬菜、瓜果、棉花、煙葉等多種作物上的蚜蟲類、木虱類、粉虱類、蚧類、矢尖盾蚧、朱綠蝽、桃小食心蟲、桔潛蛾、茶細(xì)蛾、黃條跳甲、豆?jié)撓墶⒉栊【G葉蟬及其抗性品系等病蟲害防治，同時(shí)對(duì)鞘翅目、雙翅目、鱗翅目、甲蟲目和總翅目害蟲、白蟻、家蠅等有高效。
呋蟲胺的主要用法：為了防治蔬菜害蟲，可以在果菜類和葉菜類移栽時(shí)將藥劑與土壤混合處理，或者在撒播時(shí)與播種溝的土壤混合處理。也可以使用水溶性粒劑8000～10000倍液進(jìn)行噴霧，以防治蔬菜中后期的害蟲。
合成工藝
呋蟲胺的合成路線主要有以下幾種：
路線一
由甲醛和甲基硝基胍反應(yīng)制備1, 5-二甲基-2- (硝基亞氨基) -六氫-1, 3, 5-三嗪。以丙二酸二乙酯為原料與氯乙酸乙酯反應(yīng)制備乙烷-1, 1, 2-三羧酸乙酯， 與硼氫化鈉反應(yīng)制備2-羥甲基-1, 4-1,4-丁二醇， 再在對(duì)甲苯磺酸作用下制備3-四氫呋喃基甲醇。由3-四氫呋喃基甲醇和甲基磺酰氯制得的3-四氫呋喃基甲基甲基磺酸酯與1, 5-二甲基-2- (硝基亞氨基) -六氫-1, 3, 5-三反應(yīng)后， 再與鹽酸反應(yīng)制得呋蟲胺。
路線二
以丙二酸二乙為原料與環(huán)氧乙烷反應(yīng)制備α-乙氧羰基-γ-丁內(nèi)酯， 再與硼氫化鉀反應(yīng)制備3-四氫呋喃基甲醇。由3-四氫呋喃基甲醇與三氟甲磺酸酐制得的3-四氫呋喃基甲基三氟甲磺酸酯與1, 5-二甲基-2- (硝基亞氨基) -六氫-1, 3, 5-三嗪反應(yīng)， 再與鹽酸反應(yīng)制得呋蟲胺。
路線三
以3-四氫呋喃基甲基甲基磺酸酯為原料， 通過與鄰苯二甲酰亞胺鉀鹽反應(yīng)后， 再與水合肼反應(yīng)制備3-四氫呋喃基甲胺。3-四氫呋喃基甲胺與S-甲基-N-硝基-N'-鄰苯二甲酰異硫脲反應(yīng)得到S-甲基-N-硝基-N'-[ (3-四氫呋喃基) 甲基]異硫， 再與甲胺反應(yīng)制得呋蟲胺。
路線四
以DL-蘋果酸為原料， 通過催化加氫制備1, 2, 4-丁三醇， 在對(duì)甲苯磺酸催化作用下制備3-羥基四氫呋喃， 與氯化亞砜反應(yīng)制備3-氯四氫呋喃， 與氰化鈉反應(yīng)制備3-氰基四氫呋喃， 再催化加氫制備3-四氫呋喃基甲胺。3-四氫呋喃基甲胺與O-甲基-N-硝基異脲反應(yīng)制備O-甲基-N-硝基-N'-[ (3-四氫呋喃基) 甲基]異脲， 再與甲胺反應(yīng)制得呋蟲胺。
路線五
由3-四氫呋喃基甲胺與S-甲基-N-硝基異硫脲制備得到的1-[ (3-四氫呋喃基) 甲基]-2-硝基胍與甲醛和異丙胺反應(yīng)制備1-[ (3-四氫呋喃基) 甲基]-2- (硝基亞胺基) -5-異丙基六氫-1, 3, 5-三嗪， 與硫酸二甲酯反應(yīng)制得1-[ (3-四氫呋喃基) 甲基]-2- (硝基亞胺基) -3-甲基5-異丙基-六氫-1, 3, 5-三嗪， 再與氨水反應(yīng)制得呋蟲胺。
毒理性質(zhì)
毒性和作用特點(diǎn)
根據(jù)中國農(nóng)藥毒性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，呋蟲胺被歸類為低毒殺蟲劑。它屬于第三代煙堿類殺蟲劑，與一二代煙堿類殺蟲劑在化學(xué)結(jié)構(gòu)上有很大的區(qū)別，它的四氫呋喃基取代了以前的氯代吡啶基、氯代噻唑基，并不含鹵族元素，同時(shí)，在性能方面也與煙堿有所不同。因此，目前人們將其稱為“呋喃煙堿”。該藥劑的殺蟲譜廣泛，具有卓越的內(nèi)吸滲透作用，并且在極低的劑量下顯示出很高的殺蟲活性。呋蟲胺主要作用于昆蟲中樞神經(jīng)系統(tǒng)中煙堿型乙酰膽堿受體(n ACh Rs)，通過高效阻斷昆蟲的正常神經(jīng)傳遞致使昆蟲死亡。
呋蟲胺殺蟲脒譜表
對(duì)其他生物的影響
呋蟲胺對(duì)哺乳動(dòng)物、鳥類（鵪鶉急性經(jīng)口LD50>1000mg/kg）及水生生物安全低毒，無作物藥害。魚毒試驗(yàn)表明，呋蟲胺對(duì)鯉魚nm(48h)>1000mg/L，對(duì)水蚤>1000mg/L。但對(duì)蜜蜂屬、蚯蚓、春蠶等非靶標(biāo)有益生物表現(xiàn)為高毒，甚至?xí){到其種群的存活。對(duì)蜜蜂毒性為中等風(fēng)險(xiǎn)到高等風(fēng)險(xiǎn)，植物授粉花期禁用，可以通過飄塵、花粉、露水等途徑導(dǎo)致蜜蜂急性中毒，能明顯抑制蜂王胎的化蛹和羽化，同時(shí)還能引起行為障礙、定向困難及活動(dòng)遲緩等一系列慢性毒性癥狀。而且，大劑量使用會(huì)影響蜜蜂的嗅覺，亞致死劑量影響其學(xué)習(xí)能力和記憶力。
環(huán)境行為和生態(tài)效應(yīng)
新煙堿類殺蟲劑的分子在土壤中主要通過表面物理吸附方式與土壤顆粒結(jié)合，絕大多數(shù)該類農(nóng)藥分子都具有較小的分子量、強(qiáng)的極性，從而使其容易從土壤中解析出來，從而結(jié)合土壤水、進(jìn)入地表徑流及地下水，在水生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)生擴(kuò)散。盡管新煙堿類殺蟲劑可在自然土壤中自發(fā)降解，然而這一過程的速度并不理想，部分中間轉(zhuǎn)化物質(zhì)的存在使得其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)不容忽視。這類殺蟲劑以及中間轉(zhuǎn)化物質(zhì)在動(dòng)植物與人體中通過食物鏈積累的風(fēng)險(xiǎn)同樣存在。新煙堿類殺蟲劑在全球已經(jīng)被廣泛使用，由于其高殘留、難降解、降解產(chǎn)物可能比母體化合物毒性更大等特點(diǎn)，過度施用后對(duì)生態(tài)系統(tǒng)中的非靶標(biāo)生物、土壤水體環(huán)境會(huì)造成損害。
呋蟲胺在土壤環(huán)境中具有持久性，其半衰期高達(dá)75～82d。呋蟲胺還因較強(qiáng)的內(nèi)吸性，導(dǎo)致其在植物體和環(huán)境介質(zhì)中殘留量增加，殘效期增長。
安全事宜
由于呋蟲胺高效的殺蟲活性、快速作用和長效殘留特性，因此采用莖葉噴霧、土壤處理、顆粒劑施用和育苗箱處理等方法，都能夠發(fā)揮出良好的效果。同時(shí)，在推廣呋蟲胺的過程中，應(yīng)該與有機(jī)磷、擬除蟲菊酯類及其他雜環(huán)化合物類等作用機(jī)理不同的殺蟲劑輪換施用，或者使用低劑量的復(fù)合制劑，以避免產(chǎn)生抗藥性。
呋蟲胺對(duì)于蜜蜂屬、桑蠶和鳥類具有較高的毒性，因此在桑園和蠶室附近以及被子植物門的花期禁止使用該藥劑；在天敵生物放飛區(qū)和水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)附近也禁止施藥；嚴(yán)禁將殘留藥液倒入河流中，并禁止在江河、湖泊中清洗施藥器具，務(wù)必注意避免污染水源。
不可與堿性物質(zhì)混合使用。為了確保噴藥的質(zhì)量，藥液應(yīng)當(dāng)現(xiàn)配現(xiàn)用，不宜存放時(shí)間過長。
在不同食品中的最大殘留限量如下：稻谷10毫克/千克，糙米5毫克/千克，棉籽1毫克/千克，黃瓜2毫克/千克，茶葉20毫克/千克。
參考資料 >