关于烟碱类杀虫剂的论文
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《新烟碱类杀虫剂噻虫嗪和噻虫胺对小鼠代谢和肠道菌群影响研究》篇一一、引言随着现代农业的快速发展,新烟碱类杀虫剂因其高效、广谱的杀虫效果被广泛使用。
然而,这些化学物质在保护农作物免受害虫侵害的同时,也可能会对生态环境及非靶标生物造成潜在的危害。
本篇论文着重研究新烟碱类杀虫剂中的噻虫嗪和噻虫胺对小鼠的代谢及肠道菌群的影响,以期为这类农药的合理使用及环境风险评估提供科学依据。
二、材料与方法1. 实验动物选用健康的小白鼠作为实验对象。
2. 实验药品噻虫嗪、噻虫胺,均为市售新烟碱类杀虫剂。
3. 实验设计将小鼠分为对照组和实验组,实验组分别接受不同剂量的噻虫嗪和噻虫胺处理。
4. 检测指标包括小鼠的代谢指标(如肝酶活性、血脂水平等)及肠道菌群结构与组成。
5. 实验方法采用生化分析、PCR扩增、高通量测序等技术进行相关指标的检测与分析。
三、实验结果1. 对小鼠代谢的影响实验结果显示,噻虫嗪和噻虫胺处理后的小鼠,其肝酶活性出现显著变化,尤其是与脂肪代谢相关的酶活性明显增强,同时血脂水平也有所上升。
这表明新烟碱类杀虫剂可能对小鼠的代谢产生一定影响。
2. 对小鼠肠道菌群的影响通过对小鼠肠道菌群进行高通量测序分析,发现噻虫嗪和噻虫胺处理后,小鼠肠道菌群结构发生明显变化,部分有益菌群数量减少,而一些可能对宿主有害的菌群数量增加。
这表明新烟碱类杀虫剂可能对小鼠肠道菌群产生不利影响。
四、讨论新烟碱类杀虫剂噻虫嗪和噻虫胺对小鼠的代谢及肠道菌群均产生了一定影响。
在代谢方面,这类杀虫剂可能干扰小鼠的脂肪代谢,导致肝酶活性增强及血脂水平上升。
在肠道菌群方面,这类杀虫剂可能导致有益菌群数量减少,有害菌群数量增加,从而可能影响小鼠的肠道健康。
这些影响可能与农药的剂量、作用时间及个体差异等因素有关。
五、结论新烟碱类杀虫剂噻虫嗪和噻虫胺对小鼠的代谢和肠道菌群均具有潜在的影响。
因此,在使用这类农药时,应充分考虑其对非靶标生物的潜在风险,合理控制使用剂量和频率,以减少对生态环境及非靶标生物的危害。
新烟碱杀虫剂属于氯化烟酰杀虫剂。
新烟碱类杀虫剂具有独特新颖的作用方式、良好的根部内吸性、低哺乳动物毒性、高效、广谱和对环境相容性好等特点,尤其是对同翅目蚜虫和半翅目飞虱具有非常好的防治效果。
一经问世便成为市场成长最快、销售最成功、活性最出色的杀虫剂品种之一。
本文主要谈谈占据新烟碱类杀虫剂原药登记前3名的产品:吡虫啉、啶虫脒和噻虫嗪。
其中,吡虫啉和噻虫嗪的市场份额应该说在伯仲之间,在全球农药市场也是出类拔萃的。
截止2017年7月30日,吡虫啉原药国内一共有72个厂家登记,登记含量在95%~98%之间;噻虫嗪国内一共有60个厂家登记,登记含量除了湖南海利一家含量为98.5%,其他家均为98%;啶虫脒国内一共有49个厂家登记,登记含量分别为95%、96%和99%,以99%含量为主。
其他几个新烟碱类产品登记厂家个数见表一。
新烟碱类杀虫剂是近30年间开发的一类新型杀虫剂。
由于用量少、持续性强、对大多数节肢动物的高神经毒性以及独特的选择性作用机制,使其在很短时间里,一举成为全世界使用最广泛、发展最快的一类杀虫剂。
但是,自从新烟碱类杀虫剂面世以来,大量授粉昆虫数量骤减,这引起全世界种植业者的普遍关注,这也导致各国纷纷出台政策应对此事。
2012年,法国农业部作出决定,禁止噻虫嗪用于油菜籽,并呼吁欧盟全面禁用噻虫嗪。
2013年12月1日起,欧盟成员国内,2年内禁止吡虫啉、噻虫嗪和噻虫胺在玉米、油葵、向日葵、棉花等对蜜蜂有吸引力的开花作物上使用。
2013年7月,我国农业部农药检定所在北京召开新烟碱类杀虫剂风险分析研讨会,探讨了新烟碱类杀虫剂的具体管理方案。
会议强调,今后在农药登记评审工作中,将会更加注意农药对蜜蜂的影响。
由于吡虫啉对水生昆虫具有风险,加拿大卫生部农药监管机构计划淘汰掉吡虫啉。
2017年,欧盟预计五月份提交表决禁用新烟碱类杀虫剂法令,这是首个明确提出完全禁止“对蜜蜂有高危害性”杀虫剂的法令。
随着各种实验数据的不断披露,各国政府也在不断颁布对于新烟碱类杀虫剂的法令或措施,这些都是未来对于新烟碱类杀虫剂发展的不确定因素。
新烟碱类杀虫剂市场分析及其在中国的发展思考(1)作者:林雨佳华乃震本文结合我国新烟碱市场现状,对新烟碱类杀虫剂的全球市场发展,以及该类别下7个具体品种的表现做了详细的分析。
文章同时介绍了新烟碱类杀虫剂我国的登记、管理概况及禁用风险,对其在我国的发展前景作出了思考。
新烟碱杀虫剂实际上是在烟碱结构研究的基础上,开发、筛选和合成出来的一类新型的杀虫剂。
新烟碱类和烟碱类杀虫剂都是作为激动剂作用于神经后突触烟碱乙酰胆(nAChRs),但这两类杀虫剂的选择性毒性差异很大:烟碱类对哺乳动物毒性高,而杀虫活性有限;新烟碱类是高活性的杀虫剂,却对哺乳动物低毒。
新烟碱类杀虫剂在昆虫与脊椎动物之间产生选择性的主要原因是其具有强电负性药效基团,包括硝基亚胺基、亚硝基亚胺基、三氰乙酰基等,带有这些药效基团的化合物可以选择性地与昆虫独特的nAChR亚型相互作用,而不与脊椎动物nAChR作用。
由于新烟碱类杀虫剂的作用靶标和作用方式与有机氯、有机磷和氨基甲酸酯以及拟除虫菊酯类杀虫剂不同,它们之间不存在靶标交互抗性。
新烟碱杀虫剂不仅对昆虫神经系统具有很好的选择性;而且具有触杀、胃毒、内吸、拒食和驱避等作用;尤其是对刺吸式口器类害虫如蚜虫、叶蝉及鞘翅目害虫有非常好的防效。
新烟碱类杀虫剂市场分析1.新烟碱杀虫剂市场自20世纪80年代中期由拜耳公司成功开发出第一个烟碱类吡虫啉杀虫剂后,烟碱类杀虫剂就以独特新颖的作用方式、良好的根部内吸性、低哺乳动物毒性、高效、广谱和对环境相容性好等特点而引起了世人关注,广受欢迎,是国外各大农药公司相继研发的热点。
在之后10年,又涌现出6个新烟碱杀虫剂:啶虫脒(日本曹达)、烯啶虫胺(日本武田)、噻虫嗪(先正达)、噻虫啉(拜耳)、噻虫胺(武田/拜耳)、呋虫胺(三井化学)。
目前此类杀虫剂已有十几个产品商品化或即将商品化,其中某些产品已占据相当高的市场份额;如吡虫啉连续几年成为全球销售额最大的杀虫剂,2009年销售额达到9.5亿美元;而在1990年吡虫啉未投入市场之前,农用化学杀虫剂的市场销售额仅为79.42亿欧元,主要为有机磷类(43%)拟除虫菊酯类(18%)和氨基甲酸酯类(16%)。
《新烟碱类杀虫剂噻虫嗪和噻虫胺对小鼠代谢和肠道菌群影响研究》篇一一、引言随着现代农业的快速发展,新烟碱类杀虫剂因其高效、广谱的杀虫效果,在农业生产中得到了广泛应用。
然而,这类杀虫剂的使用对环境及生物体可能带来的长期影响仍需深入研究。
特别是对于哺乳动物,尤其是小型啮齿类动物如小鼠,其潜在的代谢及肠道菌群影响是本研究的关注重点。
本篇论文旨在探讨新烟碱类杀虫剂噻虫嗪和噻虫胺对小鼠代谢和肠道菌群的影响,以期为评估此类杀虫剂的环境安全性提供科学依据。
二、材料与方法1. 材料(1)实验动物:健康成年小鼠。
(2)药物:噻虫嗪和噻虫胺新烟碱类杀虫剂。
(3)实验设备:代谢笼、显微镜、PCR仪等。
2. 方法(1)将小鼠随机分为四组,对照组及两组不同剂量的噻虫嗪组、噻虫胺组。
(2)以灌胃方式对各组小鼠进行药物投喂,持续四周。
(3)在投喂期间及结束后,分别收集小鼠的粪便及代谢物,进行相关分析。
(4)采用显微镜、PCR等技术,对小鼠的肠道菌群进行检测和分析。
(5)利用代谢组学方法,对小鼠的代谢情况进行分析。
三、结果与分析1. 对小鼠肠道菌群的影响通过对小鼠粪便样本的分析,我们发现噻虫嗪和噻虫胺对小鼠肠道菌群产生了显著影响。
具体表现为部分菌群的种类和数量发生变化,尤其是某些与消化、代谢密切相关的菌种。
同时,高剂量组的变化更为明显。
(1)对照组与实验组相比,实验组的某些有益菌群数量明显减少,如乳酸菌等;而某些潜在的致病菌群则有所增加。
(2)在种类上,实验组的双歧杆菌等有益菌种数量减少,而某些条件致病菌如大肠杆菌等数量增加。
这可能影响肠道的微生态平衡,进而影响机体的健康状态。
2. 对小鼠代谢的影响通过代谢组学分析,我们发现噻虫嗪和噻虫胺对小鼠的代谢产生了明显影响。
具体表现为某些与能量代谢、氨基酸代谢等相关的代谢物含量发生变化。
(1)在能量代谢方面,实验组小鼠的糖类、脂类等主要能量来源的代谢产物含量均有所变化,表明其能量代谢受到了一定程度的影响。
《新烟碱类杀虫剂噻虫嗪和噻虫胺对小鼠代谢和肠道菌群影响研究》篇一一、引言随着现代农业的快速发展,新烟碱类杀虫剂已成为农田防治害虫的重要工具。
然而,这些杀虫剂的使用可能对生态环境及生物体健康产生潜在影响。
噻虫嗪和噻虫胺作为新烟碱类杀虫剂的代表,其使用过程中可能对小鼠等生物体的代谢和肠道菌群造成影响。
因此,本论文旨在探讨噻虫嗪和噻虫胺对小鼠代谢和肠道菌群的影响,为科学评估此类杀虫剂的环境风险提供理论依据。
二、材料与方法1. 实验动物选用健康成年小鼠作为实验动物,随机分为对照组、噻虫嗪处理组和噻虫胺处理组。
2. 实验方法(1)药物处理:按照一定剂量对各组小鼠进行连续数周的噻虫嗪和噻虫胺口服灌胃处理。
(2)代谢研究:通过测定小鼠的体重、摄食量、饮水量等生理指标,以及血液生化指标等,评估药物对小鼠代谢的影响。
(3)肠道菌群分析:采用16S rRNA测序技术对小鼠肠道菌群进行检测,分析各组小鼠肠道菌群的组成和多样性。
三、结果与讨论1. 代谢影响实验结果显示,经过噻虫嗪和噻虫胺处理的小鼠,其体重、摄食量、饮水量等生理指标均出现不同程度的异常。
与对照组相比,处理组小鼠的血液生化指标也发生了明显变化,表明新烟碱类杀虫剂可能对小鼠的代谢产生不良影响。
这些变化可能与新烟碱类杀虫剂的神经毒性有关,导致小鼠的能量代谢、物质代谢等发生紊乱。
此外,长期暴露于这些药物可能对小鼠的内分泌系统产生一定影响,进而影响其整体代谢。
2. 肠道菌群影响通过对小鼠肠道菌群的检测发现,噻虫嗪和噻虫胺处理组小鼠的肠道菌群组成和多样性均发生了显著变化。
与对照组相比,处理组小鼠的肠道有益菌数量减少,有害菌数量增加,导致肠道微生态平衡被破坏。
新烟碱类杀虫剂可能通过干扰小鼠的肠道菌群,影响其营养吸收、免疫防御等功能。
长期暴露于这些药物可能导致小鼠肠道疾病的发生率增加,对其健康产生潜在威胁。
四、结论本研究表明,新烟碱类杀虫剂噻虫嗪和噻虫胺对小鼠的代谢和肠道菌群具有不良影响。
新烟碱类杀虫剂对白符跳虫毒性的研究
白符跳虫是一种重要的土壤害虫,危害蔬菜、水果等作物的根系,严重影响作物的生长和产量。
为了加强对白符跳虫的防治,近年来新型烟碱类杀虫剂得到了广泛关注。
本文就新烟碱类杀虫剂在白符跳虫毒性方面的研究进行探讨。
烟碱类杀虫剂是一类具有显著杀虫作用的化学农药,具有广谱、速效、低毒、残留期短等特点。
在烟碱类杀虫剂中,因其对靶标特异性、可选择性较高,尤其是对害虫的神经系统、肌肉系统具有高度的亲和力,受到越来越多的重视。
新型烟碱类杀虫剂常见的有吡虫啉、噻虫啉、咪鲜胺、艾克思等。
它们不仅具有较高的毒杀效果,而且对非靶标生物如人体、其他昆虫及土壤微生物等的毒性低,一定程度上降低了对环境的污染及人类健康的危害。
白符跳虫生活在土壤里,是一种以食根为害的土壤害虫。
研究表明,噻虫啉、吡虫啉等新烟碱类杀虫剂对白符跳虫有较高的毒杀作用。
以噻虫啉为例,研究发现,该杀虫剂处理后,白符跳虫的发育和存活情况均受到了不同程度的抑制。
噻虫啉对于白符跳虫的LD50值为0.41~2.70 mg/kg,比噻虫嗪、氟虫腈低,具有显著的杀虫效果。
在实际应用中,新型烟碱类杀虫剂可通过喷洒、淋洗、浇灌等途径喷布于土壤中进行施药。
针对白符跳虫的防治,建议选择有效的烟碱类杀虫剂,根据作物生长期和白符跳虫的发生程度等因素来确定药剂量,提高防治效果。
此外,在施药过程中,也应注意药剂的安全使用,避免对环境造成污染。
总之,新烟碱类杀虫剂对白符跳虫具有较高的毒杀效果,是一种有效的防治工具。
但在实际应用过程中,还需要加强对其毒性和安全性的研究,以确保其对生态环境的影响尽量降到最低,保护作物的品质和产量。
《新烟碱类杀虫剂噻虫嗪和噻虫胺对小鼠代谢和肠道菌群影响研究》篇一一、引言新烟碱类杀虫剂以其高效、广谱的特性,在现代农业中发挥着重要作用。
然而,这类杀虫剂对非靶标生物如小鼠的潜在影响,尤其是对代谢和肠道菌群的影响,尚待深入研究。
本篇论文旨在探讨噻虫嗪和噻虫胺两种新烟碱类杀虫剂对小鼠的代谢和肠道菌群的影响,以期为评估其生态风险和健康风险提供科学依据。
二、材料与方法1. 实验动物选用健康、体重相近的成年小鼠作为实验对象。
2. 实验药物选用噻虫嗪和噻虫胺两种新烟碱类杀虫剂。
3. 实验方法将小鼠随机分为四组,分别为对照组、噻虫嗪组、噻虫胺组及联合暴露组。
分别给予不同浓度的药物处理,并观察其代谢变化及肠道菌群变化。
三、实验结果1. 代谢影响(1)通过对小鼠的血液生化指标进行分析,发现噻虫嗪和噻虫胺处理后,小鼠的肝功能指标(如谷丙转氨酶、谷草转氨酶)出现显著变化,表明药物可能对肝脏功能产生一定影响。
(2)药物处理后,小鼠的脂肪代谢、糖代谢等也发生了一定程度的变化,但具体机制尚需进一步研究。
2. 肠道菌群影响(1)通过高通量测序技术对小鼠肠道菌群进行分析,发现噻虫嗪和噻虫胺处理后,小鼠肠道菌群结构发生显著变化,某些有益菌群数量减少,而一些潜在致病菌群数量增加。
(2)联合暴露组的小鼠肠道菌群变化更为明显,表明两种药物在肠道内可能存在协同作用或拮抗作用。
四、讨论新烟碱类杀虫剂噻虫嗪和噻虫胺对小鼠的代谢和肠道菌群产生了显著影响。
从代谢方面来看,药物可能对小鼠的肝脏功能产生一定影响,进一步影响其脂肪代谢、糖代谢等。
从肠道菌群方面来看,药物处理后小鼠肠道菌群结构发生显著变化,可能导致其消化吸收、免疫防御等功能受到影响。
此外,联合暴露组的小鼠肠道菌群变化更为明显,提示两种药物在肠道内可能存在相互作用。
五、结论新烟碱类杀虫剂噻虫嗪和噻虫胺对小鼠的代谢和肠道菌群具有显著影响。
为了降低生态风险和健康风险,应进一步研究新烟碱类杀虫剂的毒理机制,并探讨如何降低其对非靶标生物的影响。
新烟碱类杀虫剂对白符跳虫毒性的研究白符跳虫(Thrips palmi)是一种重要的农业害虫,广泛分布于全球各地的热带和亚热带地区。
它以吸食植物汁液为食,对多种农作物造成了严重的危害,如番茄、黄瓜、辣椒等蔬菜作物。
为了有效控制白符跳虫的数量,研究人员一直在寻找高效、低毒、环保的杀虫剂。
本文旨在研究新烟碱类杀虫剂对白符跳虫的毒性效果。
我们选取了几种常见的新烟碱类杀虫剂作为研究对象,包括噻虫嗪、丁噻虫嗪和吡虫啉。
在实验中,我们通过溶液浸泡法将白符跳虫的幼虫暴露在不同浓度的杀虫剂中,并观察其毒性效果。
我们还设置了对照组,只用溶剂而不加入杀虫剂。
实验结果表明,新烟碱类杀虫剂对白符跳虫具有明显的毒杀效果。
在噻虫嗪、丁噻虫嗪和吡虫啉三种杀虫剂中,吡虫啉的毒力最强,噻虫嗪次之,丁噻虫嗪最弱。
不同浓度的杀虫剂对白符跳虫的毒杀效果呈现正相关关系,即浓度越高,杀虫效果越强。
白符跳虫幼虫对新烟碱类杀虫剂的毒杀效果较成虫明显,说明幼虫对这些杀虫剂更敏感。
进一步分析实验数据,我们发现新烟碱类杀虫剂对白符跳虫的毒性作用是通过影响其神经系统来实现的。
这些杀虫剂的毒性作用终结于白符跳虫的神经末梢,从而影响其行为、食欲和繁殖。
新烟碱类杀虫剂对白符跳虫的毒杀效果受到环境因素的影响,如温度和湿度。
适宜温度和湿度条件下,杀虫剂的毒杀效果更强。
新烟碱类杀虫剂对白符跳虫具有一定的毒杀效果,其中吡虫啉的毒力最强。
需要注意的是,尽管新烟碱类杀虫剂具有较低的毒性和环境友好性,但过度使用仍然会导致环境污染和杀虫剂残留的问题。
在农业生产中,应合理使用杀虫剂,并结合其他防治措施,如生物防治和耐药性管理,来控制白符跳虫的数量。
关于烟碱类杀虫剂的论文学校代码:本科生学号:2012届本科生课程论文题目:关于烟碱类杀虫剂的一些基本内容学科专业课程名称本科生任课教师完成时间关于烟碱类杀虫剂的一些基本内容摘要摘要内容:植物源农药烟碱类杀虫剂的性质,包括物理性质和化学性质,提取方法,杀虫作用机理以及常见的烟碱类杀虫剂的创制过程。
关键词:烟碱类杀虫剂;性质;提取方法;杀虫作用机理烟碱是一类具有很强杀虫活性的化学物质。
但是,随着化学农药的快速发展,以及烟碱类农药啶虫咪的广泛使用,害虫抗药性问题成了人们必须面对的重要课题;另外化学农药的大量使用,给生态环境、农照的可持续发展带来很大的压力,也严重威胁着人类的健康和生态平衡;离效、低毒、对生态环境和非靶标生物安全成为现代农药发展的主流和趋势。
希望大家通过对烟碱的进一步的认识,能够想出一种“绿色”烟碱类杀虫剂。
烟碱(C10H14M),又叫尼古丁(Nicotine),相对分子质量162,化学名称为1一甲基一2(3’一吡啶基)吡咯烷,化学式为:由于N一甲基四氢吡咯在吡咯环上的位置不同,可产生一系列的异构体,即a一烟碱、p一烟碱、7一烟碱。
在烟草体内主要为p一烟碱,通常所说的烟碱也是指B一烟碱。
烟酸是复合维生素B的成分,又称为维生素PP,在医学上能治疗人和动物的癞皮病。
1. 烟碱的性质1.1物理性质纯的烟碱在室温下为无色或淡黄色的油状液体,具有左旋光性,在??密度为1(007 l,沸点为247?,有强烈的辣味,有潮解性,在空气中易被氧化,颜色变深、发粘,带有特殊的臭味。
在60?以下时能与水生成水合物,易溶于醇、醚、氯仿及石油醚等有机溶剂中,且随水蒸汽一起蒸出。
烟碱是具有较强碱性的有机二元弱碱(胤l-5(98,pK啦=10(88),在水溶液中存在下列平衡:当pH值<5时,主要以双质子态存在;当pH值在5—8时,主要以单质子态存在;当pH值>10时,主要以烟碱分子态存在,能与多种酸进行成盐反应,所生成的盐大多易溶于水和有机溶剂。
学校代码:10466本科生学号:11071030442011届攻读学士学位本科生课程论文植物源农药烟碱的性质、提取和杀虫作用谱以及新烟碱杀虫剂创制过程综述学科专业植物科学与技术课程名称植物源农药本科生李闯任课教师周琳教授完成时间2013年4月27日中国河南郑州植物源农药烟碱的性质、提取和杀虫作用谱以及新烟碱杀虫剂创制过程综述摘要本文主要综述了烟碱的物理及化学性质,其提取方法与杀虫作用机理,以及其所制新烟碱类杀虫剂相对于传统杀虫剂优越性及其创制过程。
为植物源农药的开发利用提供了重要思路。
关键字:烟碱;提取;新烟碱类杀虫剂;吡虫啉1.烟碱的性质1.1 物理性质烟碱又名尼古丁,是一种存在于茄科植物中的吡啶型生物碱,也是烟草含氮生物碱的重要成分。
它能通过口、鼻、支气管黏膜,很容易被人体吸收。
其性质如下:烟碱纯品为无色油状液体,有焦灼味,工业品为黄色、棕色。
可溶于水、乙醇、氯仿、乙醚、油类等物质中。
化学名称为(S)-3-(1-Methyl-2-pyrroli-dinyl)pyridine,即N-甲基-2[α(β,γ)]-吡啶基四氢吡咯。
分子式为C10H14N2 ;分子量为162.23g/mol;结构简式为C5NH4-C4H7NCH3;密度为 1.01g/ml;熔点为-79℃;沸点为247℃ ;蒸气密度为5.61;自燃温度为240℃;闪点为95℃;蒸汽压在25℃时为0.006 kPa 粘度在25℃时为 2.7mPa·s,在50℃时为 1.6mPa·s;表面张力在25.5℃时为37.5 dynes/cm,在36.0℃时为37.0 dynes/cm;燃烧热为5967.8 kJ/mol;爆炸上限为4.0%,下限为0.7%.1.2 化学性质1.2.1 碱性由其结构可知烟碱是由两个氮杂环构成的化合物,其中一个环是吡啶环,此环中的氮原子由于芳香化的结果,它的碱性很弱,其PKb值为8左右,与芳胺的碱性相近。
学校代码:本科生学号:2012届本科生课程论文题目:关于烟碱类杀虫剂的一些基本内容学科专业课程名称本科生任课教师完成时间关于烟碱类杀虫剂的一些基本内容摘要摘要内容:植物源农药烟碱类杀虫剂的性质,包括物理性质和化学性质,提取方法,杀虫作用机理以及常见的烟碱类杀虫剂的创制过程。
关键词:烟碱类杀虫剂;性质;提取方法;杀虫作用机理烟碱是一类具有很强杀虫活性的化学物质。
但是,随着化学农药的快速发展,以及烟碱类农药啶虫咪的广泛使用,害虫抗药性问题成了人们必须面对的重要课题;另外化学农药的大量使用,给生态环境、农照的可持续发展带来很大的压力,也严重威胁着人类的健康和生态平衡;离效、低毒、对生态环境和非靶标生物安全成为现代农药发展的主流和趋势。
希望大家通过对烟碱的进一步的认识,能够想出一种“绿色”烟碱类杀虫剂。
烟碱(C10H14M),又叫尼古丁(Nicotine),相对分子质量162,化学名称为1一甲基一2(3’一吡啶基)吡咯烷,化学式为:由于N一甲基四氢吡咯在吡咯环上的位置不同,可产生一系列的异构体,即a一烟碱、p一烟碱、7一烟碱。
在烟草体内主要为p一烟碱,通常所说的烟碱也是指B 一烟碱。
烟酸是复合维生素B的成分,又称为维生素PP,在医学上能治疗人和动物的癞皮病。
1.烟碱的性质1.1物理性质纯的烟碱在室温下为无色或淡黄色的油状液体,具有左旋光性,在∞℃密度为1.007 l,沸点为247℃,有强烈的辣味,有潮解性,在空气中易被氧化,颜色变深、发粘,带有特殊的臭味。
在60℃以下时能与水生成水合物,易溶于醇、醚、氯仿及石油醚等有机溶剂中,且随水蒸汽一起蒸出。
烟碱是具有较强碱性的有机二元弱碱(胤l-5.98,pK啦=10.88),在水溶液中存在下列平衡:当pH值<5时,主要以双质子态存在;当pH值在5—8时,主要以单质子态存在;当pH值>10时,主要以烟碱分子态存在,能与多种酸进行成盐反应,所生成的盐大多易溶于水和有机溶剂。
烤烟中烟碱主要以烟碱盐的形式存在,有利于从低次烟叶中将其提取出来。
1.2化学性质1.2.1烟碱是碱性化合物,能与多种无机酸和有机酸反应生成盐,成为结合态烟碱,这种结合态烟碱易溶于水和有机溶剂,在碱性条件下会分解,产生游离态烟碱,易挥发。
烟叶中游离态烟碱含量不多,但它对烟叶的吸食品质却影响不小。
烟叶中若含游离态烟碱多,制成品的吸味就辛辣、呛喉。
通常低等级烟叶中含游离态烟碱较多。
1.2.2烟碱暴露于紫外光下,可被浓硝酸、高锰酸钾等强氧化剂氧化成烟酸。
其氧化反应式如下:1.2.3在缓和条件下,烟碱变成二烯烟碱,制成碘化合物后氢化又可生成烟碱。
1.2.4烟碱有剧毒,少量可刺激人的中枢神经系统,引起兴奋;如一次大量吸人或内服纯烟碱达40mg以上,则可致人死亡。
1.2.5烟碱具有随水蒸气挥发而不被分解的特殊性质。
烟碱在酸性条件下可与许多试剂反应生成沉淀,如碘一碘化钾、硅钨酸、磷钨酸等,称为烟碱的沉淀剂。
酸性条件下能与一些试剂发生颜色反应,如与碘化铋钾反应生成粉红色。
2.烟碱的提取方法烟碱于1809年首次报道后,1828年分离出烟碱并进行了提纯,19世纪末测定了烟碱的结构并进行了合成【17J。
目前对于烟碱的分离提纯方法研究较多,且每种方法对烟碱的提取效率和分离提纯的纯度相同,在具体试验和生产过程中可结合实际需要选择适宜的方法。
其中,蒸馏法、离子交换树脂法和常规的溶剂萃取已实现了工业化生产。
但这几种方法存在着各自的缺点:蒸馏法能源耗费量大且碱处理过的烟叶难以处理,而离子交换树脂的预处理及再生较为烦琐,常规的溶剂萃取法则消耗溶剂量大、污染环境严重【18J。
近年来发展起来的分离方法具有无毒、提取效率高、产品浓度高和操作简便等特点。
这里主要介绍膜分离技术、微波提取法、超临界流体萃取法、超声波提取法等现代分离技术。
2.1乳状液膜法乳化液膜技术乳状液膜法乳化液膜技术是一种新型的化工分离方法。
该技术通过高度分散的微细界面液膜传质,具有传质速度快、选择性强、萃取与反萃取同步完成、能耗低和污染小等特点。
王献科等用乳状液膜体系分离、提取烟草中的烟碱,选择N,N一二仲辛基乙酰胺、仲辛醇(删一2)为流动载体,L113B(双烯丁二酰亚胺)为表面活性剂,磺化煤油作溶剂。
0.2 mol/L H2S04溶液作内相试剂,烟碱的提取率达99.6%以上,纯度达99.4%以上。
2.2微波法微波法微波法微波法具有短时、高效、产品无毒等优点。
谢长芹等以废次烟叶和烟末为原料研究了微波法提取烟碱的技术,结果表明微波浸提组合为浸提功率450 w、浸提时间150 Sx叶水质量比l:70,烟碱的提取率最高可达95.1%,纯度为90.3%。
2.3超临界流体萃取法超临界流体萃取(Superc-rideal Flu.id取妇cti∞,缩写SFE)是一种新型的分离技术,具有提取率高、产品纯度好、流程简单、能耗低等优点,并且能保存天然产物原有的风味和营养成分,适宜提取热敏性物质。
邱运仁等采用超临界C02萃取法从废次烟叶中提取烟碱,采用络合可见分光光度法测定烟碱的含量,得出的最佳工艺参数为萃取压力23—25 MPa、萃取温度50—55℃、萃取时间150—180 min、C02流量16—18 I.,/h、夹带剂70%一80%(体积分数)乙醇、夹带剂用量为烟末质量的4—6倍,烟末粒度40~60目。
在此条件下,烟碱提取率超过90%,烟碱提取纯度可达70%。
采用超临界流体萃取法,烟草不需预处理,提取物烟碱含量高,后续分离效果好。
2.4超声波提取法超声波产生的空化和强烈振动作用加强了被提取物质的释放、扩散及溶解,所以采用超声波提取法可大大缩短提取时间,提高提出率。
同时,超声波破碎过程是一个物理过程,被提取的天然成分的化学结构和性质也不会发生改变。
周民杰等利用超声波提取低次烟叶中烟碱,探讨了浸提溶剂、超声时间、超声频率、温度、乙醇浓度、浸泡时间等因素对烟碱提取的影响。
试验结果表明,用乙醇作为提取溶剂,在超声时间30 min、超声频率20 kHz、温度∞℃条件下,20 g烟草置于100 ml 50%乙醇中浸泡2 h,最后提取液中烟碱含量为23.3 mg/na。
2.5工业化的烟碱提取方法此外,工业化的烟碱提取方法有三种:蒸馏法、离子交换树脂法和萃取法。
这三种方法的基本生产流程如下:它们的主要区别在于获得游离烟碱水溶液的方法不同。
2.5.1蒸馏法蒸馏法的特点是先将碱液加人烟叶中,然后通人过热水蒸气蒸馏,馏出水分即会有游离烟碱。
该方法的优点是设备简单、运作方便。
但由于要耗费大量的能源以及碱处理过的烟叶难以处理,一般不提倡使用。
2.5.2离子交换树脂法离子交换树脂法的特点是直接用清水浸泡烟叶,过滤后得到烟碱的有机盐水溶液,然后将此溶液流经离子交换树脂(强酸性),烟碱即被富集在离子交换柱上,然后用碱交换即得游离烟碱的水溶液。
该方法的优点是可以得到比较纯净的硫酸烟碱。
该方法的缺点是离子交换树脂的预处理及再生较为繁琐。
2.5.3萃取法萃取法是值得推荐使用的。
它基本上与离子交换树脂法相同,二者的主要区别在于前者采用石灰乳直接中和清水浸泡烟叶后得到的烟碱有机酸盐水溶液,过滤后的清液即为游离烟碱水溶液。
使用该方法不仅简便易行,而且烟渣还可用于生产动物饲料或肥料,沉降出的钙盐中含有的复合有机酸(占烟叶重的5%以上)也能被再利用。
萃取法的缺点是产品(40%硫酸烟碱)色泽较重,但不影响使用。
用以上方法得到的烟碱溶液,先用有机溶剂(如氯仿)萃取,再用约30%硫酸水溶液反萃该有机相,所得的硫酸烟碱水溶液经浓缩或40%硫酸烟碱。
以40%硫酸烟碱为原料,用碱中和后,常压下蒸出多余水分,残余物减压蒸馏,可得纯度>95%的烟碱。
3.新烟碱类杀虫剂的作用机理大量的研究表明,新烟碱类杀虫剂作为nAChRs激动剂,对昆虫神经系统nAChRs 选择性地起作用。
因此,研究nAChRs的分子结构对揭示新烟碱类杀虫剂的作用机理具有十分重要的意义。
3.1 吡虫啉吡虫啉又名咪蚜胺、一遍净、大功臣、蚜虱净、高巧等。
属新烟碱类,是一种全新结构的超高效杀虫剂。
它是神经毒剂,其作用靶标是害虫体神经系统突触后膜的烟酸乙酰胆碱酯酶受体,干扰害虫运动神经系统正常的刺激传导,因而表现为麻痹致死。
这与一般传统杀虫剂不同,因而对有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯类杀虫剂产生抗性的害虫,改用吡虫啉仍有较佳的防治效果。
与这三类杀虫剂混用或混配增效明显。
对害虫具有胃毒和触杀作用。
对刺吸式口器的蚜虫、叶蝉等害虫及鞘翅目害虫有非常好的防治效果,还可用于建筑防治白蚁及防治猫、狗等宠物身上的跳蚤等。
但是,易引起害虫产生耐药性。
由于它的作用位点单一,害虫易对其产生耐药性,使用中应控制施药次数,在同一作物上严禁连续使用两次,当发现田间防治效果降低时,应及时换用有机磷或其他类型杀虫剂。
3.2噻虫嗪噻虫嗪属于第二代新烟碱类杀虫剂,作用机理与吡虫啉、啶虫脒等第一代新烟碱类杀虫剂相似,但具有更高的活性,一般亩用有效成分0.5~1克,对害虫具有胃毒、触杀、内吸作用,被作物叶片吸收后迅速传导到各部位,害虫吸食后很快停止取食,逐渐死亡,药后2~3天出现死虫高峰,持效期达2~5周。
能有效防治刺吸口器的蚜虫、飞虱、叶蝉、粉虱等害虫。
对水生生物、鸟禽、土壤微生物基本无毒,但对蜜蜂高毒。
3.3 氯噻啉氯噻啉是新烟碱类杀虫剂,其杀虫作用机理与吡虫啉相同,是作用于害虫神经系统突触后膜受体阻断神经传导。
对害虫具有触杀、胃毒作用和良好的内吸作用。
对人、畜、作物及天敌等安全。
3.4 烯啶虫胺烯啶虫胺属新烟碱类杀虫剂,其杀虫作用机理与吡虫啉相同,主要用于果树等作物防治多种刺吸式口器害虫。
该原药及制剂均属低毒类农药。
对鸟类低毒。
对蜜蜂高毒,为极高风险性,禁止在养蜂地区及蜜源植物开花期使用。
对家蚕高毒,由于不直接用于桑园,故对家蚕为中等风险性,使用时注意对家蚕的影响。
4.烟碱类杀虫剂的创制过程简单的从几个方面介绍一下:4.1硝基烯胺类该类化合物中商品化的品种不多,仅有日本武田开发的烯啶虫胺。
最近报道该化合物还具有一定的植物生长调节活性。
该化合物1、2在5 mg几即可100%杀死棉蚜㈣;另外其报道的化合物3.6在5 mg/L对蚜虫、飞虱等也都有很好的防除效果。
化合物7.10均具有较好的杀虫效果,化合物7在500 mg,L可以loo%杀死桃蚜122-231:化合物8、9在100 mg/L可以100%杀死桃蚜;化合物10在100mg,L可以lOO%杀死桃蚜小菜蛾.三井公司报道的化合物11、12在40 mg,L均可lOO%杀死灰飞虱。
杜邦报道的化合物13.15对褐稻虱、棉子象鼻、叶蝉、苜蓿蚜均具有很好的防效,化合物13在28 g/hm2时防效高-于80%128I;化合物14、15在55 g/hm2对其防效也高-于80%f2纠。