引用本文:王莹，石中亮. 拟除虫菊酯类杀虫剂的研究与开发进展[J]. 化学试剂，2024，46(8)：50-58.
DOI:10.13822/j.cnki.hxsj.2024.0029
背景介绍
随着农业机械化和大规模生产的需求增长，杀虫剂在保护农作物方面发挥着重要作用。拟除虫菊酯类杀虫剂因其独特特性备受关注，由天然除虫菊素衍生而来。天然除虫菊素虽有优点，但存在光稳定性差等缺点。多年来，为克服这些不足，科研人员对其进行结构修饰，开发出许多拟除虫菊酯品种。同时，人们对化学农药污染问题日益关注，更加认识到天然除虫菊素的优势，这也推动了对拟除虫菊酯类杀虫剂的深入研究。
文章亮点
1.系统综述了拟除虫菊酯类杀虫剂的发展历程、作用机制、分类及结构改造研究，内容全面且详细；
2.对不同类型的拟除虫菊酯进行了比较，分析了各自的优点和缺点，为进一步研究和应用提供了参考；
3.指出了拟除虫菊酯发展中暴露出的问题，并提出了改进和发展的方向，如减少对非靶标生物的影响、降低环境残留与污染、抗药性管理与创新等，具有重要的指导意义。
内容介绍
1 发展历程
拟除虫菊酯类农药是以仿效天然除虫菊素的化学结构而合成的农药。除虫菊（Tanacetum cinerariifolium）是菊科菊属类的多年生草本植物，是世界三大天然杀虫植物之一。
天然除虫菊酯是由6种杀虫活性成分组成的复合型植物源杀虫剂，包括除虫菊素Ⅰ、除虫菊素Ⅱ，瓜叶菊素Ⅰ、Ⅱ和微量的茉莉菊素Ⅰ、Ⅱ。
拟除虫菊酯的开发重点先是集中在天然除虫菊素的醇部分[4]，在此期间出现了炔丙菊酯、苄菊酯、熏菊酯、胺菊酯、炔醚菊酯等多个品种，直到苯醚菊酯的发现，才为这段历史渐渐画上了休止符。
2 拟除虫菊酯类杀虫剂的作用机制
拟除虫菊酯的作用机制与DDT类似，都作用于昆虫神经细胞轴突上的电压门控性钠离子通道（Voltage-gated sodium channels, VGSCs），钠通道会随着神经细胞膜电位的变化而打开和关闭。
而当拟除虫菊酯与钠通道结合后，钠通道会被固定在开放的状态，钠通道开放的时间会被延长，使Na+不断流入，此时动作电位不能达到正常峰值，负后电位延长，并导致重复后放，昆虫会表现为持续兴奋且运动不协调，最终昆虫麻痹死亡[5]。
3 拟除虫菊酯杀虫剂的简单分类
3.1 I型拟除虫菊酯类杀虫剂
I型拟除虫菊酯的菊酸结构与天然除虫菊素十分相似，因此大部分这类拟除虫菊酯仍保留了天然除虫菊素的多数特征。
3.2 II型拟除虫菊酯类杀虫剂
II型拟除虫菊酯除了结构上的不同之外，安全性和效果方面较I型拟除虫菊酯也有所不同程度的提高。
3.3 氟修饰的拟除虫菊酯
随着氟化学的蓬勃发展，其在医药和农药的应用也日渐增多，拟除虫菊酯也自然而然的受其影响，出现了很多含氟的新品种。氟的引入，给拟除虫菊酯带来了许多新的特性[20]。
3.4 非酯骨架的拟除虫菊酯
4 拟除虫菊酯的结构改造研究
5 结论
从天然除虫菊素到现在的各类拟除虫菊酯，已经历经了几十年的发展历程。英、法、日、美、德等多个国家积极参与到拟除虫菊酯的研发浪潮中，至今已产生了近百个新品种。在拟除虫菊酯不断发展迭代的过程中，相继暴露出了一些问题和不足。为了进一步提高其使用效果和安全性，可以在以下几个方面进行改进和发展。
5.1 减少对非靶标生物的影响
要深入研究拟除虫菊酯对非靶标生物的作用机制，尤其是对其他昆虫和水生生物的毒性影响。同时也要加大投入开发选择性更高的拟除虫菊酯品种，减少对非靶标生物的误杀和破坏，从而维护生态平衡。
5.2 降低环境残留与污染
一方面要优化生产工艺，减少生产过程中的危废排放，同时也要开发新型制剂配方，降低拟除虫菊酯在土壤和水中的残留量，减少其对生态环境的长期潜在危害。
5.3 抗药性管理与创新
拟除虫菊酯中的许多品种已经在面临抗性的尴尬境地，要尝试开发新型拟除虫菊酯品种或与其他类型农药的复配剂，以提高防效并延缓抗药性的产生，也要积极监测害虫对拟除虫菊酯的抗药性发展，及时调整使用策略，避免过度依赖单一农药品种。
拟除虫菊酯杀虫剂需要不断创新和改进，以适应社会发展的需求。未来拟除虫菊酯杀虫剂的研发势必会更加注重环境友好性和生态安全性，减少对非靶标生物的影响。通过科学合理的使用和监管，拟除虫菊酯杀虫剂可以为农业生产和公共卫生做出更大的贡献。
