在昆蟲中樞神經(jīng)系統(tǒng)中,煙堿乙酰膽堿受體對介導突觸傳遞起重要作用,一直是殺蟲劑領(lǐng)域研究的重要作用靶標。自19世紀末煙草提取物煙堿作為天然殺蟲劑被廣泛使用,到20世紀90年代作用于煙堿乙酰膽堿受體的第一個合成殺蟲劑吡蟲啉問世,煙堿乙酰膽堿受體作為現(xiàn)代農(nóng)藥的生化靶標得到了不斷地研究和開發(fā)。至今已有10多種作用于煙堿乙酰膽堿受體殺蟲劑開發(fā)上市,成為對刺吸式口器害蟲進行防治和抗性管理最有效的農(nóng)藥種類之一。

　　然而,作用于煙堿乙酰膽堿受體的殺蟲劑(特別是競爭調(diào)節(jié)劑)多對蜜蜂等傳粉昆蟲的急性毒性較高(表1),具有較高的安全風險。歐盟、巴西、加拿大和法國等地區(qū)和國家先后出臺了有關(guān)吡蟲啉、噻蟲嗪、噻蟲胺、噻蟲啉、氟吡呋喃酮和氟啶蟲胺腈等品種的限用和禁用管理措施,使作用于煙堿乙酰膽堿受體的殺蟲劑的發(fā)展受到了較大影響。與此同時,越來越多的靶標害蟲對該類殺蟲劑產(chǎn)生了抗藥性,且有不斷加重的趨勢。開發(fā)對傳粉昆蟲低毒、對抗藥性靶標害蟲有效的作用于煙堿乙酰膽堿受體的新型殺蟲劑具有重要的現(xiàn)實意義。

　　Flupyrimin是日本明治制果藥業(yè)株式會社新開發(fā)的作用于煙堿乙酰膽堿受體的殺蟲劑,代號ME5382。該品種對傳粉昆蟲相對安全,對半翅目、鱗翅目以及對吡蟲啉等產(chǎn)生抗藥性的害蟲等多種害蟲均有效,可廣泛用于農(nóng)業(yè)和非農(nóng)領(lǐng)域,具有較大的市場潛力。本文從理化性質(zhì)、毒性、作用機制、生物活性、代謝殘留、產(chǎn)品合成與制劑應(yīng)用等方面對flupyrimin進行介紹。

1 理化性質(zhì)

　　Flupyrimin的IUPAC化學名稱為N-[(E)-1-(6-氯-3-吡啶甲基)吡啶-2(1H)-亞基]-2,2,2-三氟乙酰胺,CAS登錄號：1689566-03-7,分子式：C₁₃H₉C_lF₃N₃O,分子量：315.68。Flupyrimin可看成是吡蟲啉、啶蟲脒、烯啶蟲胺、噻蟲啉、氟吡呋喃酮、環(huán)氧蟲啶、哌蟲啶和戊吡蟲胍等作用于煙堿乙酰膽堿受體的殺蟲劑的衍生物,在保留后者特征基團2-氯-5-吡啶甲基(R)的同時引入N-[吡啶-2(1H)-亞基]三氟乙酰胺(R´)(圖1)。值得注意的是,flupyrimin有效體的C=N雙鍵為反式構(gòu)型,與吡蟲啉、啶蟲脒和烯啶蟲胺等的一致。

　　Flupyrimin為白色無臭味粉末固體(19℃),熔點156.6~157.1℃,沸點298.0℃,蒸氣壓＜2.2×10^-5Pa(25℃)或＜3.7×10^-5Pa(50℃),密度1.5g/cm³(20 ℃),土壤吸附系數(shù)KF^adsOC為32~92(25℃),油水分配系數(shù)logP_ow為1.68(25℃),水溶解度167mg/L (20℃)；水中穩(wěn)定性DT₅₀：5.54d (25℃、pH4)、228d (25℃、pH7)或4.35d (25℃、pH9),水中光解穩(wěn)定性DT₅₀：10.2d (滅菌緩沖液、pH6.97~6.99、25°C、22.2 W/m²、300~400nm)或5.8d (滅菌自然水、pH7.48、25℃、22.2W/m²、300~400nm)。

2 毒性

2.1 哺乳動物毒性

　　Flupyrimin對哺乳動物的急性毒性較低,大鼠(雌性)急性經(jīng)口毒性：300mg/kg(體重)50≤2000mg/kg(體重),大鼠急性經(jīng)皮毒性LD₅₀>2000mg/kg(體重),大鼠急性吸入毒性LC₅₀>5mg/L,對兔眼睛有輕微的刺激性,對兔皮膚無刺激性,對豚鼠皮膚無致敏性。此外,flupyrimin無致畸性和遺傳毒性,每日允許攝入量為0.011mg/kg(體重),急性參考劑量為0.08mg/kg(體重)。

2.2 生態(tài)毒性

　　Flupyrimin對生態(tài)相對安全：鯉魚LC₅₀(96h)>99 600μg/L,大型溞EC₅₀(48h)>99600μg/L；綠藻ErC₅₀(72h)為48000μg/L；搖蚊幼蟲 EC₅₀(48h)為99μg/L；蜜蜂急性經(jīng)口LD₅₀(96h) > 53μg/只,急性接觸LC₅₀(96h) >100μg/只；歐洲熊蜂急性接觸LC₅₀(96h)>100μg/只；角額壁蜂急性接觸LC₅₀(96h) >100μg/只。Flupyrimin對魚、大型溞和藻類等水生生物低毒,對搖蚊具有一定的抑制作用,對傳粉昆蟲相對安全,對蜜蜂的安全性優(yōu)于吡蟲啉、氟吡呋喃酮、氟啶蟲胺腈和三氟苯嘧啶等競爭調(diào)節(jié)煙堿乙酰膽堿受體的其他殺蟲劑(表1)。然而,flupyrimin對蜜蜂還是存在一定的急性經(jīng)口毒性。

3 作用機制與生物活性

3.1 作用機制

　　與同類殺蟲劑環(huán)氧蟲啶和三氟苯嘧啶相同,flupyrimin對美洲大蠊的神經(jīng)元煙堿乙酰膽堿受體具有拮抗作用,即同為煙堿乙酰膽堿受體拮抗劑。在家蠅體內(nèi)與flupyrimin結(jié)合的煙堿乙酰膽堿亞型受體至少有2個,分別為煙堿乙酰膽堿受體激活劑吡蟲啉的敏感亞型受體和不敏感亞型受體,這與三氟苯嘧啶結(jié)合的受體不同。由于在與受體的結(jié)合位點和作用方式等方面存在差異,flupyrimin對吡蟲啉敏感和產(chǎn)生抗藥性的害蟲都有效。對大鼠大腦中的煙堿乙酰膽堿α4β2亞型受體的親和性研究表明,flupyrimin對靶標害蟲體內(nèi)的煙堿乙酰膽堿受體具有選擇活性,對非靶標動物安全。

　　結(jié)合flupyrimin的化學結(jié)構(gòu)和生物化學特點,以及莖葉噴霧處理和土壤灌注施用后的殺蟲效果,推測flupyrimin具有一定的觸殺、胃毒、根部內(nèi)吸和跨層傳導活性,作用方式與吡蟲啉相似。

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