7-复习农药化学2012

1、农药的代谢原理 是指农药在生物体内由酶催化或其他 农药代谢： 物质的作用而发生的化学反应。 两个过程：
农药进入生物体内后，在代谢酶的作用下 （1）初级代谢： 发生氧化、水解、还原等酶促反应，生成 强极性的最终产物的过程。
农药的初级代谢产物通过与生物体内的 （2）次级代谢： 一些内源性物质进行轭合形成水溶性的 最终代谢产物的过程。
（4）农药代谢：是指作为外源化合物的农药进入生物体后，通 过多种酶对这些外源化合物所产生的化学作用，这类作用亦称生 物转化。
学习要点
基本概念 农药 、生物农药、化学农药 、农药分类 LD50 、经口LD50 、经皮LD50
第二章 农药的代谢与选择性原理
1、农药的代谢原理 2、杀虫剂的选择性原理 3、杀菌剂的选择性原理 4、除草剂的选择性原理
LD50—致死中量，或半致死量 由于试验动物彼此之间对耐药力有差别，一般常用平均 能使一半被试验动物致死的剂量作为指标称之为致死中量 , 简称为LD50. 例如：用白鼠作试验。 经口LD50 : 一次口服急性中毒死亡半数的剂量称为该 药剂（经口）的LD50 mg/kg （毫克/公斤体重）。 经皮LD50 :若将药剂涂抹到动物的皮肤上，使其中毒 死亡半数的剂量称为—皮肤接触（经皮）的LD50。 经口LD50 : 牙膏 250 mg/kg,乙酰甲胺磷（杀虫剂) 945 mg/kg 阿司匹林1000 mg/kg；食盐 3000 mg/kg ； 苯菌灵（杀菌剂)＞5000 mg/kg
C2H5O C2H5O
O P O NO2
C2H5O C2H5O
O P O NH2
多功能氧化酶 硝基还原酶
请解释下列基本概念： 1.何为农药代谢？农药代谢的两个过程?
2.农药初级代谢的反应类型？
3.农药代谢的氧化反应包括哪些反应？
4.举例说明哪些反应为增毒代谢？哪些反应为 解毒代谢？
1, 何为农药代谢？农药代谢的两个过程? 是指农药在生物体内由酶催化或其他物质的作用而 发生的化学反应。 两个过程: 初级代谢, 次级代谢
(1962)
1、传统杀虫剂
有机氯类杀虫剂、有机磷类杀虫剂、氨基甲酸酯类杀虫剂
（1）有机氯类杀虫剂
一般是指具有杀虫活性的氯化烃类化合物，主要有滴滴涕及其 类似物、六六六和环戊二烯类。
H Cl C CCl3 Cl
1874年：德国化学家Zeidler首次合 成；
1939年，瑞士化学家Muller发现其杀 虫活性，并将其用于害虫防治； 1948年， Muller获得诺贝尔医学奖； 1997年，诺贝尔奖励评审委员会对颁 奖给Muller表示羞耻。
初级代谢
氧化、水解、还原
1、氧化反应：
多功能氧化酶（Mixed Function Oxidase, MFO） 底物多样性，可以催化多种类型的氧化反应
1、氧化反应：
（1）羟基化反应： 烷基的羟基化： R
CH3 RCH2OH
O O C NHCH3 O
O C NHCH3
CH3
CH2OH
芳基的羟基化
O
第一章
一、农药研究的意义
1. 农药的重要性 2. 我国农药工业的现状 二、农药与环境 三、农药的基本概念
绪论
四、农药的分类
五、农药的毒性与安全性评价 六、农药登记 七、农药发展、回顾与未来展望
三、农药的概念
A pesticide is any product used to manage, destroy, attract or repel a pest. (A pest can be considered to be any unwanted organism, such as an insect, weed, rodent, bacterium, fungus, etc.)
O OH
溴氰菊酯
CN HO C H
+
O
3、还原代谢
含有硝基的农药分子被还原成胺类化合物
NO2 F 3C NO2 N C 3H 7 C 3H 7
NH2
硝基还原酶
F 3C NO2 N
C 3H 7 C 3H 7
氟乐灵的代谢解毒反应
NH2 F 3C NH2
硝基还原酶
N
C 3H 7 C 3H 7
对硫磷 代谢
R
O C
C6H5
NHCH3
R
O
C6H4OH
O C NHCH3
OH
杂环的羟基化
OH CH3 O O O C NHCH3 O CH3 O C NHCH3 O CH3 CH3
（2）脱烷基反应 氧烷基（OR）、硫烷基（SR）、氮烷基（NR）
OCH3 O H3CO O O O C CH2 CH3 HO
OH O O
生 物 农 药 化 学 农 药
生物防治
生物源农药
天敌昆虫 微生物 捕食螨 不育昆虫 杀虫素 抗菌素
细菌 病毒 真菌
除草素
生命活动调控物质 杀虫剂
合成农药
杀菌剂
除草剂 生命活动调控物质
五、农药的毒性与安全性评价
农药的毒性
通常人们都认为农药是一种毒性物质，对人和家畜 等有一定的毒性。
问题：根据你的生活常识，请将下列物质按由高毒 到低毒的顺序排序？ 苯菌灵（杀菌剂）、乙酰甲胺磷（杀虫剂）、食盐、 牙膏、阿司匹林？ 牙膏（中等毒）>乙酰甲胺磷（低毒）>阿司匹林（低毒） > 食盐（低毒）>苯菌灵（微毒）
DDT对意大利疟疾病例的影响
环境和谐农药(environment acceptable pesticide)
环境友好农药(environment friendly pesticide) 理想的环境化合物（ideal environmental chemicals）
农药概念转变
农药作用由过去对有害生物的‘杀生’ 转变到目前已被广泛认可的‘调控’ 的新概 念。 传 统 的 农 药 （ pesticide ） 突 出 了 杀 死 有 害 生 物 （拉丁文cid是杀死的意思）。 如杀虫剂、除草剂、杀菌剂
Cl Cl Cl O Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl
增Cl Cl OH Cl Cl
环戊二烯类杀 虫剂的增毒代谢
狄氏剂
2、水解反应
O-烷基水解酶 磷酸二酯水解酶
敌敌畏
O C2H5O C2H5O P O CH C
Cl Cl
O-烷基水解酶
O C2H5O HO P O CH C
H3CO H3CO O P O CH3 C CH CONHCH3
氧化乐果
久效磷
羧酸酯酶
CH3O CH3O
S
羧酸酯酶
CH3O CH3O
S
H P S C COOC2H5 C COOC2H5 H2
H P S C COOC2H5 C COOH H2
马拉硫磷
羧酸酯酶
Br Br
O
CN O C H
O
羧酸酯酶
Br Br
（1）公元前九世纪，希腊人就有关于将硫磺焚烧后的熏 蒸作用进行害虫防治的报道；
（2）我国早在16世纪就有用砷化物作为杀虫剂、用烟碱 防治象鼻虫、用除虫菊花侵滞液防治害虫、用燃烧艾菊和烟 草进行害虫防治的记录。 （3）第一、第二次世界大战中化学武器的研究推动了化 学杀虫剂的发展： 德国科学家Schrader在第二次世界大战开创了有机磷 杀虫剂；
电压门控离子通道（Na+)抑制剂
除草剂
有机氯(DDT)、拟除虫菊酯类
乙酰乳酸合成酶抑制剂（ALS）
磺酰脲类、咪唑啉酮类、磺酰胺类、嘧啶（硫）醚类 原卟啉原氧化酶抑制剂（PPO） 二苯醚类、三唑啉酮、四唑啉酮类、环状亚胺类 乙酰辅酶A羧化酶抑制剂（ACCace）
环己二酮类
化学农药和生物农药
线虫
农 药
DDT
2,2-双（对氯苯基）-1,1,1-三氯乙烷
脂溶性极强：100,000mg/kg 水溶性极弱：0.002mg/kg
DDT在防治昆虫传播 人类传染性疾病方面作出了卓越贡献
20世纪40~60年代，疟疾发生 严重，全球有10多亿人口遭受疟 疾的威胁；
疟 疾 病 例 数 （ 千 ）
第二次世界大战中，欧洲战场 前线斑疹、伤寒流行，患者超过 4000万人，死亡超过500万人；
2. 按来源分类
3,按作用方式分类
生物源、化学合成
胃毒剂、触杀剂、熏蒸剂、内吸剂、驱避剂、拒食剂、
4, 按作用范围分类 5. 按化学组成分类 6. 使用方法或时间 选择性除草剂，灭生性除草剂
有机磷，有机氯、杂环类
土壤处理剂、芽后除草剂
7, 按作用靶标（机制）分类
杀虫剂 乙酰胆碱酯酶（AchE）抑制剂 有机磷、氨基甲酸酯类
2, 农药初级代谢的反应类型？ 氧化反应、水解反应、还原代谢、
学习要点
基本概念 农药代谢 初级代谢 次级代谢 初级代谢类型: 氧化、水解、还原
第三章：杀虫剂概述 1、传统杀虫剂 2、拟除虫菊酯类杀虫剂 3、新型杂环类杀虫剂 4、其他特异性杀虫剂
杀虫剂的发展历史
农药中发展最早、最广、最快、最重要的一部分。
农药的毒性如何表示？
农药毒性的表示方法
急性毒性
衡量农药的毒性常用动物的急性中毒致死剂量来表示。 何为动物的急性中毒致死剂量？如何表示？ 急性毒性：指药剂一次进入体内后短时间引起的中毒现象。 通常用半致死剂量来测量, 即LD50（mg/kg）、LC50 (mg/m3)， 通常分为 经口，经皮致死中量
农药的新概念--- 生物调节剂（bio-regulator）, 农作物保健品， “基因农药”
四、农药的分类
多种分类方式
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 按防治对象分类 按来源分类 按作用方式分类 按作用范围分类 按化学组成分类 使用方法或时间 按作用靶标（机制）分类
1,按防治对象分类 杀虫剂、杀螨剂、杀菌剂、除草剂、杀鼠剂、植物生长调节剂
活性化合物
• • • • • • 田间试验 药效推广 化工过程开发 安全评价 环境评价 登记注册等
农药的开发阶段
农药安全性评价
通过动物实验和对人群的观察，阐明 待评物质的毒性及潜在的危害，决定其 能否进入市场，或指明安全使用的条件， 以达到最大限度的减小其危害作用、保 护人民身体健康的目的。
（1） 急性毒性
Cl Cl
磷酸二酯水解酶
敌敌畏的水解代谢过程
O C2H5O HO P
OH
2、水解反应
羧基酰胺水解酶
乐果
S H3CO H3CO P S
O CH2 C NHCH3 H3CO H3CO
S P S
O CH2 C OH
乐果的解毒代谢过程：羧基酰胺水解酶，主要催化硫代磷酸酯的水解
O H3CO H3CO P S O CH2 C NHCH3
O
O C CH2 CH3
（2）脱烷基反应 氧烷基（OR）、硫烷基（SR）、氮烷基（NR）
CH3 Cl N CH N CH3 CH3 Cl
CH3 H CH3
N CH N
杀虫脒
增毒代谢
（3）硫氧化及酯氧化
S O P OC2H5 OC2H5 O
O P OC2H5 OC2H5
增毒代谢
NO2 NO2
（4）环氧化反应
农药是指用于控制、 管理、破坏、吸引 或排斥害物的任何 化学品。
农药的概念的衍生
农药(pesticide)： 是指用来防治危害农林牧业生产的有害
生物(包括害虫、害螨、线虫、病原菌、杂草及鼠类) 和调
节植物生长的化学物质。 农业化学品（agrochemicals） 生物合理农药(biorational pesticide)
（2）慢性毒性：是指药剂长期反复作用于有机体后，引起药剂 在体内的蓄积，或者造成体内机能损害的累积而引起的中毒现象。 每日允许摄入量（ADI）：指将动物试验终生，每天摄取也 不会发生不利影响的数量。其数值的大小是根据最大无作用量再 乘以100乃至数千的安全系数而算出的量，单位为mg/kg.
（3）农药残留：指一部分农药由于其很强的化学稳定性，施用 后不易分解，仍有部分或大部分残留在土壤中、作物上以及其他 环境中。这些残留农药在食物上达到一定的浓度（即残留量，通 常用ppm表示）后，人或者其他高等动物长期进食这些食物，就 会使农药在体内积累起来，引起慢性中毒，这就是农药的残留毒 性，亦称残留。
1947年，瑞士嘉基（Geigy）公司发展了氨基甲酸酯类 杀虫剂
第一个大规模应用的合成杀虫剂? 第一个大规模应用的合成杀虫剂是滴滴涕（DDT），该化 合物最早在1874年由Zeidler首次合成，但经65年后，即1939 年才由瑞士的Muller发现其杀虫活性，并革命性的使用DDT防 治害虫，由此获得1948年的诺贝尔医学奖。此后，有机氯杀虫 剂大规模问世，并在第二次世界大战期间大量应用。 杀虫剂的发展经历了三个阶段： （1）传统杀虫剂：有机氯、有机磷、 氨基甲酸酯； （2）拟除虫菊酯类杀虫剂和昆虫生 长调节剂 （3）杂环类杀虫剂：环境友好