新农药创制的方法
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• 1973年，Carlson等利用核磁共振谱仪，通过对鱼藤 素(6)和羟基鱼藤素(7)在不同氘代溶剂中氢的化学位移 和偶合常数的详细分析后推测出它们的绝对构象。
• 1975年，Bates等通过单晶衍射确定鱼藤酮(1)的晶体 结构，也进一步验证了Bfichi和Crombie所提出的绝 对构象，
鱼藤酮类物质的获得及生物活性
• 昆虫遗传因素、生物因素及施药情况等三个方面所 决定。
• 如昆虫的世代周期、每一世代繁殖的数量以及昆虫 种群的迁移流动范围等等,都会影响杭性发展的快慢。
• 对人为的施药种类、方法等等,同样也是复杂多变的 • 有的药剂长期使用,产生抗性快慢很不一样,如DDT对
欧洲玉米螟防治15年后防效不低，而家蝇产生抗性 品系就很快。
素、烟碱等 – 动物源：昆虫激素及其类似物（蜕皮激素、保
幼激素、性激素、集合激素）、农用抗菌素、 沙蚕毒素、大蒜素、植物生长激素等 – 微生物源：井冈霉素、阿维菌素、苏云金杆菌、 赤霉素、春雷霉素等
微生物源农药的类型
• 细菌类
– 苏云金杆菌：棉铃虫、小菜蛾、松毛虫、玉米螟等20 多种害虫
• 真菌类
1953年， 美国联合炭化公司研制，代谢物有致癌作用。
呋喃丹 七十年代， 高毒性
灭多威 七十年代， 中毒
涕灭威 七十年代， 中毒
丙硫克百威 七十年代， 中毒
丁硫克百威 七十年代， 中毒
茚虫威 1992年杜邦公司开发
2001年正式上市
杀虫机理：钠离子通道 抑制剂 其它属于胆碱酯酶抑制 剂 低毒性、高活性
环境影响
– 1992年有一报导，十二只怀孕的北极熊只有五只生产小熊。 北极熊的食物是海豹，海豹的食物是大鱼，大鱼的食物是小鱼， 小鱼吃虾，虾吃海藻，在这过程中，DDT、PCB和其它油溶性 化学药剂浓缩三十亿倍左右；
– 爱斯基摩人吃鱼和熊，因此是全地球人类体内化学污染最严重； 加拿大北岛的Innuit人，免疫功能已失效，儿童们长期耳炎， 经注射疫苗，如天花、麻疹、水痘，也无法产生抗体。
• 自从大量使用有机氯、有机磷剂以来,抗性昆虫的种 类急骤增加。据不完全统计,至1969年全世界对药剂 产生抗性的害虫已达228种,与1958 年比增长近9倍, 至1981 年高达414 种,它包括农业、林业、贮粮、 牲畜等方面的害虫，涉及双翅目、鳞翅目、鞘翅目、 壁虱类、同翅目等。范围之广,令人瞠目。
到抑制，从而降低生物体内的 ATP水平最终使害虫得不到 能量供应，然后行动迟滞、麻痹而缓慢死亡。
鱼藤酮类物质的分离、结构鉴定
• 1932年，Butenandt研究小组，Laforge小组和Takei 小组分别报道了鱼藤酮(1)的平面结构．1961年， Btichi和Crombiet对鱼藤酮进行详尽地臭氧分解和氧 化，在对其降解产物进行详细分析和测定后。确定了 手心中心的绝对构型。
二十一世纪对新农药的要求
• 活性高 • 非靶标生物安全 • 环境友好
农药的抗性问题
• 农药中杀虫剂的抗性间题出现最早,研究较多, 杀菌剂只是在大量使用内吸剂和抗菌素以后开 始突出，除草剂、杀鼠剂也有不断出现抗性事 例。
• 20世纪四类主流杀虫剂：有机磷类、氨基甲 酸酯类、拟除虫菊酯和烟碱类的抗药性屡见报 道。
• 同年，Konoshima小组也为了进一步寻找 具有抗肿瘤活性的天然产物，对北美的植 物进行了研究，并分离出6个类鱼藤酮化合 物．它们分别足7，19，20，22，46,47.
• 1999年，Casida小组接着对cub6树脂中的 微量物质进行了分离并鉴定，得到25个微 量类鱼藤酮化合物．其中，13个是已知化 合物，另外12个是新化合物。
• 1972年，Cheng等对鱼藤酮进行了光降解 试验，并对其降解产物进行了分离鉴定， 共得到7个类鱼藤酮化合物．在进行降解产 物毒性试验中发现，其毒性均比鱼藤酮的 毒性低．
wk.baidu.com
• 1993年．Mcphall研究小组为了寻找具有抗肿瘤 活性的天然产物，在对Leguminosae用氯仿提取 有效成分时，发现了6个新的类鱼藤酮化合物，它 们分别是19～22，46，47，并得到化合物21的 单晶结构．
– 绿僵霉：生长中释放环状六肽毒素，可致使200多种昆 虫虫体瘫痪，肌肉松弛。但工业化生产技术未解决。
• 放线菌
– 链霉素：该放线菌可产出多种农用抗生素 – 春雷霉素：稻瘟病 – 南昌霉素、浏阳霉素[顽固害虫(小菜蛾、蓟马等)高效 ]
毒扁豆碱—氨基甲酸酯类杀虫剂的源头
西非生长的豆科植物毒扁豆中的剧毒物质毒扁豆碱
在美国、澳大利亚等国 家作为“降低风险产品”
植物源农药—鱼藤酮的研究进展
• 来源：鱼藤属植物的根部，三大传统植物性杀虫剂之一 （发现于1848年）。作为杀虫剂、杀螨剂、鱼毒使用了 150年。类似物：至今发现近50种。
• 对昆虫尤其是菜粉蝶幼虫、小菜蛾和蚜虫具有强烈的触 杀和胃毒两种作用。鱼藤酮使害虫细胞的电子传递链受
抗性的可能原因
• 前适应学说:昆虫种群中存在与使用药剂无关 的抗药性个体,由于使用药剂,强者生存,弱者淘 汰,经过重复选择与繁殖,尔后形成抗性品系。 抗性是生理生化机制不同的表现,即由抗性基 因来决定的可以遗传的一种特性。
• 后适应学说:杀虫剂既是致突变剂,又是选择剂。 昆虫接触杀虫剂后,由于长期适应的结果,产生 了获得性遗传,目前还没有得到证实,但也没有 被否定。
农药创新方法及要素
Contents
• 农药创制的必要性 • 农药创新的方法 • 几个农药品种的创制经纬 • 我国农药创新须要克服的问题
一、农药必须创新
• 防治农业有害生物的方法：①人工防治；②物理 机械防治；③农业防治；④生物防治；⑤化学防 治；⑥综合防治。
• 20世纪，化学防治占据了主导的地位。 • 传统化学农药的负面影响：选择性差、药效一般、
• 单一抗性、交互抗性、负交互抗性
创新的必然性
• 传统农药必须革新 • 抗性的复杂性须要发现新靶标农药 • 创新意味着自主知识产权，意味着丰厚
的利益 • 创新意味着科技整体的发展、进步，代
表着国家的科技水平、实力
二、新农药创制方法
• 1、天然产物为研究对象—生物源农药
– 植物源、动物源、微生物源农药 – 植物源：除虫菊、氨基甲酸酯、鱼藤酮、印楝
• 1975年，Bates等通过单晶衍射确定鱼藤酮(1)的晶体 结构，也进一步验证了Bfichi和Crombie所提出的绝 对构象，
鱼藤酮类物质的获得及生物活性
• 昆虫遗传因素、生物因素及施药情况等三个方面所 决定。
• 如昆虫的世代周期、每一世代繁殖的数量以及昆虫 种群的迁移流动范围等等,都会影响杭性发展的快慢。
• 对人为的施药种类、方法等等,同样也是复杂多变的 • 有的药剂长期使用,产生抗性快慢很不一样,如DDT对
欧洲玉米螟防治15年后防效不低，而家蝇产生抗性 品系就很快。
素、烟碱等 – 动物源：昆虫激素及其类似物（蜕皮激素、保
幼激素、性激素、集合激素）、农用抗菌素、 沙蚕毒素、大蒜素、植物生长激素等 – 微生物源：井冈霉素、阿维菌素、苏云金杆菌、 赤霉素、春雷霉素等
微生物源农药的类型
• 细菌类
– 苏云金杆菌：棉铃虫、小菜蛾、松毛虫、玉米螟等20 多种害虫
• 真菌类
1953年， 美国联合炭化公司研制，代谢物有致癌作用。
呋喃丹 七十年代， 高毒性
灭多威 七十年代， 中毒
涕灭威 七十年代， 中毒
丙硫克百威 七十年代， 中毒
丁硫克百威 七十年代， 中毒
茚虫威 1992年杜邦公司开发
2001年正式上市
杀虫机理：钠离子通道 抑制剂 其它属于胆碱酯酶抑制 剂 低毒性、高活性
环境影响
– 1992年有一报导，十二只怀孕的北极熊只有五只生产小熊。 北极熊的食物是海豹，海豹的食物是大鱼，大鱼的食物是小鱼， 小鱼吃虾，虾吃海藻，在这过程中，DDT、PCB和其它油溶性 化学药剂浓缩三十亿倍左右；
– 爱斯基摩人吃鱼和熊，因此是全地球人类体内化学污染最严重； 加拿大北岛的Innuit人，免疫功能已失效，儿童们长期耳炎， 经注射疫苗，如天花、麻疹、水痘，也无法产生抗体。
• 自从大量使用有机氯、有机磷剂以来,抗性昆虫的种 类急骤增加。据不完全统计,至1969年全世界对药剂 产生抗性的害虫已达228种,与1958 年比增长近9倍, 至1981 年高达414 种,它包括农业、林业、贮粮、 牲畜等方面的害虫，涉及双翅目、鳞翅目、鞘翅目、 壁虱类、同翅目等。范围之广,令人瞠目。
到抑制，从而降低生物体内的 ATP水平最终使害虫得不到 能量供应，然后行动迟滞、麻痹而缓慢死亡。
鱼藤酮类物质的分离、结构鉴定
• 1932年，Butenandt研究小组，Laforge小组和Takei 小组分别报道了鱼藤酮(1)的平面结构．1961年， Btichi和Crombiet对鱼藤酮进行详尽地臭氧分解和氧 化，在对其降解产物进行详细分析和测定后。确定了 手心中心的绝对构型。
二十一世纪对新农药的要求
• 活性高 • 非靶标生物安全 • 环境友好
农药的抗性问题
• 农药中杀虫剂的抗性间题出现最早,研究较多, 杀菌剂只是在大量使用内吸剂和抗菌素以后开 始突出，除草剂、杀鼠剂也有不断出现抗性事 例。
• 20世纪四类主流杀虫剂：有机磷类、氨基甲 酸酯类、拟除虫菊酯和烟碱类的抗药性屡见报 道。
• 同年，Konoshima小组也为了进一步寻找 具有抗肿瘤活性的天然产物，对北美的植 物进行了研究，并分离出6个类鱼藤酮化合 物．它们分别足7，19，20，22，46,47.
• 1999年，Casida小组接着对cub6树脂中的 微量物质进行了分离并鉴定，得到25个微 量类鱼藤酮化合物．其中，13个是已知化 合物，另外12个是新化合物。
• 1972年，Cheng等对鱼藤酮进行了光降解 试验，并对其降解产物进行了分离鉴定， 共得到7个类鱼藤酮化合物．在进行降解产 物毒性试验中发现，其毒性均比鱼藤酮的 毒性低．
wk.baidu.com
• 1993年．Mcphall研究小组为了寻找具有抗肿瘤 活性的天然产物，在对Leguminosae用氯仿提取 有效成分时，发现了6个新的类鱼藤酮化合物，它 们分别是19～22，46，47，并得到化合物21的 单晶结构．
– 绿僵霉：生长中释放环状六肽毒素，可致使200多种昆 虫虫体瘫痪，肌肉松弛。但工业化生产技术未解决。
• 放线菌
– 链霉素：该放线菌可产出多种农用抗生素 – 春雷霉素：稻瘟病 – 南昌霉素、浏阳霉素[顽固害虫(小菜蛾、蓟马等)高效 ]
毒扁豆碱—氨基甲酸酯类杀虫剂的源头
西非生长的豆科植物毒扁豆中的剧毒物质毒扁豆碱
在美国、澳大利亚等国 家作为“降低风险产品”
植物源农药—鱼藤酮的研究进展
• 来源：鱼藤属植物的根部，三大传统植物性杀虫剂之一 （发现于1848年）。作为杀虫剂、杀螨剂、鱼毒使用了 150年。类似物：至今发现近50种。
• 对昆虫尤其是菜粉蝶幼虫、小菜蛾和蚜虫具有强烈的触 杀和胃毒两种作用。鱼藤酮使害虫细胞的电子传递链受
抗性的可能原因
• 前适应学说:昆虫种群中存在与使用药剂无关 的抗药性个体,由于使用药剂,强者生存,弱者淘 汰,经过重复选择与繁殖,尔后形成抗性品系。 抗性是生理生化机制不同的表现,即由抗性基 因来决定的可以遗传的一种特性。
• 后适应学说:杀虫剂既是致突变剂,又是选择剂。 昆虫接触杀虫剂后,由于长期适应的结果,产生 了获得性遗传,目前还没有得到证实,但也没有 被否定。
农药创新方法及要素
Contents
• 农药创制的必要性 • 农药创新的方法 • 几个农药品种的创制经纬 • 我国农药创新须要克服的问题
一、农药必须创新
• 防治农业有害生物的方法：①人工防治；②物理 机械防治；③农业防治；④生物防治；⑤化学防 治；⑥综合防治。
• 20世纪，化学防治占据了主导的地位。 • 传统化学农药的负面影响：选择性差、药效一般、
• 单一抗性、交互抗性、负交互抗性
创新的必然性
• 传统农药必须革新 • 抗性的复杂性须要发现新靶标农药 • 创新意味着自主知识产权，意味着丰厚
的利益 • 创新意味着科技整体的发展、进步，代
表着国家的科技水平、实力
二、新农药创制方法
• 1、天然产物为研究对象—生物源农药
– 植物源、动物源、微生物源农药 – 植物源：除虫菊、氨基甲酸酯、鱼藤酮、印楝