1.1 苯基吡唑类衍生物

吡唑类衍生物是一类非常重要的杂环化合物,许多含吡唑的化合物具有优良的除草、杀虫和杀菌活性,有些化合物已被开发成杀菌剂、除草剂、杀虫剂及医用药物,已成为农用化学品和医药近10多年来的研究重点[1,2]。

近年来,芳基吡唑类衍生物因为其生物活性的多样性引来越来越多的关注, 它们被广泛应用于杀虫、抗真菌、杀满及抗肿瘤药物中,典型品种如氟虫腈(fipronil,锐劲特,A)及其衍生物。氟虫腈是法国罗纳-普朗克公司(现拜耳公司)于1987年开发,并于1993年商品化的新型吡唑类杀虫剂,其杀虫广谱, 对害虫以胃毒作用为主,兼有触杀和内吸作用,其作用机制在于阻碍昆虫γ-氨基丁酸(GABA)控制的氯化物代谢,因此对蚜虫、叶蝉、飞虱、鳞翅目幼虫、蝇类和鞘翅目等重要害虫有很高的杀虫活性。在氟虫腈基础上,各大农药公司又开发了多个高效的氟虫腈类似物,例如乙虫腈(D)。乙虫腈属于第二代作用于 GABA 的杀虫剂,低用量下即可对多种咀嚼式和刺吸式害虫有效,可用于种子处理和叶面喷雾,持效期长达21～28d。[3]

苯基吡唑类杀虫剂是一类通过阻滞GABA受体氯离子通道来破坏昆虫中枢神经系统,引起昆虫神经和肌肉的过度兴奋,导致昆虫惊厥、死亡[4-6] 的新型杀虫剂。其中, 法国拜耳公司开发上市的苯基吡唑类杀虫剂氟虫腈(fipronil)商品名锐劲特,由于其特殊的杀虫机制和高效的生物活性,曾在农业生产中起到了举足轻重的作用。但是,由于其对蜜蜂和鱼虾等水生生物的较大毒性,从而导致的对生物链的严重破坏,自2009年7月1日起氟虫腈已在我国境内停止销售和使用。所以,寻找杀虫活性好,生物选择性高,对蜜蜂、水生生物毒副作用小的新型杀虫剂已成为农药发展的迫切需求[7]。

1.2 苯基吡唑类杀虫剂

2O世纪8O年代以来，农药产业进入了蓬勃发展时期，产生了许多新型、高效、对环境友好的农药品种，其中，而吡唑类衍生物占据了重要位置，并日益引起人们的广泛关注。在吡唑环上，有四个取代位点，随着吡唑环上取代位点和取代基的不同，产生了不同的生物活性。从目前市面上的吡唑类农药来看，其应用范围很广泛，已涉足除草、杀虫、杀螨、杀菌和植物生长调节等多个领域[8]。由于吡唑类化合物结构多样、高效、低毒和作用机制独特，因而具有非常广阔的开发和研究前景。

最早上市的吡唑类杀虫剂为1947年瑞士汽巴一嘉基公司的氨基甲酸酯类杀虫剂吡虫威(pyrolan)，当年又先后上市了异索威(isolan)及敌蝇威(dimetilan)。它们分别由吡唑基取代甲萘威、异丙威及仲丁威的苯基而得[9]。武田制药公司[10]于1989年又开发了具吡唑结构的有机磷类杀虫剂吡唑硫磷(pyraelofos)。1988年三菱化学公司的Okada 等人[11]用1,3-二甲基-4-氯-5-吡唑甲酸乙酯和对叔丁基苄胺合成了新型的杀螨剂吡螨胺(tebufenpyra1)。2O世纪9O年代，日本农药公司人员在对吡唑类衍生物的探索中，由中间体1，3一二甲基一5一吡啶在三氯氧磷和N,N一二甲基甲酰胺(DMF)中得到5一氯一1，3一二甲基一4一甲酰基吡唑。再由其制得了杀螨剂唑螨酯(fenpyroximate)[12]。90年代拜耳公司（原罗纳一普朗克公司）开发的具划时代意义的吡唑类杀虫剂-氟虫腈（fipronil），商品名锐劲特，化学名称(RS)-5-氨基-1-(2,6-二氯-a,a,a-三氟-对-甲苯基)-4-三氟甲基亚磺酰基吡唑-3-腈该类化合物的特点是作用机制独特，安全性高，无交互抗性。该化合物是苯基吡唑类杀虫剂中的第一个成员，特点是安全性高，无交互抗性，为新一代广谱杀虫剂。2005年拜耳公司在氟虫腈的基础上开发出了乙虫腈。

1.2.1 氟虫腈

氟虫腈是一种新型吡唑类广谱杀虫剂, 1989年由法国罗纳普朗克公司开发成功, 1996年以商品名Goliath等在欧洲上市。该药结构新颖独特, 活性高 ,对多种害虫具有优异的防治效果, 尤其对半翅目、鳞翅目、缨翅目、鞘翅目等害虫及对环戊二烯类、菊酯类、氨基甲酸酯类杀虫剂已产生抗性的害虫都显示出极高的敏感性[13,14],每公顷只需要几十克有效成分便可控制刺吸式和咀嚼式口器害虫。这种杀虫剂通过γ- 氨基丁酸调节的氯通道干扰氯离子的通路, 破坏正常中枢神经系统的活性,并在足够剂量的情况下造成死亡。由于和 γ-氨基丁酸受体特殊的相互作用,氟虫腈被认为具有独特的作用机制,能有效防治对常规杀虫剂有抗性的害虫[15～16]。

其作用方式与杀虫机理：氟虫氰具有胃毒与触杀作用，在水稻等作物也呈现一定内吸收作用，它的杀虫机理经研究确认系神经系统的毒剂，主要作用部位为运动神经末梢与肌肉结合点突触，可能是另一种神经传导激活剂GABA（r-氨基丁酸）的竞争剂，GABA受体是氟虫腈作用主靶标，在正常情况下GABA受体被激活剂激活后，湿作用部分的氯离子通道打开，氯离子大量进入突触后膜，加强了动作电位超计划效应，确保神经系统的正常传导，氟虫腈能导致GABA受体正常功能受阻，致使神经痉挛，麻痹致死[17]。