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沙蚕毒素类杀虫剂的概念和特性是什么
沙蚕毒素类杀虫剂是20世纪60年代兴起的仿生杀虫剂。沙蚕(即异足索沙蚕,Lumbriconereisheteropoda)是生活在海滩泥沙中的一种环节蠕虫,日本的钓鱼者用它作诱饵,发现蚊蝇、蝗、蚂蚁等在沙蚕死尸上爬行或取食后会中毒死亡或麻痹瘫痪。
1934年新田清三郎(Nitta)首次分离到其中的有效成分,并取名为沙蚕毒素(nereistoxin,简称NTX),1964年发现这种毒素对水稻螟虫具有特殊的毒杀作用。
1965年,Hagiwara等人工合成了NTX,日本武田药品工业株式会社成功开发了第一个NTX类杀虫剂——杀螟丹(巴丹),这也是人类历史上第一次成功利用动物毒素进行仿生合成的杀虫剂。
1974年,我国贵州省化工研究所首次发现了杀虫双对水稻螟虫的防治效果,并成功将其开发为商品。1975年,瑞士山德士公司开发出杀虫环。Jacobsen等于1983年报道了源于藻类生物的1,3-二巯基-2-甲硫基丙烷的衍生物二硫戊环和三硫己环的类似物有与NTX相似的杀虫作用。
1987年,Baillie等根据NTX的结构与活性,合成了一系列与NTX作用机制相同的有杀虫活性的化合物,这些统称为沙蚕毒素类杀虫剂。沙蚕毒素类杀虫剂的特性:
(1)杀虫谱广。可用于防治水稻、蔬菜、甘蔗、果树、茶树等多种作物上的多种食叶害虫、钻蛀性害虫,有些品种对蚜虫、叶蝉、飞虱、蓟马、螨类等也有良好的防治效果。
(2)杀虫作用方式多样。对害虫具有很强的触杀和胃毒作用,还具有一定的内吸和熏蒸作用,有些品种还具有拒食作用。对成虫、幼虫、卵有杀伤力,既有速效性,又有较长的持效期,因而在田间使用时,施药适期长,防治效果稳定。
(3)作用机制特殊。沙蚕毒素杀虫剂与有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯等杀虫剂虽同属神经毒剂,但作用机制不同。沙蚕毒素类杀虫剂是一种弱的胆碱酯酶(AChE)抑制剂,主要通过竞争性对烟碱型AChR的占领而使ACh不能与AChR结合,阻断正常的神经节胆碱能的突触间神经传递,是一种非箭毒型的阻断剂(Nondopolarizing)。
这种对AChR的竞争性抑制是NTX类杀虫剂的杀虫基础及其与其他神经毒剂的区别所在。NTX类杀虫剂极易渗入昆虫的中枢神经节中,侵入神经细胞间的突触部位。昆虫中毒后虫体很快呆滞不动,随即麻痹,身体软化瘫痪,直到死亡。由于作用靶标的不同,与有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯等杀虫剂无交互抗性,采用沙蚕毒素杀虫剂防治仍然有很好的效果。
(4)低毒、低残留。至今开发出来的品种,对人、畜、鸟类、鱼类及水生动物的毒性均在低毒和中等毒范围内,使用安全。对环境影响小,施用后在自然界容易分解,不存在残留毒性。
(5)对家蚕、蜜蜂毒性较高。
在放养蜜蜂、饲养家蚕地区,使用时须特别慎重,选择合适的施药方法、剂型、时期,以免污染桑树和蚕具,并避开蜜蜂采蜜期。
(6)沙蚕毒素杀虫剂的某些品种对某些作物有不良影响。如大白菜、甘蓝等十字花科蔬菜的幼苗对杀螟丹、杀虫双敏感,在夏季高温或作物生长较弱时更敏感;豆类、棉花等对杀虫环、杀虫双特别敏感,易产生药害。
沙蚕毒素杀虫剂有哪几类
1.杀螟丹(cartap,巴丹)。
化学名称:1,3-二(氨基甲酰硫)-2-二甲氨基丙烷-盐酸盐
主要理化特性:杀螟丹水溶性很好,难溶于除醇类外的有机溶剂。
在碱性条件下不稳定。
对大鼠口服急性毒性LD50为250mg/kg。
杀螟丹具有内吸、胃毒及触杀作用,有较长的持效期。对螟虫及一些其他鳞翅目害虫高效。用于防治水稻、蔬菜及果树害虫。
杀螟丹在昆虫体内转变为沙蚕毒素,作用于昆虫中枢神经突触的乙酰胆碱受体,阻碍突触部位的兴奋传导,造成害虫麻痹以致死亡。
2.杀虫双(bisultap)和杀虫单(monosultap)。
杀虫双
杀虫单
化学名称:2-N,N-二甲氨基-1,3-双(硫代硫酸钠基)丙烷(杀虫双);2-N,N-二甲氨基-1-硫代硫酸钠基-3-硫代硫酸基丙烷(杀虫单)。
主要理化特性:杀虫双和杀虫单都具有很好的水溶性。在水溶液中,双、单钠盐在硫代硫酸钠的作用和空气的氧化下都转变为沙蚕毒素,从而起杀虫作用。对大鼠(雄)口服LD50为342mg/kg,小鼠(雄)LD50为316mg/kg。
具胃毒、触杀和内吸作用。对水稻螟虫、稻纵卷叶螟有特效,对许多果树及蔬菜鳞翅目害虫均有较好的防效,也是防治蔬菜黄曲条跳甲的有效药剂。
3.杀虫环(thiocyclam)和杀虫磺(bensultap)。
杀虫环
杀虫磺
化学名称:N,N-二甲基-1,2,3-三硫杂己-5-基胺和S,S′-[2-(二甲胺基)三亚甲基]双硫代苯磺酸酯。易卫杀是杀虫环的草酸衍生物。
为沙蚕毒类似物中两个很好的品种,均具胃毒、触杀和内吸作用。主要用于防治鳞翅目及鞘翅目害虫,特别是对水稻害虫持效期较长。
对大鼠急性口服LD50,杀虫环为310mg/kg,杀虫磺为1120mg/kg。
沙蚕毒素草酸盐怎么换算成沙蚕毒素
1、首先将沙蚕毒素草酸盐中的盐进行萃取,并进行提取。2、其次再将其放入到碱性溶液之中,提取处不纯净的沙蚕毒素草酸盐怎么换算成沙蚕毒素。
3、最后使用氯仿提取纯净的沙蚕毒素,使用蒸发的方法去除氯气即可完成转换。
为什么说光裸星虫是威力无比的杀虫剂
海滩上,生活着一种体色红中带乳白、外形似蚯蚓又有几分像蚕的软体动物——沙蚕。涨潮时,它们从海滩上钻出来舒展身体;退潮后,就在海滩上钻进细长的圆形洞穴藏身。
沙蚕的繁殖方式十分独特:一年一度的产卵季节,必是月满期间。
产卵时,许多雌沙蚕群集海面,发出连续闪光,不断在海面打转,以吸引雄沙蚕。雄沙蚕见了雌沙蚕发出的闪光,也发出忽明忽暗的闪光,予以回报,然后就奋力向雌沙蚕游去,整个海面上形成一片乳白色,与皎洁的月色交相辉映,场面十分壮观。故沙蚕得了个光裸星虫的学名。
沙蚕的提取物——星虫素,是一种很毒的毒素,这种毒素可以用来做杀虫剂。
此种杀虫剂对原生动物、线虫、环节动物、甲壳动物以及蝌蚪均有致瘫痪作用。用这种杀虫剂来消灭农业害虫,可使害虫中毒、麻痹、软化而死。由于星虫素是沙蚕体内的自然成分,容易分解,没有残毒,故使用后不会像敌敌畏、六六六那样,引起环境污染。
因而沙蚕毒素的提取物,成为当前世界上优良的杀虫剂。一些贪食的苍蝇,一旦接触到死沙蚕,很快就可以送命。80年代国际上畅销的杀虫剂“巴丹”,就是日本武田药厂根据沙蚕毒素的结构而合成的。
我国生产的“杀螟丹”,也是沙蚕毒素的衍生物,用它杀死农作物的害虫——螟虫,也显示了无比的威力。
沙蚕不仅可以杀虫,还是一种良好的食疗兼优的“药菜”。服用沙蚕,可治疗胸闷、痰多和骨蒸潮热、阴虚盗汗、牙龈肿痛等症。
福建、台湾、海南岛、广东等沿海地区,常用来煮粥,喂养幼儿。因为沙蚕是良好的补益强壮药,故获有“海洋里的冬虫夏草”之美称。
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