间接地、短期或长期地对人类环境造成威胁，对生命造成危害。 (一)急性毒性 相当一部分有机破类杀虫剂对人畜高毒，但大多数品种在人、畜体内能转化成无毒的磷酸化 合物。同类型的有机磷杀虫剂品种如磷酰胺酸衍生物甲胺磷和乙酰甲胺磷结构稍有变化，急性毒 性却变化很大。如甲胺磷急性经口LD50约30mgkg,为高毒品种，但经乙酰化后的乙酰甲胺磷 急性经口LD50却为823mgkg,属低毒品种。有机磷杀虫剂对哺乳动物的作用机理与对害虫没 有本质上的差别，这类杀虫剂对包括昆虫和人在内的所有以胆碱酯酶为神经传导介质的生物都具 有杀伤作用。 (一)慢性壶性 有机磷杀虫剂化学性质不稳定，在自然界极易分解，残留时间较短，所以慢性毒性的风险较 小。但也有个别品种如除线磷(dichlofenthion)在生物体内存留时间较长，一次中毒后，乙酰胆 碱酯酶活性被抑制时间在两个月以上，中毒后54~75d患者脂肪内或血液内尚能检出完整的有 机磷残留。 慢性毒性问题在国内外一直争论不休，主要原因是很多农药厂工人，接触农药品种很杂且经 常更换，缺乏详细记录，对工作健康与接触情况未建立档案，因而对慢性中毒缺乏科学资料：另 一方面，由于长期接触有机磷的工人，除了血中胆碱酯酶活性明显降低外，其它表现不明显，或 仅有一些非特异症状如头痛、头昏、乏力、失眠、恶梦、肌束震颤、恶心、呕吐、心慌、气短 等。此外，对有机磷种含有的杂质或无效成分在长期的接触过程中所起的作用研究甚少。在实际 应用过程中的潜在毒性如迟发性神经毒性等也引起了人们极大的关注。能引起迟发性神经毒性的 有机磷品种有氟磷酸类、三苯基磷酸酯类和胺基酯类，其中以甲胺磷为最多，依次为乐果、氧 乐果、敌敌畏、稻净、杀螟松、马拉硫磷、甲基对硫磷和敌百虫等。 (三)残留毒性 大多数有机磷杀虫剂在结构上比较简单，在环境中被分解后可以转化为植物的营养物质 氨、磷酸以及硫醇类小分子，与生态可以和谐共存。 五、有机磷杀虫剂的作用方式、毒理和应用 有机磷杀虫剂具有触杀、胃毒、熏蒸和内吸等多种作用方式，根据品种不同，有些品种多 种作用方式兼而有之，如马拉硫磷具有触杀、胃毒和内吸作用，还有比较好的熏蒸作用：而有些 品种作用方式比较单一，如敌百虫，仅以胃毒作用为主。 有机磷杀虫剂对节肢动物和哺乳动物的作用是相似的，都是干扰神经系统，抑制神经传递 过程中的重要传递介质分解酶一胆碱南，其结果是有机磷酸将乙酰胆碱酶动部位的丝 氨酸羟基乙酰化使酶失活。其具体作用步骤可用下式表示： AChE+(RO)P x H2OK 复合体 ·26
·26· 间接地、短期或长期地对人类环境造成威胁，对生命造成危害。 （一）急性毒性 相当一部分有机磷类杀虫剂对人畜高毒，但大多数品种在人、畜体内能转化成无毒的磷酸化 合物。同类型的有机磷杀虫剂品种如磷酰胺酸衍生物甲胺磷和乙酰甲胺磷结构稍有变化，急性毒 性却变化很大。如甲胺磷急性经口 LD50 约 30 mg/kg，为高毒品种，但经乙酰化后的乙酰甲胺磷 急性经口 LD50 却为 823 mg/kg，属低毒品种。有机磷杀虫剂对哺乳动物的作用机理与对害虫没 有本质上的差别，这类杀虫剂对包括昆虫和人在内的所有以胆碱酯酶为神经传导介质的生物都具 有杀伤作用。 （二）慢性毒性 有机磷杀虫剂化学性质不稳定，在自然界极易分解，残留时间较短，所以慢性毒性的风险较 小。但也有个别品种如除线磷（dichlofenthion）在生物体内存留时间较长，一次中毒后，乙酰胆 碱酯酶活性被抑制时间在两个月以上，中毒后 54～75d 患者脂肪内或血液内尚能检出完整的有 机磷残留。 慢性毒性问题在国内外一直争论不休，主要原因是很多农药厂工人，接触农药品种很杂且经 常更换，缺乏详细记录，对工作健康与接触情况未建立档案，因而对慢性中毒缺乏科学资料；另 一方面，由于长期接触有机磷的工人，除了血中胆碱酯酶活性明显降低外，其它表现不明显，或 仅有一些非特异症状如头痛、头昏、乏力、失眠、恶梦、肌束震颤、恶心、呕吐、心慌、气短 等。此外，对有机磷中含有的杂质或无效成分在长期的接触过程中所起的作用研究甚少。在实际 应用过程中的潜在毒性如迟发性神经毒性等也引起了人们极大的关注。能引起迟发性神经毒性的 有机磷品种有氟磷酸酯类、三苯基磷酸酯类和胺基酯类，其中以甲胺磷为最多，依次为乐果、氧 乐果、敌敌畏、稻瘟净、杀螟松、马拉硫磷、甲基对硫磷和敌百虫等。 （三）残留毒性 大多数有机磷杀虫剂在结构上比较简单，在环境中被分解后可以转化为植物的营养物质 氨、磷酸以及硫醇类小分子，与生态可以和谐共存。 五、有机磷杀虫剂的作用方式、毒理和应用 有机磷杀虫剂具有触杀、胃毒、熏蒸和内吸等多种作用方式，根据品种不同，有些品种多 种作用方式兼而有之，如马拉硫磷具有触杀、胃毒和内吸作用，还有比较好的熏蒸作用；而有些 品种作用方式比较单一，如敌百虫，仅以胃毒作用为主。 有机磷杀虫剂对节肢动物和哺乳动物的作用是相似的，都是干扰神经系统，抑制神经传递 过程中的重要传递介质分解酶——胆碱酯酶，其结果是有机磷酸酯将乙酰胆碱酯酶酯动部位的丝 氨酸羟基乙酰化使酶失活。其具体作用步骤可用下式表示： AChE + (RO)2P X O Kd AChE ·(RO)2PX O Kp A ChE P(OR)2 + X - O H2O Kh AChE + (RO)2P O OH 复合体 Ki
有机磷杀虫剂品种众多，化学性质差异较大，被广泛用于农作物害虫的防治。在应用中要注 意中毒事件的发生。长期单一使用某一个结构相似的有机磷品种，容易导致害虫对该类品种产生 抗药性，在使用中要注意与其它杀虫剂轮换使用。 第四节氨基甲酸酯类杀虫剂 一、概述 很久前，人们曾发现在西非生长的一种蔓生豆科植物毒扁豆(Physostigma benenosum)种 子一一种咖啡色的小豆中，存在有一种剧青物质。17、18世纪，尼日利亚爱菲克斯族人的鲵 治者就采用毒扁豆爱菲克斯人的名称，合名为“eserine”。1864年从该生物破中分离得到毒扁豆 碱(phys0s过tigmine)。1925年确定了毒扁豆碱的化学结构：1935年完成了毒扁豆碱的人工合成。 毒扁豆碱是首次发现的天然存在的氨基甲酸酯类化合物。 OCNHCH CH:CH3 毒扁豆碱physostigmine) 1931年杜邦(DuPond)公司研究了具有杀虫活性的二硫代氨基甲酸衍生物，发现双（四乙 基硫代氨基甲酰)二硫物对蚜虫和端类具有触杀活性，福美双具有拒食活性，代森钠具有杀螨活 性。这是研究氨基甲酸酯类化合物杀虫活性的开始。但上述化合物最终未能成为杀虫剂，而由于 它们卓越的杀菌活性，很快就作为杀菌剂进入了农药市场。 HC、 福美双thiram) 代森钠nabam) 20世纪40年代中后期，第一个真正的氨基甲酸类杀虫剂地麦威在瑞士的嘉基(Ggy 公司合成并于1951年进行商业登记。随后，一些早期的氨基甲酸酯类杀虫剂被陆续开发出来。 27
·27· 有机磷杀虫剂品种众多，化学性质差异较大，被广泛用于农作物害虫的防治。在应用中要注 意中毒事件的发生。长期单一使用某一个结构相似的有机磷品种，容易导致害虫对该类品种产生 抗药性，在使用中要注意与其它杀虫剂轮换使用。 第四节 氨基甲酸酯类杀虫剂 一、概述 很久前，人们曾发现在西非生长的一种蔓生豆科植物毒扁豆（Physostigma benenosum）种 子—— 一种咖啡色的小豆中，存在有一种剧毒物质。17、18 世纪，尼日利亚爱菲克斯族人的统 治者就采用毒扁豆爱菲克斯人的名称，命名为“eserine”。1864 年从该生物碱中分离得到毒扁豆 碱（physostigmine）。1925 年确定了毒扁豆碱的化学结构；1935 年完成了毒扁豆碱的人工合成。 毒扁豆碱是首次发现的天然存在的氨基甲酸酯类化合物。 N N H3C OCNHCH3 CH3 CH3 O 毒扁豆碱(physostigmine) 1931 年杜邦（Du Pond）公司研究了具有杀虫活性的二硫代氨基甲酸衍生物，发现双（四乙 基硫代氨基甲酰）二硫物对蚜虫和螨类具有触杀活性，福美双具有拒食活性，代森钠具有杀螨活 性。这是研究氨基甲酸酯类化合物杀虫活性的开始。但上述化合物最终未能成为杀虫剂，而由于 它们卓越的杀菌活性，很快就作为杀菌剂进入了农药市场。 H3C N H3C C S S C N CH3 CH3 S S H2C N H H2C C S Na S H N C S Na S 福美双(thiram) 代森钠(nabam) 20 世纪 40 年代中后期，第一个真正的氨基甲酸酯类杀虫剂地麦威在瑞士的嘉基（Geigy） 公司合成并于 1951 年进行商业登记。随后，一些早期的氨基甲酸酯类杀虫剂被陆续开发出来
CH 0 -OCON(CH3) CH,HC- CH(CH3)2 地麦威dimetan） 敌蝇威(dimetila) 异索威isolan) 1953年，Union Carbide公司合成了西维因并于1957年正式公布生产，后来成为市场上产 量最大的农药品种之一。 CNHCH 西维因(carbaryl) I954年，Metcalf和Fukuto等合成了一系列脂溶性、不带电荷的毒偏豆碱类似物，成为研 究此类化合物结构与活性关系的典范。后米，这些化合物中的害扑减、异丙威、二甲威、速灭威 被开发成为杀虫剂。自此，确定了N甲基氨基甲酸芳基酯在杀虫剂中的地位，也为后来大量的 新的氨基甲酸酯杀虫剂奠定了基础。 CH3 O-CNHCH -OCNHCH. 害扑威hopcide) 速灭威metolcarp) 用后，Union Carbide公司的化学家们又将肟基引入，从而导致具有触杀和内吸活性的高效 杀虫、杀螨和杀线虫剂的出现，如涕灭威和杀线威等。 P HCS NO CNHCH (H,CIN-CC-N-O CNHCH SCH; 涕灭威(aldicarp) 杀线威oxamyl) 氨基甲酸酯类杀虫剂以其作用迅速，选择性高，有些品种还具有强内吸性以及没有残留毒 性等优点，到20世纪70年代已发展成为杀虫剂中的一个重要方面：但某些品种的高毒性也制 约了其使用范用。 二、氨基甲酸酯杀虫剂的化学结构与类型 所有氨基甲酸酯杀虫剂均可视为氨基甲酸的衍生物。氨基甲酸是极不稳定的，它会自动分 解为二氧化碳和氨。然而，氨基甲酸盐和酯却相当稳定。 ·28…
·28· H3C H3C O CN O CH3 CH3 O O CN O CH3 CH3 N N H3C NC O H3C H3C N N H3C OCON(CH3 )2 CH(CH3 )2 地麦威(dimetan) 敌蝇威(dimetilan) 异索威(isolan) 1953 年，Union Carbide 公司合成了西维因并于 1957 年正式公布生产，后来成为市场上产 量最大的农药品种之一。 O CNHCH3 O 西维因(carbaryl) 1954 年，Metcalf 和 Fukuto 等合成了一系列脂溶性、不带电荷的毒扁豆碱类似物，成为研 究此类化合物结构与活性关系的典范。后来，这些化合物中的害扑威、异丙威、二甲威、速灭威 被开发成为杀虫剂。自此，确定了 N-甲基氨基甲酸芳基酯在杀虫剂中的地位，也为后来大量的 新的氨基甲酸酯杀虫剂奠定了基础。 O CNHCH3 Cl O O CNHCH3 O CH3 害扑威(hopcide) 速灭威(metolcarp) 嗣后，Union Carbide 公司的化学家们又将肟基引入，从而导致具有触杀和内吸活性的高效 杀虫、杀螨和杀线虫剂的出现，如涕灭威和杀线威等。 N O CNHCH3 O C H C CH3 CH3 H3CS N O CNHCH3 O C C SCH3 O (H3C)2N 涕灭威(aldicarp) 杀线威(oxamyl) 氨基甲酸酯类杀虫剂以其作用迅速，选择性高，有些品种还具有强内吸性以及没有残留毒 性等优点，到 20 世纪 70 年代已发展成为杀虫剂中的一个重要方面；但某些品种的高毒性也制 约了其使用范围。 二、氨基甲酸酯杀虫剂的化学结构与类型 所有氨基甲酸酯杀虫剂均可视为氨基甲酸的衍生物。氨基甲酸是极不稳定的，它会自动分 解为二氧化碳和氨。然而，氨基甲酸盐和酯却相当稳定
-一o:+N 作为杀虫剂的氨基甲酸酯结构上的变化主要在酯基上，一般要求酯基的对应羟基化合物具 有弱酸性，如烯醇、酚和羟肟等：结构的另一个可变部分是氮原子上的陬代基。氮原子上的氢可 以被一个甲基取代或被两个甲基取代或被一个甲基和一个酰基取代。根据取代基的变化，可以将 氨基甲酸酯类杀虫剂划分为四种类型， (一)N,N二甲基氨基甲酸酯 这类化合物都是杂环或碳环的二甲氨基甲酸衍生物，在酯基中都含有烯醇结构单元，氨原 子上的两个氢均被甲基取代。这类品种有地麦威、吡唑城、异索威、敌蝇威和抗蚜威等。 HC、NN(CH3) H;C (H:C)2N-C-O (二)N甲基氨基甲酸芳香醋 这类氨基甲酸酯杀虫剂是市场上品种最多的一类，氯原子上一个氢被甲基取代，芳基可以 是对、邻和间位取代的苯基、茶基和杂环苯并基等。如西维因、仲丁威、灭害威、残杀威、除害 威、速灭威、害扑威、叶蝉散和克百威等。 OCONHCH QCONHCH; 一CH(CH2 CH; 叶蝉散isoprocarp)克白威(carbofuran) (三)N甲基氨基甲酸肟酯 这类化合物是于1966年由Pay心及其合作者报道的。由于肟蕾基的引入而使此类化合物变 得高效高毒。在这类化合物中，烷硫基是酯基中的重要单元。主要品种有涕灭威、灭多威、棉果 威、杀线威和抗虫威等。 H;C C-N-OCONHCH H;C 灭多威methomyl) (四)N-酰基（或羟硫基）N甲基氨基甲酸酯 这是一类新化合物，主要是在第二、三类化合物基础上进行改进并使之低毒化的品种。在 29…
·29· HO CNH2 O CO2 + NH3 作为杀虫剂的氨基甲酸酯结构上的变化主要在酯基上，一般要求酯基的对应羟基化合物具 有弱酸性，如烯醇、酚和羟肟等；结构的另一个可变部分是氮原子上的取代基。氮原子上的氢可 以被一个甲基取代或被两个甲基取代或被一个甲基和一个酰基取代。根据取代基的变化，可以将 氨基甲酸酯类杀虫剂划分为四种类型。 （一）N,N-二甲基氨基甲酸酯 这类化合物都是杂环或碳环的二甲氨基甲酸衍生物，在酯基中都含有烯醇结构单元，氮原 子上的两个氢均被甲基取代。这类品种有地麦威、吡唑威、异索威、敌蝇威和抗蚜威等。 N N N(CH3 ) H3C 2 H3C C O O (H3C)2N 抗蚜威(pirimicarp) （二）N-甲基氨基甲酸芳香酯 这类氨基甲酸酯杀虫剂是市场上品种最多的一类，氮原子上一个氢被甲基取代，芳基可以 是对、邻和间位取代的苯基、萘基和杂环苯并基等。如西维因、仲丁威、灭害威、残杀威、除害 威、速灭威、害扑威、叶蝉散和克百威等。 CH(CH3 )2 OCONHCH3 OCONHCH3 O CH3 CH3 叶蝉散(isoprocarp) 克百威(carbofuran) （三）N-甲基氨基甲酸肟酯 这类化合物是于 1966 年由 Payne 及其合作者报道的。由于肟酯基的引入而使此类化合物变 得高效高毒。在这类化合物中，烷硫基是酯基中的重要单元。主要品种有涕灭威、灭多威、棉果 威、杀线威和抗虫威等。 C N OCONHCH3 H3C H3C 灭多威(methomyl) （四）N-酰基（或羟硫基）N-甲基氨基甲酸酯 这是一类新化合物，主要是在第二、三类化合物基础上进行改进并使之低毒化的品种。在
结构上，氨原子上余下的一个氢原子被酰基、磷酰基、羟硫基、羟亚硫酰基等基团陬代，造成在 昆虫和哺乳动物中不同的代谢降解途径，以提高其选择性。这类化合物合成难度较高，商品化的 品种还不多。这类品种有呋线威、棉铃威和磷亚威等。 CHCH>COOCHCH; 三、氨基甲酸酯类杀虫剂的理化性质 氨基甲酸酯杀虫剂纯品大多为白色结晶，有微弱气味，有一定的熔点，蒸汽压通常较低， 不易挥发。大多数品种在水中的溶解疲低，而能溶于大多数有机溶剂。其主要化学反应性质如 下： (一)水解反应 氨基甲酸酯杀虫剂在碱性介质中容易发生水解反应，使酯键裂，释放出胺及二氧化碳： 0 +HO OH ROH +R CN-COH CH: H:C R=CH3:H +CO: H;C 氨基甲酸杀虫剂对水解反应的敏感性与其结构密切相关。表21、表2-2列出了不同取代 基团的氨基甲酸杀虫剂水解反应的二级速率常数。 表2-1如下结构式的水解速率常数（巴比妥缓冲液0.1mol/L,p.5,37.5℃） X K xmolmim! X KmolLmin 2-N02 3.4×10 2-CHa 26x10 4-NO: 3.5x10 2-j-C3Hz 5.5x10 2-C 20×103 2--C H7 2.8×10 3-C1 1.7x103 3-N(CHsh 2.0×10 4-C 1.0x103 3-C 0.4×10 3-CHa 3.0×10 表2-2如下结构式的水解速率常数(a.巴比妥缓冲液0.1mo1/L,p9.5,37.5℃；b.磷 酸钠缓冲液0.05mo1/，pH7.8,22℃) ·30
·30· 结构上，氮原子上余下的一个氢原子被酰基、磷酰基、羟硫基、羟亚硫酰基等基团取代，造成在 昆虫和哺乳动物中不同的代谢降解途径，以提高其选择性。这类化合物合成难度较高，商品化的 品种还不多。这类品种有呋线威、棉铃威和磷亚威等。 H2 C N CH2CH2COOCH2CH3 S N CH3 COO N C CH3 SCH3 棉铃威(alanycarb) 三、氨基甲酸酯类杀虫剂的理化性质 氨基甲酸酯杀虫剂纯品大多为白色结晶，有微弱气味，有一定的熔点，蒸汽压通常较低， 不易挥发。大多数品种在水中的溶解度低，而能溶于大多数有机溶剂。其主要化学反应性质如 下：（一）水解反应 氨基甲酸酯杀虫剂在碱性介质中容易发生水解反应，使酯键断裂，释放出胺及二氧化碳： RO C N R' CH3 O + H2O OH - ROH + N COH R' H3C O NH R' H3C R=CH +CO2 3 ; H 氨基甲酸酯杀虫剂对水解反应的敏感性与其结构密切相关。表 2-1、表 2-2 列出了不同取代 基团的氨基甲酸酯杀虫剂水解反应的二级速率常数。 表 2－1 如下结构式的水解速率常数（巴比妥缓冲液 0.1mol/L，pH9.5，37.5℃） O CNHCH3 O (X= H) X X K 水解mol-1·min-1 X K 水解mol-1·min-1 2-NO2 3.4×106 2-CH3 2.6×102 4-NO2 3.5×105 2-i-C3H7 5.5×10 2-Cl 2.0×103 2-t-C3H7 2.8×10 3-Cl 1.7×103 3-N(CH3)2 2.0×10 4-Cl 1.0×103 3-t-C4H9 0.4×10 3-CH3 3.0×102 表 2－2 如下结构式的水解速率常数（a.巴比妥缓冲液 0.1mol/L，pH9.5，37.5℃；b.磷 酸钠缓冲液 0.05mol/L，pH7.8，22℃）