呋虫胺

呋fū虫胺（dinotefuran）又名呋啶dìng胺^[4]，是一种有机物，分子式为C7H14N4O3，熔点为107.5℃，相对密度1.33（25℃）。呋虫胺纯品外观呈白色结晶，水中的溶解度为40g/L，难溶于有机溶剂，是日本三井化学株式会社研发的第三代新型烟碱类杀虫剂，国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）将呋虫胺命名为(EZ)-(RS)-1-甲基-2-硝基-3-(四氢-3-呋喃甲基)胍。与其他烟碱类杀虫剂不同，呋虫胺的活性基团为四氢-3-呋喃甲基，并不含卤族元素和芳环，因此也被称为呋喃烟碱，属于呋喃类衍生物。^{[1][2][5][6][7]}

呋虫胺是烟碱乙酰xiān胆碱受体的兴奋剂，该药剂通过与昆虫神经突触后膜的烟碱性乙酰胆碱受体结合，作用于昆虫神经传递系统，可影响昆虫中枢神经系统的突触，具有触杀和胃毒作用，可以快速被植物吸收并广泛分布于作物体内。^[2][8]与一些其他烟碱类杀虫剂相比，呋虫胺的杀虫谱更广、内吸活性更高，广泛用于谷物、蔬菜、瓜果等经济作物的病虫害防治。其中，对刺吸式口器害虫有优异防效，在很低的剂量即显示很高的杀虫活性，主要用于防治同翅目、鞘翅目、双翅目和鳞翅目等害虫，并对蜚蠊、白蚁、家蝇等卫生害虫有高效。^[9][6][4]

新烟碱类杀虫剂的开发可追溯到20世纪60年代初对天然烟碱的研究，壳牌（Shell）公司由开发的先导化合物SD-031588得到活性较好的硝虫噻嗪。^[10]

1985年，拜耳（Bayer）公司研发出了第一个商品化的新烟碱类杀虫剂产品吡虫啉（Imidacloprid）。^[10]

新型烟碱类杀虫剂是全球用量最大的品种之一，已在超过120个国家登记。^[7]

2002年呋虫胺在日本取得首次登记，随后在韩国、美国等20多个国家获得登记。2013年7月在中国获得登记，主要包括谷物、蔬菜、果树等24种作物。^[7]

国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)将呋虫胺命名为(EZ)-(RS)-1-甲基-2-硝基-3-(四氢-3-呋喃甲基)胍，其分子结构中的四氢呋喃基取代了传统的氯代吡啶基、氯代噻唑基，且不含卤族元素和芳环。因其呋喃环三号位具有一个不对称的碳原子而具有手性，包含两个对映异构体——S-呋虫胺和R-呋虫胺。^[7]

呋虫胺纯品为白色结晶，在纯品状态下熔点为107.5℃，工业品熔点略低（94.5～101.5℃），室温（25℃）时相对密度为1.33。其物理性质相对稳定，易溶于甲醇和水，溶解度为57g/L和40g/L，微溶于丙酮（8g/L），难溶于环己烷wán、二甲苯等有机溶剂。^[2]

呋虫胺对映体在有机溶剂和水溶液中构型稳定，但光照会加速降解，在土壤中，有氧和厌氧条件下的平均降解半衰期分别为73.7～232.8d和86.4～265.9d。^[7]

呋虫胺在杀虫效能方面与传统烟碱类农药有所不同，它通过胃毒和触杀两种方式作用于靶标生物，并具有内吸性强、持效期长、速效快、杀虫谱广等优点，即使在很低的剂量下也可以表现出对刺吸式口器害虫的高杀虫活性。主要用于防治谷物、蔬菜、瓜果、棉花、烟叶等多种作物上的蚜虫、叶蝉、飞虱、蓟jì马、粉虱及其抗性品系等病虫害防治，同时对鞘翅目、双翅目、鳞翅目、甲虫目和总翅目害虫、白蚁、家蝇等有高效。^[11]

呋虫胺的主要用法：为了防治蔬菜害虫，可以在果菜类和叶菜类移栽时将药剂与土壤混合处理，或者在撒播时与播种沟的土壤混合处理。也可以使用水溶性粒剂8000～10000倍液进行喷雾，以防治蔬菜中后期的害虫。^[2]

呋虫胺的合成路线主要有以下几种：

由甲醛和甲基硝基胍反应制备1, 5-二甲基-2- (硝基亚氨基) -六氢-1, 3, 5-三嗪。以丙二酸二乙酯为原料与氯乙酸乙酯反应制备乙烷-1, 1, 2-三羧酸乙酯， 与硼氢化钠反应制备2-羟甲基-1, 4-丁二醇， 再在对甲基苯磺酸作用下制备3-四氢呋喃基甲醇。由3-四氢呋喃基甲醇和甲基磺酰氯制得的3-四氢呋喃基甲基甲基磺酸酯与1, 5-二甲基-2- (硝基亚氨基) -六氢-1, 3, 5-三嗪qín反应后， 再与盐酸反应制得呋虫胺。^[12]

以丙二酸二乙酯zhǐ为原料与环氧乙烷反应制备α-乙氧羰基-γ-丁内酯， 再与硼氢化钾反应制备3-四氢呋喃基甲醇。由3-四氢呋喃基甲醇与三氟甲磺酸酐制得的3-四氢呋喃基甲基三氟甲磺酸酯与1, 5-二甲基-2- (硝基亚氨基) -六氢-1, 3, 5-三嗪反应， 再与盐酸反应制得呋虫胺。^[12]

以3-四氢呋喃基甲基甲基磺酸酯为原料， 通过与邻苯二甲酰亚胺钾盐反应后， 再与水合肼反应制备3-四氢呋喃基甲胺。3-四氢呋喃基甲胺与S-甲基-N-硝基-N'-邻苯二甲酰异硫脲反应得到S-甲基-N-硝基-N'-[ (3-四氢呋喃基) 甲基]异硫脲niào， 再与甲胺反应制得呋虫胺。^[12]

以苹果酸为原料， 通过催化加氢制备1, 2, 4-丁三醇， 在对甲基苯磺酸催化作用下制备3-羟基四氢呋喃， 与氯化亚砜反应制备3-氯四氢呋喃， 与氰化钠反应制备3-氰基四氢呋喃， 再催化加氢制备3-四氢呋喃基甲胺。3-四氢呋喃基甲胺与O-甲基-N-硝基异脲反应制备O-甲基-N-硝基-N'-[ (3-四氢呋喃基) 甲基]异脲， 再与甲胺反应制得呋虫胺。^[12]

由3-四氢呋喃基甲胺与S-甲基-N-硝基异硫脲制备得到的1-[ (3-四氢呋喃基) 甲基]-2-硝基胍与甲醛和异丙胺反应制备1-[ (3-四氢呋喃基) 甲基]-2- (硝基亚胺基) -5-异丙基-六氢-1, 3, 5-三嗪， 与硫酸二甲酯反应制得1-[ (3-四氢呋喃基) 甲基]-2- (硝基亚胺基) -3-甲基-5-异丙基-六氢-1, 3, 5-三嗪， 再与氨水反应制得呋虫胺。^[12]

根据中国农药毒性分级标准，呋虫胺被归类为低毒杀虫剂。它属于第三代烟碱类杀虫剂，与一二代烟碱类杀虫剂在化学结构上有很大的区别，它的四氢呋喃基取代了以前的氯代吡啶基、氯代噻唑基，并不含卤族元素，同时，在性能方面也与烟碱有所不同。因此，目前人们将其称为“呋喃烟碱”。该药剂的杀虫谱广泛，具有卓越的内吸渗透作用，并且在极低的剂量下显示出很高的杀虫活性。^[2]呋虫胺主要作用于昆虫中枢神经系统中烟碱型乙酰胆碱受体(n ACh Rs)，通过高效阻断昆虫的正常神经传递致使昆虫死亡。^[7]

呋虫胺杀虫谱表^[13]

-水稻害虫蔬菜、水果害虫高效褐飞虱、白背飞虱、灰飞虱、黑尾叶蝉、稻蛛椽chuán蝽chūn象、二小星蝽象、稻绿蝽象、红须盲蝽、稻负混虫、稻筒水螟míng蚜虫类、粉虱类、蚧jiè类、矢尖盾蚧、朱绿蝽、桃小食心虫、枯潜蛾、茶细蛾、黄条跳甲、豆潜蝇有效二化螟、稻蝗类角腊蚧、小菜蛾、二黑条叶甲、茶黄蓟马、烟蓟马、黄蓟马、柑橘黄蓟马、大豆荚瘿蚊、番茄潜叶蝇

呋虫胺对哺乳动物、鸟类及水生生物安全低毒，无作物药害。但对蜜蜂、蚯蚓、家蚕等非靶标有益生物表现为高毒，甚至会威胁到其种群的存活。对蜜蜂高毒，可以通过飘尘、花粉、露水等途径导致蜜蜂急性中毒，能明显抑制蜜蜂幼虫的化蛹和羽化，同时还能引起行为障碍、定向困难及活动迟缓等一系列慢性毒性症状。而且，大剂量使用会影响蜜蜂的嗅觉，亚致死剂量影响其学习能力和记忆力。^[7][10]

新烟碱类杀虫剂的分子在土壤中主要通过表面物理吸附方式与土壤颗粒结合，绝大多数该类农药分子都具有较小的分子量、强的极性，从而使其容易从土壤中解析出来，从而结合土壤水、进入地表径流及地下水，在水生态系统中发生扩散。尽管新烟碱类杀虫剂可在自然土壤中自发降解，然而这一过程的速度并不理想，部分中间转化物质的存在使得其生态风险不容忽视。这类杀虫剂以及中间转化物质在动植物与人体中通过食物链积累的风险同样存在。新烟碱类杀虫剂在全球已经被广泛使用，由于其高残留、难降解、降解产物可能比母体化合物毒性更大等特点，过度施用后对生态系统中的非靶标生物、土壤水体环境会造成损害。^[14]

呋虫胺在土壤环境中具有持久性，其半衰期高达75～82d。呋虫胺还因较强的内吸性，导致其在植物体和环境介质中残留量增加，残效期增长。^[7]

由于呋虫胺高效的杀虫活性、快速作用和长效残留特性，因此采用茎叶喷雾、土壤处理、颗粒剂施用和育苗箱处理等方法，都能够发挥出良好的效果。同时，在推广呋虫胺的过程中，应该与有机磷、拟除虫菊酯类及其他杂环类等作用机理不同的杀虫剂轮换施用，或者使用低剂量的复合制剂，以避免产生抗药性。^[8][15]

呋虫胺对于蜜蜂、家蚕和鸟类具有较高的毒性，因此在桑园和蚕室附近以及开花植物的花期禁止使用该药剂；在天敌生物放飞区和水产养殖区附近也禁止施药；严禁将残留药液倒入河流中，并禁止在江河、湖泊中清洗施药器具，务必注意避免污染水源。^[2]

不可与碱性物质混合使用。为了确保喷药的质量，药液应当现配现用，不宜存放时间过长。^[2]

在不同食品中的最大残留限量如下：稻谷10毫克/千克，糙米5毫克/千克，棉籽1毫克/千克，黄瓜2毫克/千克，茶叶20毫克/千克。^[2]