[doc] 绿色杀虫剂一天然除虫菊酯

[doc] 绿色杀虫剂一天然除虫菊酯 绿色杀虫剂一天然除虫菊酯 第29卷第2期 2008年6月 渤海大学(自然科学版) JournalofBohaiUniversity(NaturalScienceEdition) VoI.29NO.2 Jun.2008 绿色杀虫剂一天然除虫菊酯* 王丰玲,张英锋,李阳.,马子川 (1.北京师范大学化学学院,北京100875;2.河北省秦皇岛市第一中学,河北秦皇岛066000; 3.太原师范学院附属中学,山西太原030001;4.河北师范大学化学与材料科学学院,河北石家庄050016) 摘要:天然除虫菊酯是从除虫菊中提取得到的杀虫活性成分.其作用机理独特,具有能 快速灭杀害虫,广谱,低毒等特点.这种绿色杀虫剂已广泛应用于农业害虫防治,环境卫生,食 品行业等领域.综述了天然除虫菊酯的制备,作用机理和应用. 关键词:除虫菊酯;制备;作用机理;应用 中图分类号:$482.3文献标识码:A文章编 号:1673—0569(2008)02—0113—03 除虫菊(pyrethrum) 是菊科菊属类的多年生R,Hh, 草本植物,原产于中东c一 . /?,CH3 地区,其后在日本,非H,c屉\.L…一一 洲,南美等广为栽培并HI 形成产业,于1987年左酸组分H 右成功引进我国.除虫54) 菊酯(结构式如右图所lnouye.Y.(1955) 示)是除虫菊中的主要 杀虫成分,因其对蚊, 蝇,虱,甲虫,臭虫,蛾等害虫有驱杀作用而得名.天然除虫菊酯是由六种杀虫活性成分组成的复合型植 物源杀虫剂(如1所示),包括除虫菊素I,?,瓜叶菊素I,?和微量的茉莉菊素I,?.其中,最主要 的杀虫成分为除虫菊素I和除虫菊素?.天然除虫菊酯具有高效广谱,对害虫不易产生抗性,并且对温 血动物及人畜低毒,低残留等诸多优点,广泛应用于杀虫领域.随着人们生活水平的提高和环保意识的 加强,这种天然绿色产品越来越受到人们的重视和青睐. 表1除虫菊酯的六种杀虫活性成分级起百分组成 收稿日期:2008一O1—18. 基金项目:国家自然科学基金项目(No:81663),河北省科学技术协会20007年资助项目 作者简介:王丰玲(1979一),女,北京师范大学硕士研究生,从事化学教学科研工作. /\一 C醇引, 一 114渤海大学(自然科学版)第29卷 1除虫菊酯的制备 1.1溶剂萃取法L2 工业生产提取除虫菊酯一般采用有机溶剂浸泡萃取法,选用溶剂有正己烷,石油醚等.该法对固定 资产的投资少,投产快,产率低,广泛用于9O年代以前.但是产品中含有有机溶剂,安全性差,生产周期 长. 1.2超临界二氧化碳提取[3] 超临界CO.萃取技术是近年来新出现的一种现代分离技术,目前已经广泛应用于食品,医药,香料 等天然产物有效成分的提取.优点是对有机物溶解度大,选择性好,操 作温度低.并且萃取周期短,萃取 流程简单,属于环境友好的绿色环保产业.CO.作溶剂安全可靠,可以回收,并且不在产品中残留.工艺 流程图如下:C02钢瓶一压缩机一缓冲釜一萃取塔一分离器一吸附塔.用超临界CO萃取除虫菊酯的最 佳工艺条件为:压力16MPa,温度40~C,CO.气体20m./h,萃取时问2小时. 1.3微波协助萃取技术[4] 微波萃取是将微波激活与传统的溶剂萃取法结合起来形成的新的萃取方法.微波直接与被分离物 作用,微波的激活作用导致试样基体内不同成分的反应差异使被萃取物与基体快速分离.微波萃取法操 作时间短(一般仅需几分钟,十几分钟),消耗的有机溶剂少,仪器设备比较简单,廉价,适应面广,较少受 被萃取物极性的限制. 采用微波协助萃取技术提取天然除虫菊花种杀虫活性成分,具有快速安全,节省能源,降低劳力消 耗,减少溶剂用量和装置的投资,避免了由于长时间萃取引起的除虫菊酯杀虫活性成分分解的问题,增 强了除虫菊素的稳定性.微波协助萃取技术具有其新颖性和实用性. 2天然除虫菊酯的作用机理[5] 除虫菊酯作用机理独特,同时兼备驱避,击倒和毒杀三种不同作用.(I) 除虫菊酯不溶于水,易溶于 多种有机溶剂,能被昆虫的蛋白质,脂肪结合层所吸附,从而作用于虫体组织的氧化酶,产生很强的击倒 功效(一般不到几秒钟即可击倒害虫).(?)除虫菊酯是很强的神经毒剂,其有效成分能破坏昆虫的神经 组织(周围神经系统,中枢神经系统,感觉器官等),使昆虫很快中毒死亡.中毒症状一般分为兴奋期,麻 痹期和死亡期.钠离子通道是神经细胞上的重要结构,通过让钠离子进入细胞内而达到传递神经冲动的 作用.通常钠离子通道是关闭的,当刺激引起冲动或轴突传导信息时,刺激部位上膜的通透性改变,于是 钠离子通道打开,大量钠离子进入细胞内.除虫菊酯作用于钠离子通道,引起昆虫神经细胞的重复开放, 最终使其麻痹,死亡.另外,除虫菊酯还能被气管内的液体溶解,并随体循环到达神经球而使昆虫麻痹致 死. 3天然除虫菊酯的作用2] 3.1天然除虫菊酯在农业害虫防治中的应用 除虫菊是目前世界上唯一集约化栽培的杀虫植物,其根,茎,叶,花等部位都含有高活性杀虫物质一 除虫菊酯.天然除虫菊酯是蚜虫,菜青,棉铃等害虫的死敌,几乎对所有农业害虫均有极强的触杀作用 (使用浓度仅为十万分之一).并且易分解,不污染环境,对人畜安全,无毒害作用,很难产生抗药性(是六 种成分的混合物).40年代中期,有机氯,有机磷,氨基酸甲酯等化学合成杀虫剂尚未阃世前,除虫菊酯 就被广泛用于防治农业害虫.研究表明,农作物套种除虫菊,使除虫菊花期与作物害虫发生期相吻合,对 蚜虫,菜青虫等的防效率达8O.一亩果林套种除虫菊200株,即可有效抑制害虫进入果园,从而减少农 药使用次数.另外,入冬前将除虫菊茎,秆,叶等磨碎埋入地下可杀死越冬害虫.除虫菊酯在阳光下迅速 分解无毒,无残留,用其配制成的农药可广泛用于蔬菜,水果,茶叶等经济作物的杀虫. 3.2天然除虫菊酯在环境卫生中的应用 等第2期王丰玲,张英锋,李阳,等:绿色杀虫剂一天然除虫菊酯115 早在19世纪初,人们就发现除虫菊酯可驱蝇,杀蚊,防治臭虫,虱子,跳蚤等害虫.在美国等西方国 家,已成为最常用的家庭卫生杀虫剂之一.以除虫菊酯为原料制成的蚊香,其烟中含有较高的杀蚊成分, 并且薰杀时间长,是家庭治蚊的有效方法.也可配制成卫生喷雾剂,极少量的除虫菊酯,即可使蚊虫失去 协调性,从而进行灭杀. 由于除虫菊酯杀虫效果好,并且能快速,自然地降解,对环境无污染,在国外,还广泛应用于公园,游 乐场,宾馆,办公室,厕所,垃圾堆等公共场所的杀虫. 3.3天然除虫菊酯在畜禽养殖中的应用 有研究表明,天然除虫菊酯在哺乳动物体内不累积(体内有能将除虫菊酯分解的酶),到达中枢神经 系统即被代谢和排泄,从而对人畜都很安全.在昆虫体内却能进入神经系统,引起亢奋,麻痹等症状,最 终使其击毙.因此,广泛适用于畜禽养殖场所,对常年叮咬,骚扰畜禽生长的蚊,蝇等害虫有趋避和灭治 的独特作用,有利于牲畜休息和生长,防止疾病传播. 3.4天然除虫菊酯在食品行业中的应用 食品加工厂,罐头厂,仓储,蛋糕房等食物存放场所,容易受到苍蝇,蟑螂等害虫的侵扰,而除虫菊酯 分解速度快,无残留,并且气味清香自然,毒性极低,因此在食品行业防虫中发挥了很大作用. 4展望 除虫菊是目前世界上唯一集约化种植的杀虫植物,具有杀虫和环保两大优点,已经赢得人们的广泛 关注.天然除虫菊酯是健康环保型卫生杀虫剂,粮食仓储杀虫剂,农用大田杀虫剂等的理想选择.将其 制成制剂,还可用于猫,狗等宠物的皮毛上,使其免受蚊虫叮咬.除虫 菊酯已列在有机杀虫剂批准的目录 中,在绿色农业的下,其优势显而易见.随着科学技术水平的提高,人们正在关注于提取设备的先进 化,除虫菊种植面积的扩大化和成本的降低化.但由于天然除虫菊酯受强光高温(60~C以上)易分解失效 等不稳定问题,人们正致力于寻找一些添加剂和增效剂,使其更好地发挥作用. 参考文献: I-1]孙耘芹.除虫菊酯化学的发展和未来前景.[J].医学动物防制,2000,16(5):275—277. E2]程暄生,赵平,于涌.天然除虫菊[J].农药,2005,44(9):391—394. [3]李昶红,李薇.超临界CO2萃取除虫菊酯的研究[J].衡阳师范学院t自然科学,2002,23(3);l3一l5 [43郝金玉,黄若华,王平艳,等.微波萃取除虫菊酯[J].精细石油化工.2001,(2):47—49. [5]张夏亭,聂秋林,高欣.除虫菊素的杀虫特性与作用机理[J].农药科学与管理,2003,24(2);22—23. Naturalpyrethrumester:greenpesticide WANGFeng—ling,ZHANGYing—feng,LIYang.,MAZi—chuan (1.CollegeofChemistry,BeijingNormalUniversity,Beijing100875,China; 2.QinhuangdaoCityNo.1MiddleSchoolinHebeiProvince,Qinhuangdao06 6000,China} 3.AffiliatedMiddleSchooltoTaiyuanTeachersCollege,Taiyuan030001,China; 4.CollegeofChemistryandMaterialSciences,HeheiNormalUniversity,shijiazhuang100815.China) Abstract:Naturalpyrethrum,esterisanactivepesticideabstractedformpyrethrumThiskindof pesticideisuniqueinquickkillingofpestswithlowrateofpoison.Thegreenpesticidehasbeenwidely usedinagriculture,environmentalhygieneandfoodindustry.Areviewismadeofthepreparation, functionandapplication,ofthenaturalpyrethrumester. Keywords:pyrethrum;ester;preparation;function;application