朱 彬

（遵義師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，貴州 遵義 563006）

綠色農(nóng)藥是對環(huán)境友好、用量超低、選擇性高、對人類健康安全無害并通過綠色工藝流程生產(chǎn)出來的農(nóng)藥[1]。

隨著有機(jī)合成技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多新型、高效、對環(huán)境友好的綠色農(nóng)藥應(yīng)運(yùn)而生。其中含氮、含硫雜環(huán)農(nóng)藥的開發(fā)是近年來學(xué)者們研究的重點(diǎn)，噻唑類化合物作為雜環(huán)化合物的一個重要分支，為更多綠色農(nóng)藥的開發(fā)利用提供了廣闊空間。

唑類殺蟲劑具有高效、安全、與環(huán)境相容性高等特點(diǎn)，在防治害蟲方面發(fā)揮著重要作用。噻唑是含氮原子和硫原子的五元芳香雜環(huán)化合物，易與其他分子形成氫鍵，易與金屬離子配位。噻唑類化合物具有優(yōu)良的殺蟲活性，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。噻唑環(huán)對溫血動物毒性低，對鳥類、魚類比較安全，生物活性好，用量少，在環(huán)境中易于降解，將其引入不同底物分子中，通過結(jié)構(gòu)修飾和優(yōu)化，可得到不同生物活性的化合物，已成為現(xiàn)代綠色農(nóng)藥的重點(diǎn)研究領(lǐng)域之一[2]。

保松噻（levamisole）1 是一種毒性低、用量少、療效高的驅(qū)蟲藥劑和殺螨劑，也是防止松樹枯干的樹干注射劑，1976 年由日本保土谷化學(xué)工業(yè)公司和三菱油化精細(xì)化學(xué)公司研發(fā)。此后為尋找和開發(fā)高效農(nóng)藥，噻唑類化合物受到各大農(nóng)藥公司和學(xué)者的廣泛關(guān)注，相繼成功研制出數(shù)十個商品化的噻唑類殺蟲劑，如噻唑磷（fosthiazate）2、噻蟲嗪（thiamethoxam）3、噻蟲胺（clothianidin）4、噻蟲啉（thiacloprid）5、蛾蠅腈（thiapronil）6 等，這些化合物高效、綠色環(huán)保、對人畜無害，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)病蟲害的防治[3,4]。作者按噻唑類衍生物的結(jié)構(gòu)類型對各類噻唑化合物的殺蟲活性進(jìn)行了總結(jié)。

1 新煙堿類化合物

含噻唑雜環(huán)結(jié)構(gòu)的新煙堿類殺蟲劑目前已有多個品種商品化，如噻蟲嗪、噻蟲胺、噻蟲啉、氯噻啉（imidaclothiz）7 和AKD-1022 8 等[4,5]。

1991 年，以氯代噻唑取代氯代吡啶為雜環(huán)開發(fā)了硝基胍類高效低毒殺蟲劑噻蟲嗪，可葉面噴霧和土壤灌根處理，對害蟲具有胃毒、觸殺及內(nèi)吸活性，對刺吸式害蟲如飛虱、葉蟬、蚜蟲、粉虱等以及鞘翅目、鱗翅目、特別是同翅目害蟲有高活性，能有效防治稻類、甜菜、油菜、煙草、馬鈴薯、大豆、菜豆、向日葵、花生、棉花和果樹等上的蚜蟲、葉蟬、粉虱、飛虱、幼蟲、線蟲、馬鈴薯甲蟲、地面甲蟲、潛葉蛾等害蟲及對多種類型殺蟲劑產(chǎn)生抗性的害蟲。與烯啶蟲胺、啶蟲脒、吡蟲啉無交互抗性，對作物無藥害[6]。但對蜜蜂高毒，可誘導(dǎo)蜜蜂中腸細(xì)胞結(jié)構(gòu)的變化和凋亡[7]。諾華公司報道的化合物9，對棉鈴象甲、豆蚜、煙粉虱等也具有較好的防治效果[8]。

通過研究噻蟲嗪的代謝產(chǎn)物，日本武田公司發(fā)現(xiàn)了噻蟲胺。噻蟲胺的殺蟲活性與吡蟲啉相當(dāng)?shù)邚V譜性，是一種具有觸殺、胃毒和內(nèi)吸活性、高選擇、低毒性、高效安全的噻唑類殺蟲劑。主要用于防治果樹、水稻、蔬菜及其他作物上的薊馬、飛虱、蚜蟲、葉蟬等蟲害，用量少、藥效期長、對作物無藥害、與其他常用農(nóng)藥無交互抗性，是一種可替代高毒有機(jī)磷農(nóng)藥的高效殺蟲劑[9]。但對蜜蜂高毒，可立即關(guān)閉其神經(jīng)元中的線粒體[10]。構(gòu)效關(guān)系研究發(fā)現(xiàn)噻蟲胺結(jié)構(gòu)中的噻唑環(huán)和胍基是其發(fā)揮藥效的基本結(jié)構(gòu)[11]。

我國南通江山化工公司開發(fā)并商品化了第二代新煙堿類強(qiáng)內(nèi)吸性殺蟲劑氯噻啉，活性是啶蟲脒、吡蟲啉的20 倍。低毒、廣譜，符合無公害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要求，已用在多種作物上，可高效防治水稻二化螟、三化螟及水稻葉蟬、薊馬、飛虱和雙翅目、鞘翅目和鱗翅目害蟲[12]。氯噻啉對鳥類中毒、魚低毒，對哺乳動物較為安全，但對蜜蜂、家蠶高毒，在桑田附近及作物開花期不宜使用[13]。

AKD-1022 也是含氯代噻唑環(huán)的新煙堿類殺蟲劑，由Agro Kanesho 公司研究開發(fā)。AKD-1022 是噻蟲胺的閉環(huán)衍生物，具有廣譜和內(nèi)吸活性，適用于果樹、水稻、蔬菜及其他園藝作物[5]。

拜耳公司報道了化合物10～12。在100mg/L 濃度下，化合物10 可100%殺死桃蚜[14]，化合物11、12可100%殺死草地貪夜蛾[15,16]。

于海波報道了化合物13～15。在600mg/L 濃度下，化合物13 對鱗翅目害蟲小菜蛾的防效達(dá)100%?；衔?4、15 對甜菜夜蛾分別表現(xiàn)了100%和80%的殺蟲活性[17]。

1997 年，拜耳公司開發(fā)了一種廣譜、內(nèi)吸性新煙堿類殺蟲劑噻蟲啉，對一般殺蟲劑難以殺滅的天牛具有快速防治效果，對美國白蛾、松毛蟲、蚜蟲、尺蠖、粉虱、各種甲蟲和鱗翅害蟲都有較好防效?？商幚砬o葉，也可處理種子，和其他農(nóng)藥混用可提高藥效且無互抗性。在推薦用量48～180g a.i./hm2下，噻蟲啉對葡萄上白粉虱施藥后7d 的防效為94.65%，施藥后14d 的防效為90.40%；對美國白蛾1～5 齡幼蟲48h 防效大于90%；對松墨天牛、黃斑星天牛、楊樹天牛防效好、防效期長；對馬尾松毛蟲3～4 齡幼蟲和蜀柏毒蛾4～5 齡幼蟲的防效分別為96.1%和94.5%；對板栗主要害蟲的防效為60.69%～94.71%；對茶尺蠖和假眼小綠葉蟬在施藥后14d 防效大于80%[19]。拜耳公司報道的化合物18 也具有很好的殺蟲效果，在20mg/L濃度下，化合物18 可100%殺死蔬菜根結(jié)線蟲[20]。

段崇慶報道了化合物19、20。在濃度為200ppm時，化合物19 對朱砂葉螨的致死率達(dá)81%，化合物20 對小葉蛾的致死率達(dá)89%；構(gòu)效關(guān)系顯示含氟基團(tuán)可提高化合物的生物活性[21]。

拜耳公司報道了硝基烯胺類化合物21，在100mg/L 濃度下，化合物21 對桃蚜的致死率為100%；美國杜邦公司報道了化合物22，在55g/hm2劑量下化合物22 對褐稻虱、棉籽象鼻蟲、葉蟬、苜蓿蚜的致死率大于80%[8]。華東理工大學(xué)Zhang 等報道了化合物23，其對豆蚜的LC50 為6.3mg/L[22]。

杜邦公司開發(fā)了針對鱗翅目昆蟲的新煙堿類介離子殺蟲劑二氯噻吡嘧啶（dicloromezotiaz）24，對小菜蛾、黏蟲、桃蚜具有較高的活性。35%二氯噻吡嘧啶水分散粒劑對小白菜菜青蟲或甘藍(lán)小菜蛾低齡幼蟲期兌水噴霧使用，在有效成分75～100g/hm2劑量下，藥后1d 防效為60%～70%，藥后3～7d 防效為80%～90%[23]。

巴斯夫公司研發(fā)了全新結(jié)構(gòu)的介離子殺蟲劑fenmezoditiaz 25，其R型對映體具有優(yōu)良?xì)⑾x活性，S 型對映體則無殺蟲活性。R 型對映體在1mg/L 濃度下對黑尾葉蟬、豇豆蚜、稻褐飛虱的防效為100%、90%、90%，在10mg/L濃度下對薊馬的防效為100%；其外消旋體在相同濃度下對豇豆蚜、薊馬、稻褐飛虱、黑尾葉蟬的防效為80%、73%、54%、50%。Fenmezoditiaz 特別適用于禾谷類、油料作物、蔬菜、香料、根系作物、觀賞植物等防治半翅目、纓翅目刺吸式口器害蟲，對雙翅目刺吸式口器害蟲也有防效；對動物安全，可有效防治動物體內(nèi)外的寄生蟲，用量低，藥效期長[24]。

2噻唑甲酰胺類化合物

目前報道的生物活性較好的噻唑甲酰胺類殺蟲劑，酰胺位置多在噻唑5 位，也有部分化合物酰胺位置在噻唑4 位或噻唑烷3 位，氨基上所連的基團(tuán)可以是取代的苯基、聯(lián)苯基、雜環(huán)、環(huán)烷基、芳基烷基等。

Clough等報道的化合物26 在劑量為5×10-5mg/kg時對螨的殺死率大于80%；Mattew等報道的化合物27 在600g a.i./hm2劑量下對馬鈴薯葉蟬和桃蚜的殺死率均為60%[25-27]。

Shiga 等報道了化合物28，在5×10-5mg/kg 劑量下，化合物28 對螨的防效大于80%[4,28]。

拜耳農(nóng)作物科學(xué)公司合成了化合物29，在500g/hm2劑量下，化合物29 對辣根猿葉甲、桃蚜、草地夜蛾防效均大于80%[29,30]。

范井旺報道，在10ppm 濃度時化合物30、31 對稻飛虱防治效果突出，校正死亡率達(dá)到75.68%和74.37%[31]。

拜耳農(nóng)作物科學(xué)公司合成了化合物32，在20mg/L濃度下，化合物32 對斜紋夜蛾卵孵化抑制率為100%[29,32]。

噻螨酮（hexythiazox）33 是日本曹達(dá)公司研發(fā)的一種高效、低毒內(nèi)吸性殺螨劑，可有效殺滅仁果類、葡萄、棉花、柑橘、茶葉、草莓、蔬菜上多種植食性螨類的幼蟲、若蟲及蟲卵。該殺蟲劑可與波爾多液、石硫合劑等農(nóng)藥混用，對人、畜低毒，在推薦劑量下對蜜蜂、魚類及害蟲天敵的影響小[33-35]；Ishimitsu等報道了化合物34，對二斑葉螨具有良好的殺滅效果[34,36]。

Tokkyo 報道了系列化合物35，其中R=CnH2n+1，R1=五元環(huán)、Ar，R2=C5～C7的環(huán)烷基、雜環(huán)，Z、Z1=O、S。化合物35 在125～500mg/L 濃度下具有很好的殺蟲、殺螨活性；Balko 等合成了具有很好殺蟲活性的化合物36，對大豆瓢蟲有良好的防效[34,37,38]。

3 2-氨基噻唑類化合物

目前報道的該類化合物噻唑2 位均為氨基或形成酰胺。根據(jù)文獻(xiàn)[39]報道，具有殺蟲、殺螨活性的2-氨基噻唑類衍生物具有37 的通式，其中R1=CN、氟烷基，R2=X、SCN、Ar，R3=H、Ar、C1～C6鏈狀烷基、磺?；?，R4=取代芳基、苯基、環(huán)烷基、烷基等，X=O、S。這類化合物對甲蟲類、雙翅目昆蟲、同翅目昆蟲等具有較高的防效。

Anthony 報道了化合物38，在1.25×10-4mg/kg劑量下，化合物38 對黏蟲、小菜蛾和葉螨的防效達(dá)100%；Mueller 報道了化合物39，在濃度為600mg/L時，化合物39 能完全殺死黑豆蚜[25,39,40]。

Iwataki等報道了9 個氨基噻唑類化合物40，在125mg/L 濃度下9 個化合物對黏蟲的殺死率均為100%；除1個化合物（R1=Br R2=2,4-F2C6H3X=O）外，其余8 個化合物可100%殺死小菜蛾；有5 個化合物（R1=Cl R2=2,4-Cl2C6H3X=O、R1=Cl R2=3-F3CC6H4X=O、R1=Br R2=3,4-Cl2C6H3X=O、R1=Br R2=4-F3CC6H4X=O、R1=Br R2=2,4-F2C6H3X=O）對螨的防效為100%。其構(gòu)效關(guān)系顯示，R2為間位或?qū)ξ蝗〈交鶗r殺蟲活性較好，且苯環(huán)上的取代基為CF3時殺蟲活性最好；另外，由于Cl具有很好的親脂性，當(dāng)R1或R2上有Cl 取代時活性增加[4,41]。

趙金浩等采用活性亞結(jié)構(gòu)拼接法，以擬除蟲菊酯的藥效團(tuán)——菊酸、2-氨基噻唑?yàn)樵?，合成了新型的系列N-（取代噻唑-2-基）-菊酰胺類化合物41 以及2-氨基噻唑婁化合物42。對于化合物41，當(dāng)R1=H R2=NO2R3=CH3R4=CH3、R1=H R2=NO2R3=Cl R4=Cl、R1=H R2=NO2R3=CF3R4=Cl、R1=H R2=NO2R3=Br R4=Br、R1=CH2COOEt R2=H R3=CH3R4=CH3時；對于化合物42，當(dāng)R1= CH3R2=H、R1=CH2COOEt R2=H時，在600mg/L濃度下對小菜蛾具有100%的殺蟲活性，對于化合物41，當(dāng)R1=CH3R2=H R3=CH3R4=CH3時，在600mg/L 濃度下對蠶豆蚜具有90%的殺蟲活性[42,43]。

南開大學(xué)范志金等報道的化合物43 在50mg/L濃度下對蠶豆蚜、黏蟲以及小菜蛾的致死率均在50%左右[44]。

4 噻唑2-取代亞胺類化合物

拜耳公司開發(fā)了殺螨劑氟螨噻（flubenzimin）44，在500mg/L濃度下能有效殺滅李樹、仁果類上的螨，對蚜蟲也有殺滅作用[45]。

Immer 報道的噻螨胺（cymiazole）45、噻螨威（tazimcarb）46、保松噻均具有優(yōu)良的殺蟲殺螨效果[34,45]。

Ishimitsu 等報道了廣譜、高效的殺蟲劑47，在1000mg/L 濃度下，化合物47 能100%殺死黑尾葉蟬和斜紋夜蛾[34,46]。

徐曉勇等合成的化合物48，在500mg/L濃度下對家蠅飛行具有28.9%的抑制率[47]。

拜耳農(nóng)作物科學(xué)公司報道的化合物49在500g/hm2劑量下對桃蚜的防效大于80%[42,48]。

5 丙烯腈類化合物

丙烯腈衍生物殺蟲能力強(qiáng)，對哺乳動物和魚類低毒、安全。根據(jù)目前的文獻(xiàn)報道，該類化合物在噻唑的2 位或4 位形成丙烯腈結(jié)構(gòu)，氰基和噻唑環(huán)位于雙鍵的同一側(cè)，雙鍵的另一側(cè)為酯基、羥基、芳環(huán)、芳醚或取代的烷基等[42]。

1980 年，德國Schering 公司研制了丙烯腈類殺蟲劑蛾蠅腈（thiapronil）6（又名噻丙腈），可有效殺滅馬鈴薯甲蟲、菜蛾（抗性菜蛾）、梨木虱等害蟲，對魚類和蜜蜂毒性低，對作物無危害。在600mg/L 濃度下能殺死100%的黏蟲和小菜蛾，殺死95.1%的桃蚜，殺死70.6%的朱砂葉螨[49]。

日本日產(chǎn)化學(xué)工業(yè)株式會社及日本曹達(dá)公司合成的3 種噻唑丙烯腈類化合物50～52 具有良好的殺蟲活性，且化合物51 在25mg/L 濃度下，能100%殺死桃蚜和成年雌性瓜薊馬[42,50-52]。

楊鵬等報道了化合物53、54，在250mg/L 濃度下對棉紅蜘蛛的致死率分別為89.8%和85.5%[53]。

6 肼類化合物

Dekeyser 等合成的噻唑苯肼類化合物55 具有優(yōu)良的生物活性，在1×10-3mg/kg 劑量下，對成螨及幼蟲殺死率為100%[4,54]。

Mahran 等報道的系列化合物56、57 對線蟲具有一定的活性。構(gòu)效關(guān)系顯示，取代基R 為含硫烷基，化合物的活性增加；取代基R 為含氧烷基，活性降低；改變R 中的烷基鏈長短，對化合物的生物活性影響不大，用芳基取代R 后化合物生物活性降低[34,55]。

7 有機(jī)磷類化合物

噻唑磷（fosthiazate）11 和噻唑硫磷（fosthiazate）59 是由日本石原產(chǎn)業(yè)公司開發(fā)的具有內(nèi)吸性的殺蟲劑，對植物寄生線蟲和對傳統(tǒng)殺蟲劑產(chǎn)生抗性的各種害蟲具有較強(qiáng)的殺滅活性，適用于無公害蔬菜、觀賞植物、柑橘、香蕉、咖啡、煙草的種植，推薦用量為1～4kg a.i./hm2[34,58,59]。

8 苯并噻唑類化合物

Pudhom等報道了苯并噻唑化合物60，在25mg/kg/d劑量時化合物60 對瘧原蟲的致死率為89%；Tripti等報道了化合物61，在濃度5mg/mL 下，化合物61對美洲大蠊具有致死活性[55,60,61]。

9 醚類化合物

南開大學(xué)報道了肟醚結(jié)構(gòu)的化合物62，在200mg/L 濃度下，化合物62 對豆蚜的殺死率為100%，對紅葉螨的殺死率為95%[62]。

張畫輕[63]等將新煙堿類殺蟲劑活性基團(tuán)2-氯-5-噻唑甲基引入鄰甲酰胺基苯甲酰胺類殺蟲劑結(jié)構(gòu)中，合成了6 種含氯代噻唑甲氧基氯蟲苯甲酰胺類化合物63。生物活性測試顯示：6 種合成的化合物在1mg/L濃度下能100%殺死小菜蛾；在100mg/L濃度下能100%殺死桃蚜；在10mg/L 濃度下能殺死74%～85%的稻飛虱，均優(yōu)于氯蟲苯甲酰胺對三種農(nóng)業(yè)害蟲的防治效果。

10 砜類化合物

Fitzjohn等合成的化合物64、65 對甜菜夜蛾、二斑葉螨、桃蚜蟲、家蠅成蟲等昆蟲和馬鈴薯金線蟲、根結(jié)線蟲、甜菜胞囊線蟲等線蟲都有不同的防治效果。構(gòu)效關(guān)系研究顯示，R5=CH2CH2F 比R5=CH2F、CHF2、CF3、CF2CF3化合物的活性高[4,64]。

于海波報道了化合物66～68，在10mg/L劑量下，化合物66～68 對桃蚜的致死率分別為100%、93%、80%[17]。

11 苯基噻唑類化合物

Roush 等合成的化合物69 具有較好的殺螨活性，在5×10-5mg/kg劑量下，當(dāng)R為CH3時，對棉葉螨的殺死率為100%；當(dāng)R 為CF3時，對棉葉螨的殺死率為96%[25,65]。

Lzumi 等報道的化合物70、71 具有較好的殺蟲活性，在劑量為1.25×10-4mg/kg 時，種子處理對棉蚜的防效均為100%[66]。

Schnatterer 等報道了噻唑啉類系列化合物72，當(dāng)R=OC2H5時，在3×10-4mg/kg 劑量下，化合物72對二斑葉螨的防效為100%；當(dāng)R=OCH2CF3時，化合物72 對黃瓜甲蟲的防效為100%。構(gòu)效關(guān)系研究表明，當(dāng)R=OC2H5時，其活性大于R=OCH3、OC3H7-n，此外OC2H5在吡啶基的2-位取代優(yōu)于3-位取代和4-位取代[4,67]。

12 甲氧基丙烯酸甲酯類化合物

Miyazawa 等報道了化合物73、74 具有良好的殺蟲活性，在125mg/L 劑量下，化合物73、74 能殺死80%以上的小地老虎、蚜蟲等鱗翅目、同翅目害蟲[4,68]。

13 哌嗪類化合物

李剛月等采用活性基團(tuán)拼接原理，以2-氯-5-氯甲基噻唑與哌嗪反應(yīng)生成2-氯噻唑-5-基甲基哌嗪，再與異硫氰酸酯加成合成了同時含噻唑基和哌嗪基活性基團(tuán)的化合物75、76，通過生物活性測試發(fā)現(xiàn)，兩個化合物對孑孓表現(xiàn)出較好的殺滅活性，特別是化合物76在50mg/L劑量下對孑孓的防效達(dá)100%[25,69]。

14 異黃酮類化合物

異黃酮類化合物具有高效的殺蟲活性，用噻唑雜環(huán)替代異黃酮類化合物3-位的苯環(huán)得到的噻唑異黃酮化合物77 在濃度250mg/L時，對紅蜘蛛蛛的殺滅效果大于90%[50,70].

15 其他噻唑類化合物

翁建全等合成了系列化合物78（R=CnH2n+1、Ar），能有效殺滅二斑葉螨、黑尾夜蛾、黑豆蚜等害蟲[34,71]；Fishman報道的化合物79 對家蠅和粉蟲有很好的殺滅效果[34,72]。

16 結(jié)語

以上總結(jié)了部分噻唑類殺蟲劑的結(jié)構(gòu)及其生物活性，其中不少化合物已商品化并廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。從構(gòu)效關(guān)系的研究結(jié)果可以看出，分子中含有吸電子基團(tuán)如Cl、F、CF3等能提高化合物的殺蟲活性。通過構(gòu)效關(guān)系的深入研究，越來越多結(jié)構(gòu)新穎、高效低毒、對環(huán)境友好的噻唑類殺蟲劑將不斷得到開發(fā)和應(yīng)用，推動我國綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展。