咪唑啉

1.化学和物理性质

1.1 化学身份

• 常见名称: 噻虫嗪
• 化学名称 (IUPAC): 1-(6-氯-3-吡啶甲基)-N-硝基咪唑烷-2-亚胺
• CAS 注册号: 138261-41-3 (用于噻虫嗪); 105827-78-9 (用于有时引用的早期CAS号)
• 化学类别: 新烟碱类杀虫剂 (具体来说是一种氯烟碱类杀虫剂)
• 分子式: C₉H₁₀ClN₅O₂
• 分子量: 255.66 g/mol

1.2 主要物理性质

• 外观: 无色晶体或白色至微黄色结晶粉末。
• 气味: 微弱的特征气味，或无气味。
• 熔点: 约144°C (在熔化前轻微分解)。
• 沸点: 在常压下沸腾前分解。
• 蒸气压: 非常低 (例如，~4 x 10⁻⁷ Pa 或 ~3 x 10⁻⁹ mmHg 在20°C)，指示其为非挥发性。
• 密度: 约1.54 g/cm³ 在20°C。
• 溶解度:
  • 水: 中等溶解; 在20°C时为0.61 g/L (610 ppm)。溶解度依赖于pH值。
  • 有机溶剂: 溶于二氯甲烷; 在甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、甲苯中略微溶解; 在正己烷中极微溶解。
• 对数 K_ow (辛醇-水分配系数): 通常约为0.57，表明在脂肪组织中生物累积潜力低，但在植物中系统移动性高。

1.3 主要化学性质

• 稳定性:
  • 在pH 5-11下对水解稳定。
  • 在水中相对对光解稳定，但可在暴露于光的土壤表面降解。
  • 在正常储存条件下稳定。
• 腐蚀性: 非腐蚀性。

2.生产技术

2.1 合成概述

1. 合成6-氯烟酸醛或6-氯吡啶-3-羧醛:这是一种关键中间体。它可以通过氯化和氧化步骤从吡咯啉衍生物或其他吡啶前体制备。
2. N-硝基亚咪唑啉-2-亚胺或其前体的合成：这一部分涉及乙二胺与氰化卤素（如溴氰）或二硫化碳的反应，随后进行反应以形成亚咪唑啉环并引入硝基亚胺基团。
3. 缩合反应：6-氯吡啶甲胺（由6-氯尼古丁醛通过还原胺化或通过将6-氯-3-(氯甲基)吡啶与胺源反应而得）与N-硝基亚咪唑啉-2-亚胺衍生物（例如，2-硝基亚咪唑啉）反应以形成吡虫啉。
   1. 一个常见的中间体是6-氯-3-(氯甲基)吡啶，它与N-(2-氨基乙基)-N'-硝基脲或类似化合物反应。

2.2 关键原料

• 吡啶衍生物（例如，3-吡咯啉）
• 氯化剂（例如，氯气，亚硫酰氯）
• 乙二胺
• 氰化卤素（例如，溴氰）或二硫化碳
• 硝化剂
• 各种催化剂和溶剂

2.3 配方

• 可溶浓缩液（SL）
• 种子处理（FS - 种子处理可流动浓缩液；WS - 湿可散粉用于浆状种子处理）：非常常见的用法。
• 湿可散粉（WP）
• 水分散颗粒（WG或WDG）
• 颗粒（GR）：用于土壤施用。
• 片剂（TB）
• 悬浮浓缩液（SC）
• 也可在即用型（RTU）配方中找到，用于消费品，诱饵以及与其他杀虫剂或肥料的组合产品。

3. 应用

3.1 作用机制

• 吡虫啉是一种具有透叶活性的系统性杀虫剂（可以从叶子的一侧移动到另一侧）。
• 根据杀虫剂抗性行动委员会（IRAC），它属于4A组杀虫剂。
• 机制：它作为昆虫中枢神经系统中烟碱型乙酰胆碱受体（nAChR）的激动剂。它与这些受体结合，导致无法关闭的神经冲动，导致过度刺激、麻痹和昆虫死亡。
• 它在昆虫nAChRs上的活性远高于哺乳动物nAChRs，这有助于其选择性毒性。
• 吸收：通过根系（当施用于土壤或用作种子处理时）和叶片被吸收，并在植物木质部向上转运。

3.2 作物

• 根据杀虫剂抗性行动委员会（IRAC），它属于4A组杀虫剂。
• 机制：它作为昆虫中枢神经系统中烟碱型乙酰胆碱受体（nAChR）的激动剂。它与这些受体结合，导致无法关闭的神经冲动，导致过度刺激、麻痹和昆虫死亡。
• 它在昆虫nAChRs上的活性远高于哺乳动物nAChRs，这有助于其选择性毒性。
• 吸收：通过根系（当施用于土壤或用作种子处理时）和叶片被吸收，并在植物木质部向上转运。

3.3 控制的害虫

• 蚜虫（多种类）
• 白粉虱（例如，烟粉虱，温室白粉虱）
• 蓟马（多种类）
• 叶蝉和稻蝉
• 木虱（例如，亚洲柑橘木虱）
• 一些甲虫：科罗拉多土豆甲虫、跳虫、日本甲虫（成虫）。
• 土壤昆虫：线虫、蛴螬（当施用于土壤或作为种子处理时）。
• 白蚁（用于结构保护）
• 跳蚤（在宠物身上）
• 对以下的活动有限：蛛螨、线虫和大多数毛虫（鳞翅目）。

4.市场分析

4.1 全球市场概述

• 伊美克劳普利曾是全球销量最高的杀虫剂，也是新烟碱类产品的旗舰产品。
• 其市场份额受到与蜜蜂毒性相关的监管限制的显著影响，特别是在欧洲和北美。
• 然而，它仍然是全球广泛使用的杀虫剂，尤其是在监管较为宽松的地区或在替代品有限的特定用途上。
• 主要原始专利持有人是拜耳作物科学（产品名称如Gaucho、Merit、Confidor、Admire）。现在有许多仿制版本可供选择。

4.2 关键市场动态

• 驱动因素（历史上和某些当前市场）：
  • 对吸食性害虫的广谱控制。
  • 系统性活性和持久保护（特别是通过种子处理和土壤施用）。
  • 应用方法的多样性。
  • 某些应用的相对低使用率。
• 限制/挑战：
  • 蜜蜂毒性和授粉者关注：推动市场下降和监管行动的主要因素。
  • 监管禁令和限制：在欧盟、加拿大和美国某些地区产生显著影响。
  • 杀虫剂抗性：已经在几种关键害虫种类中记录到对伊美克劳普利和其他新烟碱类的抗性（例如，科罗拉多马铃薯甲虫、一些蚜虫种类、白蝴蝶）。
  • 公众认知：由于对授粉者的影响，公众对新烟碱类的负面认知。
  • 竞争：来自更新的杀虫剂类别、生物防治剂和综合害虫管理（IPM）策略。市场正向具有更好环境特征的杀虫剂转移。

5. 上游和下游联系

5.1 上游 联系（生产投入）

• 基础石油化学品：作为吡啶环和其他有机中间体的前体。
• 氯化剂。
• 乙二胺、氰化卤化物/二硫化碳：用于咪唑烷基团。
• 化学工业提供这些基本构建块

5.2 下游联系（产出与消费者）

• 农药配方师:购买技术等级的吡虫啉以生产最终使用产品。
• 种子公司:将吡虫啉纳入种子处理。
• 害虫控制操作员（PCOs）：用于白蚁控制和其他结构性害虫管理。
• 兽医药品公司:用于跳蚤控制产品。
• 分销商和零售商: 向农民和消费者供应配方产品。
• 农民和种植者: 农业和园艺中的主要最终用户。
• 房主:用于花园害虫控制和宠物护理产品。