Пиретроиды: происхождение, свойства, препараты, особенности применения

Пиретроиды

Синтетические пиретроиды – инсектициды из разных химических групп, по механизму действия близкие к природным ядам пиретринам, которые получают из цветков далматской ромашки (пиретрума). Пиретрины обладают острой токсичностью против клопов, тараканов, вшей; для человека малотоксичны. Они быстро разрушаются внутри организма и во внешней среде, дороги в производстве, применяются в больших дозах. Преодоление недостатков и сохранение достоинств пиретринов было целью синтеза их аналогов – пиретроидов.

Большая часть пиретроидов производные хризантемовой или монокарбоновой кислот. Почти не растворяются в воде, липофильны, растворяются в ароматических углеводородах и сложных эфирах. Благодаря низкой летучести и относительной устойчивости, они имеют длительное остаточное действие. В воздухе на свету период их полураспада 2-9 дней, под действием микроорганизмов в почве разложение идет 2-4 недели; в воде не разрушаются.

По химическому составу, строению молекул и, соответственно, по свойствам синтетические пиретроиды делятся на три поколения.

Пиретроиды первого поколения близки по строению к природным пиретринам; обычно это эфиры хризантемовой кислоты, иногда для усиления активности в них включают хлор. Для объектов устранения они в сотни раз токсичнее пиретринов, и совсем немного опаснее для теплокровных животных и человека. Нестойкость в воздухе и на свету определяет короткий срок их остаточного действия.

При высокой инсектицидной способности, ДВ этой группы: аллетрин, тетраметрин (неопинамин) и другие, слабоустойчивы в воздухе, но в почве сохраняются долго. Используются чаще всего в помещениях в виде дустов, противомоскитных пластин, аэрозолей, и в качестве дополнительных токсинов в смесях.

Второе поколение синтетических пиретроидов в 2-3 раза сильнее первого. Строение молекул не родственно природным пиретринам, в них есть фенольные кольца, амидная группа, у многих имеется цианогруппа. При таком составе повышаются устойчивость к свету и кислороду воздуха и способность разрушаться в почве. Благодаря цианогруппе усиливается контактное действие на насекомых, что уменьшает дозы и стоимость обработок.

Наиболее широко распространены в этой группе – циперметрин и его изомеры, устойчивые во внешней среде типичные представители СП. Их остаточное действие на насекомых и клещей сохраняется до 1,5 месяцев. Циперметрин применяется на различных объектах внутри и снаружи помещений; а также для обработок от иксодовых клещей природных территорий, посещаемых людьми.

Выделяется строением самый сильный пиретроид второго поколения — дельтаметрин, он сильнее природного пиретрина в 900 раз. Его молекула содержит два фенольных кольца и атомы брома вместо обычных органических радикалов. В США и странах ЕС считается устаревшим, так как многие насекомые приобрели резистентность к нему. Применяют против мух, комаров и тараканов на транспорте, на пищевых объектах и в быту.

Третье поколение пиретроидов отличается применением микродоз, так как они еще в 2-3 раза токсичнее для целевых объектов. Самый распространенный из третьего поколения пиретроидов цигалотрин, который в 2,5 раза активнее дельтаметрина, и сохраняет остаточную активность до 8 недель. Это ДВ применяется против большой группы синантропных насекомых и крысиных клещей на различных объектах, включая детские учреждения в выходные дни.

Третье поколение пиретроидов часто применяют в случае массового распространения насекомых для быстрого уничтожения, их «эффект нокдауна» через несколько минут парализует, а через 24-36 часов полностью убивает объект устранения.

Синтетические пиретроиды и природные пиретрины имеют похожий механизм действия. Это нервнопаралитические яды контактного и кишечного действия, высокая липофильность позволяет им сразу же проникать в организм. Они препятствуют закрытию натриевых каналов в мембранах нервных клеток, через которые ионы натрия передают электрические импульсы. Не прекращающаяся передача импульсов в течение нескольких минут вызывает судороги и паралич.

Для повышения летальности целевых объектов к пиретроидам иногда добавляют синергист пиперонилбутоксид, который тормозит действие ферментов, разрушающих их внутри организма.

Резистентность (устойчивость) насекомых к пиретроидам развивается путем повышения активности ферментов:

• оксигеназ, которые обезвреживают токсины методом окисления;
• эстераз, с помощью которых идет разрыв сложноэфирных связей не только пиретроидов, но и ФОС;
• гидролаз, вызывающих гидролитическое расщепление веществ;
• тирозиназы, участвующей в формировании видоизмененных хитиновых покровов.

Возможно и появление резистентных популяций. Развивается в основном групповая резистентность к пиретроидам (сразу ко всем ДВ в группе), встречается и перекрестная устойчивость к инсектицидам разных групп.

Предупредить возникновение резистентности можно чередованием обработок инсектицидами разных групп, а при ее появлении вернуться к пиретроидам можно только через несколько поколений насекомых.

В случае необходимости повторной обработки, пиретроиды следует чередовать с фосфороорганическими соединениями, неоникатиноидами, карбаматами и другими классами ДВ, в зависимости от вида членистоногих.

Из всех инсектицидов пиретроиды наименее токсичны для человека и млекопитающих животных. Нестойкость эфирных связей способствует распаду на более простые вещества, они гидролизуются эстеразами печени, продукты распада выводятся в процессе метаболизма.

По токсичности пиретроиды делятся на два типа.

1. Не содержат цианогруппу, отравление ими вызывает тремор, гиперактивность, агрессию, непроизвольное сокращение мышц.

2. Содержащие цианогруппу вызывают вначале те же симптомы, затем в течение 2-3 дней повышается температура, появляются судороги, при очень сильном отравлении возможна гибель.

ИНСЕКТИЦИДЫ — сводная таблица применяемых препаратов (по составу/ действующему веществу)

Структурированы самые востребованные и применяемые инсектицидные препараты по составу (группы/химический класс, основа/ действующее вещество, характерные особенности применения и пр.)

• Авермектины
• Вирусные инсектициды
• Инсектициды — ингибиторы синтеза хитина (ИСХ)
• Инсектициды – карбаматы
• Минеральные масла — инсектициды
• Нейротоксины — инсектициды
• Неоникотиноиды
• Неорганические вещества — инсектициды
• Пиретроиды/ пиретрины
• Растительные инсектициды
• Фенилпиразолы
• Инсектициды — фосфорорганические соединения (ФОС)
• Инсектициды — хлорорганические соединения (ХОС)
• Энтомопатогенные нематоды
• Ювеноиды
• Прочие инсектициды

В материале «Общая классификация инсектицидов» были даны общие понятия — что такое инсектициды, как они впервые появились и развиваются, как классифицируются (по составу, по назначению, по способу применения, по механизму действия, по способу проникновения в организм вредителя и пр.)

Как разобраться во всём многообразии выпускаемых препаратов?

Химическая классификация инсектицидов (по группам/ классам и действующему веществу/ составу) является основой систематизации инсектицидов.

В этом материале рассмотрим основные группы инсектицидов, их действующие вещества и основные характерные признаки. А также структурируем самые распространенные и применяемые на практике препараты — инсектициды по составу, обуславливающему механизм их действия и области их практического применения.

В настоящее время выделяют 17 групп инсектицидов, принципиально различающихся составом:

1. Авермектины;
2. Бактериальные инсектициды;
3. Вирусы насекомых;
4. Ингибиторы синтеза хитина;
5. Карбаматы;
6. Минеральные масла;
7. Нейротоксины;
8. Неоникотиноиды;
9. Неорганические вещества;
10. Пиретроиды;
11. Растительные инсектициды;
12. Фенилпиразолы;
13. Фосфорорганические соединения;
14. Хлорорганические соединения;
15. Энтомопатогенные нематоды;
16. Ювеноиды;
17. Прочие вещества

1. Авермектины

Авермектины — это продукты жизнедеятельности грибов Streptomyces avermitilis. Токсические вещества этой группы инсектицидов сложно отнести только к химическим или только к биологическим соединениям. Механизм действия – нейротоксинного типа. Способ проникновения – контактно-кишечный. Обладают немацидным эффектом. Хорошо действуют при повышенных температурах, хотя являются нестойкими соединениями.

2. Бактериальные инсектициды

3. Вирусные инсектициды

Вирусные инсектициды содержат в качестве действующего вещества вирусы, вызывающие болезни насекомых. Основная задача этой группы уменьшение численности, а не уничтожение вредителей. Вирусы являются простейшими неклеточными формами жизни, которые паразитируют в клетках хозяина на молекулярно-генетическом аппарате. Попадая через кишечник в ткани насекомого, вызывают серьезные метаболитические нарушения в клетках.

4. Инсектициды — ингибиторы синтеза хитина (ИСХ)

Эта группа инсектицидов вызывает гибель насекомого, путем блокирования образования хитина. Нарушения синтеза хитина в организме личиночных стадий ведет к их гибели и образованию уродливых нежизнеспособных форм. В 60-е годы выявлен гормон, регулирующий линьку насекомых, – экдизон, а затем его аналог – экдистерон.

В настоящее время один из перспективных для использования – дифлубензурон. Действующее вещество проникает через яичные скорлупы, предотвращая при этом выход личинок из яиц или уничтожая личинок минирующих насекомых, внедряющихся в ткани листа прямо под яйцевой оболочкой. Препараты обладают стерилизирующим действием. Быстрое воздействие. Избирательность. Эффективность обработок зависит от сроков применения.

5. Инсектициды – карбаматы

Карбаматы представляют собой сложные эфиры карбаминовой кислоты. В защите растений они играют особую роль, поскольку способны поступать в растения из почвы и обработанных семян, хорошо передвигаться в надземные органы и длительно (6-10 недель) защищать всходы. Однако препараты на их основе характеризуются высокой токсичностью для теплокровных и человека. Часто используются против синантропных насекомых. Карбаматы это не только основа инсектицидов, но также и фунгицидов и гербицидов.

6. Минеральные масла — инсектициды

Действующие вещества инсектицидов – это продукты перегонки нефти, каменного и бурого угля, древесного дегтя и пр. Но чаще всего изготавливают на основе нефтяных масел. Препараты высокотоксичны для щитовок, ложнощитовок, червецов и клещей. Однако характеризуются непродолжительным защитным периодом и чаще всего используются для ранее весенних обработок.