取代滴滴涕和六六六
人們在農業生產中,為了驅除害蟲,很早就使用了農藥。早期使用的是壹些天然產物,如砒石(砒霜)、烏頭(烏頭植物堿)、菸堿、魚藤酮以及除蟲菊酯等。
1878年,法國葡萄園流行著壹種霜黴病,果園裏葡萄葉幹枯,樹梢枯死。可是位於大西洋岸邊的小城波爾多(Bordeaux)的壹個葡萄園卻沒有受到波及,特別是靠近馬路邊的葡萄樹依然枝繁葉茂。原來是園主為了防止過路人偷吃葡萄,向這些樹上噴灑了氣味惡劣的綠色硫酸銅和生石灰水混合成的液體。後來經過研究發現,將硫酸銅、生石灰和水按1:1:100配制成不透明的懸浮液,主要化學成分是堿性硫酸銅Cu(OH)2?CuSO4,它對農作物多種病害防害有效,於1882年公布,而且很快風行世界,稱為波爾多液。後來用於多種病蟲害的防治,如葡萄霜黴病、煙草炭疽病,馬鈴薯晚疫病等。波爾多液是有史以來在農業增產中最有效的農藥之壹。
20世紀出現的有效農藥是滴滴涕和六六六。滴滴涕是1874年德國壹位化學博士研究生齊德勒(Othmar Zeidler)在進行研究中合成了壹些有機化合物,其中有壹種化合物是用壹份三氯乙醛(CCl3CHO)和兩份氯苯(C6H5Cl)在硫酸存在下制成:
該化合物是壹種白色結晶體,有水果溴味,化學名是二氯二苯三氯乙烷(dichloro-diphenyl-trichloroethane),所以又稱為二二三或DDT,諧音譯成滴滴涕是形象的,因為在使用時常將它的溶液噴灑施藥。
齊德勒及時發表了他的研究成果,但沒有發現它的殺蟲效果。過了50多年後,即1925年,瑞士嘉基(Geigy)公司化學家繆勒(Paul Hermann Müller,1899-1965)重新制得它,並發現它的殺蟲效果。1939年瑞士政府應美國請求,使用滴滴涕消滅科羅拉多(Colorado)州的馬鈴薯甲蟲,取得成功。於是1942年瑞士開始大量生產。1944年和1945年滴滴涕先後消滅了意大利那不勒斯(Naples)城和日本的人體虱,抑止了這種害蟲引起的斑疹傷寒的傳播。在隨後的20年裏,滴滴涕廣泛應用於消滅農作物害蟲和家蠅、蚊蟲等,抑制了瘧疾、痢疾等疾病的傳染。因此繆勒獲得1948年諾貝爾醫學或生理學獎。
另壹個與滴滴涕幾乎同時出現的有效殺蟲藥是六六六,是由六個氯原子、六個氫原子和六個碳原子組成分子的化合物而得名,學名六氯化苯或六氯環己烷(benzen hexachloride),因而又稱BHC,是壹種無色晶體,略有黴味。六六六是將氯氣在日光照射下通入苯中生成:
六六六在1943年和1945年先後被法國化學家杜皮爾(A.Dupire)和英國化學家斯拉德(R.E.Slade)制得,1945年英國帝國化學工業公司開始生產。
20世紀40到70年代裏,六六六和滴滴涕壹直是世界上生產量最大、使用範圍最廣的兩種農藥品種。它們在防治農業害蟲和衛生防疫方面發揮了極大作用。
但是它們的毒性壹方面消滅了傷害農作物和人體的害蟲,另壹方面又汙染了人們的生活環境,危害到人們的身體健康。這主要是因為它們的毒性持久、長期地存留在土壤和河流中,然後又進入植物體、水產動物體中,最後進入人體聚集。1972年美國首先禁止使用含氯的六六六和滴滴涕殺蟲藥,隨後世界各國也先後禁止。
在這種情況下,有機磷農藥爭相出現。有機磷農藥並非對人身體無毒性,而是它們在環境中能夠降解。有些有機磷農藥對生物體的作用機理在對害蟲和哺乳動物上沒有差別,具有同樣毒性,但在生物體內能夠新陳代謝,轉變成無毒的化合物。從毒理學家的觀點看,寧願是急性中毒而能根據癥狀采用有效解毒藥進行處理,也比慢性中毒而遺留下不能挽回的傷害要好。從藥效看,對有機磷農藥要求效力延長,而對有機氯農藥則要求縮短。但是要求縮短有機氯農藥效力暫時做不到,只有用有機磷農藥取而代之。有材料說:如果說有機磷農藥是人們在求生存中發現的最富成果的壹類化合物,不為誇張。
當時並沒有認識到它的殺蟲效用,經過84年後,在1938年由德國法本公司化學家施拉德(Gerhard Schrader)重新制得,用作農藥,1944年在德國開始商品化。
因毒性太大,沒有用作農藥。1955年3月20日日本邪教阿姆真理教教徒在東京地鐵散放沙林,致使5000多人中毒、12人死亡。
1605的制成是農藥的壹大成就,也揭開了有機磷殺蟲藥劑化學結構與活性關系的研究。雖然這個化合物對哺乳動物的毒性較大,但在結構上稍加改變,就可以獲得毒性較小的殺蟲藥劑。
就在1950年,美國氰胺公司制得了安全的馬拉硫磷,又名馬拉松或馬拉賽昂(malathion),化學名二乙基[(二甲氧基膦基硫基)硫代]二丁酸酯,結構式如下:
馬拉硫磷是壹種安全的通用殺蟲劑,適用於防治蔬菜及果樹上的刺吸式口器害蟲和咀嚼式口器害蟲,也用於防治蚊蠅。此後美國、德國、日本先後研制成這類殺蟲藥。
,是壹種白色結晶體,溶於水,不溶於礦物油,具有很好的殺蟲活性,尤其對雙翅昆蟲效果很好,對人毒性較低,所以用於防治衛生害蟲及動物寄生蟲。
實際上敵百蟲在pH值高於6時很快就轉變成敵敵畏。敵敵畏是壹種觸殺和胃毒作用的殺蟲藥,也有熏蒸作用,殘留極小,對蠅蚊、飛蛾等殺滅效用很好。
1956年樂果(rogor)出現,化學名二甲基[2(甲胺基)-2—氧代乙基]二硫代磷酸酯,結構式。
樂果是壹種無色結晶體,不很穩定,在儲存中,特別是在溫度高和存在堿性雜質時會分解,鐵制器皿會加速分解,可用於防治觀賞作物、蔬菜、棉花及果樹作物的刺吸式口器害蟲及蟎類。
久效磷能有效防治各種葉面害蟲,特別是防治棉鈴蟲。
全世界過去和目前使用的有機磷農藥已超過百種,提供篩選的化合物已有幾百種。