一、菊科植物，大自然的馈赠

菊科植物有哪些？为什么说是大自然的馈赠？菊科植物常见的有艾蒿、白术、红花、矢车菊、菊花、野菊、向日葵、雪莲花、苍耳、莴苣（包括莴笋、生菜等不同品种）、蒲公英、大丽花、百日菊、秋英、金光菊、万寿菊、瓜叶菊、雏菊……有的可以作为食材，有的可以入药，有的可以杀虫！

早在十六世纪初，就有人发现了一种可以杀虫的“野菊花”，并在欧洲种植应用。在第一次世界大战期间，日本大力提倡栽培，蹭一度独占世界市场。这个“野菊花”就是现在赫赫有名的除虫菊！

1、除虫菊早期的应用方式

早期，天然除虫菊的应用“非常原始”：

1）从中世纪以来在达尔马提亚地区一直被用作杀虫粉；

2）晒干的除虫菊花研磨成粉末，加适量水拌匀。然后用过滤后的混合溶液用来喷洒，防止蚜虫、叶蝉、菜青虫、金花虫等虫害对作物的残害；

3）直接把除虫菊投放于孑孓（蚊子的幼虫）滋生的水域中；

后来，就有科学家们对除虫菊进行了深入的研究，从除虫菊中提取到真正能杀虫的成分。

从干的除虫菊中提取的活性成分被名命为除虫菊素，由6种结构相似的化合物组成，根据其化学结构中有机酸的不同分为两大类：即含有菊一酸的I类和含有菊二酸的II类；每一大类又根据其醇酮部分的不同各分为3种成分：除虫菊酯I、II，瓜叶菊酯I、II，茉酮菊酯I、II。其中，除虫菊酯I和除虫菊酯II的含量直接决定了该混合物的杀虫活性^[1]。

天然除虫菊酯作用于昆虫的神经系统，是一种神经毒剂。它可以抑制蚊虫神经细胞钠离子通道闭合，电信号在蚊虫神经系统持续传导，进而导致昆虫持续兴奋，最后麻痹而死亡^[2]。

2、天然除虫菊素毒性如何？对人体是否有害？

随着除虫菊的杀虫效果被发现到应用，大家越来越关心除虫菊素在应用中是否安全。

联合国粮农组织(FAO)与世界卫生组织(WHO)于1965~l972年，先后召集多次讨论会，对其急性、亚急性毒性、致敏性试验、蓄积性试验和三致作用进行研讨。结果表明，天然除虫菊素是一种高效、低毒、低残留杀虫剂，可用于化妆品及动物肠胃寄生虫杀虫剂。

天然除虫菊素因为击倒快、使用浓度低、杀虫广谱、害虫不产生抗性、对温血动物及人畜低毒、低残留等诸多优点，一跃成为理想的杀虫剂。

3、天然除虫菊素效果这么理想，为什么现在市面上鲜少看到？

天然除虫菊素杀虫效果一流，但是阻挡它成为市面上最流行杀虫剂的还是因为自身的原因。天然除虫菊酯易被日光、空气、较高的温度及金属离子分解，其中以紫外线的分解作用最强。

正是因为对光不稳定性，所以导致天然除虫菊酯类在生产及储存中存在一定的难度，会导致有效成分的含量不断降低，进而降低杀虫能力，不利于大规模推广使用。

除虫菊的这些缺点导致的功效下降，不能大规模推广令人感到可惜。研究人员们不想放弃这种理想的杀虫剂，开始进入更深层次的研究。 

二、拟除虫菊酯横空出世，开启统治杀虫界

1、第一代投入杀虫剂市场使用的拟除虫菊酯诞生

因为天然除虫菊酯的优秀，让研究人员们想到了是不是可以修饰它的结构，添加不同的基团来弥补天然的不足。

1949年，科学家LAFORGE等合成了拟除虫菊酯丙烯菊酯，成为第一种投入应用的拟除虫菊酯。

1963年，加藤报道了酞酰亚胺甲基菊酯类化合物的杀虫活性，并筛选出具有迅速击倒作用的胺菊酯^[3]。这个阶段，研究人员们认为醇部分基团与酸部分基团之间的空间关系对化合物的生物活性具有影响，后续的拟除虫菊酯也是从这两个方面入手，制造出了第一个对多种害虫有效的拟除虫菊酯-苄呋菊酯，它对哺乳动物的毒性比除虫菊酯I更低。但麻烦的是，苄呋菊酯对日光也不稳定。

1968年，为了改善对光不稳定的问题，研究人员Itaya等在醇组分中引入间苯氧基苄基，取代了对日光敏感的呋喃环和异丁烯侧链基，合成了第一个对日光稳定且活性很高的拟除虫菊酯——苯醚菊酯^[4]。

对光稳定的拟除虫菊酯——苯醚菊酯的成功研发，让全球农药科技领域的工作者对拟除虫菊酯的研究、开发热潮由此开始。

热潮从70年代拉开序幕，80年代达到高峰，90年代开始回落。

以下是用于防治农业害虫和新上市的拟除虫菊酯类杀虫剂^[5]

以下是用于卫生害虫防治的拟除虫菊酯类杀虫剂品种及专利申请日

拟除虫菊酯诞生后直接成为了杀虫剂领域的三大支柱之一。其他两个巨头分别为新烟碱类、有机磷类。

这些合成的拟除虫菊酯既保留了天然除虫菊酯的特点，同时又进行了结构改进，有较强的杀虫性和杀螨性，对鸟类及温血动物毒性低，合成来源丰富。

只是，拟除虫菊酯还是存在一些缺点的：

1）害虫对这类农药易产生抗性，这一点天然除虫菊酯的优势还是比较高；

拟除虫菊酯在使用3 ~ 5年后，害虫就会产生抗药性。在我国山东省棉区，1980年开始使用溴氰菊酯防治棉蚜、棉铃虫等害虫，到1983年大量进口使用。此后仅三年，棉蚜就产生了严重的抗药性；1985年，棉蚜对溴氰菊酯的抗性比1981年增高了3200倍。^[6]

因此，拟除虫菊酯类杀虫剂的抗性研究是一个很重要的课题。

2）绝大多数的拟除虫菊酯对鱼高毒。

2、国内早期对拟除虫菊酯的研究

前面有提到，1970~1990年间是拟除虫菊酯研究成果频出的阶段，更加细心的人也会发现，申请了专利的几乎都是国外的公司，且日本公司占据了大半江山。难道国内对除虫菊酯&拟除虫菊酯一点都不感兴趣？

不！实际上，早在1934年国内就开始研究除虫菊的有效成分，并制作成制剂用于蚊香中，还用将除虫菊粉应用于防治棉花地老虎。

而拟除虫菊酯的研究始于70年代初，先是仿制成功了烯丙菊酯，后来又合成了甲苄菊酯。同时江苏农药所也开展了合成研究，探索以菊酸为基础的拟除虫菊酯的合成方法，合成了胺菊酯和苄呋菊酯。

1975年又合成了氯菊酯，接着上海农药所、上海有机所、南开大学及沈阳化工研究院也开展了相应的合成研究，发现氯氰菊酯比氯菊酯具有更高的药效，具有用量低、药效好、杀虫剂谱广的特点^[7]。

80年代后，国内的研究所又合成了一批甲氰菊酯、戊氰菊酯、溴氰菊酯、溴灭菊酯、苯醚菊酯、甲醚菊酯、炔戊氯菊酯、丙烯菊酯、丙炔戊烯菊酯。

1982年，在广东中山素有百年菊城之称小榄镇，一家logo及命名为“菊花牌”的日化企业诞生，其与“菊”渊源极深，它，便是榄菊前身。

1995年，榄菊便成为全国产销量最大的电热驱蚊产品生产企业，并获得国务院颁发的“中华之最”称号，经过数年发展，公司业务向其他驱蚊品类延伸。

3、国内早期应用在卫生虫害方面的拟除虫菊酯

在卫生防治虫害方面，主要采用丙烯菊酯、溴氰菊酯、胺菊酯、二氯苯醚菊酯、炔戊菊酯等，制作成蚊香、电蚊香以及各种喷射剂、气雾剂、粉剂、缓蚀剂等类型，主要防治蚊、蝇、蟑螂、头虱、臭虫、跳蚤等害虫。

因为拟除虫菊酯的高效、安全、用药量小、容易降解、代谢以及有利于环境保护等优点，在国内的应用率是非常高的，且因为杀虫效果好，也获得了消费者的喜爱，是卫生防治虫害方面的一个重要的里程碑。

4、国内拟除虫菊酯研究的困境

拟除虫菊酯在国内的杀虫剂市场之火爆无需置疑，但90年代后，在国外拟除虫菊酯新品频出的情况下，国内的开发研究势头无明显的进步，与国际水平的差距越拉越大。

三、21世纪，国内拟除虫菊酯又有新发展

1、氯氟醚菊酯的创制

国内在拟除虫菊酯的创制方面，从前文的专利申请上可见端倪，因为即使创建了近百个品种，但基本都是由英、法、日、美、德创制，国内创制品种寥寥无几。

进入21世纪后，虽然新农药开发研究的资金不断增加，但发现新化合物的几率越来越低。与此同时，国内蚊香市场竞争越发激烈，右旋反式烯丙菊酯有效成分的用药含量大部分达到甚至超过等级上限^[8]。

与此同时，日本住友公司向国内投放的新一代专利期高效拟除虫菊酯—四氟甲醚菊酯引起国内市场的高度关注。因为，新一代的拟除虫菊酯杀虫剂的活性提升一个数量级，令国内拟除虫菊酯产业受到极大冲击。

国外新专利来势汹汹，国内企业无力抵挡，难道要重复90年代初被国外公司掌握定价权的残酷场面？幸运的是，在这样严峻的形势下由国内扬农公司创制的氯氟醚菊酯横空出世，并于2009年成功申请到了专利。

2、氯氟醚菊酯是怎样创制的？有什么优势？

氯氟醚菊酯是属于具有光学异构体的含氟类杀虫剂，结构中的酸部分采用了活性最高的右旋反式体酸，从环保的角度看，使用光学活性异构体可以减少用药量，降低对非靶标生物的毒性，提高安全性。值得一提的是：氯氟醚菊酯实际活性能达到右旋反式烯丙菊酯的15~20倍^[9]。

氯氟醚菊酯属于含氟菊酯类杀虫剂，由于含氟有机化合物具有比较高的脂溶性和疏水性，能促进其在生物体内的吸收与传递速度。因此氯氟醚菊酯类杀虫剂是具有药效高、毒性低、代谢能力强等特点的。对其活性进行测定，氯氟醚菊酯杀虫活性大于富右旋反式烯丙菊酯10倍以上。

3、有哪些企业正在使用氯氟醚菊酯？效果如何？

在氯氟醚菊酯的研发阶段，已经有5个企业参与到氯氟醚菊酯蚊香药效测试中。

测定方法：蚊香模拟房测试按照GB13917.8-92中规定进行生物测试，最终计算KT50；测试数据(见下图)；

测试结论：所测试药效结果均表明无论对野外蚊种还是敏感蚊种，氯氟醚菊酯蚊香与相同浓度四氟甲醚菊酯蚊香相比，在模拟现场的击倒活性相当或稍好。

在氯氟醚菊酯正式产业化上市后，榄菊集团也把氯氟醚菊酯作为驱蚊系列的主要有效成分之一。

四、拟除虫菊酯在应用中遇到的难题

1、害虫对拟除虫菊酯类农药容易产生抗性

拟除虫菊酯的害虫抗性方面确实是一个难题，随着卫生杀虫剂的广泛使用，各地蚊虫对蚊香、蚊片、蚊液等产品已普遍产生了抗药性。蚊香中富右旋烯丙菊酯的用量已从以前的0.05%提高到了目前的0.4%尚不能驱蚊。

在21世纪初期，卫生杀虫剂生产企业一般是通过增加八氯二丙醚(S2)增效剂来对付抗性蚊虫。但八氯二丙醚（S2）增效剂在生产、使用过程中对人畜安全具有较大风险和危害，因此就有了《国家农业部对禁用八氯二丙醚的公告 (第 747号)》。至此，便没有好的增效剂可以替代，于是市面上陆续推出了四氟醚菊酯、四氟苯菊酯、四氟甲醚菊酯、氯氟醚菊酯等新药来对付抗性蚊虫。

在这样的背景下，中山榄菊日化实业有限公司同高校合作开发高效低毒的新型增效剂或新型拟除虫菊酯，这个项目就是《蚊虫抗药性监测与治理研究》。

由榄菊主导的项目《蚊虫抗药性监测与治理研究》（研究时间：2010年3月—2012年3月）不负众望，获得了相当不错的成果。

①筛选到了2个合适的增效剂，将其加入产品中后可明显提高产品的药效，以增强对抗药性蚊虫的驱杀效果。

②增加了产品的配方类型，为了应对蚊虫的抗性榄菊增加了0.05%、0.08%氯氟醚菊酯蚊香，0.2%四氟苯菊酯●烯丙菊酯复配蚊香，0.04%、 0.06%氯氟醚菊酯蚊液，10mg、13mg氯氟醚菊酯●炔丙菊酯复配蚊片，蚊虫难于适应这多变的用药，抗药性明显得到控制。

而榄菊对蚊虫抗性的研究并不止于此，2020年8月，榄菊《对抗性蚊虫高效环保蚊香的研发及产业化》项目获得广东省轻工业联合会科学技术进步奖二等奖。

该项目主要围绕我国不同生境蚊虫抗药性监测、抗药性机理以及抗性治理开展研究，通过自主研发榄菊开发出了含安全高效增效剂的控释型蚊香产品，并自主研发“超低容量梯度式蚊香喷雾技术”创新型的蚊香喷药设备，实现对抗性蚊虫高效环保控释蚊香的产业化。

拟除虫菊酯类杀虫剂为农业稳产、丰产 和环境卫生及人类健康作出了极大的贡献。因此拟除虫菊酯类杀虫剂于相当时间内在防治卫生害虫上的作用和地位不可憾动。在如何更好利用拟除虫菊酯这方面，榄菊以及国内的众多企业还有很长的路要走，在此过程中，感谢消费者们的支持！榄菊将会研制出更多的更有效、更安全、更环保的产品回馈给大家。

供稿：榄菊集团

参考文献

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