Неоникотиноиды

Табак обыкновенный — источник природного никотина

Не́оникоти́нои́ды — сравнительно небольшой класс органических соединений — инсектицидов. На российском рынке пестицидов они представлены четырьмя действующими веществами: имидаклопридом (Конфидор, Танрек, Искра Золотая), тиаметоксамом (Актара), ацетамипридом (Моспилан, Гринда) и тиаклопридом. Отличительные свойства никотиноидов:

• средняя токсичность для крупных теплокровных и очень высокая — для насекомых;
• устойчивость к воздействию света и к гидролизу;
• высокое трансламинарное и системное действие (вещество проникает внутрь растения, делая его ядовитым для вредителей).

Не обладают фитотоксичностью.

Формулы некоторых неоникотиноидов

Ацетамиприд

Имидаклоприд

Тиаклоприд

Тиаметоксам

История

Препараты никотина, получаемые путём настаивания табака и махорки, в качестве инсектицида использовали с давних времен.

Первые синтетические никотиноидные вещества (анабазин и никотин) применяли в борьбе с насекомыми-вредителями ещё до Второй мировой войны. Они имели большую токсичность для насекомых и в определенных условиях могли оказывать токсическое воздействие и на человека.

Современные неоникотиноиды впервые зарегистрированы в России в 1999 году (две препаративные формы на основе разных действующих веществ), а к 2004 году список разрешенных к применению инсектицидов этой группы включал уже 11 препаративных форм на основе четырёх действующих веществ.

Некоторые неоникотиноиды

• Ацетамиприд (N1-метил-N1-[(6-хлор-3-пиридил)метил]-N2-цианацетамидин), брутто-формула C₁₀H₁₁N₄Cl, молярная масса 222,7. Это белое кристаллическое вещество; при рН 4-7 гидролитически стабилен, при рН 9 и температуре 45 °С постепенно разлагается. Стабилен на солнечном свету. Температура плавления 98,9 °С. Давление пара при 25 °C < 1∙10-6 Па (< 7,5∙10-9 мм рт. ст.). Растворимость в воде 4,2 г/л (0,42 г/100 г), хорошо растворим в ацетоне, этаноле, метаноле, ацетонитриле, дихлорметане, хлороформе, тетрагидрофуране.
• Имидаклоприд (4,5-дигидро-N-нитро-1-[(6-хлор-3-пиридил)-метил]-имидазолидин-2-илен-амин), брутто-формула C₉H₁₀N₅O₂Cl, молярная масса 255,7. Кристаллическое вещество. Температура плавления 136,4 — 143,8 °С. Давление пара при 25 °C 2∙10-7 Па (15∙10-10 мм рт. ст.). Растворимость в воде 0,51 г/л (0,051 г/100 г).
• Тиаклоприд ((2Z)-[(6-хлорпиридин-3-ил)метил]-2-цианимино-1,3-тиадиазолидин), брутто-формула C₁₀H₉N₄SCl, молярная масса 258,2. Это кристаллическое вещество с желтоватым оттенком, устойчивое к воздействию света и гидролизу. Температура плавления 136 °С. Давление пара при 20 °С 3,0∙10-7 мПа (2,3∙19 мм рт. ст.). Растворимость в воде 0,158 г/л.
• Тиаметоксам (5-метил-3-(2-хлортиазол-5-илметил)-1,3,5-оксадиазинан-4-илиден-N-нитроамин), брутто-формула C₈H₁₀NO₃SCl, молярная масса 291,7. Это светло-кремовое кристаллическое вещество без запаха. Температура плавления 139,1 °С. Давление пара при 25 °C ,6∙10-6 мПа (5,0∙10-8 мм рт. ст). Растворимость в воде 4,1 г/л (0,41 г/100 г).

Механизм действия и токсикодинамика. У неоникотиноидов механизм действия изучен для насекомых. Имидаклоприд взаимодействует с никотиновыми ацетилхолиновыми рецепторами (Н-ХР) постсинаптической мембраны и вызывает гиперполяризацию мембраны нейронов, что приводит к нарушению проведения нервного импульса и гибели насекомых от конвульсий и паралича. Экспериментально доказано, что никотин, имидаклоприд и тиаклоприд – частичные агонисты Н-ХР. Возбуждение рецепторов от их воздействия составляет около 20–25% в сравнении с возбуждением, вызываемым ацетилхолином. Напротив, ацетамиприд, клотианидин, денотефуран и нитемпирам относятся к группе более «полных» агонистов Н-ХР и их эффективность воздействия на специфические рецепторы – от 60 до 100%. Особенности взаимодействия хлорникотинилов с рецепторами определяют развитие клинической картины отравления насекомых. Так, при воздействии на насекомых пестицидами с низкой эффективностью связывания с Н-ХР преобладали эффекты возбуждения, напротив, воздействие высокоэффективных агонистов этих рецепторов приводило к угнетению и параличу насекомых [12]. Установлено, что тиаметоксам не является конкурентным агонистом или антагонистом Н-ХР. На основании экспериментальных данных о биотрансформации в организме насекомых и растений тиаметоксама в клотианидин высказывают предположение о том, что пестицид является проинсектицидом. Неоникотиноиды – нейротропные яды. Токсикодинамика неоникотиноидов аналогична действию никотина. Двухфазный характер действия проявляется сначала деполяризацией мембран ганглионарных нейронов – первая фаза возбуждения, которая сменяется второй – угнетением. Влияние никотиноидов на различные органы и системы зависит как от периферического, так и от центрального действия. В малых дозах никотиноиды стимулируют хеморецепторы синокаротидной зоны и Н-ХР хромаффинных клеток надпочечников, следствием чего является выделение адреналина в кровь, сопровождающееся рефлекторным возбуждением сосудодвигательного и дыхательного центров. При этом увеличивается частота сердечных сокращений, повышаются артериальное давление, моторика кишечника. При действии никотиноидов в токсических дозах происходит снижение тонуса кишечника, угнетение жизненно важных центров и нервно-мышечной передачи. Антидиуретический эффект, наблюдаемый у никотиноидов, связывают с их центральным действием в результате увеличения выделения антидиуретического гормона задней долей гипофиза

Применение

В сельском хозяйстве неоникотиноиды применяются как системные инсектициды для борьбы с сосущими и листогрызущими насекомыми (тли, цикадки, белокрылки, трипсы, рисовые долгоносики, колорадский жук и пр.). Кроме того, препараты на основе этих действующих веществ успешно используют для борьбы с почвенными вредителями (крошка свекловичная, щелкуны и пр.).

Токсикология

Препараты очень токсичны для пчел, вызывают расстройство кишечника и впоследствии их гибель, т.н. химический токсикоз. Во Франции с 1999 г. запрещены все неоникотиноиды после года их применения. Начиная с 2013 г. в ЕС запрещены три вида неоникотиноидов.