双甲脒
双甲(英文名:amitraz),又称双虫眯、螨克、胺三氮螨、阿米德拉兹、果螨杀、杀伐螨,是一种广谱甲脒类杀螨剂,分子式C19H23N3,化学名称N,N-双(2,4-二甲苯亚氨基甲基)甲胺,为无味白色至黄色固体,相对密度0.3,熔点86~87℃,常温下在水中溶解度很低,可溶于二甲苯、丙酮和甲醇等多种有机溶剂,不易燃,不易爆。
1971年至1972年,帕伊默(PaImer,B.H.)和韦特托普(Weightop,糖尿病)等发现了双甲脒的杀螨活性。1973年,双甲脒在英国布兹公司投产。双甲脒具有多种毒杀机制,其中主要是抑制单胺氧化酶的活性,对昆虫中枢神经系统的非胆碱能突触会诱发直接兴奋作用,具有触杀、拒食、驱避作用,也有一定的胃毒、熏蒸和内吸作用。它对叶科各个发育阶段的虫态都有效,对越冬的卵效果较差,可有效防治对其他杀螨剂有抗药性的螨,药后能较长期控制欧洲尘螨数量的回升。
双甲脒主要制成杀虫剂用于果树、蔬菜、茶叶、棉花、大豆等作物,适于防治各类作物的害螨,对同翅目害虫也有较好的防效。此外,双甲脒对牛、羊、猪、狗等体表寄生昆虫的驱杀也有良效。双甲脒有中等毒性,口服、吸入或皮肤接触,都可能导致动物或人急性中毒,出现高血糖、糖尿、胰岛素释放受抑制、肝转氨酶活性升高、肝与肾皮质坏死、出血和肾衰竭等症状。在使用时,需要格外小心。
发现历史
1971年至1972年,帕伊默(PaImer,B.H.)和韦特托普(Weightop,糖尿病)等发现了双甲脒的杀螨活性。1973年,双甲脒在英国布兹公司投产。
理化性质
双甲脒的化学名称为N,N-双(2,4-二甲苯亚氨基甲基)甲胺,相对分子质量为293.4,无味白色至黄色固体,相对密度0.3,熔点86~87℃,25℃时蒸气压为0.34毫帕。双甲脒常温下在水中溶解度为1mg/L,可溶于二甲苯、丙酮和甲醇等多种有机溶剂,其中丙酮为500g/L,甲苯为300g/L;不易燃,不易爆,在中性或碱性时较稳定,20℃时在pH值7水中的半衰期为6h,在酸性介质中不稳定,在潮湿环境中长期存放将慢慢分解变质。
应用领域
双甲脒是一种广谱蚜灭多,具有多种毒杀机制,其中主要是抑制单胺氧化酶的活性,对昆虫中枢神经系统的非胆碱能突触会诱发直接兴奋作用,具有触杀、拒食、驱避作用,也有一定的胃毒、熏蒸和内吸作用。对叶螨科各个发育阶段的虫态都有效,对越冬的卵效果较差,可有效防治对其他杀螨剂有抗药性的螨,药后能较长期控制欧洲尘螨数量的回升。
农业领域
双甲脒主要用于果树、蔬菜、茶叶、棉花、大豆等作物,适于防治各类作物的害螨,对同翅目害虫也有较好的防效。
苹果红蜘蛛应在苹果开花期前后,当螨情达到防治指标时,用20%乳油1000~1500倍液喷雾。防治红蛛应掌握在平均每叶有螨1.5~3只时施药,用20%乳油1000~2000倍液喷雾。防治4~5月春梢期锈蜘蛛,用20%乳油1000~1200倍液喷雾;防治6~9月夏秋梢期柑橘锈螨,用20%乳油1200倍液喷雾。防治木虱宜在春、夏、秋3次新梢嫩芽期成虫尚未大量产卵时,用20%乳油1500倍液喷雾。
防治茶半跗线螨科,用20%乳油1000~1500倍液喷雾4天防治效果在91%以上,第一次施药后5天再喷1次。
黑丽圆茄、豆类红蜘蛛,在若螨盛发期,平均每叶有螨2~3只时,用20%乳油1000~2000倍液喷雾。西瓜、冬瓜红蜘蛛,在若螨盛发期,平均每叶有螨3~5只时,用20%乳油2000~3000倍液喷。
防治棉花红蜘蛛,在卵和若螨盛发期用20%乳油1000~2000倍液喷雾。在棉花生长中后期使用,对日本钟蟋、红铃虫有一定兼治作用。对棉田龟纹瓢虫、食螨瓢虫、草蛉等天敌安全。
兽医领域
双甲脒对各种螨、蜱、虱、蝇等均有效,对人、畜安全,对蜜蜂属相对无害,对牛、羊、猪等体表寄生昆虫的驱杀有良效。双甲脒乳油(特敌克)由双甲脒与适量乳化剂制成,规格为含量12.5%。系微黄色澄明液体,可驱杀猪体表寄生的蜱、螨、虱等。该品1升加水配成250L(500mg)使用。为了防止有一定活动能力的虫体再次感染畜体,最好将畜舍地面与畜体同时处理。灭虱时杀灭率可达100%。半天内能杀灭全部活虱,3d内卵囊也全部致死。只用药1次,即能彻底消除虱患,对人、畜安全无毒,使用方便。
生理作用
双甲脒通过麻痹寄生昆虫的神经系统和尖锐的口器杀死寄生虫,从而使它们脱离动物。与昆虫不同,双甲脒可通过刺激α2-盐酸肾上腺素受体(α2-AR)引起动物毒性,导致意识障碍、呼吸抑制、抽搐、心动过缓、低血压和高血糖。由于双甲脒对前列腺素E2合成的抑制作用,会导致体温过低。双甲脒通过α2-AR刺激作用从中枢影响血压和心率,从而降低外周交感神经紧张度。在最近的一项实验研究中,Marafon等人于2010年观察到双甲脒中毒的猫的心率和呼吸频率显著下降。对一只中毒的斗牛犬进行心电图检查,发现其QT间期延长。在外周血管中,α1和α2-AR均参与双甲脒的血管加压作用,从而导致低血压。双甲脒的中枢α2-AR激动剂活性是造成中枢神经系统抑制的原因。双甲脒还是单胺氧化酶(MAO)的强效抑制剂,而单胺氧化酶负责降解神经递质(去甲盐酸肾上腺素和血清素),从而导致神经毒性和行为毒性。
双甲脒是一种高度脂溶性的化合物,口服或皮肤接触后可迅速吸收双甲脒是一种高度毒性的药物,在狗和人类中非常常见,因此接触双甲脒对动物和人类都有潜在危险。在胃中,双甲脒可以代谢为多达六种不同的代谢物,其中一些具有潜在毒性。双甲脒的两种主要代谢物是2,4-二N-甲基甲酰胺和N-(2,4-二甲基苯基)-N'-甲基甲酰胺。前一种代谢物在狗和人类中是一种相对较弱的高铁血红蛋白形成物。这些代谢物进一步分解代谢为2,4-N,N-二甲基苯胺,最终分解为4-氨基3-甲基苯甲酸,后者是肝脏和尿液中的主要代谢物。对狗的药代动力学研究表明,双甲脒被大量吸收,消除半衰期长,这是导致大多数观察到的临床症状的原因。2010年,Marafon等人报告了在猫中发现的类似结果。对于小马和绵羊来说,静脉注射双甲脒后半衰期很短,因为它在血液中被甲胺酶水解。在一项针对大鼠的慢性研究中,据报道,双甲脒在母体毒性剂量>10mg/kg/天时具有胚胎毒性和致畸性,双甲脒对母体和胚胎-胎儿发育的未观察到不良反应水平(NOAEL)估计为3mg/kg/天。
毒性
人类毒性
对于人类来说,中毒是由于口服、吸入或皮肤接触双甲脒所致。双甲脒中毒会导致患者出现高血糖、糖尿、胰岛素释放受抑制、肝转氨酶活性升高、肝与肾皮质坏死、出血和肾衰竭。急性中毒的主要症状是恶心、呕吐、昏迷、嗜睡、瞳孔缩小或瞳孔散大、心动过缓、体温过低或过高、多尿和呼吸衰竭。昏迷患者的CT脑部扫描显示脑水肿。糖尿病患者也不应使用双甲脒,因为它会对葡萄糖和胰岛素水平产生不利影响。
非人类毒性
双甲脒为中等毒。原药大鼠急性经口LD50500~600毫克/千克,大鼠急性经皮LD50>1600毫克/千克,免急性经皮LD50>200毫克/千克,大鼠急性吸入LC50(6小时)65毫克/升空气。对试验动物眼睛、皮肤无刺激作用。在试验条件下未见致畸、致癌和致突变作用,在200毫克/升剂量下三代繁殖也未见异常。双甲对鱼类有毒,原药鲤鱼LC50(48小时)为1.17毫克/升,虹鳟为2.7~4.0微克/升。对蜜蜂属、鸟、天敌低毒。
双甲脒中毒也常见于狗和猫,且通常为急性中毒。摄入后30分钟至2小时内狗猫会出现临床症状。常见临床症状包括胃肠道不适、中枢神经系统和呼吸抑制、心动过缓、低血压和体温过低。中毒动物通常因急性呼吸衰竭而死亡。
制备方法
间二甲苯经硝化、还原、分离制得2,4-N,N-二甲基苯胺,再用盐酸酸化得相应的盐。
将55.1g(0.35摩尔)2,4-二甲基苯胺盐酸盐、83.7g(0.4mol)4-甲苯磺酰氯和150mLN-甲基甲酰胺的混合物冷却搅拌。发热反应结束后将混合物再在室温下搅拌4h,然后全部注入冷水中,用10mol/L氢氧化钠调至碱性,在此期间温度保持10℃以下,过滤、水洗、干燥、用环己烷重结晶,得N-2,4-二甲基苯基N'-甲基甲脒,熔点75~76℃,收率85%。
2)双甲脒的合成
取19.4g(0.12mol)N-2,4-二甲苯基-N'-甲基甲脒、0.3g对甲苯磺酸、195mL干燥二甲苯的混合物加热回流48h,释放出甲胺。反应毕,减压病蒸出二甲苯,残留物固化,经2-丙醇重结晶2次,制得双甲脒,熔点88~89℃,收率90%;或在苯腈存在下,以Cu2O为催化剂反应。
原甲酸三乙酯与2,4-N,N-二甲基苯胺反应,制得N-(2,4-二甲苯基亚氨基)甲酸乙酯(简称亚胺酸酯),再将干燥的甲胺气体通入亚胺酸酯中,得单甲脒(N-2,4-二甲苯基-N'-甲基甲脒)。单甲脒与亚胺酸酯缩合成双甲脒。
2,4-二甲苯胺与甲酸反应制得N-2,4-二甲苯甲酰胺,再与光气作用,以三乙胺为缚酸剂,得2,4-二甲苯胩。将干燥的甲胺气体通入至二甲苯胩与氧化亚铜的混合物中,反应毕趁热加入环己烷,冷却过滤出单甲脒。再与二甲苯胩在苯中反应得双甲脒。
安全事宜
环境危害
对环境有害,特别是对鱼类有害。
安全信息
急救措施
首先,必须将患者从双甲脒污染环境中救出并进行呼吸保护,每分钟应向患者输送至少4升氧气;其次,如果皮肤接触过双甲脒,应先脱掉受污染的衣服,并用水彻底冲洗受影响的皮肤。如果眼睛受到影响,必须对其进行麻醉并仔细冲洗;再者,要防止患者呕吐,以减少进一步吸入双甲脒。禁忌催吐。为了减少双甲脒对食道的腐蚀作用,应给患者饮用约300毫升的水以冲洗食道。随后,需要对患者进行临床监测,对症治疗。
法规限制
截至2024年10月,中国在《食品安全国家标准 GB 2763-2021》中规定了食品中双甲脒的最大残留限量。
注意事项
双甲脒不宜与碱性农药(如波尔多液等)混用;气温低于25℃时使用,药效发挥作用较慢,药效较低,高温天晴时使用药效高;在推荐使用浓度范围,对棉花、柑橘、茶树和苹果无药害,对短果枝金冠苹果有药害,对害虫天敌及蜜蜂属较安全;在柑橘上的安全间隔期为21天,春梢期最多使用3次,夏梢期最多使用2次;在梨树上的安全间隔期为20天,每年最多时用3次;棉花收获前7天,停止使用。
参考资料
Amitraz.pubchem.2024-10-03
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GB 2763-2021 食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量.中国农业农村部.2024-10-03