绿色可降解农药表面活性剂研究获得突破

近日，中国人民大学化学系王亚培教授研究团队在可降解农药领域取得重要研究进展，相关研究成果以“A Degradable Quaternary Ammonium–Based Pesticide Safe for Humans”为题发表在中国化学会创办的国际著名学术期刊CCS Chemistry上。

季铵盐（QAS）是一类两亲性化合物，已被广泛用作表面活性剂、杀菌剂、杀虫剂、消毒剂和神经肌肉阻滞剂。 一般来说，QAS含有至少一个带正电荷的氮“头”，带有四个共价键和一个疏水性碳氢化合物“尾部”，它们可以作用于细胞膜中的不同位置，最终导致细胞质物质泄漏和细胞裂解。根据研究结果毒性与“头”和“尾”上的取代基的数量有关，已经报道了大量具有杀菌和杀虫性能的QAS，其中一些在农业护理中表现优异。根据上述对可降解除害剂的需求，开发对目标生物体有剧毒但可以分解成对人类安全产品的QAS将是一个很有前途的方向。在此，我们设计并合成了一系列具有不同长度的疏水链的双季铵盐（BQAS），其主链上含有硅基键，称为二异丙基硅氧基双季铵盐（ISBQAS）。这些ISBQAS均具有广谱杀菌活性、植物病害防治能力和优异的杀虫能力，可作为农药使用。仔细测量包括疏水链长度、温度和酸度环境在内的正交变量，以确定每种ISBQAS农药的水解速率。这类农药依靠锡链键的水解行为，在使用后可以由有毒转化为细菌和昆虫，并变成无害的单季铵盐（MQAS）。重要的是，晶状体键的酸敏感性使ISBQAS能够在模拟胃酸中以极快的速度降解，表明它在意外后具有相对的生物安全性。与传统杀虫剂相比。