第十一章 新农药的研究与开发
?新农药的研制过程大体上可分为, 研究,
与, 开发, 两个阶段。
?在研究阶段，主要目的是从大量的化合物
中筛选出新的农药活性化合物，发现先导
化合，经结构优化，筛选开发的侯选化合
物。
?在开发阶段，则主要是对侯选化合物进行
开发试验和安全性评价，最后选 定农药新
品种，进行工业化开发并商品化。
第一节 化学合成与工艺研究
?一,先导化合物的发现和优化
?先导化合物 (lead compound)：指通过生物测
定，从众多的侯选化合物中发现和选定的具
有某种农药活性的新化合物，一般具有新颖
的化学结构，并有衍生化和改变结构的发展
潜力，可以用作起始研究模型，经过结构优
化，开发出受专利保护的新农药品种。
一,先导化合物的发现和优化
?(一 )经验筛选
?近年来，经验筛选的重点放在具有新颖化学结
构的化合物方面，特别是
?(1)在分子中引入过去农药分子中少见的元素，
如氟、硅、锡等原子或基因，特别是含氟基团
的引入，往往可明显提高活性，近年来获得很
大成功。
?(2)新型杂环化合物。由于杂环化合物结构多
种多样，潜力很大，有些杂环可能有独特的作
用机制和意想不到的生物活性，近年来同样获
得很大成功。
一,先导化合物的发现和优化
?(二 )类推合成
?类推合成即对已经开发的活性先导化合物
进行衍生合成，开发新的农药品种或发现
新的二次先导化合物，这样合成出来的化
合物就是“模仿分子” (me-too molecules)
这种途径在磺酰脲类除草剂、三唑类杀菌
剂、有机磷类杀虫剂、拟除虫菊酯类杀虫
剂的开发中获得普遍成功。这种办法最省
时省力、投资小、收益大，但很难发现有
新的作用机制的新型先导化合物。
一,先导化合物的发现和优化
?(三 ) 天然产物模型
?从沙蚕中获得杀虫先导化合物沙蚕毒素，然后进
行类推合成开发出杀螟丹、杀虫双、杀虫单、杀
虫磺、杀虫环等。最有名的当然是从天然除虫菊
中发现除虫菊素这样的杀虫先导化合物，然后类
推合成，开发出当今几十个高效拟除虫菊酯类杀
虫剂。天然产物毒扁豆碱通常认为是合成稳定的
氨基甲酸酯类杀虫剂的先导化合物，从而经设计
改造合成了西维因、速灭威、异丙威、害扑威、
克百威和涕灭威等。
一,先导化合物的发现和优化
?（四 )生物合理设计
?其理论基础是生物化学，就杀虫剂而言，
即昆虫生物化学。生物合理设计就是以靶
标生物体生命过程中某个关键的生理生化
作用机制作为研究模型，人为地设计合成
干扰此作用机制的化合物，从中筛选出先
导化合物，然后进行结构优化开发。
二、小试研究和中试研究
?(一 )、小试研究
?1、选择合成路线
?2、合成条件优化
?３测定和合成反应有关的理化数据，如热量，
粘度等，为设备选型及进一步的工业性试验
提供依据。
?４、制定原料、中间体、产品的分析方法。
?５、进行物料能量衡算，初步评价其经济效
益。
?6、提供适量合格产品进行田间药效试验评价
和安全性评价。
二、小试研究和中试研究
?(一 )、中试研究
?1,验证小试结果。
?2,根据工程放大的需要，建立一定规模的中
间试验装置 (全流程或单元操作 )，考验工艺流
程的合理性和操作条件的可靠性，测定物料平
衡、热量平衡及制定过程控制方案。
?3,主要设备材质选择和设备选型。
?4,较长周期稳定和连续运转。
?5,三废治理方案。
二、小试研究和中试研究
?(一 )、中试研究
?6,原材料、中间体及产品的分析方法和
建立产品质量标准。
?7,产品应用研究。
?8,中试技术及中间评价。
?9,基础设计与最终评价。
第二节 生物筛选与作用机理
?一,生物筛选在新农药研究与开发中的意义
?1、生物筛选（ biological screening)的含义是：
采取一定的可重复的方法和步骤，用一定剂量
的候选化合物处理供试生物材料，根据供试生
物材料的反应并经过特定的统计分析后，选出
有效化合物。
?2、要从众多的供试化合物中发现先导化合物，
必须依赖生物筛选提供的各化合物的生物活性
信息；在先导优化及分子设计，特别是构效关
系研究中必须要依赖生物筛选提供定量活性资
料（毒力）；对候选化合物也必须依赖生物筛
选结果对其是否有商品化开发价值作出评价。
二、供筛选的生物材料
?(一）昆虫和螨类,玉米螟、棉铃虫、小
菜蛾、家蝇、二化螟等
?(二 )植物病原菌
?稻瘟病菌, 水稻纹枯病菌, 小麦条绣病菌,
马铃薯晚疫病菌, 棉花炭疽病菌, 黄瓜霜
霉病菌
?(三 )杂草
?野燕麦, 稗 看麦娘, 苋 荠, 菜, 播娘
蒿 藜
三, 筛选方法
? (一 )初筛
? 杀虫剂：饮料混毒法、叶片浸药饲虫法、
微量筛选法。杀菌剂：抑制孢子萌发法和
抑制菌丝生长法。除草剂：盆栽测试。
?（二）复筛
?（三）田间小区药效试验
? 我国在田间药效试验中最大的问题是不
能或难以做到准确定量。国外一般采用专
门的喷雾机械设备：
四, 作用方式和作用机理研究
?了解供试化合物的主要作用方式，不但对
选用正确的生物筛选方法，而且对将来开
发成商品农药后的施药技术，效果评价等
都有重大关系。
?作用机理的研究反过来又可给新农药研究
带来许多新的思想、新的启示，甚至提供
新的途径，
第三节 农药安全评价
?一, 农药卫生毒理安全评价
?农药卫生毒理安全评价是通过动物试验和
对人群的观察，来阐明农药的毒性及其潜
在的危险性，其目的是为保护人类健康和
制定预防措施提供理论依据。完整的农药
毒理安全评价除进行系统的毒性试验外，
还应进行接触人群的流行病调查。
二、农药环境安全评价
?(一 )环境行为
?环境行为是供试化合物在环境中发生的各
种物理和化学现象的总称，包括化合物在
环境中的化学行为与物理行为。
?化学行为主要指化合物在环境中的残留性
及其降解与代谢过程；
?物理行为主要指化合物在环境中的移动性
及其迁移扩散规律。
二、农药环境安全评价
?(二 )生态效应
?生态效应包括化合物对非靶标生物的毒性
及化合物在生物体的富集作用。对非靶标
生物的毒性主要包括对害虫天敌的影响，
对鱼类的影响，对蚯蚓及土壤微生物的影
响，对蜜蜂的影响，对家蚕的影响，对鸟
类的影响等。
第四节 农药管理和农药登记
?一, 我国的农药管理制度
?由国家立法机关制定和颁布的有关法律，
对农药生产、经营、使用等方面进行全面
管理；由国家或地方行政机关制定的某个
方面的行政法规或地方行政法规，也具有
强制性的约束力；由行政部门制定和颁发
的某些规定和技术规范，有指导作用，但
无法律约束力。
一, 我国的农药管理制度
?（ 一 ） 登记前管理
?登记前管理重点是农药登记 。
?根据“农药登记规定”，未经登记批准的
农药不得生产、销售和使用。国外的农药，
未经我国登记批准，亦不能在我国生产、
销售和使用。
一, 我国的农药管理制度
?(二 )登记后管理
?1.农药标签管理 标签包含的主要内容有：
农药名称、规格、登记号、生产许可证号、
净重、生产厂家、农药类别、使用说明、
毒性标志、注意事项和生产日期、批号等。
2.农药广告管理 农药广告的审批原则是：
（ 1）未经登记批准的农药产品不得登广告；
（ 2）广告内容应与农药登记证和农药登记
公告相符；（ 3）不得以任何形式弄虚作假，
蒙蔽或欺骗用户。
三, 农药登记需要提供的资料
?1.摘要
?3.产品化学：有效成分, 原药, 制剂
?3.毒理学：急性毒性, 三致作用等
? 4.药效：室内, 田间
? 5.残留：残留分析, 安全间隔期
? 6.环境生态：环境行为, 对非靶标生物毒性
? 7.标签：使用说明, 毒性标志, 注意事项
?除草剂 —— 绿色；杀虫剂 —— 红色；杀菌
剂 —— 黑色；杀鼠剂 —— 兰色；生长调节
剂 —— 深黄色
本章重点
?1,概念：先导化合物, 生物筛选；
?2,农药的安全性评价包括哪些内容；
?3,简述我国的农药管理体系；
?4,农药登记需要提供哪些资料 。
?新农药的研制过程大体上可分为, 研究,
与, 开发, 两个阶段。
?在研究阶段，主要目的是从大量的化合物
中筛选出新的农药活性化合物，发现先导
化合，经结构优化，筛选开发的侯选化合
物。
?在开发阶段，则主要是对侯选化合物进行
开发试验和安全性评价，最后选 定农药新
品种，进行工业化开发并商品化。
第一节 化学合成与工艺研究
?一,先导化合物的发现和优化
?先导化合物 (lead compound)：指通过生物测
定，从众多的侯选化合物中发现和选定的具
有某种农药活性的新化合物，一般具有新颖
的化学结构，并有衍生化和改变结构的发展
潜力，可以用作起始研究模型，经过结构优
化，开发出受专利保护的新农药品种。
一,先导化合物的发现和优化
?(一 )经验筛选
?近年来，经验筛选的重点放在具有新颖化学结
构的化合物方面，特别是
?(1)在分子中引入过去农药分子中少见的元素，
如氟、硅、锡等原子或基因，特别是含氟基团
的引入，往往可明显提高活性，近年来获得很
大成功。
?(2)新型杂环化合物。由于杂环化合物结构多
种多样，潜力很大，有些杂环可能有独特的作
用机制和意想不到的生物活性，近年来同样获
得很大成功。
一,先导化合物的发现和优化
?(二 )类推合成
?类推合成即对已经开发的活性先导化合物
进行衍生合成，开发新的农药品种或发现
新的二次先导化合物，这样合成出来的化
合物就是“模仿分子” (me-too molecules)
这种途径在磺酰脲类除草剂、三唑类杀菌
剂、有机磷类杀虫剂、拟除虫菊酯类杀虫
剂的开发中获得普遍成功。这种办法最省
时省力、投资小、收益大，但很难发现有
新的作用机制的新型先导化合物。
一,先导化合物的发现和优化
?(三 ) 天然产物模型
?从沙蚕中获得杀虫先导化合物沙蚕毒素，然后进
行类推合成开发出杀螟丹、杀虫双、杀虫单、杀
虫磺、杀虫环等。最有名的当然是从天然除虫菊
中发现除虫菊素这样的杀虫先导化合物，然后类
推合成，开发出当今几十个高效拟除虫菊酯类杀
虫剂。天然产物毒扁豆碱通常认为是合成稳定的
氨基甲酸酯类杀虫剂的先导化合物，从而经设计
改造合成了西维因、速灭威、异丙威、害扑威、
克百威和涕灭威等。
一,先导化合物的发现和优化
?（四 )生物合理设计
?其理论基础是生物化学，就杀虫剂而言，
即昆虫生物化学。生物合理设计就是以靶
标生物体生命过程中某个关键的生理生化
作用机制作为研究模型，人为地设计合成
干扰此作用机制的化合物，从中筛选出先
导化合物，然后进行结构优化开发。
二、小试研究和中试研究
?(一 )、小试研究
?1、选择合成路线
?2、合成条件优化
?３测定和合成反应有关的理化数据，如热量，
粘度等，为设备选型及进一步的工业性试验
提供依据。
?４、制定原料、中间体、产品的分析方法。
?５、进行物料能量衡算，初步评价其经济效
益。
?6、提供适量合格产品进行田间药效试验评价
和安全性评价。
二、小试研究和中试研究
?(一 )、中试研究
?1,验证小试结果。
?2,根据工程放大的需要，建立一定规模的中
间试验装置 (全流程或单元操作 )，考验工艺流
程的合理性和操作条件的可靠性，测定物料平
衡、热量平衡及制定过程控制方案。
?3,主要设备材质选择和设备选型。
?4,较长周期稳定和连续运转。
?5,三废治理方案。
二、小试研究和中试研究
?(一 )、中试研究
?6,原材料、中间体及产品的分析方法和
建立产品质量标准。
?7,产品应用研究。
?8,中试技术及中间评价。
?9,基础设计与最终评价。
第二节 生物筛选与作用机理
?一,生物筛选在新农药研究与开发中的意义
?1、生物筛选（ biological screening)的含义是：
采取一定的可重复的方法和步骤，用一定剂量
的候选化合物处理供试生物材料，根据供试生
物材料的反应并经过特定的统计分析后，选出
有效化合物。
?2、要从众多的供试化合物中发现先导化合物，
必须依赖生物筛选提供的各化合物的生物活性
信息；在先导优化及分子设计，特别是构效关
系研究中必须要依赖生物筛选提供定量活性资
料（毒力）；对候选化合物也必须依赖生物筛
选结果对其是否有商品化开发价值作出评价。
二、供筛选的生物材料
?(一）昆虫和螨类,玉米螟、棉铃虫、小
菜蛾、家蝇、二化螟等
?(二 )植物病原菌
?稻瘟病菌, 水稻纹枯病菌, 小麦条绣病菌,
马铃薯晚疫病菌, 棉花炭疽病菌, 黄瓜霜
霉病菌
?(三 )杂草
?野燕麦, 稗 看麦娘, 苋 荠, 菜, 播娘
蒿 藜
三, 筛选方法
? (一 )初筛
? 杀虫剂：饮料混毒法、叶片浸药饲虫法、
微量筛选法。杀菌剂：抑制孢子萌发法和
抑制菌丝生长法。除草剂：盆栽测试。
?（二）复筛
?（三）田间小区药效试验
? 我国在田间药效试验中最大的问题是不
能或难以做到准确定量。国外一般采用专
门的喷雾机械设备：
四, 作用方式和作用机理研究
?了解供试化合物的主要作用方式，不但对
选用正确的生物筛选方法，而且对将来开
发成商品农药后的施药技术，效果评价等
都有重大关系。
?作用机理的研究反过来又可给新农药研究
带来许多新的思想、新的启示，甚至提供
新的途径，
第三节 农药安全评价
?一, 农药卫生毒理安全评价
?农药卫生毒理安全评价是通过动物试验和
对人群的观察，来阐明农药的毒性及其潜
在的危险性，其目的是为保护人类健康和
制定预防措施提供理论依据。完整的农药
毒理安全评价除进行系统的毒性试验外，
还应进行接触人群的流行病调查。
二、农药环境安全评价
?(一 )环境行为
?环境行为是供试化合物在环境中发生的各
种物理和化学现象的总称，包括化合物在
环境中的化学行为与物理行为。
?化学行为主要指化合物在环境中的残留性
及其降解与代谢过程；
?物理行为主要指化合物在环境中的移动性
及其迁移扩散规律。
二、农药环境安全评价
?(二 )生态效应
?生态效应包括化合物对非靶标生物的毒性
及化合物在生物体的富集作用。对非靶标
生物的毒性主要包括对害虫天敌的影响，
对鱼类的影响，对蚯蚓及土壤微生物的影
响，对蜜蜂的影响，对家蚕的影响，对鸟
类的影响等。
第四节 农药管理和农药登记
?一, 我国的农药管理制度
?由国家立法机关制定和颁布的有关法律，
对农药生产、经营、使用等方面进行全面
管理；由国家或地方行政机关制定的某个
方面的行政法规或地方行政法规，也具有
强制性的约束力；由行政部门制定和颁发
的某些规定和技术规范，有指导作用，但
无法律约束力。
一, 我国的农药管理制度
?（ 一 ） 登记前管理
?登记前管理重点是农药登记 。
?根据“农药登记规定”，未经登记批准的
农药不得生产、销售和使用。国外的农药，
未经我国登记批准，亦不能在我国生产、
销售和使用。
一, 我国的农药管理制度
?(二 )登记后管理
?1.农药标签管理 标签包含的主要内容有：
农药名称、规格、登记号、生产许可证号、
净重、生产厂家、农药类别、使用说明、
毒性标志、注意事项和生产日期、批号等。
2.农药广告管理 农药广告的审批原则是：
（ 1）未经登记批准的农药产品不得登广告；
（ 2）广告内容应与农药登记证和农药登记
公告相符；（ 3）不得以任何形式弄虚作假，
蒙蔽或欺骗用户。
三, 农药登记需要提供的资料
?1.摘要
?3.产品化学：有效成分, 原药, 制剂
?3.毒理学：急性毒性, 三致作用等
? 4.药效：室内, 田间
? 5.残留：残留分析, 安全间隔期
? 6.环境生态：环境行为, 对非靶标生物毒性
? 7.标签：使用说明, 毒性标志, 注意事项
?除草剂 —— 绿色；杀虫剂 —— 红色；杀菌
剂 —— 黑色；杀鼠剂 —— 兰色；生长调节
剂 —— 深黄色
本章重点
?1,概念：先导化合物, 生物筛选；
?2,农药的安全性评价包括哪些内容；
?3,简述我国的农药管理体系；
?4,农药登记需要提供哪些资料 。
