近日，中國(guó)人民大學(xué)化學(xué)系王亞培教授研究團(tuán)隊(duì)在可降解農(nóng)藥領(lǐng)域取得重要研究進(jìn)展，相關(guān)研究成果以“A Degradable Quaternary Ammonium–Based Pesticide Safe for Humans”為題發(fā)表在中國(guó)化學(xué)會(huì)創(chuàng)辦的國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊CCS Chemistry上。

季銨鹽（QAS）是一類(lèi)兩親性化合物，已被廣泛用作表面活性劑、殺菌劑、殺蟲(chóng)劑、消毒劑和神經(jīng)肌肉阻滯劑。 一般來(lái)說(shuō)，QAS含有至少一個(gè)帶正電荷的氮“頭”，帶有四個(gè)共價(jià)鍵和一個(gè)疏水性碳?xì)浠衔铩拔膊俊?，它們可以作用于?xì)胞膜中的不同位置，最終導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)物質(zhì)泄漏和細(xì)胞裂解。根據(jù)研究結(jié)果毒性與“頭”和“尾”上的取代基的數(shù)量有關(guān)，已經(jīng)報(bào)道了大量具有殺菌和殺蟲(chóng)性能的QAS，其中一些在農(nóng)業(yè)護(hù)理中表現(xiàn)優(yōu)異。根據(jù)上述對(duì)可降解除害劑的需求，開(kāi)發(fā)對(duì)目標(biāo)生物體有劇毒但可以分解成對(duì)人類(lèi)安全產(chǎn)品的QAS將是一個(gè)很有前途的方向。在此，我們?cè)O(shè)計(jì)并合成了一系列具有不同長(zhǎng)度的疏水鏈的雙季銨鹽（BQAS），其主鏈上含有硅基鍵，稱(chēng)為二異丙基硅氧基雙季銨鹽（ISBQAS）。這些ISBQAS均具有廣譜殺菌活性、植物病害防治能力和優(yōu)異的殺蟲(chóng)能力，可作為農(nóng)藥使用。仔細(xì)測(cè)量包括疏水鏈長(zhǎng)度、溫度和酸度環(huán)境在內(nèi)的正交變量，以確定每種ISBQAS農(nóng)藥的水解速率。這類(lèi)農(nóng)藥依靠錫鏈鍵的水解行為，在使用后可以由有毒轉(zhuǎn)化為細(xì)菌和昆蟲(chóng)，并變成無(wú)害的單季銨鹽（MQAS）。重要的是，晶狀體鍵的酸敏感性使ISBQAS能夠在模擬胃酸中以極快的速度降解，表明它在意外后具有相對(duì)的生物安全性。與傳統(tǒng)殺蟲(chóng)劑相比。