重新发现第二次世界大战后失去的德国速效杀虫剂,但其历史令人震惊
氟化滴滴涕可迅速杀死携带疾病的蚊子,这可能会降低其对环境的影响。
今天在2019年10月11日发表在美国化学学会杂志上的一项新研究探讨了快速作用杀虫剂DFDT的化学以及复杂而令人震惊的历史。
“我们着手研究一种鲜为人知的杀虫剂中晶体的生长,并揭示了其令人惊讶的历史,包括第二次世界大战对选择滴滴涕(而不是DFDT)作为20世纪主要杀虫剂的影响,”纽约大学化学教授巴特·卡尔(Bart Kahr),也是该研究的资深作者之一。
发现DFDT的固体形式
卡尔(Kahr)和纽约大学化学系教授迈克尔·沃德(Michael Ward)研究了晶体的生长,两年前,这种晶体导致他们发现了臭名昭著的杀虫剂DDT的新晶体形式。滴滴涕以其对环境和野生生物的有害作用而闻名。但是,发现卡尔和沃德开发的新形式对昆虫更有效,而且数量更小,有可能将其对环境的影响降到最低。
在继续探索杀虫剂的晶体结构时,研究小组开始研究氟化形式的滴滴涕,将氯原子换成氟。他们制备了两种固体形式的化合物-一氟和二氟类似物-并在果蝇和蚊子上进行了测试,包括携带疟疾,黄热病,登革热和寨卡病毒的蚊子。固态的氟化滴滴涕比滴滴涕杀死昆虫的速度更快。二氟类似物(称为DFDT)杀死蚊子的速度要快两到四倍。
通过光学显微镜观察,DDT的单氟类似物。固体氟化形式的DDT杀死昆虫的速度比DDT更快。
该研究的资深作者沃德说:“速度阻碍了抵抗的发展。”“杀虫剂晶体通过脚垫吸收后会杀死蚊子。有效的化合物可能会在昆虫繁殖之前迅速杀死昆虫。”
研究人员还对氟化DDT固态形式的相对活性进行了详细分析,并指出热力学稳定性较低的形式(晶体更容易释放分子)在快速杀死昆虫方面更有效。
DFDT被遗忘的历史
除了进行化学分析外,研究人员还试图确定他们的创作是否有先例。通过这样做,他们发现了DFDT丰富而令人不安的背景故事。通过历史文献,他们了解到DFDT是第二次世界大战期间德国科学家生产的一种杀虫剂,并被德国军方用于苏联和北非的昆虫控制,与此同时,美国武装部队在2002年使用了DDT。欧洲和南太平洋。
然而,在战后的混乱中,DFDT制造突然结束。采访第三帝国科学家的盟军官员拒绝了德国人的说法,即DFDT比DDT对哺乳动物更快且毒性更低,在军事情报报告中称他们的研究“微不足道”和“不足”。
第二次世界大战后与德国科学家进行面谈的盟军官员否认了DFDT(也称为“ Gix”或“ Fluorgesarol”)比DDT对哺乳动物更快且毒性更低的说法,称他们的研究在军事上“微薄”而“不足”情报报告。图片来源:情报目标小组委员会关于I.G.的杀虫剂,驱虫剂,杀鼠剂和杀真菌剂的联合报告。Farbenindustrie A.G.,1945年(已解密)
保罗·穆勒(PaulMüller)在1948年因发现滴滴涕的杀虫能力而获得诺贝尔奖时说,DFDT应该是未来的杀虫剂,因为它比滴滴涕更有效。尽管如此,DFDT在很大程度上已被遗忘,纽约大学研究人员向其咨询的当代昆虫学家并不了解DFDT。
“我们很惊讶地发现,滴滴涕一开始就有竞争对手因为地缘政治和经济状况而输掉比赛,更不用说它与德国军方的联系了,也不一定是出于科学考虑。更快,更持久的杀虫剂(如DFDT)可能改变了20世纪的发展过程。这迫使我们想象反事实科学的历史,”卡尔说。
对新型杀虫剂的需求
疟疾等蚊媒疾病每两分钟杀死一名儿童,这是主要的公共卫生问题,每年造成2亿种疾病。面对气候变化,像寨卡病毒这样的新型疾病可能对健康构成越来越大的威胁。
蚊子的抵抗力日益增强,对内置在蚊帐中的拟除虫菊酯类杀虫剂没有反应。公共卫生官员对此表示关注,并已重新考虑了滴滴涕的使用方法。在世界上许多地方,滴滴涕一直被禁止使用,除了选择性地用于控制疟疾外,其争议的历史和对环境的影响促使人们需要使用新的杀虫剂。
“尽管需要开展更多的研究以更好地了解DFDT的安全和环境影响,但我们与世界卫生组织一起认识到了对新型快速杀虫剂的迫切需求。沃德说:“速效杀虫剂不仅对于抵抗耐药性的发展至关重要,而且可以使用的杀虫剂更少,从而有可能减少其对环境的影响。”
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除了Ward和Kahr外,研究作者还有纽约大学化学系的朱晓龙,胡春华,胡景祥,齐梦迪,以及Arrowhead Pharma的Leo A. Joyce。这项工作得到了美国国家科学基金会的纽约大学材料研究科学和工程中心(MRSEC)计划的支持(授予号DMR-1420073)。NSF X射线设施得到了NSF的部分支持(编号CRIF / CHE-0840277)。
参考:朱晓龙,胡春华T.胡,杨景祥,Leo A.Joyce,Mengdi Qiu,Michael D.Ward和Bart Kahr操纵固体形式的接触性杀虫剂预防传染病,美国化学学会杂志,2019
年10月11日。 .DOI:10.1021 / jacs.9b08125