綠色農(nóng)藥的關(guān)鍵在于綠色殺蟲劑的創(chuàng)制。以吡蟲啉為代表的新煙堿殺蟲劑是一類超高效殺蟲藥劑，目前全球市場穩(wěn)定在20億美元以上，但是大量頻繁的使用，已造成嚴重的抗性，其蜜蜂毒性也已被多個國家和地區(qū)報道，因此，針對其抗性和蜜蜂毒性的新煙堿殺蟲劑創(chuàng)制具有重要意義。本課題首次提出了順硝烯新煙堿的研究策略，得到了多個系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高活性化合物，顯著降低了交互抗性，并降低了其蜜蜂毒性，具有重要的產(chǎn)業(yè)化前景。
本課題已經(jīng)在作用機制創(chuàng)新、活性分子發(fā)現(xiàn)、產(chǎn)業(yè)化推進方面均取得重要突破。在作用機制研究方面首次提出了氫鍵誘導(dǎo)的π-π協(xié)同作用的模型，并得到復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu)的支撐；從分子水平上研究比較了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的哌蟲啶、IPPA152201、環(huán)氧蟲啶和吡蟲啉的作用機制差異；環(huán)氧蟲啶作為國際上第一個高活性新煙堿受體的拮抗劑，結(jié)構(gòu)和作用機制的創(chuàng)新性尤為突出；在候選殺蟲劑光熱穩(wěn)定性、手性拆分、同位素標記物合成等方面均取得重要進展。在分子設(shè)計合成方面，圍繞順硝烯策略和氫鍵誘導(dǎo)的π-π協(xié)同作用機制，設(shè)計合成11個系列600余具有全新結(jié)構(gòu)化合物，發(fā)現(xiàn)了8個具有超高活性化合物，均顯著優(yōu)于目前商品化品種。在產(chǎn)業(yè)化推進方面，和江蘇克勝集團合作，獲得哌蟲啶的農(nóng)藥臨時登記證、生產(chǎn)許可證等；和上海生農(nóng)生化制品有限公司合作，正在力推國際上第一個新煙堿受體拮抗機制的殺蟲劑；和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蘭州獸醫(yī)研究所合作，將開發(fā)高活性化合物環(huán)氧蟲啶和IPPA152201在動物保護方面新用途。上述研究顯著提升了我國在新煙堿殺蟲劑創(chuàng)制方面的水平，并產(chǎn)生重要的國際影響力，李忠教授應(yīng)邀在美國化學(xué)會239屆會議的新煙堿殺蟲劑分子設(shè)計分會作邀請報告，并應(yīng)邀為JAFC撰寫綜述文章，系統(tǒng)介紹研究團隊在順硝烯新煙堿殺蟲劑創(chuàng)制方面的工作。順硝烯新煙堿殺蟲劑創(chuàng)制方面的研究僅在農(nóng)學(xué)一類期刊發(fā)表JAFC上發(fā)表論文9篇，申請中國專利7項，申請國際PCT專利6項，美國專利2項，歐洲專利2項，獲得中國專利授權(quán)1項，美國專利授權(quán)1項。
環(huán)氧蟲啶的發(fā)現(xiàn)表明我國完全具有自主創(chuàng)新綠色化學(xué)農(nóng)藥的能力。該化合物是目前國際上唯一的高活性新煙堿受體拮抗劑，作用機制的創(chuàng)新降低了抗性風險，有可能成為我國殺蟲劑創(chuàng)制中最重要的突破。其綜合性能顯著優(yōu)于主流殺蟲劑品種，有望形成競爭優(yōu)勢，新煙堿殺蟲劑的國內(nèi)市場為20億元人民幣，國際上約為20億美元，該類化合物一旦能占據(jù)20%的市場，將會形成非常巨大經(jīng)濟效益，而作為自主知識產(chǎn)權(quán)化合物的開發(fā)，其社會效益也將非常顯著。
