【背景及概况】[1][2][3]
杀虫剂的发展历史可以分为4个时期，即以无机物为主的杀虫剂、高效杀虫剂、超高效杀虫剂、特异杀虫剂或非杀生性杀虫剂时期。由于各种化学合成杀虫剂在使用中出现的害虫易产生抗药性、高毒高残留等问题一直未得到完善地解决，以及现代市场对蔬菜产品安全性要求的提高，人们又重新将眼光投向天然植物源杀虫剂。其中除虫菊在各种药源植物中最受关注，目前常用的杀虫剂很多是参照除虫菊提取物人工合成的拟除虫菊酯类。这类杀虫剂虽然价格较低，但毒性要远远高于天然除虫菊提取物。除虫菊（Pyrethrum cinerariifolium）是一种多年生草本菊科植物，自 1840 年开始应用以来，一直被人们所称道，在未发明化学农药以前，他曾风行一时。在上世纪因受到化学合成农药的冲击，很长一段时期内未受重视，由于人们的健康和环保意识的不断提高，对化学农药给农产品带来的污染问题十分关注，尤其是“绿色食品”的兴起，人们重新认识到天然除虫菊素存在的更多优点和不可替代性，天然除虫菊素在世界范围内又一次大规模得以发展，各除虫菊生产国产量不断上升。
天然除虫菊提取物，别名除虫菊素，除虫菊素是除虫菊花中的主要杀虫成分，近年来,除虫菊素的稳定性、特别是光稳定性研究得到较大发展，大大促进了除虫菊素在农业害虫防治中的应用。由于人工合成杀虫剂在生产和使用过程中对自然环境造成极大污染，而除虫菊素由种植获得，其提取过程和使用对环境污染很小。美国斯蒂尔博士对除虫菊进行了深人研究后认为除虫菊素是世界上最安全、最有效的天然杀虫剂。
【化学成分】[2]
除虫菊素是除虫菊花中的主要杀虫成分，主要有 6种，这 6种杀虫成分中，又以除虫菊素I（Pyrethrin I）、瓜叶菊素I（Cinerin I）、茉酮菊素I（Jasmalin I）击倒活性强，而除虫菊素II（Pyrethrin II）、瓜叶菊素II（Cinerin II）、茉酮菊素II（Jasmalin II）的致死活性强，结构如下：
【作用机理】[2]
除虫菊素具有麻痹昆虫中枢神经作用，为触杀性杀虫剂，属于神经毒剂.除虫菊素对周围神经系统、中枢神经系统及其他器官组织（主要是肌肉）同时起作用。其中毒症状一般分为兴奋期、麻痹期和死亡期 3个阶段：在兴奋期，昆虫到处爬动、运动失调、翻身或从植物上掉下；到抑制期后，活动逐渐减少，然后进入麻痹期，最后死亡。在前两个时期中，神经活动各有其特征性变化。兴奋期长短与药剂浓度有关，浓度越高，兴奋期越短，进人抑制期越快，而低浓度药剂可延长兴奋期的持续时间 。除虫菊素通过药物透入表皮到达害虫的神经轴突，使害虫产生兴奋麻痹，也就是由于影响了轴突膜上钠闸门的延迟关闭而造成负压电位的延长和加强（振幅增加），当负压电位超过钠限阀时，引起重复后放，重复后放发生期相当于兴奋期，重复后放变为不规则时，就逐渐进入麻痹期，同时还会造成肌肉兴奋或痉挛。
此外，除虫菊素对突触体上 ATP 酶的活性也有影响，除虫菊素对 ATP 酶活性的影响程度与除虫菊素的浓度有关，浓度越高，ATP 酶活性下降越大。进一步的研究表明，当在除虫菊素中加入增效醚（piperonylbutoxide，简称 PB 或 PBO）后，能增加对 ATP 酶的抑制程度。除虫菊素对冷血害虫击倒迅速，而对人畜和温血动物无任何毒副作用，且会很快被肝脏分解的酶降解排出体外，因此在哺乳动物体内不能蓄积和残留 .天然除虫菊素的显著特点是，在自然界中不稳定，易光解、水解（在有氧和微生物条件下易降解），降解物为二氧化碳和水，因而对环境污染是不存在的。又由于天然除虫菊素的快速分解性和多组成分作用的杀虫机理，使其在昆虫体内不易产生抗性。
【应用】[2][4]
天然除虫菊素有较高的杀虫活性和广泛的杀虫谱，对多种农作物害虫、卫生害虫、贮藏品害虫、家禽养殖和宠物害虫以及公共环境害虫等均有良好的控制作用。
1. 用于农作物害虫防治
目前我国应用于农业上的天然除虫菊素类杀虫剂已有 10 多种，主要是单剂乳油和复配剂乳油，微囊剂和水乳剂等。5％天然除虫菊素乳油对刺吸式口器害虫有良好的防治效果；除虫菊素对烟蚜的 LD50为 11.946 9 mg/kg，5％除虫菊素乳油是一种速效、安全、环境相容性好的防治烟蚜的理想药剂,对蚜虫有较好的防效，施药 7d ，防效为 88.86％；对棉田烟粉虱（Bemisia tabaci Gennadius）的防效一般，处理后 5d 为50.3％；用含除虫菊素 0．3％防治温室内番茄蚜虫及室外玫瑰和菊花蚜虫，防效高于抗蚜威。 25％除虫菊素乳油喷洒茶叶，能够使茶叶蓟马（ScirthothripsKenyensis Mound）的平均数量由 156 头降到 13．5 头，使茶叶的平均产量由每公顷 494 kg 增至 800 kg，防治效果优于乐果和马拉硫磷。5％除虫菊素乳油 800、1000 倍液喷雾能有效防治孔雀竹芋红蜘蛛和桃树红蜘蛛，对桃树红蜘蛛的防效与 20％甲氰菊酯乳油 2000 倍的防效相当，持效期在 7d 左右；对罗宾根螨（Rhizoglyphus robini Claparede）也有一定的控制作用。天然除虫菊素乳油对鳞翅目昆虫、双翅目昆虫、鞘翅目昆虫、直翅目昆虫等也有较好防效。
2. 用于仓储和食品加工厂的害虫防治
在食品加工或分装厂或食物处置场所、粮食、水果、干果等贮藏过程中，都容易受到蝇、蟑螂、蚂蚁、果蝇、大黄蜂、象虫、蠹类等卫生害虫的侵扰，甚至严重影响食品的生产、加工，要求既要消除害虫侵扰，同时还要保证食品安全，只有少数杀虫剂可以使用.除虫菊因具有快速分解无残留、气味清淡自然无刺激性、毒性极低、杀虫谱广以及对害虫显著的忌避作用，其在食品行业防虫方面发挥了巨大作用。
3. 用于家居卫生害虫防治
19 世纪初，除虫菊就主要用于家居卫生害虫的防治，特别是蚊、蝇、甲虫和蟑螂，还可直接用于清除人的体外寄生虫.效果非常理想.最初的驱蚊盘香，主要用除虫菊花粉或提取了除虫菊酯油后剩余的渣粉做原料，灭蚊和驱蚊的效果都很好.天然除虫菊素在家居卫生防治上除上述害虫外，还对跳蚤、虱、蚁、臭虫等有特效，对小蠊的击倒速度高于其他杀虫剂。2％天然除虫菊素对印鼠客蚤杀灭效果较好，具有高效、速杀、无残留、无污染、对人畜安全等优点，在经济条件好的地区可用于灭蚤。
4. 用于家禽养殖场和宠物害虫防治
天然除虫菊素还可以用于家禽养殖以及宠物害虫寄生虫的防治.用定时喷雾喷施天然除虫菊素，可杀灭角蝇（Haematobia irritans），也可以将水基型药液喷淋奶牛身体杀灭寄生虫。用天然除虫菊加工的宠物香波或水乳剂给宠物洗澡，可杀灭宠物身体上的跳蚤、虱子等寄生虫；用除虫菊防治猫身上的虱子时，用药 30、60、90 d 后防治效果分别达 60.4％、73.9％、81.3％。
5. 用于公共环境害虫防治
由于天然除虫菊素的环保性好，它被广泛用于各种宾馆、酒店，特别是高级的会议场所以及一些特定的环境，如医院、学校、办公室、超市、公园、游乐场等。防治对象包括蟑螂、白蚁和火蚁等害虫。
6. 用于其他方面
除虫菊还可以用于军事工业，木材（用于制造家具和木屋的木材）、工业、集装箱、运输业、建筑业等领域。特别是在做军服的布料中添加天然除虫菊素，可在野外执行任务时起到防虫的作用。也可以用于衣柜中的防虫剂、蚊帐上或随身携带的驱蚊器等。
【合成】[4]
除虫菊酯是由两个单萜酸（菊酸和除虫菊酸）和三种酮醇（除虫菊酮醇，瓜叶酮醇，茉莉酮醇）经酯化作用形成的六个结构相似的单萜酯类。菊酸酯化分别形成除虫菊酯I，瓜菊酯I，茉莉酸菊酯I，这三者总称除虫菊素I；同样除虫菊酸酯化分别形成除虫菊酯II，瓜菊酯II，茉莉酸菊酯II。菊酸是一个由异戊二烯途径合成的单帖。由同位素标记的醋酸酯和甲戊二羟酸合成除虫菊素Ⅰ的整个过程已在花茎和瘦果得到证实，具体如下：
【参考文献】
[1] 王久兴, 闫立英, 陶秀娟, 等. 天然除虫菊提取物对蚜虫的防治效果研究[J]. 安徽農業科學, 2008, 36(13): 5502-5502.
[2] 刘雨晴, 赵天增, 董建军, 等. 天然除虫菊的研究及开发应用[J]. 河南科学, 2013, 31(8): 1151-1155.
[3] 张夏亭, 聂秋林, 高欣. 除虫菊素的杀虫特性与作用机理[J]. 农药科学与管理, 2003, 24(2): 22-23.
[4] 吴智鹏. 除虫菊素生物合成研究[D]. 西北农林科技大学 西北农林科技大学, 2004.