Thuốc lá có chứa nicotine, có thể tiêu diệt côn trùng. Thông thường, lá hoặc thân cây thuốc lá thải được sử dụng làm nguyên liệu thô và nicotin được chiết xuất bằng axit, sau đó được điều chế thành thuốc trừ sâu nicotin.
Nicotine là nicotin nổi tiếng. Nó là một hợp chất hữu cơ có công thức hóa học C10H14N2. Nó có độc tính cao. Nó là một alkaloid tồn tại trong thực vật Solanaceae (chi Solanum) và cũng là thành phần quan trọng của thuốc lá. Nicotine có thể gây nghiện hoặc lệ thuộc và việc sử dụng nhiều lần còn làm tăng nhịp tim, huyết áp và giảm cảm giác thèm ăn. Liều lượng lớn nicotine có thể gây nôn mửa, buồn nôn và trong trường hợp nghiêm trọng có thể tử vong. Tất nhiên, nicotin trong thuốc lá gây nghiện và có tác dụng diệt côn trùng.
Tên hóa học của nicotin là: (S)-3-(1-methylpyrrolidin-2-yl)pyridine hoặc 1-methyl-2-(3-pyridyl) pyrolidin. Cấu trúc chính của thuốc trừ sâu neonicotinoid dựa trên nicotin và được biến đổi bằng các nguyên tố halogen.
Ở động vật có vú và côn trùng, nicotin chủ yếu tác động lên thụ thể nicotinic acetylcholine (nAChRs)
Thuốc trừ sâu neonicotinoid chủ yếu tác động lên các thụ thể acetylcholine nicotinic (nAChRs) trên màng sau synap của côn trùng. Acetylcholine là chất chủ vận nội sinh của hệ thần kinh côn trùng có tác dụng kích thích dẫn truyền thần kinh.
Các chất dẫn truyền thần kinh đi qua khớp thần kinh của nicotinic choline theo hai bước: đầu tiên, các túi ở màng trước khớp thần kinh giải phóng acetylcholine, và acetylcholine liên kết với các thụ thể trên màng sau khớp thần kinh; thứ hai, những thay đổi về hình dạng của các phân tử thụ thể gây ra. Sự phát triển của các kênh ion thúc đẩy dòng Na+ ngoại bào vào trong và dòng K+ nội bào ra ngoài, do đó phá vỡ sự cân bằng điện thế màng. ) Thuốc trừ sâu neonicotinoid có thể khiến côn trùng mất kiểm soát cử động, run rẩy, tê liệt và thậm chí chết. Ở nồng độ dưới mức gây chết, nó có thể khiến rệp co giật, giảm tiết dịch ngọt và cuối cùng chết đói.
Thuốc trừ sâu neonicotinoid thực chất là một loại thuốc trừ sâu mới được phát triển, sàng lọc và tổng hợp dựa trên nghiên cứu cấu trúc của nicotine (bắt đầu từ năm 1904). Cả neonicotinoids và thuốc trừ sâu nicotinic đều đóng vai trò là chất chủ vận trên acetylcholine nicotinic sau synap (nAChRs).
Tuy nhiên, có sự khác biệt lớn về độc tính giữa thuốc trừ sâu neonicotinoids và nicotine. So với thuốc trừ sâu nicotine, neonicotinoids ít độc hơn đối với động vật có vú và có tác dụng tốt đối với hệ thần kinh của côn trùng. Tính chọn lọc. Nó cũng có tác dụng tiêu diệt tiếp xúc, ngộ độc dạ dày, hấp thu toàn thân, tác dụng chống ăn và chống thấm; nó đặc biệt hiệu quả trong việc chống lại các loài gây hại hút côn trùng ở miệng như rệp, rầy và sâu bọ cánh cứng.