四 新农药的开发

当前，开发高效低剂量、滞留期短、生物降解迅速、有选择作用、对人类和环境安全的新农药是反映了时代的要求，遍及世界各地的农药研究集团都在专心致志地积极筹划和开发新的概念和新的技术，以应付明天的农业需要。

筛选出一个农药新品种，需要进行分子设计、合成、分析、活性测定、田间应用、工艺流程、作用机制、毒性测定、毒性机制以及代谢途径、生态环境影响等一系列的工作，涉及到有机化学、生物学、农学、生物化学、分子生物学、化学工程学、毒理学、环境科学、医学以及计算机化学等学科，是一项极其复杂的系统工程，需要多学科研究者的共同努力，互相配合。随着对农药要求的日益严格，开发一个农药新品种的命中率显著降低。据估计，60 年代末命中率大约为 1/1800，1985 年为1/15000，1990 年为 1/25000，预计 1997 年将达 1/80000，历时需 8—10 年，投入的人力和财力可想而知。

在此形势下，迫切希望有高效率的手段来进行新药的筛选，其中最关键的是合理地进行分子设计，逐渐由过去盲目的随机筛选向生物合理设计或推理设计方向发展，把注意力集中到以现有知识为基础的方法上。

利用作用机制的知识来设计新化合物已取得不同程度的成功。然而，这一概念尚在发展初期，它要求合成化学家要具备结构活性关系、计算机处理、统计学基础、生物化学机理以及理论有机化学等方面的知识。实际上，农药与酶或其他活性部位的相互作用可看成是一种复杂的化学反应，它们受反应物疏水性、电性及空间结构的影响。即使对作用机制不明，研究化学结构与活性的定量关系，可以推导出与生物活性有关的诸因素，帮助寻找出最佳结构，这对于推断这类药物的作用机制也

可能是有用的。采用量子化学及分子力学的方法，有助于充分认识药物三维结构对活性的影响，从而对推断与设计新农药的结构是十分有益的。计算机辅助设计将可进一步提高设计的效率和正确性。生物测定方法的改进，不断发现以微量化快速化为特征的新的生物测定模型，可将所得信息尽快反馈到有机化学家的设计思维中去。这种从分子设计阶段就综合作用机制、代谢途径、毒理学、环境科学、分子生物学的最新成就的方法无疑将在未来农药化学研究中占主导地位。

总的说来，农药面临的挑战是巨大的，但是传统化学的潜力也是巨大的，人们越是了解化学物质对生物体生理生化之间的相互作用，就越有可能精确地创造出按特定要求设计的化合物。就此而言，农药化学还处于早期，刚接近入门的前沿，有待于后起之秀施展才华，设计合成出优秀品种，为人类作出重要贡献。

我国十分重视农药的研究工作，为了加强农药的研制，早在 60 年代初，南开大学已故校长，著名化学家杨石先教授就受周总理委托，组织队伍开展农药研究工作，近 40 年来，作出了一定的成绩，并为国家培养及输送了一批农药研究人才，1987 年国家计委批准南开大学成立元素有机化学国家重点实验室，农药化学是其主要研究方向之一，国家计委在八五期间还在此设立了农药筛选中心，免费为全国提供服务，国家还在南开大学及北京农业大学设立了农药化学硕士及博士点，另外，沈阳化工研究院在联合国有关组织援助下，最近建立了先进水平的农药安全评价中心和生物测试中心，以上均为我国农药的研究提供了极为有利的条件。