第一节 杀虫剂研发新思路
第二节 拟除虫菊酯类杀虫剂
第三节 新烟碱类杀虫剂
第四节 防治刺吸式口器害虫的非烟碱类杀虫剂
上世纪70年代，农药研发者从19世纪前就已经有所认识的植物源天然杀虫剂中寻找灵感，两种在作用位点和作用机理上完全不同的杀虫剂系列应时而生：一种是化学合成菊类植物中天然杀虫成分的除虫菊酯，另一种是化学合成烟草中天然杀虫成分的烟碱及其衍生物；为了与天然成分有所区别，有时候会分别缀以“拟”字和“新”字，叫拟除虫菊酯类杀虫剂和新烟碱类杀虫剂。
第二节 拟除虫菊酯类杀虫剂
菊酯类杀虫剂目前全球销售额约30亿美元，略低于排名第一的烟碱类杀虫剂；其中高效氯氟氰菊酯在杀虫剂单品排名中位列第五，拜耳独一家的溴氰菊酯位列第十一。
这类杀虫剂的代表性产品是高效氯氟氰菊酯、溴氰菊酯等，单位剂量的杀虫毒性比有机氯、有机磷和氨基甲酸酯类杀虫剂提高了10-100倍，用量小而高效，同时对猫以外的哺乳动物的毒性较低，也不产生慢性毒性，无致癌或其他病变风险。不过菊酯类农药味道刺鼻，会对人的皮肤与呼吸系统产生刺激作用。
与前几种杀虫剂的杀虫机理完全不同，菊酯类杀虫剂作用于昆虫中枢或周围神经的钠离子通道，改变神经膜的通透性，使昆虫神经兴奋、痉挛、麻痹致不能进食而死亡。
菊酯类杀虫剂主要是触杀和胃毒，一般没有内吸作用，高温下易分解，因此不宜在高温下使用；持效不很长，应与长效杀虫剂配合使用。
菊酯类杀虫剂主要用于防治鳞翅目和鞘翅目等咀嚼式口器害虫，对地下害虫也有效；除少数改进型产品或复配剂外，大多没有内吸作用，所以一般不用于蚜虫、飞虱等刺吸式口器害虫；不能杀螨，虫螨共患时，这类杀虫剂只起抑螨作用，却会杀死螨的天敌。
菊酯类杀虫剂最大的问题是抗药性，一季作物上连续使用两次以上就易使害虫产生抗性，因此一般应安排在虫害发展较快、较烈的阶段施用。
拜耳出品的溴氰菊酯（敌杀死）在菊酯类杀虫剂中毒力最高，同时因为它在触杀和胃毒之外有驱避作用，渗透性好，能用于潜叶蛾、潜叶蝇、潜叶甲的防治，还能作为室内卫生和仓储杀虫剂驱杀蟑螂、蚊、蝇、臭虫、蚤、虱和蚂蚁。
菊酯类杀虫剂与有机磷和氨基甲酸酯类农药一样，对鱼类等水生物和蜜蜂、蚕的毒性大，对害虫的天敌益虫也无选择性地一并毒杀。中国鱼塘和水田中施用菊酯类农药导致鱼类死亡的情况常见诸报端，所以应注意不要把残液倒入水中。
已有几种菊酯类农药被欧盟禁用，包括高效氟氯氰菊酯和联苯菊酯。随着农药对人毒性指标、残留指标和生态环境指标越来越严格起来，菊酯类杀虫剂被禁用或限用的范围还会继续扩大，并且跨国农药厂商也基本没有除虫菊酯类迭代新产品研发上市。
第三节 新烟碱类杀虫剂
新烟碱类（又称类尼古丁）杀虫剂也是一种仿生化合物。
自上世纪90年代拜耳首先开发上市第一个新烟碱类杀虫剂吡虫啉以来，新烟碱类和拟除虫菊酯类杀虫剂齐头并进，很快成为杀虫剂中的第一和第二大类；烟碱类杀虫剂2019年度的全球销售额达32亿美元，销量最大的产品是噻虫嗪、吡虫啉、噻虫胺和啶虫脒，在所有杀虫剂单品中分别排名第二、第三、第九和第十五。
烟碱类杀虫剂是一种烟碱乙酰胆碱受体（AChR）激动剂，与乙酰胆碱受体选择性结合后阻断昆虫中枢神经的正常传导，使其麻痹而死亡。这类杀虫剂的靶标选择性强，对脊椎动物包括鱼、鸟和哺乳动物低毒。
新烟碱类杀虫剂具有触杀、胃毒、内吸性、拒食和驱避作用，因为有良好的内吸活性，它最拿手的是对付蚜虫、飞虱、粉虱等刺吸式口器害虫，以及蓟马、跳甲、甲虫、蚧壳虫之类比较棘手的害虫；持效最长可达一个月，与其他类杀虫剂没有交互抗性，复配性好。
新烟碱类杀虫剂还可用于土壤处理和拌种，是用得最多的种子处理剂，但对地下害虫中的根结线虫无效（线虫与细菌、真菌等微生物被归为引起作物病害而不是虫害的病原体）。
拜耳除了第一代新烟碱杀虫剂艾美乐吡虫啉水分散粒剂外，其他新烟碱类杀虫剂分别还有高巧吡虫啉悬浮种衣剂、稳特螺虫乙酯·噻虫啉悬浮剂。
其他农药厂商的代表性产品有：
诺华研发的噻虫嗪（先正达阿克泰）是第二代新烟碱类杀虫剂，更广的杀虫谱和更高的内吸活性，在土壤中的移动性和植株中的叶片传导性也更好，因而成为全球销量最大的烟碱类杀虫剂。
日本三井化学研发的呋虫胺（扶瑞）内吸渗透作用更强，杀虫活性更高，对哺乳动物、鸟与水生物更安全（国内有人将呋虫胺称为第三代烟碱类杀虫剂）；在中国使用量少，因而抗性低，和噻虫嗪一样能够防治潜叶类害虫。
日本武田和拜耳共同研发的噻虫胺，也同样杀虫广谱、高效低毒，不容易产生药害；它还常常与杀菌剂复配，实现虫病兼治。
其他新烟碱类杀虫剂还有啶虫脒、烯啶虫胺等。烟碱类杀虫剂和菊酯类杀虫剂一样，因为普遍使用，也已在全球范围内出现高抗性。
烟碱类杀虫剂普遍对蜜蜂高毒，被认为是蜂群崩溃综合症的罪魁祸首，这也是它未来发展最大的拦路虎。蜜蜂授粉是地球生物多样性生存的重要环节，没有蜜蜂，地球将遭遇生态灾难，许多农作物和植物就会因为授粉不足而减产、绝产或消亡。正因为如此，欧盟已于2018年底前禁止户外施用吡虫啉、噻虫嗪和噻虫胺这三种新烟碱类杀虫剂。
第四节 防治刺吸式口器害虫的非烟碱类杀虫剂
防治刺吸式口器的蚜虫、粉虱、蓟马等农业害虫，主要靠的是烟碱类杀虫剂。由于烟碱类杀虫剂对蜜蜂高毒，而且容易产生抗性，围绕蜜蜂安全和虫害抗性问题新研发成功、对蜜蜂安全、防治刺吸式口器害虫可能更高效的杀虫剂，主要有以下几种：
氟啶虫胺腈（科迪华特福力、可立施）；
氟吡呋喃酮（拜耳极显，常以极显+亩旺特即17%氟吡呋喃酮 + 22.4%螺虫乙酯组合在一起销售，主打烟粉虱、蚧壳虫和红蜘蛛）；
双丙环虫酯（巴斯夫英威，主打蚜虫、烟粉虱，由日本明治制果药业株式会社与北里研究所共同研发、巴斯夫出品）；
氟啶虫酰胺（日本石原降施、力作，主打抗性蚜虫，注意氟啶虫酰胺名称上很容易与最新一代双酰胺类杀虫剂混淆）。
前两个产品（氟啶虫胺腈、氟吡呋喃酮）和烟碱类杀虫剂一样都是乙酰胆碱受体（nAChR）的竞争性调节剂，在杀虫剂抗性行动委员会（IRAC）根据作用机理分类中各成一个独立小组，与吡虫啉、噻虫嗪等传统新烟碱类杀虫剂没有交互抗性。
双丙环虫酯和氟啶虫酰胺则更胜一筹，与烟碱类杀虫剂不在同一个大组中，双丙环虫酯与吡蚜酮组成一个大组（第9组），氟啶虫酰胺则自成一个大组（第29组），作用于一种全新的靶标蛋白，与所有各类杀虫剂不存在交互抗性，对刺吸式口器的半翅目/同翅目尤其是各类抗性蚜虫有很高的防效。
上述四种杀虫剂虽然在化学结构上不属于烟碱类杀虫剂，但都是烟碱类杀虫剂的迭代产品，即使被称作新一代烟碱类杀虫剂产品也不为错。它们都对蜜蜂安全，与烟碱类杀虫剂不产生交互抗性。
拜耳艾美乐吡虫啉
先正达阿克泰噻虫嗪
日本三井化学呋虫胺
科迪华特福力氟啶虫胺腈
拜耳极显 + 亩旺特（氟吡呋喃酮 + 螺虫乙酯）
巴斯夫英威双丙环虫酯
日本石原隆施氟啶虫酰胺
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