手性農(nóng)藥對(duì)映體選擇性環(huán)境行為的研究進(jìn)展.doc

-專業(yè)文檔，值得下載!-專業(yè)文檔，值得珍藏！-手性農(nóng)藥對(duì)映體選擇性環(huán)境行為的研究進(jìn)展李朝陽1，武彤2，李景印1，張炳燭21.河北科技大學(xué)理學(xué)院，河北石家莊050018；2.河北科技大學(xué)化工學(xué)院，河北石家莊050018摘要：目前使用的農(nóng)藥中有25%是手性的，手性農(nóng)藥的生物活性存在對(duì)映體差異性，其活性往往只存在于一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)對(duì)映體中，而手性農(nóng)藥的對(duì)映體在環(huán)境中的消解和歸趨往往也有明顯的不同，即一個(gè)手性化合物的不同對(duì)映體具有不同的毒性。只有在對(duì)映體水平上研究手性農(nóng)藥的環(huán)境行為，考察手性農(nóng)藥的歸趨和生態(tài)效應(yīng)，才能更準(zhǔn)確的評(píng)估其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)性以及對(duì)人類健康的影響，對(duì)手性農(nóng)藥的合理使用也有較好的指導(dǎo)作用。文章綜述了近年來國際上有機(jī)氯、芳氧基羧酸和酰胺、有機(jī)磷和菊酯等手性農(nóng)藥對(duì)映體選擇性環(huán)境行為的研究進(jìn)展。提出今后的研究方向是拓展手性農(nóng)藥的研究種類、研究深度和廣度，對(duì)映體選擇性的毒理學(xué)研究，手性穩(wěn)定性和手性轉(zhuǎn)化，選擇性的機(jī)制與相關(guān)微生物和酶學(xué)研究等。關(guān)鍵詞：手性農(nóng)藥；對(duì)映體；環(huán)境行為；生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)中圖分類號(hào)：X132文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-2175（2008）03-1268-08實(shí)物與鏡像不能重疊的現(xiàn)象稱為手性(chiral-ity)，手性分子存在著一對(duì)互為鏡像關(guān)系而又不能重合的對(duì)映異構(gòu)體(enantiomer)，簡(jiǎn)稱對(duì)映體1。手性是自然界的本質(zhì)屬性之一，手性化合物其不同的對(duì)映體在生物活性、代謝及毒性等方面往往存在著顯著差異,必須將其以不同的化合物來看待，手性化合物的研究與開發(fā)是當(dāng)前化學(xué)學(xué)科發(fā)展的一個(gè)熱點(diǎn)。對(duì)農(nóng)藥而言，目前使用的品種中有25%是手性的，手性農(nóng)藥的生物活性往往只存在于一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)異構(gòu)體中2-3，如2,4滴丙酸(DCPP)、2-甲,4-氯丙酸(MCPP)等芳氧基丙酸類除草劑，其除草活性幾乎全部集中在R-對(duì)映體上，S-對(duì)映體幾乎沒有除草活性。目前由于生產(chǎn)技術(shù)和成本等的限制，絕大多數(shù)手性農(nóng)藥仍然是作為外消旋體生產(chǎn)和使用。手性農(nóng)藥施加到自然界中后，對(duì)其在環(huán)境中的代謝和轉(zhuǎn)化以前的工作一般是將其當(dāng)作一個(gè)化合物來看待，然而越來越多的研究表明手性農(nóng)藥對(duì)映體在環(huán)境中的消解與歸趨往往是不同的4-5。在對(duì)映體水平上研究手性農(nóng)藥的環(huán)境行為有著重要的理論和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，可以進(jìn)一步弄清手性農(nóng)藥的歸趨、轉(zhuǎn)化機(jī)制和生態(tài)效應(yīng)，更準(zhǔn)確的評(píng)估其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)性和對(duì)人類健康的影響，同時(shí)對(duì)手性農(nóng)藥的合理使用以及高效污染物修復(fù)技術(shù)的創(chuàng)制與發(fā)展提供依據(jù)。隨著越來越多的外消旋體農(nóng)藥被僅含一個(gè)活性對(duì)映體的光學(xué)純農(nóng)藥所取代，相關(guān)研究便顯的更加重要與迫切，目前國際上越來越多的科研小組介入到這一領(lǐng)域的研究工作中來。1手性有機(jī)氯農(nóng)藥的對(duì)映體選擇性環(huán)境行為各種生物體，包括微生物、酶、動(dòng)植物等都是手性的，因此一般認(rèn)為，只有生物過程，主要為微生物降解及生物體內(nèi)源性結(jié)合與傳導(dǎo)，才能引起對(duì)映體的選擇性4。手性有機(jī)氯農(nóng)藥是最早進(jìn)行該領(lǐng)域研究的化合物，有機(jī)氯農(nóng)藥雖然已被禁用多年，但由于其持久性極強(qiáng)，目前仍可在環(huán)境樣品中監(jiān)測(cè)到它們的殘留。-六六六（-HCH）是研究最多的有機(jī)氯品種，-HCH有一對(duì)對(duì)映體。1991年，F(xiàn)aller等人6首次提出海生細(xì)菌對(duì)-HCH可能存在對(duì)映體選擇性降解，并運(yùn)用衍生化-環(huán)糊精手性氣相色譜，測(cè)定了北海海水中-HCH的對(duì)映體濃度比值(enantiomericratio,簡(jiǎn)稱為ER值)，確認(rèn)為非外消旋，從而首次證實(shí)了手性污染物在環(huán)境中的對(duì)映體選擇性降解。其后國際上對(duì)環(huán)境中的-HCH進(jìn)行了很多測(cè)定工作7-11，如Mller等7測(cè)定出一家曾生產(chǎn)HCH的工廠附近的土壤中-HCH的ER值為1.0999，()-HCH優(yōu)先降解。類似的，F(xiàn)alconer等人8測(cè)定了Fraser谷地農(nóng)場(chǎng)土壤中殘留的-HCH的ER值，結(jié)果表明腐殖型土壤中-HCH的ER值為1.201.38。又有對(duì)水體的研究表明9，波羅的海海水中-HCH的ER值為0.85，證實(shí)了該水體中微生物優(yōu)先降解(+)-HCH。在北極的Amituk湖10淡水中也發(fā)現(xiàn)存在-HCH對(duì)映體的選擇性降解，ER值為0.77。國內(nèi)張智超等人12以全甲基化-CD柱做手性分離柱，測(cè)定了我國天然水體中-HCH的ER值，這也是國內(nèi)該領(lǐng)域的首篇報(bào)道。初春和初夏季節(jié)天津新港港灣海水中-HCH的降解存在對(duì)映體選擇性，(+)-HCH被優(yōu)先降解。而海河河口水在以上兩季節(jié)中-HCH的ER值接近于1，其原因可能是附近有經(jīng)常排放-HCH的污染源。為了從理論上揭示手性農(nóng)藥的選擇性行為差異，Buser等13通過-HCH在土壤中的降解數(shù)據(jù)，給出了手性農(nóng)藥的動(dòng)力學(xué)消解模型。他們認(rèn)為手性李朝陽等：手性農(nóng)藥對(duì)映體選擇性環(huán)境行為的研究進(jìn)展1269污染物在環(huán)境中的消解可分為存在對(duì)映體相互轉(zhuǎn)化和沒有對(duì)映體轉(zhuǎn)化兩種情況。前一種情況中手性污染物總的濃度(Ctotal)即為兩個(gè)對(duì)映體各自濃度(C1或C2)之和，由于對(duì)映體濃度的對(duì)數(shù)與降解時(shí)間t之間為線性關(guān)系，因此ER值的對(duì)數(shù)與t之間也是線性關(guān)系。但是二對(duì)映體總濃度與t之間的關(guān)系卻一定程度的偏離線性，呈現(xiàn)一定的凹曲，而且速率常數(shù)k1與k2差別越大，曲線凹性越明顯。第二種情況是對(duì)映體之間存在轉(zhuǎn)化，此時(shí)動(dòng)力學(xué)處理則復(fù)雜的多，但仍可以用一階微分方程來表達(dá)，而且通過公式計(jì)算可發(fā)現(xiàn)，不管手性農(nóng)藥的初始濃度如何，ER值將趨于一個(gè)定值ERfin。除了-HCH，其他手性有機(jī)氯農(nóng)藥主要包括DDT、多氯聯(lián)苯(PCB)、氯丹、毒殺芬、溴烯殺等，均有對(duì)映體選擇性行為的報(bào)道。如Falconer等8檢測(cè)了六種試用過DDT的農(nóng)場(chǎng)土壤中的O,P-DDT，其中含量最低的一種土壤富含()-O,P-DDT(ER=0.83)。Pakdesusuk等14首次研究了美國Hartwell湖底泥中PCB132和PCB149的還原脫氯過程，沒有發(fā)現(xiàn)對(duì)映體選擇性，而PCB91和PCB95的還原脫氯過程存在明顯的對(duì)映體選擇性，說明聯(lián)苯環(huán)上氯原子的取代情況可能影響PCB消解的對(duì)映體選擇性。在最近的一篇報(bào)道中，Kurt-Karakus等15采集了西蘇格蘭林地和草地三個(gè)地點(diǎn)的土壤及大氣樣品，測(cè)定結(jié)果顯示-HCH、順式氯丹（CC）、反式氯丹（TC）及O,P-DDT均呈一定的對(duì)映體選擇性，且與土壤有機(jī)質(zhì)和pH值相關(guān)。除了土壤和水體，生物體內(nèi)也存在有機(jī)氯農(nóng)藥對(duì)映體的代謝和富集差異16-20，如Wiberg等16測(cè)定了北極附近的低等生物鱈魚體內(nèi)-HCH的ER值接近于1，但高等生物北極熊、海豹體內(nèi)-HCH的ER值明顯偏離1，表明(+)-HCH更容易在高等生物體內(nèi)富集。Oehme等17則發(fā)現(xiàn)鱈魚肝臟樣品中的DDT對(duì)映體濃度存在明顯差異。Wong等18在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)研究了虹鱒對(duì)-HCH、反式氯丹、PCB95、PCB136對(duì)映體的選擇性攝取和代謝，結(jié)果顯示-HCH和PCB95在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程是消旋的，但虹鱒優(yōu)先消解(-)-反式氯丹和(+)-PCB136。Lee等19監(jiān)控了氯丹通過空氣-葉和土壤-根途徑被南瓜攝取以及在南瓜體內(nèi)的遷移和傳輸過程，氯丹從空氣進(jìn)入葉子的過程沒有對(duì)映體選擇性，但從葉子到莖干、從土壤進(jìn)入根部和從莖干到葉的過程都是對(duì)映體選擇性的。除了上述報(bào)道，還有一些研究將手性農(nóng)藥用做類似同位素標(biāo)記的環(huán)境示蹤物，通過ER值的監(jiān)測(cè)，跟蹤手性農(nóng)藥在生物圈中的擴(kuò)散與轉(zhuǎn)化，這種技術(shù)對(duì)于研究全球農(nóng)藥污染的循環(huán)以及對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步治理有著重要意義21-23。2非有機(jī)氯農(nóng)藥的對(duì)映體選擇性環(huán)境行為非有機(jī)氯手性農(nóng)藥主要包括芳氧基羧酸、酰胺、有機(jī)磷、除蟲菊酯、三唑類等，這些農(nóng)藥是目前使用的主要農(nóng)藥品種，而且有相當(dāng)部分為手性農(nóng)藥，因此有必要對(duì)其不同對(duì)映體在環(huán)境中的行為差異進(jìn)行深入而細(xì)致的研究與探討，相關(guān)內(nèi)容也是近年來該領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。2.1芳氧基羧酸和酰胺芳氧基羧酸和酰胺是研究較多的兩類農(nóng)藥，主要用作除草劑，酰胺有部分品種也用作殺菌劑，如甲霜靈等。Desiderio24等人以萬古霉素為手性試劑，采用電泳技術(shù)成功分離了多種芳氧基羧酸類農(nóng)藥，并對(duì)蓋草能進(jìn)行了土壤降解實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明S體的降解速度大大快于R體。Garrison等25對(duì)DCPP在在德國Scheyern附近的一個(gè)農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行了土壤降解實(shí)驗(yàn)，S體也被優(yōu)先降解。Ludwig等26進(jìn)行了海水中DCPP的培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)只有R體被降解，S對(duì)映體的濃度幾乎不變。Rgge等27在丹麥Vejer地區(qū)的地下蓄水層添加了一定濃度的MCPP和DCPP，兩種農(nóng)藥在水體中消解很快,但其對(duì)映體幾乎同時(shí)消解，沒有發(fā)現(xiàn)對(duì)映體選擇性。很多研究都表明手性農(nóng)藥的對(duì)映體選擇性是與實(shí)驗(yàn)的具體條件密切相關(guān)的。1999年，Lewis等人5系統(tǒng)研究了環(huán)境條件對(duì)手性農(nóng)藥對(duì)映體選擇性降解的影響，他們對(duì)DCPP和有機(jī)磷農(nóng)藥育畜磷在巴西農(nóng)場(chǎng)土、美國森林土和挪威高原土地進(jìn)行了上百次的自然環(huán)境降解實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示DCPP和育畜磷在不同的環(huán)境中會(huì)優(yōu)先降解不同的對(duì)映體，并且ER值也存在明顯差異，說明環(huán)境條件對(duì)手性農(nóng)藥環(huán)境行為的選擇性有著重要影響。Romero等28對(duì)DCPP和MCPP在西班牙VegadeGranda地區(qū)的三種土壤中進(jìn)行了降解實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明DCPP和MCPP在不同的土壤中其對(duì)映體選擇性存在不同，而且有機(jī)肥料的加入會(huì)對(duì)對(duì)映體選擇性產(chǎn)生比較大的影響，甚至改變對(duì)映體消解快慢的順序。Willams29則重點(diǎn)研究了MCPP在地下水-石灰石微宇宙體系內(nèi)對(duì)映體選擇性消解與氧化還原條件的關(guān)系，在還原硫化和產(chǎn)甲烷化厭氧條件下MCPP的消解幾乎沒有選擇性，但硝化還原條件下則優(yōu)先降解R體，好氧條件下優(yōu)先降解S體。除了DCPP與MCPP，方兆華30對(duì)2,4-二氯苯氧丙酸甲酯(2,4-DP)被脂肪酶的降解情況進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)硅藻土的添加顯著增強(qiáng)2,4-DP的對(duì)映體選擇性，ER值由1.58增加到5.31。進(jìn)一步的研究表明,硅藻土對(duì)脂肪酶的吸附引起酶的構(gòu)象變化,進(jìn)而影響了農(nóng)藥底物與酶結(jié)合的微環(huán)境,是酶促反應(yīng)對(duì)映體選擇性1270生態(tài)環(huán)境第17卷第3期（2008年5月）增強(qiáng)的主要原因。在手性農(nóng)藥選擇性行為研究中，尤其是芳氧基羧酸和酰胺兩類農(nóng)藥的研究中，瑞士的Mller小組作出了出色工作31-37。根據(jù)DCPP和MCPP的土壤降解數(shù)據(jù)，Mller等人31-33給出了具體的轉(zhuǎn)化模型，采用編制的軟件，按照計(jì)算的動(dòng)力學(xué)參數(shù)對(duì)MCPP和DCPP的降解進(jìn)行模擬，結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合的較好。對(duì)酰胺類農(nóng)藥如甲草胺、異丙甲草胺、甲霜靈等，Mller等人也進(jìn)行了土壤和沉積物降解實(shí)驗(yàn)，證實(shí)也存在對(duì)映體選擇性34。甲霜靈是研究最多的酰胺類農(nóng)藥，土壤降解實(shí)驗(yàn)表明活性高的R體優(yōu)先降解，甲霜靈酸是主要的降解產(chǎn)物，且在降解過程中手性保持，因此最終的農(nóng)藥殘留是S體的甲霜靈酸35。目前瑞士等國家外消旋的甲霜靈已被高活性的R-甲霜靈所取代，而且這種轉(zhuǎn)換很快由甲霜靈的ER值反映出來36。另一篇報(bào)道中，Mller等37又詳細(xì)研究了甲霜靈的對(duì)映體選擇性與土壤pH值之間的關(guān)系，土壤的酸堿性與ER值密切相關(guān)，pH5時(shí)R體優(yōu)先降解，pHkR)。國內(nèi)的周志強(qiáng)小組將芐霜靈40施用于土壤并噴灑于黃瓜葉，在黃瓜葉上右旋的S體降解較快，在3種土壤中左旋的R體較快。該小組還將甲霜靈注射到兔子體內(nèi)，其代謝也是對(duì)映體選擇性的41。2.2有機(jī)磷和擬除蟲菊酯有機(jī)磷和擬除蟲菊酯是目前最主要的殺蟲劑品種，有機(jī)磷農(nóng)藥通常含一個(gè)手性中心，并有磷手性和碳手性之分。相關(guān)有機(jī)磷農(nóng)藥的研究多集中在代謝過程中ER值的測(cè)定上，如Wang等人42用液相色譜分離了苯線磷（fenamiphos）的對(duì)映體，進(jìn)一步的土壤降解實(shí)驗(yàn)表明活性高的(+)-fenamophos優(yōu)先降解。Miyazaki等43測(cè)試了大米中丙蟲磷殺蟲劑的代謝產(chǎn)物丙蟲磷亞砜的ER值為73/27，然而同樣是丙蟲磷在德國蟑螂體內(nèi)代謝產(chǎn)生的丙蟲磷亞砜的ER值為56/44，接近于外消旋體44。李朝陽等45研究了稻豐散在三種土壤中的降解，在華北土壤中降解較快，對(duì)映體選擇性也更明顯。擬除蟲菊酯是近年來廣泛使用的一類殺蟲劑，由于有機(jī)磷農(nóng)藥的逐步禁用，使用量預(yù)期將更為廣泛。由于結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，菊酯往往存在多個(gè)異構(gòu)體，但其殺蟲活性卻只存在于一個(gè)或幾個(gè)異構(gòu)體上。由于異構(gòu)體數(shù)目較多，菊酯的手性分離相對(duì)困難，進(jìn)行對(duì)映體選擇性的研究難度也相對(duì)較大。以前的工作多集中在順反幾何異構(gòu)體的比較，如在老鼠、奶牛等動(dòng)物和棉花、大豆等植物體內(nèi)以及土壤中的消解等46-48，研究結(jié)果大多顯示反式體的消解速度快于順式體。在對(duì)映體選擇性方面研究的報(bào)道有，Lee等人49利用液相色譜，在Pirkle-1A手性柱上有效分離了氰戊菊酯的四個(gè)立體異構(gòu)體，進(jìn)一步的土壤降解實(shí)驗(yàn)表明四個(gè)異構(gòu)體在土壤中的消解速度有明顯差異，順序?yàn)?2R,S2S,S2S,R2R,R。其中，2R,S異構(gòu)體的降解速度約是2R,R異構(gòu)體的兩倍。近年來，隨著手性分離技術(shù)的提高，對(duì)菊酯立體異構(gòu)體選擇性環(huán)境行為的研究逐漸增多50-58，值得一提的是國內(nèi)劉維屏課題組對(duì)菊酯農(nóng)藥的手性分離方法和對(duì)映體選擇性行為進(jìn)行了深入研究，作了出色的工作50-55，70。利用氣相色譜，Liu等人51在BGB-172手性柱上分離了氯氰菊酯和氟氯氰菊酯的異構(gòu)體，該手性柱對(duì)順式體的拆分能力較強(qiáng)，其所含的對(duì)映體均被拆分，而反式體無法分開。在此基礎(chǔ)上，Liu等52對(duì)氯氰菊酯在沉積物中的降解和被三株高效降解菌（CF-3,CF-17,CF-28）的降解情況進(jìn)行了研究，結(jié)果表明氯氰菊酯的反式體降解大大快于順式體，八個(gè)異構(gòu)體中1R-trans-S異構(gòu)體消解最快。Liu等人認(rèn)為必須將手性農(nóng)藥的選擇性環(huán)境行為與選擇性的毒理相結(jié)合，才能更合理的評(píng)估手性農(nóng)藥的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)性，為此他們測(cè)定了氯氰菊酯異構(gòu)體對(duì)淡水蚤類Ceriodaphniadubia的毒性差異，1R-cis-S和1R-trans-S異構(gòu)體顯示了較強(qiáng)毒性。另一篇報(bào)道中，Liu等人53在BGB-172手性柱上成功拆分了順式-聯(lián)苯菊酯(cis-BF)和順式-氯菊酯(cis-PM)的一對(duì)對(duì)映體，并檢測(cè)了南加利弗尼亞一個(gè)苗圃田地沉積物中的兩種農(nóng)藥殘留，在015cm的表層，兩種菊酯的對(duì)映體選擇性差異不明顯，ER值接近于1，但取樣越深，ER值明顯增大，顯示了較強(qiáng)的對(duì)映體選擇性，原因可能是深層沉積物中微生物活性更高，進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)室模擬降解實(shí)驗(yàn)表明也存在明顯的對(duì)映體選擇性。此外，兩種菊酯的對(duì)映體對(duì)淡水蚤類也存在明顯的毒性差異，右旋體是左旋體的1728倍。Liu等人54還通過人類乳腺癌MCF-7細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn)（E-SCREER）和水生生物卵黃蛋白原的酶聯(lián)免疫分析（ELISA）研究了順式-聯(lián)苯菊酯的一對(duì)對(duì)映體的雌激素樣活性，1S-cis-BF顯示較高的內(nèi)分泌干擾性，此外日本青鳉對(duì)1S-cis-BF攝取和吸收能力是其對(duì)映體1R-cis-BF的123倍。李朝陽等：手性農(nóng)藥對(duì)映體選擇性環(huán)境行為的研究進(jìn)展12712.3其他手性農(nóng)藥除了以上幾類農(nóng)藥，其他類型手性農(nóng)藥研究的相對(duì)較少59-62，如三唑類殺菌劑。在最近的一篇報(bào)道中，Buerge等人59對(duì)氟環(huán)唑和環(huán)唑醇在六種土壤中的降解進(jìn)行了研究，在堿性和微酸性土壤中，氟環(huán)唑的降解有明顯的對(duì)映體選擇性，但在酸性土壤中，對(duì)映體的降解速度基本相同。周志強(qiáng)等60研究了戊唑醇在兔子體內(nèi)的代謝，將戊唑醇注射入兔子體內(nèi)后，2060min后各部位均達(dá)到最大濃度，隨后的代謝過程，右旋的S體在肝、腎、肺等消解較快，左旋的R體在心臟和腦中消解較快。周等人61-62還對(duì)除草劑乙呋草黃在土壤及動(dòng)植物體內(nèi)的對(duì)映體消解進(jìn)行了深入探討，并結(jié)合除草活性，對(duì)其環(huán)境影響進(jìn)行了初步評(píng)估。3手性農(nóng)藥對(duì)映體穩(wěn)定性的研究施用高生物活性的光旋純手性農(nóng)藥代替外消旋體農(nóng)藥，不僅可以減少農(nóng)藥的施用量，降低成本和提高效率，還可以防止無效體在生物圈中的擴(kuò)散，從而降低對(duì)環(huán)境的污染。因此，手性農(nóng)藥的不對(duì)稱合成成為當(dāng)前有機(jī)合成研究的熱點(diǎn)。然而在某些環(huán)境條件下，一些手性農(nóng)藥是構(gòu)型不穩(wěn)定的，可能發(fā)生不容忽視的對(duì)映體間的相互轉(zhuǎn)化。這種對(duì)映體轉(zhuǎn)化將會(huì)對(duì)光旋純手性農(nóng)藥的效用產(chǎn)生影響，特別是當(dāng)這種對(duì)映體轉(zhuǎn)化進(jìn)行得很快時(shí)，因?yàn)樵谟行w發(fā)揮其生物活性前，外消旋化就已經(jīng)發(fā)生了。因此，確定手性農(nóng)藥在環(huán)境中是否有對(duì)映體轉(zhuǎn)化作用以及這種對(duì)映體轉(zhuǎn)化的程度，是十分必要的。既有的研究表明手性農(nóng)藥的穩(wěn)定性也是與具體實(shí)驗(yàn)條件密切相關(guān)的。在一些實(shí)驗(yàn)中，手性農(nóng)藥的對(duì)映體在降解過程中是構(gòu)型保持的，沒有對(duì)映體轉(zhuǎn)化發(fā)生，如在Zipper等人63-64對(duì)MCPP和DCPP的降解實(shí)驗(yàn)均未發(fā)現(xiàn)對(duì)映體的相互轉(zhuǎn)化。與之類似，Mller35對(duì)土壤中酰胺類甲霜靈單一對(duì)映體的降解實(shí)驗(yàn)也證明沒有對(duì)映體轉(zhuǎn)化發(fā)生，同時(shí)作為甲霜靈降解產(chǎn)物的甲霜靈酸也不存在對(duì)映體轉(zhuǎn)化。由此，Mller認(rèn)為R-甲霜靈的使用會(huì)大大降低該農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染。對(duì)擬除蟲菊酯，Sakata65等對(duì)氯氰菊酯、溴氰菊酯、氯菊酯、氰戊菊酯等四種菊酯共24種光學(xué)純異構(gòu)體分別在兩種土壤中進(jìn)行了降解，均未發(fā)現(xiàn)異構(gòu)體的轉(zhuǎn)化。Lee等49對(duì)SS-氰戊菊酯的降解也表明沒有對(duì)映體轉(zhuǎn)化發(fā)生。然而在另外一些例子中，手性農(nóng)藥的對(duì)映體是不穩(wěn)定的，有明顯的對(duì)映體或異構(gòu)體轉(zhuǎn)化現(xiàn)象發(fā)生。如芳氧羧酸類除草劑吡氟禾草靈66、禾草靈和惡唑禾草靈67，以及MCPP和DCPP28，31-33等。Buser等31的實(shí)驗(yàn)還證明MCPP和DCPP在土壤中的對(duì)映體轉(zhuǎn)化是可逆的，即在土壤中單獨(dú)降解R體和S體時(shí)，均會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)化，而在滅菌實(shí)驗(yàn)中則沒有觀察到類似的轉(zhuǎn)化，從而證明土壤中消旋微生物或酶的存在是這種手性轉(zhuǎn)化的主要原因。此外，Clark等人曾報(bào)道三唑類殺菌劑三唑醇在土壤中也會(huì)發(fā)生差向異構(gòu)化，這種轉(zhuǎn)化也被歸因于微生物或酶的作用68。除了微生物過程，某些化學(xué)過程也可能引起手性農(nóng)藥的手性轉(zhuǎn)化，如Mller等69對(duì)酰胺的研究表明酰胺存在軸手性和碳手性兩種手性中心，而軸手性由于互變能較低，在溫度較高時(shí)會(huì)發(fā)生對(duì)映體的轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生外消旋化。菊酯殺蟲劑也有類似的異構(gòu)體轉(zhuǎn)化，這種轉(zhuǎn)化被證明主要發(fā)生在-手