Een nieuwe studie in de Tijdschrift van de American Chemical Society onderzoekt zowel de chemie als de gecompliceerde en alarmerende geschiedenis van DFDT, een snelwerkend insecticide.

"We gingen de groei van kristallen in een weinig bekend insecticide bestuderen en ontdekten de verrassende geschiedenis ervan, inclusief de impact van de Tweede Wereldoorlog op de keuze van DDT - en niet DFDT - als primair insecticide in de 20e eeuw, " zei Bart Kahr, hoogleraar scheikunde aan de New York University en een van de senior auteurs van de studie.

Vaste vormen van DFDT . ontdekken

Kahr en collega NYU-professor scheikunde Michael Ward bestuderen de groei van kristallen, waardoor ze twee jaar geleden een nieuwe kristalvorm van het beruchte insecticide DDT ontdekten. DDT staat bekend om zijn schadelijke effect op het milieu en de natuur. Maar de nieuwe vorm ontwikkeld door Kahr en Ward bleek effectiever te zijn tegen insecten - en in kleinere hoeveelheden, mogelijk de impact op het milieu te minimaliseren.

Bij het blijven onderzoeken van de kristalstructuur van insecticiden, het onderzoeksteam begon gefluoreerde vormen van DDT te bestuderen, chlooratomen verwisselen voor fluor. Ze maakten twee vaste vormen van de verbinding - een monofluor- en een difluor-analoog - en testten ze op fruitvliegen en muggen, waaronder muggensoorten die malaria dragen, gele koorts, knokkelkoorts, en Zika. De vaste vormen van gefluoreerd DDT doodden insecten sneller dan DDT; de difluoranaloog, bekend als DFDT, doodde muggen twee tot vier keer sneller.

"Snelheid dwarsboomt de ontwikkeling van weerstand, " zei Ward, een senior auteur over de studie. "Insecticidekristallen doden muggen wanneer ze worden opgenomen door de voetzolen. Effectieve verbindingen doden insecten snel, mogelijk voordat ze zich kunnen voortplanten."

De onderzoekers maakten ook een gedetailleerde analyse van de relatieve activiteiten van de vaste-stofvormen van gefluoreerd DDT, opmerkend dat minder thermodynamisch stabiele vormen - waarin de kristallen gemakkelijker moleculen vrijmaken - effectiever waren in het snel doden van insecten.

De vergeten geschiedenis van DFDT

Naast hun chemische analyses, de onderzoekers probeerden te bepalen of hun creatie een precedent had. Daarbij, ze ontdekten een rijk en verontrustend achtergrondverhaal voor DFDT. Via historische documenten, ze ontdekten dat DFDT tijdens de Tweede Wereldoorlog door Duitse wetenschappers als insecticide is gemaakt en door het Duitse leger werd gebruikt voor insectenbestrijding in de Sovjet-Unie en Noord-Afrika, parallel met het gebruik van DDT door Amerikaanse strijdkrachten in Europa en de Stille Zuidzee.

In de naoorlogse chaos, echter, De productie van DFDT kwam abrupt tot een einde. Geallieerde militaire functionarissen die wetenschappers van het Derde Rijk interviewden, verwierpen de beweringen van de Duitsers dat DFDT sneller en minder giftig was voor zoogdieren dan DDT. noemen hun studies "mager" en "ontoereikend" in rapporten van de militaire inlichtingendienst.

In zijn 1948 Nobelprijs-toespraak voor de ontdekking van het insectendodende vermogen van DDT, Paul Müller merkte op dat DFDT het insecticide van de toekomst zou moeten zijn, aangezien het sneller werkt dan DDT. Ondanks dit, DFDT is grotendeels vergeten en was onbekend bij hedendaagse entomologen met wie de NYU-onderzoekers overlegden.

"We waren verrast om te ontdekken dat DDT in het begin een concurrent had die de race verloor vanwege geopolitieke en economische omstandigheden, om nog maar te zwijgen van de connectie met het Duitse leger, en niet per se vanwege wetenschappelijke overwegingen. een snellere, minder persistent insecticide, net als DFDT, kan de loop van de 20e eeuw hebben veranderd; het dwingt ons om tegenfeitelijke wetenschappelijke geschiedenissen voor te stellen, ' zei Kahr.

De behoefte aan nieuwe insecticiden

Door muggen overgebrachte ziekten zoals malaria - waaraan elke twee minuten een kind sterft - zijn grote zorgen voor de volksgezondheid, resulterend in 200 miljoen ziekten per jaar. Nieuwere ziekten zoals Zika kunnen een groeiende bedreiging vormen voor de gezondheid in het licht van een veranderend klimaat.

Muggen worden steeds resistenter en reageren niet op de pyrethroïde insecticiden die in muskietennetten zijn ingebouwd. Ambtenaren van de volksgezondheid maken zich zorgen en hebben het gebruik van DDT – dat al tientallen jaren in een groot deel van de wereld is verboden, met uitzondering van selectief gebruik voor malariabestrijding – heroverwogen, maar de controversiële geschiedenis en de impact op het milieu stimuleren de behoefte aan nieuwe insecticiden.

"Hoewel er meer onderzoek nodig is om de veiligheids- en milieu-impact van DFDT beter te begrijpen, wij, samen met de Wereldgezondheidsorganisatie, erkennen de dringende behoefte aan nieuwe, snelle insecticiden. Niet alleen zijn snelwerkende insecticiden van cruciaal belang om de ontwikkeling van resistentie tegen te gaan, maar er kan minder insecticide worden gebruikt, mogelijk de impact op het milieu verminderen, " zei Ward.