En ny studie i Journal of the American Chemical Society utforskar kemin såväl som den komplicerade och alarmerande historien om DFDT, en snabbverkande insekticid.

"Vi bestämde oss för att studera tillväxten av kristaller i en lite känd insekticid och avslöjade dess överraskande historia, inklusive andra världskrigets inverkan på valet av DDT - och inte DFDT - som en primär insekticid under 1900 -talet, "sa Bart Kahr, professor i kemi vid New York University och en av studiens ledande författare.

Upptäck fasta former av DFDT

Kahr och kollegan i professor i kemi i NYU Michael Ward studerar tillväxten av kristaller, som för två år sedan fick dem att upptäcka en ny kristallform av den ökända insekticiden DDT. DDT är känt för sin skadliga effekt på miljön och djurlivet. Men den nya formen som utvecklats av Kahr och Ward befanns vara mer effektiv mot insekter - och i mindre mängder, potentiellt minimera dess miljöpåverkan.

Genom att fortsätta utforska kristallstrukturen för insekticider, forskargruppen började studera fluorerade former av DDT, byta ut kloratomer mot fluor. De framställde två fasta former av föreningen - en monofluoro och en difluoro -analog - och testade dem på fruktflugor och myggor, inklusive myggarter som bär malaria, gul feber, Dengue, och Zika. De fasta formerna av fluorerat DDT dödade insekter snabbare än DDT; difluoranalogen, känd som DFDT, dödade mygg två till fyra gånger snabbare.

"Hastigheten hindrar utvecklingen av motstånd, "sa Ward, en författare till studien. "Insekticidkristaller dödar myggor när de absorberas genom fötterna. Effektiva föreningar dödar insekter snabbt, möjligen innan de kan reproducera sig. "

Forskarna gjorde också en detaljerad analys av de relativa aktiviteterna hos solid-state-formerna av fluorerat DDT, noterade att mindre termodynamiskt stabila former - där kristallerna lättare frigör molekyler - var mer effektiva för att snabbt döda insekter.

Den glömda historien om DFDT

Förutom deras kemiska analyser, forskarna försökte avgöra om deras skapelse hade ett prejudikat. Genom att göra så, de avslöjade en rik och oroande bakgrund för DFDT. Genom historiska dokument, de fick veta att DFDT skapades som ett insektsmedel av tyska forskare under andra världskriget och användes av den tyska militären för insektsbekämpning i Sovjetunionen och Nordafrika, parallellt med användning av DDT av amerikanska väpnade styrkor i Europa och södra Stilla havet.

I efterkrigets kaos, dock, DFDT -tillverkningen tog ett plötsligt slut. Allierade militära tjänstemän som intervjuade forskare från tredje riket avfärdade tyskarnas påståenden om att DFDT var snabbare och mindre giftigt för däggdjur än DDT, kallar sina studier "magra" och "otillräckliga" i militära underrättelserapporter.

I hans Nobelprisort från 1948 för upptäckten av insektsdödande förmåga hos DDT, Paul Müller noterade att DFDT borde vara framtidens insektsmedel, med tanke på att det fungerar snabbare än DDT. Trots detta, DFDT har i stort sett glömts bort och var okänt för samtida entomologer som NYU -forskarna rådfrågade med.

"Vi blev förvånade över att upptäcka att DDT från början hade en konkurrent som förlorade loppet på grund av geopolitiska och ekonomiska omständigheter, för att inte tala om dess koppling till den tyska militären, och inte nödvändigtvis på grund av vetenskapliga överväganden. En snabbare, mindre ihållande insekticid, liksom DFDT, kan ha förändrat 1900 -talets gång; det tvingar oss att föreställa oss kontrafaktiska vetenskapshistorier, sa Kahr.

Behovet av nya insekticider

Myggburna sjukdomar som malaria-som dödar ett barn varannan minut-är stora folkhälsoproblem, vilket resulterar i 200 miljoner sjukdomar årligen. Nyare sjukdomar som Zika kan utgöra växande hot mot hälsan inför ett förändrat klimat.

Myggor blir alltmer resistenta och reagerar inte på pyretroidinsekticiderna inbyggda i sängnät. Folkhälsoansvariga är oroliga och har omprövat användningen av DDT - som har varit förbjudet i decennier i stora delar av världen med undantag för selektiv användning för malariakontroll - men dess kontroversiella historia och miljöpåverkan uppmuntrar behovet av nya insekticider.

"Även om mer forskning behövs för att bättre förstå säkerheten och miljöpåverkan av DFDT, vi, tillsammans med Världshälsoorganisationen, erkänner det brådskande behovet av nytt, snabba insekticider. Snabbverkande insekticider är inte bara avgörande för att bekämpa utvecklingen av resistens, men mindre insekticid kan användas, eventuellt minska dess miljöpåverkan, sa Ward.