Imidacloprid

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Strukturformel
Imidacloprid
Allgemeines
Name Imidacloprid
Andere Namen

1-(6-Chlor-3-pyridinylmethyl)- N-nitroimidazolidin-2-ylidenamin

Summenformel C9H10ClN5O2
CAS-Nummer
  • 105827-78-9
  • 138261-41-3
PubChem 86418
ATC-Code

QP53AX17

Eigenschaften
Molare Masse 255,66 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Dichte

1,54 g·cm−3 [1]

Schmelzpunkt

136,4 oder 143,8 °C (zwei Kristallformen) [1]

Dampfdruck

0,2 µPa (20 °C) [1]

Löslichkeit
  • sehr schwer löslich in Wasser (0,51 g·l−1 bei 20 °C)[1]
  • löslich in Dichlormethan (50–100 g·l−1), schwer löslich in 2-Propanol (1–2 g·l−1)[1]
Sicherheitshinweise
Bitte die eingeschränkte Gültigkeit der Gefahrstoffkennzeichnung bei Arzneimitteln beachten
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [2]
07 – Achtung 09 – Umweltgefährlich

Achtung

H- und P-Sätze H: 302​‐​410
P: 273​‐​501 [3]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [4] aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [2]
Gesundheitsschädlich Umweltgefährlich
Gesundheits-
schädlich
Umwelt-
gefährlich
(Xn) (N)
R- und S-Sätze R: 22​‐​50/53
S: keine S-Sätze
Toxikologische Daten

410 mg·kg−1 (LD50Ratteoral)[3]

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Vorlage:Infobox Chemikalie/Summenformelsuche vorhanden

Imidacloprid ist ein systemisches Insektizid aus der Gruppe der Neonicotinoide. Die Substanz wurde 1985 in den Labors der Bayer AG erstmals synthetisiert. Bayer stellt Imidacloprid seit Anfang der 1990er-Jahre im industriellen Maßstab her, es wird in etwa 120 Ländern der Erde eingesetzt. Einige Experten nehmen an, dass Imidacloprid derzeit das weltweit meistverwendete Insektizid ist.

Gewinnung und Darstellung[Bearbeiten]

Imidacloprid kann ausgehend von 2-Chlor-5-formylpyridin durch eine mehrstufige Reaktion mit Ethylendiamin, Natriumborhydrid, Bromcyan und Salpetersäure gewonnen werden.[5]

Es sind auch alternative Synthesevarianten wie zum Beispiel durch Reaktion von Ethylendiamin mit Bromcyan und Salpetersäure zu 2-Nitroimin-imidazolidin und dessen Reaktion mit 2-Chlor-5-chlormethylpyridin bekannt.[5]

Wirtschaft[Bearbeiten]

Der jährliche Absatz in Deutschland liegt im Bereich von 25–100 t, über 1.000 t werden exportiert. Der erzielte Umsatz liegt bei etwa 500–600 Millionen Euro, damit ist Imidacloprid das erfolgreichste Produkt von Bayer CropScience. Handelsnamen für das Insektizid sind Admire, Confidor, Connect, Evidence, Gaucho, Leverage, Lizetan, Muralla, Provado und Trimax.

Wirkungsweise[Bearbeiten]

Imidacloprid ist ein systemisches Insektizid, das als Kontakt- wie auch Fraßgift wirken kann. Es wird gut über die Wurzeln aufgenommen und in die Blätter transportiert, die dann vor beißenden und saugenden Insekten geschützt sind. Wird es direkt auf die Blätter ausgebracht, verteilt es sich zwischen Blattober- und Blattunterseite und wird auch zu neugebildeten Blättern hin weitertransportiert. Da Imidacloprid in der Pflanze nur langsam abgebaut wird, hält seine Wirkung längere Zeit an.

Beim Insekt wirkt Imidacloprid wie Acetylcholin am nikotinischen Acetylcholinrezeptor der Nervenzellen, es wird aber nicht durch das Enzym Acetylcholinesterase abgebaut. Durch den ausgelösten Dauerreiz wird die chemische Signalübertragung gestört.

Verwendung[Bearbeiten]

Pflanzenschutz[Bearbeiten]

Geschätzte Ausbringungsmenge in den USA 2011

In Deutschland, Österreich und der Schweiz sind zahlreiche imidaclopridhaltige Pflanzenschutzmittel zugelassen.[6] Sie kommen beispielsweise als Suspension, wasserlösliches Konzentrat, Granulat, Stäbchen (für Topfpflanzen), Schlämmpulver (zur Saatgutbehandlung) oder Spray in den Handel. Imidacloprid ist häufig der einzige Wirkstoff, es gibt auch Kombinationspräparate mit dem Pyrethroid Tefluthrin, dem Carbamat Methiocarb, anderen insektiziden Wirkstoffen und mit Nährstoffen.

Imidacloprid kann zur Saatgutbeizung bei Zucker- und Futterrüben, Getreide, Kartoffeln, Mais, Zwiebeln und dem Ölkürbis eingesetzt werden. Hier wirkt es beispielsweise gegen Pflanzenläuse, Drahtwürmer, Kartoffelkäfer sowie die Frit-, Zwiebel- und Rübenfliege. In Deutschland und Österreich ist Imidacloprid zur Saatgutbehandlung beim Raps (gegen den Rapserdfloh) zugelassen, in der Schweiz nicht.[7]

In Haus- u. Kleingärten wird Imidacloprid gegen Pflanzenläuse (einschließlich der Weißen Fliege) und Thripse eingesetzt.

2011 wurden in den USA etwa 725 t Imidacloprid verwendet, davon knapp die Hälfte im Sojaanbau.

Tiermedizin[Bearbeiten]

Imidacloprid kann seit 1996 gegen Tierläuse und Flöhe bei Hunden und Katzen verwendet werden. Handelsnamen sind Advantage, Advantix (Kombinationspräparat mit Permethrin), Advocate (Kombinationspräparat mit Moxidectin) und Seresto (Kombinationspräparat mit Flumethrin).

Biozidprodukte[Bearbeiten]

Gemäss Richtlinie 98/8/EG[8] vom 16. Februar 1998 sollten nur noch solche Biozidprodukte zugelassen sein, deren Wirkstoffe in die Anhänge I, IA und IB besagter Richtlinie (für die jeweils definierte Produktart) aufgenommen wurden. Weiterhin zugelassen blieb dabei gemäß Übergangsregelung (Art. 16 Abs. 1 der Richtlinie 98/8/EG) aber auch das Inverkehrbringen von Biozidprodukten mit sogen. „alten Wirkstoffen“, also solchen, die zwar nicht in den Anhängen der Richtlinie 98/8/EG aufgeführt sind, aber mit Stichdatum 14. Mai 2000 bereits im Verkehr waren.

Gemäss Verordnung (EG) 1896/2000 vom 7. September 2000[9] mussten Hersteller, die die Aufnahme eines „alten Wirkstoffs“ in die Anhänge I, IA und IB beantragen wollten, den betreffenden Wirkstoff bis zum 28. März 2002 zur Notifizierung für die entsprechende Produktart gemeldet haben. Diese Frist wurde mit Verordnung (EG) 1687/2002 vom 25. September 2002[10] bis zum 31. Januar 2003 verlängert. Die „notifizierten Wirkstoffe“ durften folgend bis zum definitiven Entscheid über Aufnahme oder Nichtaufnahme in Anhang I, IA und IB EU-Richtlinie 98/8/EG weiterhin in Verkehr bleiben.

Der Wirkstoff Imidacloprid wurde folgend für die Produktart 18 (Insektizide) in die Liste der notifizierten Wirkstoffe aufgenommen.[11]

Mit der Verordnung (EG) 1451/2007 vom 4. Dezember 2007[12] über die zweite Phase des Zehn-Jahres-Arbeitsprogramms über das Inverkehrbringen von Biozid-Produkten wurde der Wirkstoff Imidacloprid in die abschliessende Liste (Anhang II) der im Rahmen des Prüfprogramm zu untersuchenden Wirkstoffe aufgenommen.

Mit Erlass der Richtlinie 2011/69/EU vom 1. Juli 2011[13] liegt ein Entscheid vor, den Wirkstoff Imidacloprid ab 1. Juli 2013 in die entsprechende Liste (Anhang I der Richtlinie 98/8/EG) für die Produktart 18 (Insektizide) aufzunehmen. Die Abgabe von Biozidprodukte, die den Wirkstoff Imidacloprid enthalten, ist somit in der EU (die Schweiz hat diese Bestimmung übernommen) für die Produktart 18 (Insektizide) weiterhin (vorerst befristet bis 30. Juni 2023) erlaubt.

Toxizität und Ökotoxizität[Bearbeiten]

Die akute Toxizität von Imidacloprid ist für Säugetiere gering, an männlichen Ratten wurde als LD50 424 mg/kg Körpergewicht ermittelt. Bei dreimonatigen Fütterungstests betrug die NOEC (no observed effect concentration) bei Rattenmännchen 150, bei Rattenweibchen 600 und bei Hunden 200 mg/kg Futter. Imidacloprid hat keine Reizwirkung auf Haut oder Augen. Die Substanz hat vermutlich eine schwach teratogene und mutagene Wirkung. Sie gilt als nicht krebserregend. Über den Magen-Darm-Trakt wird Imidacloprid schnell in den Körper aufgenommen. Innerhalb von 48 Stunden wird es im Körper zu ca. 80 % abgebaut und zu ca. 20 % unverändert ausgeschieden.

Konzentrationen über 1 µM Imidacloprid lösten bei Gehirnzellen neugeborener Ratten Nervenreize aus. Möglicherweise hat Imidacloprid ähnlich wie Nikotin Auswirkungen auf die Entwicklung des Nervensystems bei Menschen und Tieren.[14]

Für Wasserlebewesen ist Imidacloprid mäßig giftig, die letale Konzentration im 96-Stunden-Test liegt für die Regenbogenforelle bei 211 mg/L. Beim Dauertest mit Regenbogenforellen über 21 Tage war unterhalb einer Konzentration von 28,5 mg/L kein Effekt mehr zu beobachten. Wasserflöhe (Daphnia magna) sind empfindlicher, nach 48 Stunden führten 85 mg/L dazu, dass die Hälfte der Daphnien ihre Ruderbewegungen einstellte. Über 21 Tage hinweg traten erst bei Konzentrationen unterhalb 1,8 mg/L keinerlei Wirkungen bei Daphnien mehr auf.

Imidacloprid ist giftig für Vögel, die letale Dosis für Kanarienvögel und Tauben liegt im Bereich von 25–50 mg/kg Körpergewicht. Wenn Vögel gebeiztes Saatgut von den Feldern aufpicken, besteht für sie die Gefahr akuter Vergiftungen.

Der Wirkstoff wird in der Umwelt nur langsam abgebaut. Die Abbaugeschwindigkeit ist von der Intensität des Bodenlebens abhängig. Bei einer Untersuchung war auf bewachsenem Boden innerhalb von 48 Tagen die Hälfte des ausgebrachten Imidacloprids zersetzt, auf unbewachsenem Boden war dieser Zustand erst nach 190 Tagen erreicht.

Wirkung auf Bienen und Hummeln[Bearbeiten]

Die Gefährlichkeit von Imidacloprid für Honigbienen war lange Zeit umstritten. 2012 veröffentlichten Biologen der Harvard Universität jedoch eine Studie, die einen direkten Zusammenhang zwischen dem Wirkstoff und dem Sterben von Bienenvölkern feststellt. Dabei starben 94 % aller beobachteten Bienen innerhalb von 23 Wochen, obwohl sie teilweise deutlich geringeren Dosen ausgesetzt waren, als solchen, die in der Nähe behandelter Felder oder an behandeltem Saatgut vorliegen.[15] Laut den Forschern beeinträchtigt das Insektizid auch die Lern- und Gedächtnisleistung der Bienen. So sammelten diese nur noch Nektar mit hohem Zuckergehalt. Außerdem informierten die geschädigten Bienen per Schwänzeltanz deutlich weniger Mitbewohner des Stockes über die Lage einer Nahrungsquelle. Beide Verhaltensänderungen verschlechtern die Versorgung eines Bienenvolks mit Nektar und könnten die Anfälligkeit für Krankheiten erhöhen.[16]

Viele Imker machen Imidacloprid für die in den letzten Jahren aufgetretenen schweren Schäden an ihren Bienenvölkern verantwortlich. Das neue Phänomen des Massensterbens von Bienenvölkern erregt die Diskussion noch mehr. Der französische Bienenzüchterverband gibt an, dass die Zahl der Bienenvölker in Frankreich zwischen 1996 und 2003 von 1,45 Millionen auf 1 Million zurückging. Zwischen 1995 und 2001 sank die durchschnittliche Honigernte pro Stock von 75 kg auf 30 kg. In Frankreich und den Niederlanden wurde der Einsatz von Imidacloprid zur Saatgutbeizung bei Sonnenblumen 1999 verboten.

Französische Forscher haben in ihrem Abschlussbericht zum Bienensterben 2003 festgestellt, dass das Beizung von Saatgut mit Gaucho® zu einem signifikanten Risiko für Bienen führt.[17] Daraufhin wurde die Zulassung als Saatgutbeizmittel 2004 in Frankreich auch bei Mais durch Umweltminister Hervé Gaymard ausgesetzt. Einige Zulassungsbehörden gehen jedoch weiter davon aus, dass keine Gefährdung der Bienen zu befürchten ist.

Bei Hummeln ist eine negative Wirkung 2012 bewiesen worden.[18] Betroffene Staaten produzierten 83 % weniger Königinnen, insgesamt blieben die Staaten kleiner.

Die gegensätzliche Beurteilung von Zulassungsbehörden und Forschungseinrichtungen erklärt sich über den neurotoxischen Wirkmechanismus von Imidacloprid bei Bienen. Betroffene Bienen sterben nicht sofort, sondern verlieren lediglich die Orientierung und finden immer schwieriger den Weg zurück zum Bienenstock. Dadurch kommt es zur Mangelversorgung des Volkes aufgrund der geschädigten Arbeiterinnen, welches in der Folge anfälliger für Krankheiten wird. Solche chronischen und kumulativen Wirkungen werden jedoch von den gängigen Zulassungstests nicht erfasst. Diese beurteilen lediglich die akute toxische Wirkung auf einzelne Bienen.[19]

Regulierung[Bearbeiten]

EU[Bearbeiten]

In der EU und 25 Mitgliedsstaaten ist die Anwendung von Imidacloprid zugelassen, aber aufgrund von Risiken für Honigbienen ab dem 1. Dezember 2013 für zunächst zwei Jahre für mehrere wichtige Verwendungen, wie der Saatgutbeizung von Mais und Raps, stark eingeschränkt (siehe Neonicotinoide#EU-Restriktionen ab 2013). Die Erlaubte Tagesdosis beträgt 0,06, die Akute Referenzdosis 0,08 und die Annehmbare Anwenderexposition 0,08 Milligramm pro Kilogramm Körpergewicht und Tag.[20]

Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit schlug wegen möglicher Auswirkungen auf das sich entwickelnde Nervensystem im Dezember 2013 vor, die Akute Referenzdosis und die Annehmbare Anwenderexposition von 0,08 auf 0,06 mg/kg Körpergewicht zu senken. Die Erlaubte Tagesdosis wurde als angemessen erachtet, um Schutz im Hinblick auf mögliche entwicklungsneurotoxische Auswirkungen zu gewährleisten.[21]

Die meisten Zulassungen imidaclopridhaltiger Beizmittel gelten für Zuckerrübe, Mais, Kartoffel, Raps und Getreide, neben einer Reihe weiterer Pflanzenarten.[22]

Literatur[Bearbeiten]

  • Werner Perkow: Wirksubstanzen der Pflanzenschutz- und Schädlingsbekämpfungsmittel. 2. Auflage, Erg. Lfg. Mai 1994, Verlag Paul Parey
  • Caroline Cox: Insecticide Factsheet Imidacloprid. Journal of Pesticide Reform, Frühjahr 2001, Vol. 21, Nr. 1

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b c d e EXTOXNET: Pesticide Information Profile Imidacloprid.
  2. a b Eintrag aus der CLP-Verordnung zu CAS-Nr. 105827-78-9 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA (JavaScript erforderlich)
  3. a b Datenblatt Imidacloprid bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 4. April 2011 (PDF).
  4. Seit 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Gemischen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
  5. a b  Thomas A. Unger: Pesticide synthesis handbook. 1996, ISBN 978-0815514015, S. 448 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  6. Nationale Pflanzenschutzmittelverzeichnisse: Schweiz, Österreich, Deutschland; abgerufen am 2. Januar 2009.
  7. Stellungnahme des Schweizerischen Bundesrats auf eine Anfrage betreffend mit Imidacloprid behandelten Rapssaatguts.
  8. EU:Richtlinie 98/8/EG vom 16. Februar 1998 über das Inverkehrbringen von Biozid-Produkten Amtsblatt der Europäischen Gemeinschaften L 123/1 vom 24. April 1998
  9. EU:Verordnung (EG) 1896/2000 vom 7. September 2000 über die erste Phase des Programms gemäß Artikel 16 Abs. 2 der Richtlinie 98/8/EG über Biozid-Produkte Amtsblatt der Europäischen Gemeinschaften L 228/6 vom 8. September 2000
  10. EU:Verordnung (EG) 1687/2002 vom 25. September 2002 über eine zusätzliche Frist für die Notifizierung bestimmter Wirkstoffe Amtsblatt der Europäischen Gemeinschaften L 258/15 vom 26. September 2002
  11. EU:Verordnung (EG) 2032/2003 vom 4. November 2003 über die zweite Phase des Zehn-Jahres-Arbeitsprogramms über das Inverkehrbringen von Biozid-Produkten Amtsblatt der Europäischen Gemeinschaften L 307/1 vom 24.November 2003
  12. EU: Verordnung (EG) 1451/2007 über die zweite Phase des Zehn-Jahres-Arbeitsprogramms über das Inverkehrbringen von Biozid-Produkten Amtsblatt der Europäischen Gemeinschaften L 325/3 vom 11. Dezember 2007
  13. EU:Richtlinie 2011/69/EU vom 1. Juli 2011 zur Änderung der Richtlinie 98/8/EG zwecks Aufnahme von Imidacloprid in Anhang I Amtsblatt der Europäischen Gemeinschaften L 243/16 vom 1. Juli 2011
  14.  Junko Kimura-Kuroda, Yukari Komuta, Yoichiro Kuroda, Masaharu Hayashi, Hitoshi Kawano: Nicotine-Like Effects of the Neonicotinoid Insecticides Acetamiprid and Imidacloprid on Cerebellar Neurons from Neonatal Rats. In: PLoS ONE. 7, Nr. 2, 2012, doi:10.1371/journal.pone.0032432.
  15. Use of Common Pesticide, Imidacloprid, Linked to Bee Colony Collapse. Meldung bei ScienceDaily vom 5. April 2012.
  16. Joachim Czichos in Wissenschaft aktuell: Wie ein verbreitetes Pestizid Bienenvölker schwächt, 29. Mai 2012, nach „A nicotinic acetylcholine receptor agonist affects honey bee sucrose responsiveness and decreases waggle dancing“, Daren M. Eiri & James C. Nieh, Journal of Experimental Biology; doi:10.1242/jeb.068718
  17. Comité Scientifique et Technique de l’Etude Multifactorielle des Troubles des Abeilles 2003: Imidaclopride utilisé en enrobage de semences (Gaucho®) et troubles des abeilles (Abschlussbericht, frz.; PDF; 916 kB)
  18. Whitehorn PR, O’Connor S, Wackers FL, Goulson D, 2012. Neonicotinoid Pesticide Reduces Bumble Bee Colony Growth and Queen Production. In: Science, 2012 (Deutschsprachige Zusammenfassung: Neonicotinoide: Neue Studie sorgt für Aufregung)
  19. Stellungnahme des Kopernikus-Institutes der Universität Utrecht: Zulassungsverfahren in den Niederlanden für neue Generation von Insektiziden verfehlt den Schutz der Bienenvölker
  20. EU Pesticides database. Abgerufen am 22. November 2013.
  21. EFSA: EFSA bewertet möglichen Zusammenhang zwischen zwei Neonikotinoiden und Entwicklungsneurotoxizität, Pressemitteilung vom 17. Dezember 2013.
  22.  EFSA: Conclusion on the peer review of the pesticide risk assessment for bees for the active substance imidacloprid. In: EFSA Journal. 11, Nr. 1, 2013, S. 3068, doi:10.2903/j.efsa.2013.3068.