Imidacloprid ist ein systemisches Insektizid aus der Gruppe der Neonicotinoide. Die Verbindung wurde 1985 in den Labors der Bayer AG erstmals synthetisiert und leitet sich vom Nitroguanidin ab. Bayer stellt Imidacloprid seit Anfang der 1990er-Jahre im industriellen Maßstab her, es wird in etwa 120 Ländern eingesetzt. Einige Experten nehmen an, dass Imidacloprid derzeit das weltweit meistverwendete Insektizid ist.
Gewinnung und Darstellung Imidacloprid kann in einer vierstufigen Synthese hergestellt werden. Ausgehend vom 6-Chlornicotinaldehyd wird im ersten Schritt mit Ethylendiamin das entsprechende Azomethin erhalten, welches anschließend mit Natriumborhydrid reduziert wird. Der Ringschluss zur Imidazolidinsubstruktur erfolgt mit Bromcyan. Im letzten Schritt führt eine Nitrierung mit Salpetersäure zur Zielverbindung.
zentriert|rahmenlos|555px|Synthese|klasse=skin-invert-image
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.
Ursprünglich war angenommen worden, dass ein Gemisch aus (E)- und (Z)-Isomer entsteht, worauf sich daher auch der ISO-Name Imidacloprid bezog. Nachdem festgestellt worden war, dass nur das (E)-Isomer entsteht, wurde der ISO-Name diesem zugeordnet.
Eigenschaften Wie andere Nitroguanidine auch, sind für das Imidacloprid zwei Tautomere bekannt. Kristallstrukturanalysen zeigen, dass Imidacloprid, wie die meisten Nitroguanidine, in der Struktur 2 vorliegt.
zentriert|rahmenlos|hochkant=2|Tautomerie des Imidacloprids|klasse=skin-invert-image
Die Struktur 2 wird zudem durch eine intramolekulare Wasserstoffbrückenbindung zwischen dem einen Sauerstoffatom der Nitrogruppe und der NH-Gruppe des Imidazolrings stabilisiert.
zentriert|rahmenlos|200px|Struktur des Imidacloprids|klasse=skin-invert-image
Imidacloprid kann in zwei polymorphen Kristallformen auftreten, die sich hinsichtlich des Schmelzpunktes unterscheiden.Jing Zhao; Mingliang Wang; Baoli Dong; Qi Feng; Chunxiang Xu: Monitoring the Polymorphic Transformation of Imidacloprid Using in Situ FBRM and PVM in Org. Process Res. Dev. 17 (2013) 375–381, . Die Form I schmilzt bei 145,2 °C, die Form II bei 137,7 °C. Beide Formen bilden ein monoklines Kristallgitter, wobei Form I in der Raumgruppe P21/n und Form II in der Raumgruppe P21/c vorliegt. Aus den kristallographischen Untersuchungen leiten sich mit 1,5125 g·cm−3 für Form I und 1,524 g·cm−3 für Form II leicht unterschiedliche Dichten ab. Über Löslichkeitsmessungen bei verschiedenen Temperaturen konnte ein thermodynamischer Umwandlungspunkt zwischen beiden Formen von 53,8 °C ermittelt werden. Die beiden Formen stehen enantiotrop zueinander.
Wirtschaft Der jährliche Absatz in Deutschland liegt im Bereich von 25–100 t, über 1000 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 (in Europa), Connect, Evidence, Gaucho (Beize), Leverage, Muralla, Provado und Trimax.
Wirkungsweise rahmenlos|links|400px|Wirkungsweise|klasse=skin-invert-image 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 Pflanzenschutz mini|links|Geschätzte Ausbringungsmenge in den USA 2012 Imidaclopridhaltige Präparate sind in verschiedenen Formen erhältlich. Sie können beispielsweise als Suspension, wasserlösliches Konzentrat, Granulat, Stäbchen (für Topfpflanzen), Schlämmpulver (zur Saatgutbehandlung) oder Spray in den Handel kommen. Imidacloprid ist häufig der einzige Wirkstoff, es waren in der Vergangenheit auch Kombinationspräparate mit dem Pyrethroid Tefluthrin, dem Carbamat Methiocarb, anderen insektiziden Wirkstoffen und mit Nährstoffen im Handel.
Imidacloprid wird bzw. wurde zur Saatgutbeizung bei Zucker- und Futterrüben, Getreide, Kartoffeln, Mais, Zwiebeln und dem Ölkürbis eingesetzt. Hier wirkt es beispielsweise gegen Pflanzenläuse, Drahtwürmer, Kartoffelkäfer sowie die Frit-, Zwiebel- und Rübenfliege.
In Haus- u. Kleingärten wird Imidacloprid gegen Pflanzenläuse (einschließlich der Weißen Fliege) und Thripse eingesetzt.
2012 wurden in den USA etwa 750 t Imidacloprid verwendet, davon knapp die Hälfte im Sojaanbau.
Tiermedizin Imidacloprid kann seit 1996 gegen Tierläuse und Flöhe bei Hunden und Katzen verwendet werden. Handelsnamen sind Advantage, Clearspot (verkehrsfähig bis 23. Januar 2017) und Midaspot. Zudem ist es in Kombinationspräparaten mit Permethrin (Advantix und Ataxxa), mit Moxidectin (Advocate und Prinovox) und mit Flumethrin (Seresto) enthalten.
Biozidprodukte Gemäß Richtlinie 98/8/EGEU: Amtsblatt der Europäischen Gemeinschaften L 123/1 vom 24. April 1998 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 2000EU: Amtsblatt der Europäischen Gemeinschaften L 228/6 vom 8. September 2000 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 2002EU: Amtsblatt der Europäischen Gemeinschaften L 258/15 vom 26. September 2002 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.EU: Amtsblatt der Europäischen Gemeinschaften L 307/1 vom 24. November 2003
Mit der Verordnung (EG) 1451/2007 vom 4. Dezember 2007EU: Amtsblatt der Europäischen Gemeinschaften L 325/3 vom 11. Dezember 2007 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 2011EU: Amtsblatt der Europäischen Gemeinschaften L 243/16 vom 1. Juli 2011 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 Biozidprodukten, die den Wirkstoff Imidacloprid enthalten, war in der EU (die Schweiz hat diese Bestimmung übernommen) für die Produktart 18 (Insektizide) weiterhin erlaubt.
Abgabe im Handel Mit dem Inkrafttreten der Paragraphen 10–13 der Biozidrechts-Durchführungsverordnung (ChemBiozidDV) zum 1. Januar 2025 sind Mittel mit Imidacloprid nicht mehr in Selbstbedienung erhältlich, sondern erst nach einem Aufklärungsgespräch durch eine sachkundige Person.Arndt Joachim Nagel: Ab 01.01.2025: Abgabebeschränkungen beim Biozid-Handel! auf it-recht-kanzlei.de vom 6. September 2024, abgerufen am 14. März 2025.Neue Vorgaben der Biozidrechts-Durchführungsverordnung ab Januar 2025 auf gefahrstoff.com vom 23. September 2024, abgerufen am 14. März 2025.
Toxizität und Ökotoxizität Säugetiere 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. Die Wirkung des Imidacloprid-Abbauprodukts Desnitro-Imidacloprid auf den nikotinischen Acetylcholinrezeptor von Nervenzellen ist ähnlich stark wie die Wirkung von Nikotin und damit deutlich stärker als die von Imidacloprid.
Fische 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.
Eine Exposition mit Imidacloprid von Zebrabärbling und Medaka führte zu Fehlbildungen, Läsionen und einem reduzierten Wachstum.Caroline Vignet, Tiziana Cappello, Qiuguo Fu, Kévin Lajoie, Giuseppe De Marco, Christelle Clérandeau, Hélène Mottaz, Maria Maisano, Juliane Hollender, Kristin Schirmer, Jérôme Cachot: Imidacloprid induces adverse effects on fish early life stages that are more severe in Japanese medaka (Oryzias latipes) than in zebrafish (Danio rerio). In: Chemosphere. 225, 2019, S. 470, doi:10.1016/j.chemosphere.2019.03.002.
Wirbellose 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. Für Gewässerinsekten hingegen ist Imidacloprid hochtoxisch. So liegen die akut toxischen Konzentrationen für z. B. Stein- und Eintagsfliegenlarven im Bereich von wenigen µg/L.
Vögel 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.
Nach einer Anwendung von Imidacloprid bei Straßenbäumen im kalifornischen Modesto starb eine größere Anzahl von Goldzeisigen. Sie hatten belastete Baumsamen gefressen. Die Imidacloprid-Konzentration beim Inhalt von Kropf und Magen lag im Mittel bei 4,8 mg/kg, das Lebergewebe enthielt 3,9 mg/kg.Krysta H. Rogers, Stella McMillin, Katie J. Olstad, Robert H. Poppenga: Imidacloprid poisoning of songbirds following a drench application of trees in a residential neighborhood in California, USA. In: Environmental Toxicology and Chemistry. 2019, doi:10.1002/etc.4473.
In den Niederlanden zeigte die Konzentration von Imidacloprid in Oberflächengewässern einen statistischen Zusammenhang mit dem Rückgang mehrerer insektenfressender Vogelarten seit Mitte der 1990er Jahre. Bezüglich eines möglichen Kausalzusammenhangs spekulieren die Autoren, dass der Einsatz von Imidacloprid die Nahrungsgrundlage dieser Vogelarten dezimiert habe.