由于氯菊酯及其后来许多第二代光稳定性农用拟除虫菊酯类杀虫剂的研究开发成功,促进了该类化合物研究的进展。这些化合物所存在的种种不足如对鱼毒性较高,对螨类和土壤害虫效果较差以及缺乏内吸性等已经有了突破。
1.在结构中导入氟原子
含氟化合物作为农药使用历史悠久,但早期的含氟无机化合物因毒性太高使其开发受到限制。在有机合成农药分子的适当部位用氟取代氢,由于氟原子的特殊性质,其理化性质变化较小,但确使原来的化合物增添了新的活性。同时,具有选择性好、活性高、用量少或者毒性降低等优点,受到农药研究(包括医药研究)领域的高毒重视。在菊酯分子中引入氟原子,证明不仅仍保持或提高了原化合物的活性,而且对螨类表现了很好的毒效,但对鱼和蜜蜂的毒性并未降低。通过在结构中导入氟原子开发成功的菊酯类杀虫有杀螨剂有联苯菊酯、氟氯氰菊酯、氯氟氰菊酯和七氟菊酯等。
2.在结构中导入硅原子
除了氟原子外,在新的农药结构中引入硅和锡原子均有不少成功的例子。日本住友公司20世纪80年代开发了以硅原子取代菊酯结构中的碳原子,开发出了含硅的拟除虫菊酯。虽然此类取代品种在活性方面并没有较大的突破,但在发展拟除虫菊酯的结构上增添了一个新的领域。
3.改变酯的结构
如醚菊酯。在醚菊酯的结构中已经无菊酸部分,但因其空间结构与菊酯化合物有相似之处,且有拟除虫菊酯化合物类似的生物活性,仍将其以“菊酯”称谓。醚菊酯对蜜蜂毒性大大降低,且对稻田的捕食性蜘蛛相对安全。这一结构的改进,打破了通常认为拟除虫菊酯类杀虫剂具有高活性必须是“酯”结构的说法。