ยาสูบมีสารนิโคตินซึ่งสามารถฆ่าแมลงได้ โดยทั่วไปแล้ว เศษใบยาสูบหรือก้านยาสูบจะถูกใช้เป็นวัตถุดิบ และนิโคตินจะถูกสกัดด้วยกรด จากนั้นจึงนำไปผสมเป็นยาฆ่าแมลงนิโคติน
นิโคตินเป็นนิโคตินที่มีชื่อเสียง เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีสูตรทางเคมี C10H14N2 มันเป็นพิษอย่างมาก เป็นสารอัลคาลอยด์ที่มีอยู่ในพืช Solanaceae (สกุล Solanum) และยังเป็นองค์ประกอบสำคัญของยาสูบอีกด้วย นิโคตินสามารถทำให้เกิดการเสพติดหรือติดยาเสพติดได้ และการใช้ซ้ำยังเพิ่มอัตราการเต้นของหัวใจและความดันโลหิต และลดความอยากอาหารอีกด้วย นิโคตินในปริมาณมากอาจทำให้อาเจียนและคลื่นไส้ และในกรณีที่รุนแรงอาจทำให้เสียชีวิตได้ แน่นอนว่านิโคตินในบุหรี่ทำให้เสพติดและมีฤทธิ์ฆ่าแมลงได้
ชื่อทางเคมีของนิโคตินคือ: (S)-3-(1-methylpyrrolidin-2-yl)pyridine หรือ 1-methyl-2-(3-pyridyl) ไพโรลิดีน โครงสร้างหลักของสารกำจัดศัตรูพืชนีโอนิโคตินอยด์มีพื้นฐานมาจากนิโคตินและดัดแปลงด้วยธาตุฮาโลเจน
ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและแมลง นิโคตินส่วนใหญ่ออกฤทธิ์ต่อตัวรับนิโคตินิก อะเซทิลโคลีน (nAChRs)
ยาฆ่าแมลง Neonicotinoid ส่วนใหญ่ออกฤทธิ์กับตัวรับ nicotinic acetylcholine (nAChRs) บนเยื่อโพสซินแนปติกของแมลง Acetylcholine เป็นตัวเอกภายนอกของระบบประสาทของแมลงที่กระตุ้นสารสื่อประสาท
สารสื่อประสาทผ่านไซแนปส์ของนิโคตินิกโคลีนในสองขั้นตอน ขั้นแรก ถุงในเยื่อพรีไซแนปติกจะปล่อยอะเซทิลโคลีน และอะซิติลโคลีนจับกับตัวรับบนเยื่อโพสซินแนปติก ประการที่สอง การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของโมเลกุลตัวรับ ทำให้เกิดการพัฒนาช่องไอออนส่งเสริมการไหลเข้าของ Na+ ภายนอกเซลล์ และการไหลออกของ K+ ในเซลล์ ส่งผลให้สมดุลของศักยภาพของเมมเบรนลดลง ) ยาฆ่าแมลงนีออนนิโคตินอยด์อาจทำให้แมลงสูญเสียการควบคุมการเคลื่อนไหว ตัวสั่น เป็นอัมพาต และถึงขั้นเสียชีวิตได้ ที่ความเข้มข้นไม่ถึงตาย อาจทำให้เพลี้ยอ่อนชักกระตุก ลดการปล่อยน้ำหวาน และอดตายในที่สุด
แท้จริงแล้วสารกำจัดศัตรูพืชนีโอนิโคตินอยด์เป็นยาฆ่าแมลงชนิดใหม่ที่ได้รับการพัฒนา คัดกรอง และสังเคราะห์โดยอิงจากการวิจัยเชิงโครงสร้างของนิโคติน (เริ่มในปี 1904) ทั้งนีโอนิโคตินอยด์และยาฆ่าแมลงนิโคตินิกทำหน้าที่เป็นตัวเอกในโพสซินแนปติกนิโคตินิกอะซิทิลโคลีน (nAChRs)
อย่างไรก็ตาม มีความแตกต่างกันอย่างมากในความเป็นพิษระหว่างนีโอนิโคตินอยด์กับยาฆ่าแมลงนิโคติน เมื่อเปรียบเทียบกับยาฆ่าแมลงนิโคติน สารนีโอนิโคตินอยด์มีความเป็นพิษน้อยกว่าต่อสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและมีผลดีต่อระบบประสาทของแมลง หัวกะทิ. นอกจากนี้ยังมีผลกระทบของการฆ่าการสัมผัส พิษในกระเพาะอาหาร การดูดซึมทั่วร่างกาย การป้องกันการให้อาหารและการขับไล่ มันมีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับศัตรูพืชดูดปากเช่นเพลี้ยจักจั่นเพลี้ยจักจั่นและแมลงศัตรูพืช coleopteran