在开始用作杀虫剂之后，它们的化学结构由HermannStaudinger和LavoslavRužička在1924年确定。除虫菊素I(CnH28O3)和除虫菊素II(CnH28O5)是结构相关的酯类具有环丙烷核心。除虫菊酯I是(+)-反式-菊酸的衍生物。除虫菊素II密切相关，但一个甲基被氧化成羧甲基，产生的核心称为除虫菊酸。对其结构的了解为合成类似物的生产开辟了道路，这些类似物被称为拟除虫菊酯。除虫菊酯被归类为萜类化合物。天然存在的除虫菊素生物合成的关键步骤包括两个分子的焦磷酸二甲基烯丙基酯，它们在菊基二磷酸合酶的作用下结合形成环丙烷环。
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