Zachęcanie do naukowych badań w celu odkrycia związków, które zachowują właściwości insektycydów nikotyny (ale miałyby selektywnie mniejszy wpływ na ssaki), zakończyło się niepowodzeniem. Prekursor nitiazyny został po raz pierwszy zsyntetyzowany przez chemików na Uniwersytecie Purdue. Badacze z firmy Shell wykazali, że ten prekursor wykazywał potencjał insektycydowy i poddawali go rafinacji aż do uzyskania nitiazyny. Nitiazyna została później wynaleziona jako postsynaptyczny agonistyczny receptor acetylocholinowy, co znaczy, że miała taki sam mechanizm działania jak nikotyna. Nitiazyna nie działa jako inhibitor acetylocholinoesterazy, w przeciwieństwie do insektycydów fosforanoorganicznych i karbaminianowych. Podczas gdy nitiazyna miała pożądaną swoistość (np. małą toksyczność dla ssaków), nie była fotostabilna (rozpadała się pod wpływem światła), więc nie nadawała się do zastosowania komercyjnego. Neonikotynoidy zostały opracowane w wyniku braku komercyjnego sukcesu nitiazyny. Pierwszy komercyjny neonikotynoid, imidakloprid, został opracowany przez firmę Bayer. Większość neonikotynoidów jest rozpuszczalna w wodzie i ulega powolnemu rozkładowi w środowisku, więc są z łatwością wchłaniane przez roślinę i stanowią ochronę przed owadami podczas jej wzrostu. W późnych latach 90.