吡唑酰胺类杀菌剂是近年来发展起来的一类新型杀菌剂, 由近期蜂拥上市的吡唑酰胺类杀菌剂新品种, 即可端倪其开发之热。其中, penthiopyrad由三井化学研制, 于1996年申请专利;氟唑环菌胺 (sedaxane) 于2005年申请专利, isopyrazam于2006年申请专利, 这2个产品均由先正达公司开发;bixafen由拜耳公司开发, 于2005年申请专利;氟唑菌酰胺 (fluxapyroxad) 由巴斯夫公司开发, 于2008年申请专利。氟唑菌苯胺是拜耳公司开发的又一个吡唑酰胺类杀菌剂, 于2006年申请专利, 主要用于种子处理, 对多种植物病原真菌具有良好活性。该杀菌剂为琥珀酸脱氢酶 (SDH) 抑制剂, 主要作用于呼吸链电子传递复合体Ⅱ, 阻断能量代谢。经过处理后的种子在萌发过程中可以吸收氟唑菌苯胺, 并通过木质部传导到植物体的其他部位, 从而起到保护作物的作用[1]。
1 理化性质[2,3,4]
中文通用名:氟唑菌苯胺;ISO通用名:penflufen;试验代号:BYF14182;化学名称:N-[2- (1, 3-二甲基丁基) 苯基]-5-氟-1, 3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺;CAS登录号:494793-67-8。其化学结构式如下:
相对分子质量317.41;分子式C18H24FN3O
氟唑菌苯胺原药质量分数为98.72%。外观:灰白色粉末状固体;熔点:111℃;沸点:沸点前分解;分解温度:320℃;蒸气压:1.2×10-6 Pa (25℃) ;分配系数:Kow log P=3.3 (20℃, p H=7) ;亨利常数:1.05×10-5 Pa·m3·mol-1 (25℃) 。
溶解度:在水中的溶解度为10.9 mg/L (20℃) ;在正己烷中的溶解度为1.6 g/L, 甲苯中为62 g/L, 丙酮中为139 g/L, 甲醇中为126 g/L, 乙酸乙酯中为96 g/L, 二甲亚砜中为162 g/L (以上均为20℃) 。
稳定性:水中稳定 (Hp HH为4、7、9时) ;水中光解HDT50H为21 d (水–沉积物) 、246 d (水相) 。
2 毒理学及环境生态安全性[2,4]
2.1 哺乳动物毒性
大鼠急性经口LD50>5000 mg/kg, 急性经皮LD50>2000 mg/kg;大鼠吸入LC50 (4h) >2.02 mg/L。ADI为0.04 mg/kg (b.w.) ;a Rf D为0.5 mg/kg (b.w.) 。NOEL (28 d) :雄狗NOAEL为每日759 mg/kg, 雌狗为每日895 mg/kg (b.w.) 。
2.2 生态毒性
鸟类:日本鹌鹑急性经口HLD50H>4000 mg/kg;日本鹌鹑饲喂 (短期) HLD50H>1 697 mg/kg (Hb.w.H) ;野鸭HLC50H (5 d) >5000 mg/kg (每日997.9 mg/kg) , 日本鹌鹑HLC50H>5000 mg/kg (每日1 301 mg/kg) 。H鱼类H:鲤鱼急性HLC50H (96 h) 为0.103 mg/L;鲦鱼 (35 d) NOEC (21 d, 慢性) 为0.023 mg/L。水生无脊椎动物:H水蚤H急性HEC50H (48 h) >4.66 mg/L;NOEC (21 d, 慢性) 为1.53 mg/L。水生植物:HEbC50H (7 d) >4.7mg/L;绿藻 (Pseudokirchneriella subcapitata) HEbC50H (72 h) >5.1 mg/L。蜜蜂:HLD50H (经口、接触) >100mg/蜂。蚯蚓:急性HLD50H (14 d) >1 000 mg/kg, NOEC (繁殖) (14 d, 慢性) 为33 mg/kg。
2.3 环境归趋
土壤中的代谢产物包括N-[2- (3-羟基-1, 3-二甲基丁基) 苯基]-5-氟-1, 3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺和N- (2-乙酰基苯基) -5-氟-1, 3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺等。土壤/环境:土壤降解HDT50H为192 d (典型;实验室, 20℃) 、113 d (大田) ;HDT90H为837 d (实验室, 20℃) 、595 d (大田) 。
3 应用与开发进展
氟唑菌苯胺是一个种子处理杀菌剂, 用于马铃薯、玉米、水稻、棉花、小麦、大麦、苜蓿、蔬菜、豆类以及油菜等种子, 可以防治种传、土传的担子菌和子囊菌病害, 主要有丝核菌 (Rhizoctonia spp.) 和黑粉菌素 (Ustilago spp.) 等引起的马铃薯黑痣病、小麦纹枯病、水稻纹枯病、油菜菌核病、小麦散黑穗病、小麦腥黑穗病、玉米小斑病等病害[1]。
氟唑菌苯胺主要单剂有Ever Gol Prime、Pen 240FS (22.7%氟唑菌苯胺) 和Pen Red 240 FS (22.4%氟唑菌苯胺) 。同时拜耳公司还开发了多种二元、三元甚至四元复配产品, 将2种或多种新作用机理引入病害防治中, 不仅扩大了作用谱, 还可有效阻止镰刀菌 (Fusarium spp.) 等抗性发展。其主要复配产品包括:Pen Tri 308 FS、Ever Gol Xtend (13.3%氟唑菌苯胺+13.3%肟菌酯) ;Emesto Silver、Pen Pro 118 FS (9.35%氟唑菌苯胺+1.68%丙硫菌唑) ;Ever Gol Energy、Penprome 177 FS (3.59%氟唑菌苯胺+5.74%甲霜灵+7.18%丙硫菌唑) ;Penclo、Emesto Quantum (6%氟唑菌苯胺+18.6%噻虫胺) 和Prosper Ever Gol、Penclotrime 310.68 FS (0.82%氟唑菌苯胺+22.3%噻虫胺+0.55%甲霜灵+0.55%肟菌酯) 等[4,5]。
氟唑菌苯胺目前主要在英国、美国、加拿大、澳大利亚等国家登记并上市, 主要开发进程如下:
2011年, 氟唑菌苯胺首先在英国取得登记, 这也是氟唑菌苯胺的全球首个登记, 商品名Emesto Prime。
2012年, 以氟唑菌苯胺为有效成分的7个产品获得美国登记:2个氟唑菌苯胺单剂产品, Pen 240FS和Pen Red 240 FS;3个杀菌剂复配产品, Pen Tri308 FS、Pen Pro 118 FS和Penprome 177 FS;还有2个杀菌/杀虫剂复配产品, Penclo和Penclotrime310.68 FS。它们可作为马铃薯、苜蓿 (紫花苜蓿) 、蔬菜、谷物和油菜的种子处理剂[6]。同年, Ever Gol获得美国登记, 并计划在2013年种植季节上市, 拜耳公司还将上市马铃薯种块处理剂Emesto Silver以及多个种子处理剂, 如用于棉花上的Ever Gol Prime、用于小麦上的Ever Gol Energy以及用于油菜上的Prosper Ever Gol[7]。
2012年, 氟唑菌苯胺产品在加拿大上市, 用作马铃薯种块处理剂, 商品名Titan Emesto。Titan Emesto是新杀菌剂复配制剂Emesto Silver和杀虫剂Titan (噻虫胺600 g/L) 的合装产品, 用于防治种传丝核菌病、立枯病、茎腐病和银腐病, 也可防治一些虫害和降低金针虫的密度。
2012年底, 澳大利亚农药与兽药管理局 (APVMA) 批准种子处理杀菌剂产品Ever Gol Prime登记, 用于小麦和大麦作物, 抑制丝核菌引起的根腐病以及控制或抑制黑穗病。
4 专利情况
PCT/欧洲专利:化合物专利 (Method for producing carboxamides, 制备甲酰胺的方法;拜耳作物科学股份公司) , WO2006136288, 申请日2006年6月7日;化合物专利 (Alkyl-anilide producing method, 制备烷基N-酰基苯胺的方法;拜耳作物科学股份公司) , WO2006092291, 申请日2006年3月1日;化合物专利 (Pyrazolylcarboxanilides as fungicides, 用作杀真菌剂的N-吡唑基甲酰苯胺类化合物;拜耳作物科学股份公司) , WO03010149, 申请日2002年7月12日。
美国专利:化合物专利 (Method for producing carboxamides, 制备甲酰胺的方法;拜耳作物科学股份公司) , US20090054661, 申请日2006年6月7日;化合物专利 (Alkyl-anilide producing method, 制备烷基N-酰基苯胺的方法;拜耳作物科学股份公司) , US2009209769, 申请日2006年3月1日。
中国专利:化合物专利 (制备甲酰胺的方法;拜耳作物科学股份公司) , CN101198592, 申请日2006年6月7日;化合物专利 (制备烷基N-酰基苯胺的方法;拜耳作物科学股份公司) , CN101166728, 申请日2006年3月1日;化合物专利 (用作杀真菌剂的N-吡唑基甲酰苯胺类化合物;拜耳作物科学股份公司) , CN1533380, 申请日2002年7月12日。
其他化合物专利:US2004204470、US7538073、ZA200400434、KR20090052908、JP2010195800、JP2005501044、DE10136065、CN1255384等。
近日，2019年第13批拟批准登记农药产品中，氟唑菌苯胺原药和制剂产品均在列，95%氟唑菌苯胺原药和22.4%氟唑菌苯胺种子处理悬浮剂，用于防治马铃薯黑痣病。虽然氟唑菌苯胺的化合物专利仍在保护期内，但这并不能否认该产品的市场前景，各位有意愿的企业可以多多关注。
5 小 结
氟唑菌苯胺是德国拜耳公司继bixafen之后, 开发的又一个酰胺类杀菌剂, 为SDH抑制剂, 于2006年申请专利。其主要用于种子处理, 能有效防治锈病、菌核病、根腐病、黑穗病和白粉病等病害, 可与丙硫菌唑、甲霜灵、噻虫胺、肟菌酯等复配, 不仅可以防治病虫害, 还可以延缓抗性产生与发展。
氟唑菌苯胺较为合理的合成方法是以2-氨基苯乙酮、氯化异丁基镁为起始原料, 首先合成中间体2- (1, 3-二甲基丁基) 苯胺, 再与以甲基肼、乙酰乙酸乙酯为起始原料制得的另一中间体5-氟-1, 3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰氟发生酰胺化反应。反应收率较高, 总收率为68.6% (以2-氨基苯乙酮计) , 且反应条件温和, 适合工业化生产。
参考文献
[1]农业部农药检定所.农药综合查询系统[EB/OL].[2013-02-01].http://www.chinapesticide.gov.cn/service/zhcx/vip-tymc-yxcf.asp?aiid=FUAFZ.
[2]Agriculture&Environment Research Unit.Pesticide PropertiesDatabase[DB/OL].[2012-12-12].Hhttp://sitem.herts.ac.uk/aeru/footprint/en/Reports/1655.htm#2H.
[3]European Food Safety Authority.Conclusion on the Peer Review ofthe Pesticide Risk Assessment of the Active Substance Penflufen[J].EFSA Journal, 2012, 10 (8) :2860﹣2934.
[4]US EPA.Pesticide Fact Sheet[EB/OL].[2012-12-12].http://www.epa.gov/pesticides/chem_search/reg_actions/pending/fs_PC-100249_01-May-12.pdf.
[5]吉川幸宏, 富谷完治, 户村直文, 等.取代的羧酰苯胺衍生物和含其作为活性成分的植物疾病控制剂:ZL, 97118681.2[P].2001-06-13.
[6] 杨丽娟.拜耳氟唑菌苯胺拟在美国登记[J].农药快讯, 2012 (14) :6.
[7] 柏亚罗.拜耳氟唑菌苯胺在美国登记[J].农药快讯, 2012 (18) :5.
来源：江苏省农药研究所股份有限公司