四唑吡氨酯（Picarbutrazox，500207-04-5），化学名称{6-[({(Z)-[(1-甲基-1H-四唑-5-基)(苯基)亚甲基]氨基}氧基)甲基]-2-吡啶基}氨基甲酸(2-甲基-2-丙烷基)酯，是日本曹达（Nippon Soda）发现并开发的一种创新型杀菌剂，属于四唑肟类（Tetrazolyloxime）化学家族。自2013年首次引入市场以来，它因其独特的作用机制和高效性，在全球农业中迅速崭露头角，尤其作为种子处理剂用于防治卵菌病害（如腐霉病、疫病等）。
一、创制过程：从实验室到市场的创新之旅
四唑吡氨酯的创制源于日本曹达公司对新型卵菌杀菌剂的迫切需求。卵菌病害（如Pythium、Phytophthora等）是全球农作物的重要威胁，传统杀菌剂因抗性问题日益突出。日本曹达作为一家历史悠久的化工企业，在农药研发领域拥有深厚积累。四唑吡氨酯的开发代号为NF-171，最初于2013年在欧洲根据EC 1107/2009法规获得局部登记，标志着其正式进入商业化阶段。
四唑吡氨酯的开发历程的关键时间点包括：
2013年：四唑吡氨酯在欧洲首次登记，主要用于蔬菜和谷物种子处理，显示出对卵菌的高效活性。
2018年：日本曹达与先正达（Syngenta）达成全球许可协议，由先正达负责其在种子处理领域的全球推广，特别是在玉米和大豆上的应用。这一合作加速了四唑吡氨酯的全球化进程。
2019年：美国EPA批准登记，四唑吡氨酯以商品名Vayantis®（先正达）和Serata™（FMC）进入市场，专注于防治Pythium引起的苗期病害。
2021年：FMC获得其在草坪领域的应用权利，进一步扩展了使用范围。
开发过程中，研究人员重点优化了其系统性和环境毒性谱。四唑吡氨酯的设计强调稳定性、内吸效力和低环境毒性，使其在欧盟（如德国、法国、荷兰）和美国均获得通过。专利方面，主要专利US 8,592,412（ assigned to Nippon Soda）覆盖了其合成和组成，确保了知识产权保护。
四唑吡氨酯的创制体现了农药工业的创新链条：从基础研究（日本曹达的化学探索）到商业化合作（与先正达和FMC的联盟），最终服务于可持续农业。这种模式不仅解决了抗性问题，还为未来新药开发提供了范本。
二、化学特性与结构：四唑肟类的独特设计
四唑吡氨酯的化学名基于其结构特征，属于四唑肟类化合物，这是一种新型化学类，专门针对卵菌杀菌剂设计，其分子结构包含四唑环和肟基团，这些官能团赋予了其独特的物理化学性质，主要包括：
水溶性：0.333 mg/L（20°C），表明其亲脂性较强，易于在植物组织中分布。
log P值：4.16，高log P值意味着它容易渗透脂质膜，这解释了其快速内吸特性。
吸附系数（Koc）：1530-5849 L/kg，显示在土壤中略有移动性，但淋溶风险较低。
这些特性使四唑吡氨酯在种子处理中表现优异：它能迅速积累在种子和根部，提供局部保护，而向上移动有限，减少了环境暴露。Journal of Plant Diseases and Protection的一篇文献进一步通过根管试验（Rhizotron test）证实，四唑吡氨酯在玉米和大豆种子中能有效抑制腐霉菌（Pythium）生长，即使低剂量也能维持长效控制。
化学结构的创新是四唑吡氨酯成功的核心。与传统杀菌剂相比，其四唑肟骨架避免了与现有药剂的交叉抗性，为抗性管理提供了新工具。
三、作用机制：FRAC U17组的新颖模式
四唑吡氨酯的作用机制是其最大亮点，被FRAC（杀菌剂抗性行动委员会）归类为U17组，这是一种全新的作用模式，尚未完全阐明，但已知其通过影响卵菌病原体的磷脂生物合成来发挥作用，具体机制包括：
靶点：四唑吡氨酯干扰细胞膜中的磷脂合成，导致细胞膜功能紊乱和最终裂解。这种作用不同于其他类别杀菌剂[如苯酰胺(PA)、醌外抑制剂(QoI)和羧酸酰胺(CAA)类杀菌剂]，因此无交叉抗性风险。
生物效应：实验室研究显示，四唑吡氨酯对Pythium和Phytophthora的菌丝生长、游动孢子形成等生命周期阶段均有高效抑制。例如，对Pythium aphanidermatum的EC50值低至0.0009 mg/L，表明其极高的内在活性。
系统性：作为内吸性杀菌剂，它能通过植物组织传输，提供层流（Translaminar）活性，确保全面保护。
某文献的敏感性测试涵盖了528个分离株，涉及40种Pythium物种，所有物种均对四唑吡氨酯敏感，平均EC50值为0.000376 mg/L，证实其广谱性。这种新颖机制不仅高效，还延缓了抗性发展，使其成为综合抗性管理（IRM）策略的关键组成部分。
作用机制的研究仍在进行中，但现有数据足以证明四唑吡氨酯在卵菌防治中的革命性地位。
四、合成路径：专利保护与工艺挑战
四唑吡氨酯的合成路径是日本曹达的商业秘密，公开文献中披露有限。专利US 8,592,412覆盖了其合成方法，但未提供具体细节。从化学结构推断，合成主要涉及四唑环与肟基团的缩合反应，以及后续的官能团修饰。据上海萄菩化工中间体有限公司公开资料介绍，四唑吡氨酯的合成需要多步反应，反应方程式如下所示:
尽管公开信息有限，但合成路径的优化是全球化工企业的关注点。近年来，中国企业在农药中间体研发中表现活跃，例如上海萄菩化工中间体有限公司（Shanghai Top Intermediates Co., Ltd.）正在积极探索、优化四唑吡氨酯的生产工艺。根据公开资料，该公司专注于农药中间体的研发、生产与销售，其技术团队致力于优化合成路线，以提高生产效率和可持续性。这种本土研发努力有助于降低生产成本，并支持中国农业的绿色发展。
需要注意的是，合成路径的细节受专利保护，企业需通过合法途径获取许可。四唑吡氨酯的成功案例突显了产学研合作的重要性，未来可能有更多中国公司参与类似创新。
五、主要应用：从种子处理到草坪养护
四唑吡氨酯的应用领域广泛，主要分为农业种子处理、草坪和观赏植物保护。
1.农业种子处理
作物：玉米、大豆、谷物（如小麦）、蔬菜（如黄瓜、甜瓜）。Vayantis®作为种子处理剂，能防治Pythium和Phytophthora引起的种子腐烂和苗期立枯病。
使用率：玉米上，推荐剂量为0.0025-0.0125 mg ai/种子；大豆上为0.0015-0.0075 mg ai/种子。年最大用量限制为玉米0.007 lb ai/英亩，大豆0.017 lb ai/英亩。
优势：田间试验显示，四唑吡氨酯种子处理能提高出苗率和植株均匀度，尤其在冷湿条件下效果显著。与甲霜灵（Mefenoxam）等传统药剂相比，它对抗性菌株依然有效。
2.草坪和观赏植物
应用场景：高尔夫球场、运动场、住宅草坪、观赏植物（如玫瑰、菊花等）。四唑吡氨酯20WG和SC制剂对Pythium叶枯病、根腐病有良好防效。
安全性：在16种观赏植物中，15种无显著药害，仅玫瑰（Rosa sp.）在多次施用后出现轻微斑点，但总体可接受。
方法：可通过地面或航空设备施用，最小喷雾量1-4加仑/1000平方英尺。
应用数据的丰富性体现了四唑吡氨酯的适应性，使其成为综合病害管理的核心工具。
六、安全性与环境影响：科学评估的基础
四唑吡氨酯的安全性经过多国权威机构评估。日本食品安全委员会报告和美国EPA评估提供了毒理学和环境数据。
1.人类健康
毒理学：大鼠长期研究中，NOAEL（无观测不良效应水平）为2.34 mg/kg bw/天，ADI（每日允许摄入量）设定为0.023 mg/kg bw/天。四唑吡氨酯无神经毒性、生殖毒性或致畸性，但提示有致癌潜力（甲状腺滤泡腺瘤），机制与非遗传性阈值相关。
暴露风险：EPA评估认为，饮食和职业暴露风险低于关注水平，信号词为“Caution”（警惕），表明毒性较低。
2.环境影响
水生生物：对鱼类和无脊椎动物急性毒性低，但有中等径流潜力，需避免水体污染。
传粉者（Pollinators）：对蜜蜂急性接触和口服毒性低，分类为“ practically non-toxic”。
降解：在土壤中半衰期35-73天，主要降解产物为TZ-1E（异构体），毒性类似母体。
这些数据支撑了其可持续使用，先正达（Syngenta）和富美实（FMC）的农药标签均包含环境危害警告，强调缓冲区设置和合理施用。
七、主要制剂厂家：全球合作网络
四唑吡氨酯的制剂生产由多家跨国公司主导：
日本曹达：作为原研，负责原药生产和全球供应。
先正达（Syngenta）：通过许可协议，推出Vayantis®品牌，专注种子处理市场，其制剂有36% flowable concentrate。
富美实（FMC）：拥有草坪应用权利，商品名Serata™，其制剂有20% wettable granule。
其他：在韩国、欧盟等地，也有本地化登记。
这种合作模式确保了技术的快速扩散，先正达和富美实的参与加速了四唑吡氨酯在北美和欧洲的普及。厂家间的竞争也推动了制剂创新，例如水分散粒剂和悬浮剂的开发，提高了用户便利性。
八、中国研发动态：上海萄菩化工中间体有限公司的探索
在全球化背景下，中国企业正积极介入新型农药的研发。上海萄菩化工中间体有限公司作为一家新兴化工企业，致力于农药中间体的工艺优化，其研发团队正在研究四唑吡氨酯新的合成路径，旨在开发更经济、更环保的生产工艺。这种努力符合中国农药工业的升级趋势，有望降低对外依赖，并支持绿色农业目标。
九、结论
四唑吡氨酯代表了农药创新的前沿，其创制过程、新颖作用机制和广泛应用使其成为卵菌病害管理的里程碑。从日本曹达的基础研究到先正达和富美实的商业化，再到中国企业的本土研发，它体现了全球农业科技的融合。未来，随着抗性管理需求的增长，四唑吡氨酯有望在可持续农业中发挥更大作用，而合成工艺的优化将进一步推动其普及。本文力求为各位读者提供全面视角，但限于笔者水平有限，读者在应用时应参考最新标签和相关法律法规。
通过科学评估和合理使用，四唑吡氨酯不仅能保护作物，还能为环境可持续性贡献力量，这正是现代农药发展的核心方向。