近年新上市及開發(fā)的新農藥品種揭秘

為了適應不斷發(fā)展的農業(yè)生產需要，也為了盡快解決傳統(tǒng)農藥的毒性、抗性及對環(huán)境影響等問題，盡管新農藥開發(fā)難度越來越高，但人們仍花費了大量人力、物力、耗用了極大的精力，依然孜孜不倦地從事新農藥的開發(fā)，并不斷有不少新農藥問世，其中也有不少結構新穎，或作用機制獨特的新農藥系列或品種。如具雙酰胺結構的、以魚尼汀受體為作用對象的殺蟲劑類別；又如以琥珀酸脫氫酶為作用靶標的新殺菌劑類別；以及在除草劑中，雖然草甘膦和草銨膦為已使用了幾十年的傳統(tǒng)品種，仍有不少人進行深入的改造，也出現(xiàn)了新的草甘膦或草銨膦類似品種。另外，人們還對存在某些不足的殺蟲劑進行改進、修飾以彌補其不足，如新煙堿類殺蟲劑等。以下僅就三大類別的農藥品種分別予以闡述。

1 琥珀酸脫氫酶抑制劑類殺菌劑的形成及品種發(fā)展
1.1 琥珀酸脫氫酶抑制劑類殺菌劑的結構特點 琥珀酸脫氫酶抑制劑類殺菌劑是繼甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑后，又開發(fā)的具有新穎作用機制的一類農用殺菌劑。20世紀90年代中期甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑的問世，是農用殺菌劑發(fā)展史上一座里程碑，在各大類農藥中，殺菌劑是最容易產生抗性的類別。為此，人們必須不斷開發(fā)結構或作用機制新穎的殺菌劑。在殺菌劑發(fā)展史中，苯并咪唑類（代表品種有多菌靈、甲基硫菌靈）、三唑類（代表品種如粉銹寧、戊唑醇等），為具有歷史性意義的殺菌劑類別。但由于長期使用，不少病菌對這些類別殺菌劑產生嚴重抗性。為此，先正達等公司開發(fā)了以嘧菌酯為代表的新型殺菌劑，并迅速發(fā)展。由于廣泛應用，不久也發(fā)生了抗性。

鑒此，人們從結構及作用機制進行新穎殺菌劑的開發(fā)，以彌補甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑之不足。不少公司以她們在20世紀60~80年代開發(fā)的酰胺類殺菌劑如萎銹靈、滅銹胺、氟酰胺等殺菌劑品種為先導切入點，進行新殺菌劑的研發(fā)。上述3個殺菌劑都有一個共同的化學結構特點——即芳基酰胺結構。不少農藥科學工作者以此著手，開發(fā)了一批具此結構，并有十分良好殺菌活性的新穎殺菌劑品種，并于21世紀形成了新的殺菌劑類別。

1.2 芳基酰胺類殺菌劑的作用機制 激起人們對芳基酰胺類殺菌劑開發(fā)熱情，得益于對此類殺菌劑新穎作用機制的發(fā)現(xiàn)及它們特異的生物活性，特別是對擔子菌的活性。

眾所周知，呼吸鏈的電子傳遞系統(tǒng)是農藥主要作用靶標的重要途徑，也是殺菌劑主要作用靶標之一。

業(yè)已知曉，琥珀酸是生物TCA循環(huán)中的基質，是病原菌呼吸鏈電子傳遞系統(tǒng)中復合體Ⅰ、復合體Ⅱ及經CoQo至復合體Ⅲ必不可少的物質。而甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑通過阻礙病原菌復合體Ⅲ，從而破壞呼吸鏈電子傳遞系統(tǒng)而致效；多數(shù)芳基酰胺類殺菌劑即為通過對病原菌抑制呼吸鏈電子傳遞系統(tǒng)中復合體Ⅱ發(fā)揮作用，也就是通過抑制琥珀酸脫氫酶至復合體的合成阻礙病原菌呼吸而發(fā)揮作用。

雖然，甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑與芳基酰胺類殺菌劑均作用于病原菌的呼吸鏈、電子傳遞系統(tǒng)中，但后者則主要作用于琥珀酸脫氫酶上，故它與甲氧基丙烯酸酯類有不同的作用機制。當甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑發(fā)生抗性時，芳基酰胺類殺菌劑就成為有效、理想的替代品，使它們繼甲氧基丙烯酸酯類后成為新的殺菌劑類別。由于近年來甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑的迅速發(fā)展，為對付抗性也促使了芳基酰胺類殺菌劑迅猛發(fā)展。

1.3芳基酰胺類殺菌劑的品種變化沿革 早在1966年即已知曉芳基酰胺類殺菌劑的作用機制，而最早的此類殺菌劑品種也誕生于20世紀60年代。但是，真正形成SDHI系列，并迅速發(fā)展是在近幾年才對其作用機制進行了深入研究。表1為芳基酰胺類殺菌劑品種的發(fā)展變化情況。

表1 芳基酰胺類殺菌劑品種變化情況

上市年份	品種
20世紀60年代～70年代	防霉胺、萎銹靈、鄰酰胺、吡喃靈、氧化萎銹靈、環(huán)菌胺、拌種胺
20世紀80年代	滅銹胺、氟酰胺、麥銹靈
20世紀90年代后	呋吡菌胺、吡噻菌胺、啶酰菌胺、氟唑環(huán)菌胺、氟唑菌苯胺、氟唑菌酰胺、氟吡菌酰胺
正在開發(fā)的	bixafen、benzobindiflupyr、isopyrazam

2 魚尼汀受體作用劑類殺蟲劑的開發(fā)
目前魚尼汀受體作用劑類殺蟲劑均具有雙酰胺的結構此類殺蟲劑是繼新煙堿類殺蟲劑后為殺蟲劑開發(fā)的又一里程碑，也是人類在新殺蟲劑創(chuàng)制中一個創(chuàng)舉，此類殺蟲劑已成為人們開發(fā)的熱點。

2.1魚尼汀受體作用劑類殺蟲劑的作用機制 雙酰胺類殺蟲劑主要作用于昆蟲體內的魚尼汀受體。該類藥劑進入昆蟲體內后，通過誘導細胞中魚尼汀受體活化，使內源鈣離子庫的鈣離子釋放，進而導致昆蟲死亡。鑒于魚尼汀受體是一個對胞內鈣離子的釋放具有調控作用的四聚體通道蛋白，對昆蟲肌肉運動控制起著十分關鍵的作用。由于該類藥劑能選擇性地調節(jié)擾亂通道中鈣離子的釋放，從而破壞肌肉細胞收縮中對鈣離子的需求，阻礙了肌肉進一步收縮，致使害蟲停止取食、失卻活力、出現(xiàn)回吐、肌肉麻痹等中毒癥狀，最終死亡。

2.2 魚尼汀受體作用劑類殺蟲劑的結構特征及品種發(fā)展 現(xiàn)已得知，雙酰胺化學結構是至今為止開發(fā)的魚尼汀作用劑類殺蟲劑的基本結構特征。最早的此類殺蟲劑為日本農藥公司開發(fā)的氟蟲雙酰胺。以后，美國杜邦公司根據氟蟲雙酰胺的結構開發(fā)了同具雙酰胺基的鄰甲酰氨基苯甲酰胺結構的魚尼汀受體作用劑類殺蟲劑氯蟲苯甲酰胺和溴氰蟲酰胺，圖4即為此3個雙酰胺類殺蟲劑的化學結構。

由于上述3個雙酰胺類殺蟲劑的成功開發(fā)，更由于此類殺蟲劑超高的殺蟲效果、極高的安全性及獨特的作用機制，激起了其他公司對此類殺蟲劑開發(fā)熱點。并研發(fā)了一批具有卓著殺蟲活性的雙酰胺類殺蟲劑。同樣，我國也有不少研究院（所）和大學也研發(fā)了一批此類化合物。

2.2.1國外公司研發(fā)的雙酰胺類殺蟲劑 從世界超級大公司研發(fā)的此類化合物看，它們均圍繞雙酰胺的結構，但僅有局部變化。

先正達公司除了與杜邦公司合作進行氯蟲苯甲酰胺的制劑及混劑的銷售外，自身也進行了此類殺蟲劑的創(chuàng)制，其中圖5所示化合物為該公司開發(fā)的雙酰胺類殺蟲劑中，引人關注的化合物。先正達公司研發(fā)的此類品種保持了日本農藥公司的N-吡啶基吡唑的結構，僅將吡唑基上的酰胺基取代的芳基進行了變換，改成了萘基、喹啉基或苯并呋喃基及苯并吡唑基等。也有在另一酰胺基氮原子上連接了亞磺酰胺基。拜耳公司通過與第一個此類殺蟲劑——氟蟲雙酰胺的開發(fā)者——日本農藥公司合作，在此殺蟲劑的銷售上獲得很大利益。從結構上，拜耳公司借鑒了日本農藥公司鄰苯二酰胺的結構，通過在一酰胺基上連接甲磺�；�或綴入了杜邦公司開發(fā)的氯蟲苯甲酰胺中吡唑基團或三唑基團等成功研發(fā)了一批雙酰胺類殺蟲化合物。

2.2.2我國研究院所研發(fā)的雙酰胺類殺蟲劑 自雙酰胺類殺蟲劑問世后，我國眾多的農藥研發(fā)單位均投入了此類殺蟲劑的創(chuàng)制，包括沈陽化工研究院、湖南化工研究院、浙江化工研究院、江蘇農藥研究所、華東理工大學、貴州大學、上海應用技術學院等，這些單位均以氯蟲苯甲酰胺的N-氯代吡啶基吡唑為基本母體結構進行修飾。唯有華東理工大學藥物所設計合成的圖8所示化合物，與其他研發(fā)的雙酰胺類殺蟲化合物有較大區(qū)別。

3幾個新開發(fā)值得關注的農藥品種
除了開發(fā)結構或作用機制新穎的農藥品種外，人們還對一些具有卓著效果，但在毒性、環(huán)境等存在某些問題的農藥類別或品種進行改造或應用上的研究，開發(fā)了一批或對環(huán)境安全、或能擴展應用范圍、或能減少用量提高藥效的品種。本文筆者就認為有一定發(fā)展前途的品種予以介紹。

3.1殺菌劑
3.1.1葉菌唑和種菌唑
葉菌唑和種菌唑均為三唑類殺菌劑，它們的結構式十分相似，僅在環(huán)戊基上取代基不一樣。葉菌唑為環(huán)戊基2-位上由2個甲基取代，而種菌唑上則由異丙基取代。該2個殺菌劑均由日本吳羽公司所開發(fā)。葉菌唑通過莖葉處理用于麥類防治銹病、白粉病、穎枯病等多種麥類重大病害。為了解決其他殺菌劑抗性等問題，巴斯夫公司收購了該劑并在麥類病害防治中得到了很好的應用，使之成為超級大品種。

種菌唑主要用于水稻，通過種子處理防治水稻惡苗病、稻瘟病等病害及防治其他作物種傳病害。隨著種子處理劑市場的不斷發(fā)展，引起人們對該劑關注。最近，拜耳公司收購了該殺菌劑，毫無疑問其將得到迅猛發(fā)展。

3.1.2苯噻菌胺酯
該殺菌劑系由日本組合化學與拜耳公司共同開發(fā)的氨基酰胺類殺菌劑，作用機制尚在研究中，估計為細胞壁合成抑制劑。該劑被推薦用于果樹、蔬菜防治疫病、霜霉病等。鑒于此殺菌劑有新的作用機制，并與芳基酰胺類殺菌劑均無交互抗性，有望作為解決此二類殺菌劑抗性問題的藥劑。由于合成難度較大，故成本較高，故雖目前市場較小，但如遇抗性問題出現(xiàn)的緊急情況時，可發(fā)揮該藥劑的作用。

3.2殺蟲劑 業(yè)已知曉，現(xiàn)有的以吡蟲啉為代表的新煙堿類殺蟲劑及雙酰胺類結構的殺蟲劑也有其不足之處，前者對蜜蜂的毒性問題，以致全球不少地區(qū)對其禁止或者限制使用；后者則對刺吸式口器的害蟲效果不
十分理想。為此，人們在不斷進行能克服上述不足的新穎殺蟲劑的研發(fā)。以下介紹的2個品種可見一斑。

3.2.1 氟啶蟲酰胺
氟啶蟲酰胺為日本石原產業(yè)創(chuàng)制，并與FMC公司合作開發(fā)。該劑具有煙堿結構，可用于谷物、果樹、蔬菜、水稻、棉花等眾多作物，防治刺吸式口器害蟲。此殺蟲劑施用后還能迅速引起害蟲拒食，估計具有新的作用機制。由于氟啶蟲酰胺對蜜蜂低毒，為＞60μg/只（經口），而噻蟲嗪、吡蟲啉均為＜0.30μg/只.故其有望作為替代吡蟲啉、噻蟲嗪等對蜜蜂高毒的新煙堿類殺蟲劑。

3.2.2cyclaniliprole
該劑為日本石原產業(yè)公司所開發(fā)。它雖具雙酰胺結構，但據報道其并非完全為魚尼汀受體作用劑，與其他雙酰胺殺蟲劑一樣，該劑對鱗翅目害蟲有效，同時其還彌補了其他雙酰胺殺蟲劑之不足，對飛虱、蚜蟲等刺吸式口器害蟲亦有相當?shù)姆乐涡Ч�，對此值得關注。

3.3除草劑 新的除草劑問世品種甚多，但近幾年未出現(xiàn)新的系列品種。然而，由于抗除草劑轉基因作物的出現(xiàn)，使此類除草劑獲得了相當?shù)陌l(fā)展，包括制造工藝的改進及對品種的改造，包括對全球銷售市場最大的傳統(tǒng)品種——草甘膦、草銨膦也進行了改造。

3.3.1 光活性草銨膦
光活性草銨膦系由日本明治制藥公司所開發(fā)，為草銨膦的光學拆分物（P體）。該劑可使草銨膦的活性提高近1倍，現(xiàn)被推薦用于水稻、果樹、蔬菜、花卉、樹木等作物田。

3.3.2 草甘膦鉀鹽
草甘膦鉀鹽系將金屬離子鉀取代于膦酸基上而不是在傳統(tǒng)的酸根上取代。該劑由原捷利康（現(xiàn)先正達公司）所開發(fā)。其改善了草甘膦三甲銨鹽的藥效。它的作用機制、毒性、施藥方法、注意事項等可參見草甘膦。此草甘膦鹽化合物的開發(fā)給人們提供了一種思路，此亦為開發(fā)新農藥的一種方法。