作者:張莎莎
引言
嘧啶肟草醚(pyribenzoxim)是由韓國 LG化學集團研發的嘧啶水楊酸類除草劑,是在磺酰脲類除草劑結構基礎上的優化除草劑,克服了磺酰脲類除草劑易產生抗性和殘留期過長對后茬作物存在藥害的危害。該除草劑已過專利保護期,是當前國內農藥生產企業關注的熱門品種之一。
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嘧啶肟草醚的結構式
作用機理
嘧啶肟草醚通過抑制乙酰乳酸合成酶(ALS)的活性,抑制支鏈氨基酸的生物合成。該藥能被雜草莖葉吸收,上下傳導到幼芽和根系,導致幼芽和根系生長停滯,心葉發黃,逐步全株枯死。
嘧啶肟草醚為光活性化除草劑,需有光才能發揮作用。其主要適用于水稻移栽田、拋秧田、直播田,防治對象包括稗草、稻稗、稻李氏禾、匍莖剪股穎、野慈姑、澤瀉、雨久花、鴨舌草、眼子菜、狼把草、扁稈藨草、三江藨草、谷精草、疣草、異型莎草、水莎草等,一次施藥可防除水稻田絕大多數雜草,是水稻莖葉處理劑中作為單劑殺草譜最廣的除草劑品種。
優勢
二、嘧啶肟草醚的特點
1. 殺草譜廣
嘧啶肟草醚可有效防除水稻田單雙子葉雜草和莎草,如稗草、稻李氏禾、扁稈藨草、日本藨草、螢藺、陌上菜、雨久花、野慈姑、節節菜、眼子菜、四葉萍、鴨舌草、澤瀉、牛毛氈、異型莎草、碎米莎草等,一次施藥可防除水稻田絕大多數雜草,是水稻莖葉處理劑中作為單劑殺草譜最廣的除草劑品種。
2. 內吸傳導性
嘧啶肟草醚能快速被雜草的莖葉吸收,上下傳導起到除草效果。
3. 使用廣泛
可用于水稻直播田、插秧田、拋秧田。
4、易降解、殘留小
嘧啶肟草醚施入水稻田后,在土壤中容易降解,土層積累較少,對環境污染也較小。
5. 混配性強
嘧啶肟草醚對馬唐、千金子防除效果較差,可與氰氟草酯復配使用,也可以與五氟磺草胺、二氯喹啉酸等藥劑混用。
6. 投入產出比高
由于嘧啶肟草醚殺草譜廣,除草效果好,一次用藥即可防除水稻田絕大多數雜草,能夠節省多次用藥的藥劑成本和用工成本,同時由于除草徹底有利于水稻前期生長,提高水稻產量,因此投入產出比高于其他除草劑。
制備方法
目前已知的最為經典的嘧啶肟草醚生產技術由韓國LG公司發明,以2,6-二羥基苯甲酸為原料,與酸酐反應生成2,6-二乙酰苯甲酸,然后在二氯亞砜的存在下與二苯酮肟反應生成O-[2,6-雙(乙酰氧基)苯甲酸]二苯酮肟,后在K2CO3的催化下與4,6-二甲氧基-2-甲磺酰基嘧啶反應得到嘧啶肟草醚(見下圖)。該技術反應過程復雜,環境污染嚴重,生產成本高。在生成2,6-二乙酰苯甲酸的過程中,由于2個羥基要同時進行保護,難以得到純的產品,同時合成目標化合物時,要同時上2個嘧啶基團,空間位阻大,嚴重影響收率。總收率約為19%。
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方案二:以2,6-二羥基苯甲酸和糠醛為原料,經縮醛反應得到5-羥基-2-呋喃基-4H-1,3-苯并二噁-4-酮,然后與2-甲磺酰基-4,6-二甲氧基嘧啶在K2CO3為縛酸劑的條件下醚化得到5-[(4,6-二甲氧基嘧啶-2-氧基)-2-呋喃-4H-l,3-苯并二噁-4-酮,再以DMF為溶劑,先后與二苯酮肟和2-甲磺酰基-4,6-二甲氧基嘧啶在堿性條件下反應得到嘧啶肟草醚,總收率可以達到約50%(見下圖)。但是該方案路線較長,操作繁瑣,缺乏后續產業化報道。
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方案三:為本課題組開發的具有自主知識產權的以雙草醚為原料與二苯酮肟一步縮合制備嘧啶肟草醚專利技術(見下圖)。該技術大為簡化生產流程,合成總收率可達91%。與LG公司原始技術相比,該技術的應用將嘧啶肟草醚總收率提高了5.36倍,生產成本降低了44%,實現綠色化學技術產業化。目前已獲得95%嘧啶肟草醚原藥、10%嘧啶肟草醚可分散油懸浮劑和5%嘧啶肟草醚乳油的農藥登記證,并已在全國進行推廣。但是該過程會生成大量副產物二環己基脲,如果不處理將成為固體廢渣,影響可持續生產嘧啶肟草醚。
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???方案四是在方案3的基礎上,以雙草醚為原料先進行酰化反應,所得酰氯中間體與二苯甲酮肟在縮合催化劑的作用下進行酯化縮合得到目標化合物嘧啶肟草醚(見圖7)。實驗室收率可以達到92.2%,同時過程中可取消保護氣體通入,有效簡化生產操作及設備要求。
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登記
嘧啶肟草醚由韓國LG生命科學有限公司創制、開發和生產,1997年,J.H.Cho等在英國布萊頓植保會議上報道。該產品用于水稻、小麥、大麥和草坪等,芽后廣譜防除禾本科雜草、闊葉雜草和莎草科雜草。
1997年2月,嘧啶肟草醚在韓國登記;1998年,在韓國上市,用于水稻,商品名Pyanchor。
1999年,LG化學和羅姆-哈斯公司簽訂市場和銷售協議。根據該協議,羅姆-哈斯獲得了在拉丁美洲、歐洲和美國市場嘧啶肟草醚產品Pyanchor的獨家銷售權,而LG化學保留了其在亞洲的所有權利。然而隨著陶氏益農收購了羅姆-哈斯公司,該產品的市場和銷售權重歸LG生命科學公司所有。
2000年,嘧啶肟草醚在中國上市,用于水稻,商品名為韓樂天。
2001年,嘧啶肟草醚在越南上市,用于水稻,商品名為Pycnchor。
2002年,嘧啶肟草醚在巴拿馬上市,用于水稻,商品名為Pyanchor。
2004年,嘧啶肟草醚在韓國登記,用于水稻,商品名為Cleanshot。
2009年,嘧啶肟草醚在美國獲得了登記,商品名為Kixor,2010年,以Sharpen, OpTill, Integrity 和 Treevix四個商品進行銷售。
截止到2023年2月,嘧啶肟草醚尚未在歐盟。
截至目前,在我國登記有效期內的嘧啶肟草醚產品有53個(見下圖),其中,原藥登記10個;單劑產品19個,劑型以乳油和可分散油懸浮劑為主;復配劑產品24個,與氰氟草酯、五氟磺草胺、丙草胺等復配。
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前景應用
嘧啶肟草醚具有良好的雜草防除功效,除草作用靶標點較多,加之大面積使用時間較短,對稗草有極高的活性,同時其復配藥劑的開發,可以進一步完善其雜草防除效果和除草譜,降低除草劑的用量,延緩了雜草抗性的產生,增加了作物產量,且降低了農藥的殘留,其未來市場前景相當廣闊。
參考文獻:
(1)?高效除草劑嘧啶肟草醚研究進展,農藥, 2019, 58(6): 398-402.
(2)?未來水稻田除草劑登記的熱點產品——嘧啶肟草醚,農藥市場信息,雜志第12期