环己烯酮类除草剂是除草剂中重要的一类,此类除草剂最早开发于20世纪60年代。日本曹达公司在开发苯螨特时发现了此类化合物的除草活性,进而开发了一系列化合物,形成了环己烯酮类除草剂系列。
环己烯酮类除草剂通过抑制乙酰辅酶A羧化酶(ACCase),破坏脂肪酸的生物合成,从而阻碍植物生长。此类除草剂仅对禾本科植物的乙酰辅酶A羧化酶有效,对阔叶植物的乙酰辅酶A羧化酶并无活性,故对阔叶作物呈现了很好的安全性。为此,不少人致力于此类除草剂的开发、上市。
1 环己烯酮类除草剂品种和市场
在1998年,全球环己烯酮类除草剂的市场为3.30亿美元;2002年下跌至2.41亿美元;至2003年则有所上升,为2.95亿美元;2005年迅速增加到3.90亿美元,占除草剂市场的2.4%;2007年其仍为3.90亿美元,占除草剂市场的2.1%;2009年环己烯酮类除草剂市场达4.10亿美元,占除草剂市场的2.1%。估计到2014年将达4.15亿美元。
此类除草剂共有11个品种,目前上市的共7个品种。在11个品种中,最早开发的为禾草灭,该除草剂于1977年就己上市,但在2003年已退出了市场。表1为目前上市的7个品种上市日期和历年来的销售额。而图1则为此7个品种的结构式和开发公司。
表 1 环己烯酮类除草剂品种、上市时间及市场(亿美元)
品种 |
上市时间 |
2003 年 |
2005 年 |
2007 年 |
2009 年 |
烯草酮 |
1987 |
1.20 |
1.80 |
1.80 |
2.05 |
三甲苯草酮 |
1986 |
0.60 |
0.80 |
0.75 |
0.70 |
烯禾啶 |
1981 |
0.30 |
0.50 |
0.55 |
0.45 |
吡喃草酮 |
2001 |
0.35 |
<0.30 |
<0.30 |
0.45 |
噻草酮 |
1987 |
0.25 |
<0.30 |
<0.30 |
<0.30 |
环苯草酮 |
1999 |
<0.25 |
<0.30 |
<0.30 |
<0.30 |
丁苯草酮 |
1995 |
<0.25 |
<0.30 |
<0.10 |
<0.10 |
禾草灭 |
1977 |
<0.10 |
— |
— |
— |
合计 |
|
2.95 |
3.90 |
3.90 |
4.10 |
表 2 我国环己烯酮类除草剂的生产企业、年生产能力及年产量(估计) *
品种 |
生产企业 |
年生产能力 /t |
估计年产量 /t |
烯草酮 |
山东先达化工 |
1,200 |
800 |
中化沈阳科创 |
1,000 |
500 | |
河北万全 |
300 |
300 | |
江苏长青 |
500 |
300 | |
沧州科润 |
300 |
200 | |
烯禾啶 |
山东先达化工 |
|
150 |
中化沈阳科创 |
|
100 | |
沧州科润 |
|
80 | |
三甲苯草酮 |
中化沈阳科创 |
100 |
|
* 国外公司,中估计日本曹达的烯禾啶年产量为 500t ,日本阿里斯达烯草酮的年产量为 600t 。国内公司的产能和产量数据仅供参考。
表 3 近几年来我国烯草酮的出口情况
年份 |
2008 |
2009 |
2010 |
2011 |
出口量 / t (估计) |
800 |
1,000 |
1,500 |
>3,000 |
烯草酮(clethodim)
Chevron公司研制,日本住友化学公司开发,日本住友、日本阿里斯达、以色列马克西姆公司生产。1980年11月25日中请专利。
三甲苯草酮(tralkoxydim)
原捷利康公司(现为先正达公司)研制,先正达公司生产。1981年11月20日申请专利。
烯禾啶(sethoxydim)
日本曹达公司研制,日本曹达、巴斯夫公司生产。1977年5月23日申请专利。
吡喃草酮(tepraloxydim)
巴斯夫日本公司研制,日本曹达、巴斯夫公司生产。1991年11月7日申请专利。
噻草酮(cycloxydim)
巴斯夫公司研制并生产,1981年5月29日申请专利。
环苯草酮(profoxydim)
巴斯夫公司研制并生产,1990年5月9申请专利。
丁苯草酮(butroxydim)
原捷利康公司研制,先正达公司生产。1991年6月4日申请专利。
图1 目前上市的环己烯酮类除草剂
3 环己烯酮类除草剂的发展趋势
2009年,在各类除草剂中,环己烯酮类除草剂排在第7位,而在49个销售额上亿美元的除草剂品种中,烯草酮则排位14,属大型品种。其在环己烯酮类除草剂中可谓独树一帜,尤其在大豆田应用中,它具有举足轻重的地位。在大豆田除草剂品种中,其位列第2,仅次于草甘膦。其在抑制乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)类除草剂中也位列前茅。
抑制ACCase类除草剂主要有两大类,一是环己烯酮类,另一类为芳氧苯氧丙酸类。用于大豆田的苯氧丙酸类除草剂主要有精吡氟禾草灵(精稳杀得)、精氟吡甲禾灵(精盖草能)和精喹禾灵等。较之上述芳氧苯氧丙酸类除草剂中的精吡氟禾草灵及精氟吡甲禾灵,烯草酮的生产和使用成本更低,尤其经进一步工艺改进后,烯草酮的优势将更加显现;而较之精喹禾灵,烯草酮的杀草谱更广。故烯草酮的市场优于用于大豆田的相同作用机制的其他结构除草剂。这也是近几年烯草酮迅速发展的缘由。
cloproxydim
CGA215684
图2 cloproxydim和CGA215684的结构式
近年来,国内外烯草酮均呈现快速增长趋向。同时,随着人们对该药剂的进一步认识,其会进一步取代其他除草剂品种。再则,目前该药剂不仅用于大豆田,其用途还在不断扩展,例如在油菜田所用前10位除草剂中,其也列为第7位;在甜菜田中也列于第9位;在向日葵中列为第10位。此外,该除草剂还可在棉花和蔬菜等阔叶作物及非耕地上应用。随着杂草对草甘膦抗性的不断产生,将烯草酮与草甘膦混配作为抵御抗性的手段之一。此也为烯草酮提供了很好的市场前景。
由上可见,环己烯酮类除草剂的市场将会进一步扩展,特别是烯草酮和吡喃草酮等品种。