环丙唑醇(cyproconazole)是山道士(现先正达)公司开发的三唑类杀菌剂,为甾醇脱甲基化抑制剂。其为内吸传导型杀菌剂,具有保护、治疗和铲除作用。环丙唑醇杀菌谱广,持效期长,适用于谷物、玉米、水稻、大豆、油菜、棉花、甜菜、其他果蔬等,防治由壳针孢菌、喙孢菌、尾孢菌、柱隔孢菌等多种病原菌引起的病害,对大豆亚洲锈病防效卓越。
总体而言,环丙唑醇是个市场成长性较好的品种。2013年前其全球销售额呈高速增长态势,并于2013年达到销售峰值6.10亿美元;2014年后销售额下降幅度较大,2015年全球市场降至4.55亿美元,2016年至4.50亿美元。其2010—2015年复合年增长率为12.7%。
环丙唑醇全球销售额的增长不仅得益于其良好的防效,还得益于其良好的配伍性。其不仅是甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂最好的配伍品种,还是SDHI类杀菌剂重要的配伍品种。
环丙唑醇广泛的防治谱,优良的配伍性,使得其成为谷物用杀菌剂、大豆用杀菌剂市场的领先品种。
1 理化性质
IUPAC名称:(2RS,3RS;2RS,3SR)-2-(4-氯苯基)-3-环丙基-1-(1H-1,2,4-三唑-1-基)丁-2-醇;CA名称:α-(4-氯苯基)-α-(1-环丙基乙基)-1H-1,2,4-三唑-1-乙醇。CAS登录号:[94361–06–5]未注明立体结构,以前为[113096–99–4];[94361–07–6] (2RS,3SR)-异构体。开发代号:SAN 619 F(山道士)。其他名称:环唑醇;环菌唑;Akenaton(Rocca);Alto、Atemi、Bialor、Paindor、Solima、Synchro、Vitocap(先正达);Caddy、Caddy Arbo、Fort、Mohawk(拜耳);Cipren(Chemia);Shandon(Barclay)。
环丙唑醇原药是2种非对映异构体(约1︰1)混合物,为无色固体。其相对分子质量为291.8,分子式为C15H18ClN3O。结构式如下:
环丙唑醇熔点为106.2~106.9℃;沸点>250℃;蒸气压为2.6×10-2 mPa (25℃);KowlogP=3.1;亨利常数:5.0×10-5 Pa·m3·mol-1;相对密度:1.25。溶解度:水中溶解度为93 mg/L(22℃);在丙酮中的溶解度为360 g/L,乙醇中为230 g/L,甲醇中为410 g/L,DMSO中为180 g/L,二甲苯中为120 g/L,甲苯中为100 g/L,二氯甲烷中为430 g/L,乙酸乙酯中为240 g/L,正己烷中为1.3 g/L,辛醇中为100 g/L(25℃)。稳定性:大约115℃时发生氧化分解,大约300℃时发生热分解;在50℃、pH 4~9的水溶液中稳定5 d。
2 环丙唑醇的毒性资料
2.1 哺乳动物毒性
雄大鼠急性经口LD50为350 mg/kg,雌大鼠为1,333 mg/kg,雄小鼠为200 mg/kg,雌小鼠为218 mg/kg。大鼠和兔急性经皮LD50>2,000 mg/kg。对兔皮肤和眼睛无刺激性,对豚鼠皮肤无刺激性,也无致敏作用。大鼠吸入LC50(4 h)>5.65 mg/L(空气)。狗NOEL(1 y)为3.2 mg/(kg b.w.);大鼠NOEL(2 y)为2 mg/(kg b.w.)。ADI:(BfR)0.01 mg/(kg b.w.) [2002];(EPA)0.01 mg/(kg b.w.) [1993]。其他:Ames试验显示无致突变性。毒性分级:WHO(有效成分)III。EC分级:R63|Xn;R22|N;R50,R53。
2.2 生态毒性
鸟类:山齿鹑急性经口LD50为131 mg/kg(2次试验的几何平均值)。山齿鹑饲喂LC50(5 d)为856 mg/kg(饲料)(2次试验的几何平均值);野鸭为851 mg/kg(饲料)。鱼类:鲤鱼LC50(96 h)为20 mg/L,虹鳟为19 mg/L,蓝鳃太阳鱼为21 mg/L。水溞:LC50(48 h)>26 mg/L。藻类:淡水藻(Scenedesmus subspicatus)EC50(96 h)为0.077 mg/L。蜜蜂:LD50(接触,24 h)>0.1 mg/蜂;(经口,24 h)>1 mg/蜂。蚯蚓:LC50(14 d)为335 mg/kg(干土)。
祝小祥等在室内采用药膜法测定了6种三唑类杀菌剂对稻螟赤眼蜂(Trichogramma japonicum Ashmead)、亚洲玉米螟赤眼蜂(T. ostriniae Pang et Chen)和拟澳洲赤眼蜂(T. confusum Viggiani)成蜂的急性毒性,并进行了风险评估。6种三唑类杀菌剂对赤眼蜂的毒性次序为:氟环唑>苯醚甲环唑、种菌唑>环丙唑醇、戊唑醇和己唑醇。其中,环丙唑醇对3种赤眼蜂的LC50为6,434.33~10,304.13 mg/L。风险评估结果显示,环丙唑醇对3种赤眼蜂均为低风险。
2.3 环境归趋
动物:哺乳动物经口摄入后,环丙唑醇在体内被快速吸收,并广泛代谢和排泄,DT50约为30 h,不会在生物体内富积。植物:在不同作物上,环丙唑醇代谢途径类似,主要代谢物是环丙唑醇母体。土壤和环境:在土壤中,环丙唑醇代谢速度中等;实验室DT50约4个月(n=8),田间DT50约40 d(n=37)。其不会在土壤中累积,也不具有淋溶作用。土壤吸收Koc为364 mL/g。水解和光解稳定,在水生系统中(n=2),DT50为5.6 d(水中)、DT50>1 y(整个系统)。
3 环丙唑醇的作用机理及其应用
环丙唑醇为甾醇脱甲基化抑制剂,通过抑制病原菌甾醇生物合成中细胞色素P450的C14去甲基过程,阻碍真菌细胞壁的形成。环丙唑醇为内吸性杀菌剂,具有保护、治疗和铲除作用。施药后,环丙唑醇被植株快速吸收,并向顶传导。
环丙唑醇作用谱广,可有效防治作物上由壳针孢菌(Septoria)、喙孢菌(Rhynchosporium)、尾孢菌(Cercospora)、柱隔孢菌(Ramularia)、小菇菌(Mycena)、核盘菌(Sclerotinia)、丝核菌(Rhizoctonia)等病原菌引起的病害,如小麦白粉病、散黑穗病、纹枯病、雪腐病、全蚀病、腥黑穗病,大麦云纹病、散黑穗病、纹枯病,玉米丝黑穗病,高粱丝黑穗病,甜菜菌核病,咖啡锈病,苹果斑点落叶病和梨黑星病等。值得一提的是其对大豆亚洲锈病防效卓越。环丙唑醇持效期长,防治麦类锈病持效期为4~6周,防治白粉病持效期为3~4周。
中国农业科学院植保所比较了环丙唑醇与其他三唑类杀菌剂丙环唑、苯醚甲环唑、三唑酮对小麦白粉菌的毒力。结果显示,4种杀菌剂中,环丙唑醇毒力最大,EC50值为0.55 μg/mL,其他依次为苯醚甲环唑、丙环唑、三唑酮。
王爱玲等采用不同剂量的40%环丙唑醇悬浮剂进行小麦条锈病田间防治试验。结果表明:40%环丙唑醇悬浮剂在有效成分用量为108 g/hm2时,对小麦条锈病的防效达到96.34%,与15%三唑酮可湿性粉剂157.5 g/hm2处理间存在极显著差异。此外,环丙唑醇还能够提高小麦产量。
环丙唑醇施用质量浓度在1~20 μg/mL时,对小麦株高、鲜重无影响;在5~20 μg/mL时,小麦叶尖发黄但不影响小麦生长。
除了在农业上应用外,环丙唑醇还用于园艺、森林、木材防腐等非农领域。席丽霞等研究了环丙唑醇制剂的防腐性能。结果表明,环丙唑醇对褐腐菌、白腐菌均具有很好的抑制效果。
尽管环丙唑醇具有广泛的杀菌谱、优异的杀菌活性,但与其他三唑类杀菌剂类似,其作用位点单一,病原菌对其极易产生抗性。由于其在谷物和大豆上的广泛使用,导致病原菌抗性发展较快。
4 环丙唑醇的市场开发
1988年,环丙唑醇由山道士公司(现先正达)首先推向市场,商品名为Alto,后来成为先正达谷物杀菌剂的成员之一,并很快成为欧洲谷物市场的领导者。由于反垄断的原因,2000年,先正达公司将环丙唑醇在欧洲的业务转让给拜耳公司,同年,剥离给拜耳的产品还有肟菌酯(trifloxystrobin)。两大公司同时经营该品种,市场快速增长。
4.1 环丙唑醇的全球市场地位
三唑类杀菌剂经历40多年的应用和发展,目前广泛应用的品种有20多个,占据全球杀菌剂市场份额的1/4。环丙唑醇是三唑类杀菌剂的重要品种。
环丙唑醇全球销售额在2013年前呈上升趋势,并于2013年达到销售峰值6.10亿美元。2014年,其以5.95亿美元的销售额占据三唑类杀菌剂的销售榜首。2015年,其销售额大幅下降,降幅达23.5%,但2010—2015年复合年增长率为12.7%,复合年增长率仅排在种菌唑之后。其2011—2016年复合年增长率为5.2%。总体而言,环丙唑醇是个市场成长性较好的品种。
表1 环丙唑醇全球销售额
年份 |
全球销售额(亿美元) |
同比(%) |
2010 |
2.50 |
|
2011 |
3.50 |
+40.0 |
2012 |
3.60 |
+2.9 |
2013 |
6.10 |
+69.4 |
2014 |
5.95 |
-2.5 |
2015 |
4.55 |
-23.5 |
2016 |
4.50 |
-1.1 |
2014年,环丙唑醇以5.95亿美元的销售额位居全球前十大杀菌剂的第五位,居三唑类杀菌剂的榜首。2015年,环丙唑醇跌至全球前十大杀菌剂的第九位,位居三唑类杀菌剂第三位,排在戊唑醇、氟环唑之后。2016年,环丙唑醇位列全球前十大杀菌剂的第九位,依然位居三唑类杀菌剂的第三位,排在戊唑醇、氟环唑之后。
4.2 环丙唑醇的细分市场
4.2.1 2015年环丙唑醇的细分市场
自环丙唑醇广泛应用于拉丁美洲大豆,拉丁美洲便成为环丙唑醇第一大地区市场。2015年,情况依旧。这一年,环丙唑醇在拉丁美洲实现销售额2.90亿美元,占4.55亿美元全球市场的63.7%。欧洲是环丙唑醇的第二大地区市场,2015年,环丙唑醇在欧洲的销售额为0.79亿美元,占其全球市场的17.4%。拉丁美洲和欧洲市场占其总市场的81.1%。环丙唑醇在其他地区的销售比较有限。环丙唑醇在拉丁美洲主要用于大豆,在谷物和玉米上也有一定应用,其还占据非农用领域一定的市场份额。在欧洲,环丙唑醇主要用于谷物,在其他果蔬上也有重要应用。
2015年,大豆是环丙唑醇主要用药作物。这一年,大豆用环丙唑醇全球市场为1.92亿美元,占4.55亿美元的42.2%。谷物是其第二大用药作物,环丙唑醇在谷物上实现0.85亿美元的销售额,占环丙唑醇销售额的18.7%。环丙唑醇在非农领域实现销售额1.21亿美元,占其总市场的26.6%。
表2 环丙唑醇2015年细分市场(百万美元)
地区 |
谷物 |
玉米 |
水稻 |
大豆 |
油菜 |
向日葵 |
棉花 |
甜菜 |
甘蔗 |
马铃薯 |
葡萄 |
梨果 |
其他果蔬 |
其他/非农用 |
总计 |
亚洲 |
6.57 |
0.01 |
0.03 |
|
|
|
|
|
|
|
0.02 |
0.39 |
0.59 |
1.82 |
9.43 |
欧洲 |
51.79 |
0.01 |
|
|
5.19 |
0.39 |
|
2.74 |
|
|
3.85 |
0.08 |
11.73 |
2.92 |
78.69 |
拉丁美洲 |
26.85 |
15.10 |
3.35 |
191.63 |
0.04 |
|
6.77 |
0.05 |
0.97 |
0.07 |
0.08 |
|
2.04 |
43.09 |
290.03 |
中东和非洲 |
0.05 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.01 |
0.32 |
0.05 |
0.43 |
NAFTA |
0.10 |
2.01 |
|
0.72 |
|
|
0.05 |
|
|
|
|
|
|
1.11 |
3.99 |
其他地区 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
72.43 |
72.43 |
总计 |
85.36 |
17.12 |
3.38 |
192.35 |
5.23 |
0.39 |
6.82 |
2.79 |
0.97 |
0.07 |
3.94 |
0.49 |
14.67 |
121.42 |
455.00 |
2015年,巴西是环丙唑醇的第一大用药国,是其最重要的市场。这一年,环丙唑醇在巴西的销售额为2.22亿美元,占4.55亿美元总市场的48.8%。其后依次为:阿根廷、法国、英国、巴拉圭、西班牙、俄罗斯、澳大利亚等。
表3 环丙唑醇2015年主要国家市场(百万美元)
国家 |
谷物 |
玉米 |
水稻 |
大豆 |
油菜 |
棉花 |
甜菜 |
甘蔗 |
马铃薯 |
葡萄 |
其他果蔬 |
其他/非作物 |
总计 |
巴西 |
14.50 |
11.59 |
1.55 |
147.15 |
|
6.67 |
|
0.97 |
0.01 |
0.03 |
0.49 |
38.56 |
221.52 |
其他 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
72.43 |
72.43 |
阿根廷 |
7.64 |
3.24 |
|
21.20 |
|
|
|
|
|
|
1.15 |
|
33.23 |
法国 |
19.82 |
|
|
|
1.32 |
|
|
|
|
|
3.80 |
|
24.94 |
英国 |
6.98 |
|
|
|
2.80 |
|
2.42 |
|
|
|
1.59 |
0.02 |
13.81 |
巴拉圭 |
|
|
|
13.34 |
|
|
|
|
|
|
|
|
13.34 |
西班牙 |
0.42 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3.85 |
5.47 |
2.87 |
12.61 |
俄罗斯 |
9.25 |
|
|
|
|
|
0.26 |
|
|
|
0.03 |
|
9.54 |
澳大利亚 |
6.57 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0.02 |
0.05 |
|
6.64 |
乌拉圭 |
2.15 |
0.21 |
1.28 |
2.34 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5.98 |
4.2.2 2016年环丙唑醇的细分市场
环丙唑醇2016年的市场格局与2015年相似,拉丁美洲依然是环丙唑醇的第一大地区市场。环丙唑醇在拉丁美洲的销售额为2.63亿美元,占4.50亿美元全球市场的58.4%。欧洲是环丙唑醇的第二大地区市场,2016年,环丙唑醇在欧洲实现销售额1.28亿美元,占其全球市场的28.4%。拉丁美洲和欧洲市场占其总市场的86.8%。环丙唑醇在亚洲、北美自由贸易区等地区销售有限。2016年,环丙唑醇在拉丁美洲的销售同比下降9.3%,但得益于其在谷物市场的销售增长,其欧洲市场销售额同比增长62.0%。
2016年,大豆虽然仍是环丙唑醇的第一大用药作物,但大豆用环丙唑醇市场与其谷物市场差距缩小。2016年,大豆用环丙唑醇的销售额为1.55亿美元,占4.50亿美元总市场的34.4%;谷物用环丙唑醇的销售额为1.36亿美元,占其全部市场的30.2%。环丙唑醇在大豆上的销售萎缩,同比下降19.3%;在谷物上的销售较上年明显增长,增长率达到59.0%。环丙唑醇在其他果蔬、玉米、棉花、水稻、油菜、葡萄等作物上也有少量应用。
2016年,其在非农领域实现销售额0.94亿美元,占其全球市场的20.9%。
表4 环丙唑醇2016年细分市场(百万美元)
地区 |
谷物 |
玉米 |
水稻 |
大豆 |
油菜 |
向日葵 |
棉花 |
甜菜 |
甘蔗 |
葡萄 |
梨果 |
其他果蔬 |
其他/非农用 |
总计 |
亚洲 |
5.62 |
0.01 |
0.02 |
|
|
|
|
|
|
0.02 |
0.59 |
0.62 |
2.73 |
9.61 |
欧洲 |
98.15 |
|
|
|
6.91 |
0.97 |
|
2.85 |
|
4.28 |
0.14 |
12.00 |
2.80 |
128.11 |
拉丁美洲 |
31.75 |
14.15 |
7.60 |
154.86 |
0.02 |
0.01 |
8.79 |
0.12 |
0.85 |
1.46 |
0.81 |
1.85 |
40.60 |
262.88 |
中东和非洲 |
0.06 |
0.09 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0.01 |
0.32 |
0.05 |
0.52 |
NAFTA |
0.17 |
|
|
0.36 |
|
|
0.05 |
|
|
|
|
|
1.05 |
1.63 |
其他地区 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
47.24 |
47.24 |
总计 |
135.75 |
14.24 |
7.62 |
155.22 |
6.93 |
0.98 |
8.84 |
2.97 |
0.85 |
5.77 |
1.55 |
14.79 |
94.48 |
450.00 |
巴西是环丙唑醇的第一大用药国。2016年,环丙唑醇在巴西的销售额为1.87亿美元,占4.50亿美元总市场的41.6%。其后依次为:法国、阿根廷、西班牙、英国、巴拉圭、俄罗斯、玻利维亚等。2016年,环丙唑醇在巴西的销售萎缩,同比下降15.8%;但其在法国的销售剧增,同比增长149.2%。
表5 环丙唑醇2016年主要国家市场 (百万美元)
国家 |
谷物 |
玉米 |
水稻 |
大豆 |
油菜 |
棉花 |
甜菜 |
甘蔗 |
马铃薯 |
葡萄 |
梨果 |
其他果蔬 |
其他/非作物 |
总计 |
巴西 |
18.71 |
9.45 |
5.61 |
104.8 |
|
8.69 |
|
0.85 |
|
1.46 |
0.81 |
0.48 |
35.77 |
186.61 |
法国 |
56.94 |
|
|
|
1.34 |
|
|
|
|
|
|
3.87 |
|
62.15 |
其他 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
47.24 |
47.24 |
阿根廷 |
7.68 |
4.20 |
27.32 |
|
0.01 |
|
|
|
|
|
|
1.15 |
|
40.36 |
西班牙 |
1.21 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4.28 |
|
5.68 |
2.75 |
13.92 |
英国 |
6.98 |
|
|
|
2.80 |
|
2.42 |
|
|
|
|
1.59 |
0.02 |
13.81 |
巴拉圭 |
|
|
|
11.87 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11.87 |
俄罗斯 |
11.47 |
|
|
|
|
|
0.32 |
|
|
|
|
0.02 |
|
11.81 |
玻利维亚 |
2.83 |
|
|
8.26 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11.08 |
捷克 |
6.46 |
|
|
|
2.16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
8.62 |
乌拉圭 |
2.07 |
0.45 |
1.47 |
2.59 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.59 |
4.3 环丙唑醇的上市历程
1986年,U. Gisi等在英国布赖顿植保会议上报道了环丙唑醇。
1988年,环丙唑醇由山道士公司首先在法国和瑞士上市,商品名为Alto,用于谷物。
2006年上半年,杜邦从先正达收购啶氧菌酯的当年,即在巴西上市了啶氧菌酯与环丙唑醇的复配产品Aproach Prima,用于防治大豆亚洲锈病。2011年,该产品扩作至棉花、咖啡、玉米、水稻、甘蔗和小麦等众多作物上。
2006年,环丙唑醇在美国上市,用于谷物;2008年,环丙唑醇产品扩作至大豆。
2008年,拜耳陆续在阿根廷和巴西推出肟菌酯与环丙唑醇的复配产品Sphere Max,用于大豆和咖啡等。
2013年,杜邦在美国上市了啶氧菌酯与环丙唑醇的复配产品Aproach Prima,用于玉米、大豆和小麦等。
在巴西,噻虫嗪与环丙唑醇的复配产品Adante登记用于大豆。
此外,环丙唑醇还在俄罗斯、乌克兰、澳大利亚、日本等国上市,用于谷物。
2011年6月1日,环丙唑醇被列入欧盟农药登记条例(1107/2009)已登记有效成分名单,有效期至2021年5月31日。爱尔兰为其文件起草国,目前已在奥地利、比利时、保加利亚、捷克、德国、爱沙尼亚、EL、西班牙、芬兰、法国、克罗地亚、匈牙利、爱尔兰、意大利、拉脱维亚、卢森堡、立陶宛、马耳他、荷兰、波兰、葡萄牙、罗马尼亚、斯洛文尼亚、斯洛伐克、英国等国取得登记。
环丙唑醇虽然在国外的销售如火如荼,但受其在环境中降解缓慢,以及对水生生物毒性很高的影响,该产品在我国的上市之路并非一帆风顺。2014年3月17日之前,在我国登记的环丙唑醇原药及制剂产品均专供出口。2016年9月18日,江苏丰登作物保护股份有限公司95%环丙唑醇原药和40%环丙唑醇悬浮剂获得我国正式登记,标志着环丙唑醇进入中国市场。截至2018年6月1日,共有10家企业的14个环丙唑醇产品获得我国登记。
4.4 环丙唑醇丰富的复配产品
环丙唑醇全球市场的快速增长,除了得益于其自身优良的产品性能外,还得益于其良好的配伍性能。嘧菌酯与环丙唑醇复配剂(Priori Xtra)、肟菌酯与环丙唑醇复配剂(Sphere),以及杜邦公司啶氧菌酯与环丙唑醇复配剂(Aproach Prima)等多个复配产品建立了良好的品牌效应,占据了重要的市场地位。与环丙唑醇复配的杀菌剂不仅包括三唑类杀菌剂,还包括甲氧基丙烯酸酯类、琥珀酸脱氢酶抑制剂(SDHI)类杀菌剂等。
环丙唑醇的复配产品阵容强大,主要包括:Menara(+丙环唑,先正达)、Sphere(+肟菌酯,拜耳)、Aproach Prima(+啶氧菌酯,杜邦)、Agora(+肟菌酯,拜耳)、Aldus(+苯氧喹啉,陶氏益农)、Alto Ambel(+多菌灵,先正达)、Alto Combi(+多菌灵,先正达)、Alto Elite(+百菌清,先正达)、Amistar Xtra(+嘧菌酯,先正达)、Artea(+丙环唑,先正达)、Cherokee(+百菌清+丙环唑,先正达)、Divora(+苯氧喹啉,陶氏益农、先正达)、Epicure(+咪鲜胺,先正达)、Escolta(+肟菌酯,拜耳)、Excelsior(+苯氧喹啉,Interfarm公司)、Iridia(+嘧菌环胺,先正达)、Maxim Star(+咯菌腈,先正达)、Priori Xtra(+嘧菌酯,先正达)、Profile(+咪鲜胺,巴斯夫)、Radius(+嘧菌环胺,先正达)、Sfera(+肟菌酯,拜耳)、Sportak Delta(+咪鲜胺,巴斯夫,马克西姆)、Stinger(+啶氧菌酯,杜邦)、Tiptor S(+咪鲜胺,先正达)、Zardex(+guazatine acetates,先正达)、Verdadero 600(+噻虫嗪,先正达)、Solitär(+嘧菌环胺+咯菌腈,先正达)等。 (未完待续)
农药快讯, 2018 (14): 37-40; 57.