国内市场潜力巨大的砜吡草唑
作者:《现代农药》《农药快讯》编辑部 金兰 更新时间:2020-01-06 点击量:7237

  砜吡草唑(Pyroxasulfone)是一种异噁唑类除草剂,化学名称为3-[5-(二氟甲氧基)-1-甲基-3-(三氟甲基)吡唑-4-基甲基磺酰基]-4,5-二氢-5,5-二甲基-1,2-异噁唑,分子式为C12H14F5N3O4S,分子量为391.32,结构式(图1),CAS登录号为447399-55-5。

 

 

图1  砜吡草唑结构式

 

理化性质

  砜吡草唑为白色固体,无嗅;分子质量为391.32;熔点为157.6℃;lgPow:3.30(25℃);水中溶解度为:0.17 mg/L(25℃)。在25℃时,pH 4、7、9条件下砜吡草唑较难水解,半衰期分别为138.6、115.5、115.5 d。积水厌氧条件更有利于砜吡草唑在土壤中的降解;砜吡草唑在土壤表面中的光解作用类型属于难光解,降解半衰期为231 h。在有机溶剂乙酸乙酯、乙腈中易光解,在丙酮中难光解,降解半衰期分别为1.43、2.38和21.66 h。

 

  山齿鹑和野鸭经口LD50>2 250 mg/kg;吸入LC50>5 620 mg/L;大翻车鱼LC50>2.8 mg/L;虹鳟鱼LC50>2.2 mg/L;大型蚤EC50>4.4 mL/L;糠虾LC50>1.4 mg/L;蜜蜂接触毒性LC50>100 g/只。

 

砜吡草唑的创制

  日本组合化学公司为了提升其除草品种禾草丹的活性,将它的氨基甲酸酯基团变为杂环基。开始时根据其他公司有关异噁唑类化合物的专利,并利用环化附加反应方便地实现异噁唑化而导入异噁唑基。在异噁唑环5位上引入二烷基,特别是引入二甲基的化合物,经旱田土壤处理发现其对稗草和谷子等禾本科杂草呈现卓越的除草效果。为使这2个化合物旱田施用量为常用除草剂精异丙甲草胺和乙草胺的1/10而有利于商品化,随后进行了更深入的探索研究。

 

  首先,将苄基位的苯环变换成各种杂环,以使取代基最优化,由此发现了砜吡草唑。该选择过程先以土壤吸附性为目标,并经温室盆栽试验和田间试验进行药效确认和认证,进而使化学结构最佳化。结果发现砜吡草唑的效果如研究初期的目标那样,其用量为精异丙甲草胺和乙草胺的市售常用品种1/10,即可达到同样或更好的效果,即该剂的有效成分以100~250 g/hm2的剂量不仅可有效地灭除前述的稷草和谷子等未本科杂草,而且对稷类和藜等杂草也有很好的防效,表明了砜比草唑杀草谱广。之后又经田间试验得以验证。

 

作用机理

  砜吡草唑属超长链脂肪酸延长合成酶抑制剂类除草剂,通过抑制超长链脂肪酸延长合成酶(VLCFAE)而发挥药效。众所周知,超长链脂肪酸延长合成酶主要将植物叶绿体中碳链C16或C18的脂肪酸或不饱和长链脂肪酸合成植物生长中不可或缺的神经酸和豆蔻酸(C30)等。实验表明,砜吡草唑可以抑制植物中超长链脂肪酸合成酶的生物合成途径中的硬脂酸转化为花生酸、花生酸转化为山嵛酸、山嵛酸转化为廿四烷酸、廿四烷酸转化为蜡酸、蜡酸转化为褐煤酸,最终抑制豆蔻酸的合成。

 

应用

4.1  砜吡草唑对禾本科杂草的除草活性

  在我国,小麦田杂草多花黑麦草、棒头草、节节麦、野燕麦等禾本科杂草已经对麦田除草剂产生了抗药性或耐药性,成为麦田杂草防除中的难点。砜吡草唑作为麦田最新的土壤处理剂,具有杀草谱广、活性高、用量低、安全性好等优良特点,使其受到越来越广泛的关注。

 

  徐洪乐等研究表明采用40%砜吡草唑SC 45 g/hm2对鹅观草、多花黑麦草、雀麦、棒头草、蜡烛草具有较好的防效,株抑制率均在90%以上;但对野燕麦和节节麦的防除效果较差,360 g/hm2剂量下株抑制率仅分别为6.94%和61.67%。其中40%砜吡草唑 SC对野燕麦、节节麦、鹅观草的ED50分别为116.09、32.79、20.32 g/hm2,ED90分别为886.43、209.54、41.39 g/hm2;对多花黑麦草、雀麦、棒头草、蜡烛草的ED50和ED90均小于22.5 g/hm2

 

4.2  砜吡草唑对阔叶杂草的除草活性

  徐洪乐研究表明40%砜吡草唑180 g/hm2对阔叶杂草大巢菜、播娘蒿、麦家公、泽漆的株抑制率和鲜重抑制率均可达到90%以上。其中40%砜吡草唑SC对大巢菜的ED50为13.06 g/hm2,ED90为96.06 g/hm2;对其他几种阔叶杂草的ED50和ED90均小于22.5 g/hm2

 

登记情况

5.1  国外登记情况

  此品种从开发成功以来,受到广泛重视与高度评价。组合化学和lharamical两家公司与巴斯夫公司签署了砜吡草唑的授权议,允许美国和加拿大销售玉米、大豆、和向日葵等作物用的此类产品。为了更好的推广此品种,组合化学又与多家公司签订了合作协议,包括FMC、Valent、Bayer等。此后砜吡草唑在澳大利亚、美国、加拿大等多个国家进行了登记(表1)。

 

5.2  国内登记情况

  经中国农药信息网查询,截至2019年12月10日,在国内登记的砜吡草唑产品仅1家,为上海群力化工有限公司(表2)。40%砜吡草唑悬浮剂登记用于防治冬小麦田的一年生杂草,登记用药量为25~30 mL/亩,采用土壤喷雾方式施用。


表1  吡草唑在国外登记情况

国家

商品名称

有效成分

作物

登记公司

澳大利亚

Sakura®

砜吡草唑

小麦

拜耳

美国

Zidua®

砜吡草唑

玉米、大豆、小麦、棉花

巴斯夫

Fierce®

砜吡草唑+丙炔氟草胺

玉米、大豆、小麦、棉花

Valent

Piper®

砜吡草唑+丙炔氟草胺

非作物地区

Valent

AnthemTM

砜吡草唑+嗪草酸甲酯

玉米、大豆

FMC

AnthemTMATM

砜吡草唑+嗪草酸甲酯+莠去津

玉米

FMC

加拿大

Fierce®

砜吡草唑+丙炔氟草胺

大豆等

Valent

南非

Sakura®

砜吡草唑

小麦

拜耳

沙特阿拉伯

Sakura®

砜吡草唑

小麦

AMMC

 

表2  国内砜吡草唑登记情况

登记证号

农药类别

剂型

总含量

防治对象

有效期至

登记证持有人

PD20190059

除草剂

悬浮剂

40%

一年生杂草

2024-1-29

上海群力化工有限公司

PD20190017

除草剂

原药

98%

/

2024-1-29

上海群力化工有限公司

 

专利概况

  砜吡草唑在我国的专利有:CN105248431A、CN105594712A、CN106259399、CN106259398、CN106259360、CN106259361、CN106689145、CN106070244A、CN106070244A、CN106614631A、CN106689145A、CN107306971A、CN107509733A、CN107743974A、CN108013051A、CN108013055A、CN108293988A、CN108617671A、CN108812662、CN109526973A、CN109588416A、CN109730080A、CN109769835A、CN109845748A、CN110461158A等。

 

  我国对砜吡草唑复配和应用的专利发明主要集中在大田作物上。以下为砜吡草唑复配在主要作物上的应用情况:

 

  (1)小麦上与砜吡草唑复配有:氟噻草胺、吡氟酰草胺、三氟草嗪、苯草醚、异丙隆、氯吡嘧磺隆、甲基噻吩磺隆、环吡氟草酮、双唑草酮、双氟磺草胺等,多数复配为土壤封闭处理剂,极少复配为茎叶处理剂。

 

  (2)水稻上与砜吡草唑复配有:丙草胺、氯吡嘧磺隆、嗪吡嘧磺隆、氟吡磺隆等。

 

  (3)玉米上与砜吡草唑复配有:烟嘧磺隆、莠去津、二甲四氯异辛酯、异丙甲草胺、氰草津、辛酰溴苯腈、硝磺草酮、苯唑草酮等,多数复配为封杀结合使用。

 

  (4)大豆上与砜吡草唑复配有:甲氧咪草烟、乙氧氟草醚、噁草酮、氟磺胺草醚等,复配封闭茎叶处理。

 

  (5)棉花上与砜吡草唑复配有:丙炔氟草胺等,复配用于封闭处理。

 

  其他专利:WO2017/129143、WO2017/129142、WO2017/129141、WO2017/9090、WO2015/155236、WO2012/176938、WO2011/73615、WO2011/57935、WO2011/51393、WO2009/141367、WO2008/73369、US2015/155236、US2015/320043、US2012/35052、US2012/264947、US2012/35052、US2010/304973、US2013/310256、US2008/153704、EP1541561、EP1364946。

 

  砜吡草唑主要作为芽前封闭处理剂,以封杀禾本科为主阔叶草为辅,具有诸多的优势:适用作物范围广,可用于小麦、玉米、花生、水稻、大豆、棉花等作物;对环境安全,对当茬作物和下茬作物安全;持效期长,可达到28 d;市场广阔,2016年砜吡草唑的全球销售额为1.35亿美元,2011—2016年的复合年增长率高达166.7%。在当前欧盟禁用乙草胺与异丙甲草胺的形势下,相信砜吡草唑将逐步取代广泛应用的乙草胺、异丙甲草胺等氯代乙酰胺类除草剂,成为最有应用前景的品种。


 农药快讯, 2019 (24): 33-34.

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