异噁唑啉（isoxazoline）是含有N、O原子的重要五元杂环类化合物，普遍存在于天然产物中，含有该片段的化合物大多具有较好的生物活性，广泛应用于新药研发。在我国登记的异噁唑啉类除草剂有苯唑草酮和砜吡草唑等，杀菌剂有氟噻唑吡乙酮等，而杀虫剂相关研究相对较少。已有研究表明异噁唑啉类化合物也具有较好的杀虫活性，证明其在杀虫领域有较大的发展潜力。

1  除草活性

　　目前已经上市及正在开发的异噁唑啉类除草剂品种主要有topramezone（苯唑草酮，15）、pyroxasulfone（砜吡草唑，16）、fenoxasulfone（17）、methiozolin（18），及除草剂安全剂isoxadifen-ethyl（双苯唑酸乙酯，19）（图1）等。

　　日本组合化学工业株式会社开发的砜吡草唑于2011年在澳大利亚登记，随后在美国和加拿大等获得登记。2019年在我国亦获得原药及悬浮剂的登记。砜吡草唑具有高效、广谱、安全等特点，用量为乙草胺和精异丙草胺的1/10便可以达到与之类似或更好的除草效果。该药剂在100～250 g/hm²的剂量，在对麦类及玉米等作物保证安全的情况下，对稷草和谷子禾本科杂草可以有效灭除。作用机制研究表明，砜吡草唑抑制超长链脂肪酸延长合成酶（VLCFAE）的活性。

图1  苯唑草酮、砜吡草唑、fenoxasulfone、methiozolin和双苯唑酸乙酯结构式

2  杀菌活性

　　目前已经上市及正在开发的异噁唑啉类杀菌剂品种主要有oxathiapiprolin（氟噻唑吡乙酮，20）、drazoxolon（肼菌酮，21）、fluoxapiprolin（22）和metazoxolon（23）（图2）。

图2  氟噻唑吡乙酮、肼菌酮、fluoxapiprolin和metazoxolon

　　氟噻唑吡乙酮为杜邦公司发现的异噁唑啉类杀菌剂，原药及制剂产品获得加拿大、澳大利亚、新西兰等国登记，并于2016年95%原药、10%可分散油悬浮剂（商品名“增威赢绿^TM”）在中国获得正式登记。

　　氟噻唑吡乙酮对病原卵菌表现出优异的活性，如对辣椒疫霉菌、致病疫霉菌、大豆疫霉菌、瓜类疫霉菌、寄生疫霉菌、荔枝霜疫霉菌、葡萄霜霉病菌、寄生霜霉菌、黄瓜霜霉病菌的EC₉₀值均在（0.885～3.36）×10^-3 mg/L。在10 mg/L的质量浓度下抑制辣椒疫霉菌游动孢子释放和运动活性，抑制黄瓜霜霉病菌菌丝体发育和孢子囊质生产的EC₅₀值分别为3.10×10^-4、5.17×10^-4 mg/L。

　　氟噻唑吡乙酮在温室和田间试验中，表现出较好的保护和治疗活性。作用机理研究表明氟噻唑吡乙酮为氧化固醇结合蛋白（OSBP）抑制剂，作用位点较为新颖，对包括游动孢子释放、休眠孢子萌发、孢囊梗发育、孢子囊形成等病原菌生命周期中的多个阶段皆有效。因此，对于卵菌纲病害、抗性治理，氟噻唑吡乙酮提供了新的选择。

3  抗病毒活性

　　异噁唑啉类化合物是潜在的植物病毒抑制剂。Zeng等报道了系列含异噁唑啉的α-氨基膦酸酯化合物，并测试了在500 mg/L的质量浓度下对番木瓜环斑病毒的抑制活性。化合物24、25（图3）表现出较好的活体抗病毒活性，抑制率均为77.8%，与抗植物病毒剂宁南霉素和毒氟磷的活性（均为83.3%）相当。

图3  异噁唑啉类化合物结构式

4  杀虫活性

　　Liu等评估了fluralaner对斜纹夜蛾的生物活性。通过点滴法试验表明卵对低质量浓度的fluralaner较为敏感。通过人工饲料混药法试验，不同龄期的斜纹夜蛾幼虫对fluralaner的敏感性变化很大。1龄幼虫最敏感，3龄幼虫的敏感性较低。在用fluralaner处理后，试虫表现出一些典型中毒症状，包括食欲下降、活动减少、体重减轻、抑制生长、表型异常、幼虫死亡、羽化异常、翅膀褶皱、畸形等。

　　随后，又测试了fluralaner对二化螟、赤拟谷盗、德国小蠊等害虫的活性，并与前人所报道的结果合并分析，fluralaner对11个目的19种害虫表现出高活性，包括：鳞翅目草地贪夜蛾、谷实夜蛾、二化螟、斜纹夜蛾、棉铃虫；双翅目厩螫蝇、铜绿蝇、埃及伊蚊、家蝇；真蜱目毛白钝缘蜱、微小牛蜱；同翅目叶蝉；缨翅目西花蓟马；蜚蠊目德国小蠊；鞘翅目赤拟谷盗；蚤目栉头蚤；蛛形纲二斑叶螨；半翅目灰飞虱；寄螨目血红扇头蜱。

　　此外，fluralaner要比氟虫腈表现出更高的杀虫活性，尤其对埃及伊蚊幼虫，活性几乎是氟虫腈的16 700倍。这些结果表明fluralaner具有广谱的杀虫活性。毒性试验结果显示fluralaner对哺乳动物几乎没有毒性。杀虫作用机理研究表明fluralaner的主要作用靶标为GABA门控氯离子通道。

Asahi等报道了fluxametamide（26）（图4）的杀虫活性。Fluxametamide对鳞翅目、缨翅目、蜱螨目和双翅目等昆虫均表现出较好的活性；对二斑叶螨的LC₅₀值为5.02 mg/L，活性比氟虫腈（264 mg/L）高2个数量级；对抗性灰飞虱的LC₅₀值为5.37 mg/L，活性显著优于氟虫腈（123 mg/L）。

　　Isocycloseram（27）为先正达公司开发的异噁唑啉类杀虫剂，于2018年获得国际化标准组织（ISO）农药通用名技术委员临时批准英文通用名，此剂为4种异构体的混合物，其中活性最高的为(5S,4R)-异构体，在3 mg/L质量浓度下对墨西哥棉铃象的触杀活性为100%。此外，该化合物对海灰翅夜蛾、烟芽夜蛾、小菜蛾、黄瓜条叶甲、烟蓟马、二斑叶螨等均表现出较好的杀虫活性。

　　美国杜邦公司的Lahm等报道了系列与fluralaner结构相似的异噁唑啉类化合物的杀虫活性。其中，化合物28对草地贪夜蛾、棉铃虫、叶蝉和西花蓟马的LC₅₀值分别为0.2、8.9、0.68、1.4 mg/L，化合物29的LC₅₀值分别为0.25、0.87、2.0、0.8 mg/L。田间试验中，化合物29在25 g a.i./hm²的剂量下对甜菜夜蛾第17天的防效仍高达94%，与对照药剂茚虫威和氯虫苯甲酰胺表现出类似的防效。

图4  fluxametamide、Isocycloseram以及与fluralaner结构相似的异噁唑啉类化合物结构式

　　有研究从天然产物鬼臼毒素的结构出发，设计合成了系列含异噁唑啉的鬼臼毒素衍生物（图5）。其中化合物30在1 g/L的质量浓度下对3龄前期的粘虫的校正死亡率为62%，优于阳性对照川楝素（45%）。此外，将异噁唑啉引入到天然产物胡椒碱中，发现化合物31和32表现出比胡椒碱的杀螨活性高40倍。化合物33和34对粘虫表现出较好的生长抑制活性，对小菜蛾在20 μg/头剂量下的校正死亡率分别为72%和69%，优于川楝素。此外，化合物33和34对正常的大鼠肾小管上皮细胞NRK-52E毒性很低，表明具有较好的安全性。

图5  含异噁唑啉的鬼臼毒素衍生物的结构式

（节选自：《农药》2019年第12期）

农药快讯, 2020 (7): 54-55.