陈士慧¹，王新宇¹，冀经伦¹，张 静^1,2，高一星^1,2，张立新^1,2

（1.沈阳化工大学功能分子研究所，辽宁省绿色功能分子设计与开发重点实验室，沈阳市靶向农药重点实验室；2.广西思钺生物科技有限责任公司）

　　目前在全球范围内使用杀虫剂治理农业害虫仍然是最有效的方式。杀虫剂种类大多为神经毒剂，如鱼尼丁受体类、新烟碱类、γ-氨基丁酸受体（GABA）类和拟除虫菊酯类等。为了保持现代农药在高效低毒、农药抗性、环境友好和经济可行性等方面的优势，仍然需要持续发现和开发新产品，其中异噁唑啉类化合物在这种形势下脱颖而出。异噁唑啉类化合物是一类作用于离子型γ-氨基丁酸（GABA）受体特异性位点的新型杀虫剂，具有广谱性、高活性、高选择性等特点，对半翅目（Hemiptera）、缨翅目（Thysanoptera）、双翅目（Diptera）以及鳞翅目（Lepidoptera）和螨类等农业害虫都具有较好的生物活性。目前该类化合物在兽用寄生虫领域已有产品上市，如阿福拉纳（afoxolaner）、氟雷拉纳（fluralaner）、洛替拉纳（lotilaner）、沙罗拉纳（sarolaner）和fluxametamide。

　　图1中以氟雷拉纳为代表的6个商品化化合物的杀虫活性表现良好，相关研究目前仍在广泛的进行中。近年来，先正达、日产化学、住友化学等公司已合成了一系列的化合物并对其进行生物活性测试，表现出优异的治理活性，有望在未来上市使用。笔者对这些化合物按其研发公司在结构和活性上进行分类总结，为后续异噁唑啉类化合物的合成开发提供一定的参考价值。

图 1  异噁唑啉类商品化化合物结构式

　　如图2所示，目前杀虫活性表现较好的异噁唑啉类化合物结构通式可大致分为Part A、Part B和PartC 3个部分，各大研发公司主要针对Part C部分进行结构优化。

图 2  异噁唑啉类化合物结构通式

1  先正达农业有限公司相关报道

　　化合物1～16是由先正达农业有限公司公开报道（图3）。其中化合物1～3和已知物氟雷拉纳结构类似，将芳酰基部分替换成芳硫基。化合物1在3 mg/L下对烟蚜夜蛾（Heliothis virescens）、小菜蛾（Plutella xylostella）和玉米根虫（Diabroticabal teata）的致死率可达100%；同样化合物2和3进一步优化，分别由亚磺酰基和磺酰基取代，在低浓度下对烟蚜夜蛾、小菜蛾和玉米根虫也有较优的防治效果。化合物4和5在12 mg/L下对桃蚜（Myzuspersicae）的致死率可达80%以上，在200 mg/L时对烟蚜夜蛾、小菜蛾和玉米根虫有80%以上的防治效果。化合物6～8引入磺酰基取代的四元杂环，都分别表现出优良的杀虫活性。化合物6在0.8 mg/L的较低浓度下对小菜蛾幼虫、海灰翅夜蛾（Spodoptera littoralis）幼虫、烟蓟马（Thrips tabaci）致死率可达100%，而化合物7仅仅在0.2 mg/L下对海灰翅夜蛾幼虫致死率就可达到100%的效果印。化合物8在酰胺部位引入烷氧基取代基，Part A部位也引入氟（F）原子取代，在200 mg/L时对大豆褐蝽（Euschistusheros）、海灰翅夜蛾有80%以上的防治效果，对小菜蛾、玉米根虫、二斑叶螨（Tetranychus urticae）、烟蓟马也具有较好的防治效果。

　　化合物9～12分别引入带有不同取代基的异噁唑烷基团，化合物9由磺酰基异噁唑烷取代，12 mg/L低浓度下对海灰翅夜蛾有80%以上的防治效果。化合物10在酰胺部位引入取代基也表现出较好的杀虫活性。化合物11和12由双氢异噁唑基取代，在200 mg/L时对海灰翅夜蛾和鳞翅目等害虫有80%以上的致死率。化合物13的Part C部分为四元硫杂环取代基，对大豆植物的大豆褐蝽有很好的治理效果，在6 mg/L下就显示出80%以上的杀虫活性。化合物14为二氧代硫杂环，对大豆褐蝽的治理效果更佳。化合物15对Part B部分进行优化，引入苯并环戊烷，测试结果显示在50 mg/L时对大豆褐蝽的控制效果可达80%，在1.5 mg/L较低浓度下对二斑叶螨致死率也可达到80%甚至更佳。化合物16引入三唑基在50 mg/L时对玉米根虫也显示出80%以上的防治效果。

图 3  先正达农业有限公司研发的化合物结构式

2  日产化学有限公司相关报道

　　化合物17～27由日产化学公司公开报道（图4）。化合物17在Part C部分引入苯甲醚基团，对菜螟（Hellulaundalis）、棉铃虫（Helicoverpa armigera）等鳞翅目害虫在低浓度下有可观的致死率，尤其是对菜螟在10 mg/L时致死率可达到80%，对稻褐飞虱（Nilaparvatalugens）、蓟马类和一些蜱螨类害虫同样有较好的防治效果。化合物18为氟雷拉纳衍生物，不同的是，在Y位点取代基为氨基，对白蚁（Reticulitermes flavipes）表现出很好的治理效果17。化合物19和20在异噁唑基团部分引入溴（Br）原子，同时改变Part A部分的取代基，同样有较好的杀虫活性，在10 mg/L低浓度下对小菜蛾和斜纹夜蛾（Spodoptera litura）表现出80%以上的致死率。

　　化合物21引入含氧异脲基，在较低浓度下对二斑叶螨、桃蚜和小菜蛾等鳞翅目害虫有很好的防治效果，在专利JP2010083883A中就化合物21和22对棉铃虫的杀虫活性做了比较，测试结果显示化合物21在3.3 mg/L时就表现出100%的致死率，化合物22是将N原子替换成硫（S）原子，在100 mg/L时对上述害虫致死率也可达到100%。化合物23引入磺酰基，在0.3 mg/L较低浓度时对棉铃虫表现出100%的致死率，其次对小菜蛾、斜纹夜蛾等鳞翅目害虫也有良好的治理活性，在100 mg/L时对美洲犬蜱（Dermacentor variabilis）也有较好控制效果。化合物24的结构与上述化合物的结构存在较大差异，在Part C部分仅有甲硫基取代，也表现出了优良的杀虫活性，在100 mg/L时对小菜蛾、斜纹夜蛾等有80%以上致死率。化合物25引入异丁基，在10 mg/L时对小菜蛾、斜纹夜蛾有80%以上的致死率。化合物26引入嘧啶基，在10 mg/L浓度时对小菜蛾、斜纹夜蛾也有80%以上致死率，尤其是对茶长卷叶蛾（Homonamagnanima），在3 mg/L时致死率可达100%。化合物27由吡啶基取代，不仅是对小菜蛾等害虫有效，在较低浓度下对白蚁、家蝇（Muscadomestica）和赤拟谷盗（Tribolium castaneum）也有优异的防除活性。

图 4  日产化学有限公司研发的化合物结构式

3  巴斯夫股份公司相关报道

　　化合物28～39由巴斯夫公司公开报道（图5）。化合物28和29引入噻唑基，对小菜蛾、斜纹夜蛾、烟蚜夜蛾、桃蚜和西花蓟马（Frankliniella occidentalis）有较好的防治效果，特别是化合物28在0.1 mg/L的较低浓度时对斜纹夜蛾表现出100%的杀虫效果。化合物30和31对小菜蛾、斜纹夜蛾、棉蚜（Aphisgossypii）、豇豆蚜（Aphiscraccivora）和兰花蓟马（Dichromothrips corbetti）在300 mg/L浓度时表现出至少75%的致死率，同样对银叶粉虱（Bemisiaargentifolii）也有75%的致死率26.化合物32和33出自专利WO2011073444A2，在Part C部分分别为三氟甲基亚磺酰基和三氟乙基酰胺基取代。化合物33对小菜蛾、兰花蓟马和西花蓟马表现出良好的杀虫活性，化合物32有更广谱的杀虫活性，不仅是对以上害虫，对豇豆蚜、地中海实蝇（Ceratitis capitata）、斜纹夜蛾和烟蚜夜蛾也有一定的杀虫活性27.化合物34～36在Part B部分为苯并环戊烷，不同的是，化合物34在Part C部分为环丙基取代，化合物35为嘧啶基取代，二者在100 mg/L时对大豆褐蝽和茶翅蝽（Halyomorphahalys）表现出至少75%的致死率，对兰花蓟马、小菜蛾和烟蚜夜蛾也有优异的杀虫活性，而化合物35在1 mg/L较低浓度时对斜纹夜蛾有75%以上的致死率。化合物36是二氧代硫杂环取代，测试结果显示在10 mg/L时对斜纹夜蛾有75%的致死率，在100 mg/L时对茶翅蝽和大豆褐蝽有75%的致死率，对稻绿蝽（Nezaraviridula）、兰花蓟马和小菜蛾也有很好的防治效果。

图 5  巴斯夫股份公司研发的化合物结构式

　　化合物37～39分别引入不同的杂环基团，对鳞翅目、蓟马类和蝽类等害虫有良好的防除效果。化合物37引入丁二酰亚胺，对小菜蛾表现出优异的防除效果，在0.1 mg/L的较低浓度下就有100%的致死率，对兰花蓟马、桃蚜、墨西哥棉铃象和稻绿蝽也有一定的杀虫活性。化合物38引入二氧代哌啶基，在10 mg/L时对斜纹夜蛾有75%的致死率，在100 mg/L时对茶翅蝽、大豆褐蝽也有75%的防除效果，其次对稻绿蝽、兰花蓟马和小菜蛾也有一定的防治效果，化合物39为沙罗拉纳衍生物，测试结果显示在10 mg/L的低浓度时对斜纹夜蛾有75%的致死率，并且对上述害虫如小菜蛾、兰花蓟马、茶翅蝽和大豆褐蝽也有优异的防治效果。

4  住友化学有限公司相关报道

　　化合物40～44由住友化学公司公开报道（图6）。化合物40和41测试了对小菜蛾的防治效果，结果显示在500 mg/L时对小菜蛾至少有80%的致死率。化合物42～44在Part C部位引入酰肼基团，化合物42在500 mg/L时对家蝇致死率100%，对小菜蛾、斜纹夜蛾和淡色库蚊（Culexpipiens pallens）也有优异的防治效果。化合物43和44在此浓度下对家蝇雌成虫、小菜蛾、斜纹夜蛾和淡色库蚊有100%的防除效果，此外，化合物44对德国小蠊（Blattella germanica）和棉褐带卷夜蛾（Adoxophyesorana）也有一定的治理活性。

图 6  住友化学有限公司研发的化合物结构式

5  其他公司相关报道

　　化合物45～48由拜耳公司公开报道（图7）。化合物45为亚氨基取代的苯并呋喃，在100 mg/L时对斜纹夜蛾、黄瓜守（Aulacophora femoralis）和家蝇有100%的致死率，对二斑叶螨表现出98%的杀虫防治效果36。化合物46在100 mg/L时对二斑叶螨也有98%的致死率，对斜纹夜蛾、黄瓜守、桃蚜和家蝇也有较好防除活性37。对斜纹夜蛾幼虫和黄瓜守的治理活性进行测试，化合物47和48在100 mg/L浓度时表现出100%的致死率。化合物49～50由杜邦公司公开报道，为已知物阿福拉纳的衍生物（图8）。

    化合物49在250 mg/L时对小菜蛾和草地粘虫（Spodoptera frugiperda）表现出良好的生物活性39。化合物50在50 mg/L时对小菜蛾和草地粘虫显示出至少80%的致死率。

图 7  拜耳公司研发的化合物结构式

图 8  杜邦公司研发的化合物结构式

6  结果与讨论

　　综上所述，各大农药公司对异噁唑啉类化合物的研究大多围绕其商品化品种展开，在此基础上进行结构修饰和生物活性测试，对农业害虫的防治效果显著，特别是对小菜蛾、稻褐飞虱等鳞翅目害虫表现优异。目前异噁唑啉类化合物在农用杀虫剂领域也取得了突破性进展，未来随着对此类化合物的深入研究探索，预期一定会有更广阔的应用前景。然而，国内对此类化合物研究尚且缺乏，希望能够加强对异噁唑啉类化合物的研究探索。       （来源：《现代农药》2021年第2期）

农药快讯, 2021 (8): 18-22.