陶氏益农是合成激素类除草剂坚贞不渝的拥趸。从最早上市的2,4-滴到最新开发的氯氟吡啶酯，陶氏益农始终没有离开过队伍。正因为这份执着，陶氏益农在该领域收获颇丰。
2,4-滴上市70余年，经久不衰，目前仍为公司的重要产品；氨氯吡啶酸现已成为吡啶羧酸类除草剂中的首席产品；氯氨吡啶酸以更高活性迅速占领市场；公司最新开发的氟氯吡啶酯和氯氟吡啶酯更是受到全球瞩目，将成为抗性治理领域的重要利器……
基于氯氟吡啶酯的水稻田除草剂灵斯科（Rinskor）在中国市场现已炒得火热，2018年将在中国正式上市，它将成为五氟磺草胺的重要替代产品。
2017年10月15日，在上海召开的、由中国农药工业协会主办的“第十二届作物保护国际论坛（泰禾论坛）”上，美国陶氏益农公司高级客户农艺师陈良在“芳香基吡啶甲酸酯类除草剂创制经纬”的报告中，阐述了该类除草剂的创制历程，介绍了合成激素类除草剂的作用机理，并展示了灵斯科的五大产品特性。
美国陶氏益农公司高级客户农艺师陈良
合成激素类除草剂长盛不衰
据陈良介绍，合成激素类除草剂历史悠久，是最早开发的选择性除草剂，其除草效果稳定优异，应用70余年长盛不衰，抗药性风险低。早在20世纪40年代，全球第1个有机合成的除草剂2,4-滴诞生。作为合成激素类，它开创了化学除草的新时代。该类除草剂中，不仅拥有市场较为稳定的老产品，而且不断有新产品问世。目前，其产品队伍已经拥有10多位成员。
国际除草剂抗性行动委员会（HRAC）将合成激素类除草剂分为几类，其中包括最早开发的苯氧羧酸类（如2,4-滴丁酯、2甲4氯），其后开发的苯甲酸类（如麦草畏），后续由陶氏益农开发的吡啶羧酸类（如二氯吡啶酸、三氯吡氧乙酸、氯氟吡氧乙酸），巴斯夫开发的喹啉羧酸类（如二氯喹啉酸），以及近几年由陶氏益农开发的芳基吡啶甲酸酯类（如氟氯吡啶酯、氯氟吡啶酯）等。
陶氏益农在合成激素类除草剂开发中堪称鼻祖，有着悠久的历史和丰富的成功经验。从该类除草剂中的2,4-滴即已涉足，目前2,4-滴仍为陶氏益农的主要产品之一。50年代末，陶氏益农开发了氨氯吡啶酸（picloram），目前氨氯吡啶酸在国内及全球均拥有较好的市场。20世纪60年代起，陶氏益农陆续开发了二氯吡啶酸（clopyralid）、三氯吡氧乙酸（triclopyr）、氯氟吡氧乙酸（fluroxypyr）等。在市场沉寂了20年后的本世纪初，陶氏益农在原有吡啶羧酸类除草剂的基础上又开发了氯氨吡啶酸（aminopyralid），其生物活性大幅提高。最近几年，陶氏益农又先后推出了芳基吡啶甲酸酯类除草剂氟氯吡啶酯（商品名：锐活、Arylex）和氯氟吡啶酯（商品名：灵斯科、Rinskor）。
表1 合成激素类除草剂的上市时间及2015年全球销售额
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中文通用名 |
英文通用名 |
上市时间(年) |
主要开发公司 |
2015年销售额(亿美元) |
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2,4-滴 |
2,4-D |
1945 |
陶氏益农等 |
6.05 |
|
2甲4氯 |
MCPA |
1945 |
陶氏益农等 |
1.60 |
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氨氯吡啶酸 |
picloram |
1963 |
陶氏益农 |
2.70 |
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麦草畏 |
dicamba |
1965 |
巴斯夫等 |
2.30 |
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二氯吡啶酸 |
clopyralid |
1975 |
陶氏益农 |
2.20 |
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三氯吡氧乙酸 |
triclopyr |
1979 |
陶氏益农 |
1.55 |
|
氯氟吡氧乙酸 |
fluroxypyr |
1985 |
陶氏益农 |
2.40 |
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二氯喹啉酸 |
quinclorac |
1988 |
巴斯夫等 |
0.85 |
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氯氨吡啶酸 |
aminopyralid |
2006 |
陶氏益农 |
1.80 |
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氯丙嘧啶酸 |
aminocyclopyrachlor |
2011 |
杜邦 |
＜0.30 |
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氟氯吡啶酯 |
halauxifen-methyl |
2014 |
陶氏益农 |
＜0.10 |
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氯氟吡啶酯 |
florpyrauxifen |
2018(预计) |
陶氏益农 |
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芳基吡啶甲酸酯类除草剂创制经纬
从化学结构来看，目前开发的所有合成激素类除草剂中，都有羧酸结构。研究表明，羧酸是该类产品中不可或缺的活性基团。与羧酸相连的有：烃基、苯基、吡啶基、喹啉基、嘧啶基等。陶氏益农最新开发的氟氯吡啶酯和氯氟吡啶酯，不仅保留了公司惯常开发的这类除草剂中的吡啶羧酸结构，而且在吡啶的6-位上布局了芳基。其结构式如图1。
图1 氟氯吡啶酯(左)和氯氟吡啶酯(右)的结构式
陈良不无骄傲地说，陶氏益农开发了迄今所有的吡啶羧酸类除草剂。公司在吡啶甲酸的基础上，通过大量的研究，最终于20世纪50年代发现了第1个吡啶羧酸类除草剂氨氯吡啶酸（4-氨基-3,5,6-三氯吡啶-2-甲酸）。受其发现的启示及构效关系的研究，公司于20世纪60年代初发现了二氯吡啶酸（3,6-二氯吡啶-2-甲酸）。在氨氯吡啶酸开发了40多年后，陶氏益农上市了氯氨吡啶酸（4-氨基-3,6-二氯吡啶-2-甲酸）。两者虽然在分子结构上只差1个氯原子，公司却耗时40年实现这一跨越。这其中既有其复杂性，也存在着偶然性。陶氏益农在发现氨氯吡啶酸40年后，将原来由3,4,5,6-四氯吡啶酸合成二氯吡啶酸的电化学法，应用到氨氯吡啶酸上，最终发现了主要产物氯氨吡啶酸。
目前，氯氨吡啶酸在国内也有登记，主要用于草原、牧场等。该产品从全球而言，销量较大，销售额增长迅速。相较于氨氯吡啶酸，氯氨吡啶酸的活性大幅提高，用药量显著降低。氨氯吡啶酸的用量约为1 kg a.i./hm2，而氯氨吡啶酸的用量约为100 g a.i./hm2，其生物活性整整提高了一个数量级。
在氯氨吡啶酸的发现和启发下，陶氏益农陆续开发了一系列吡啶羧酸类似物，它们对多种主要杂草具有较好的生物活性，其中最重要的是6-芳基吡啶羧酸类。这类化合物不仅拥有很好的除草活性，而且对作物和环境安全。综合考虑有效性和安全性后，陶氏益农从众多的筛选化合物中，最终选择了氟氯吡啶酯和氯氟吡啶酯进行进一步的开发。
从氨氯吡啶酸到氯氨吡啶酸，除草活性提高了一个数量级；而从氯氨吡啶酸到氟氯吡啶酯和氯氟吡啶酯，除草活性又提高了一个数量级，用药量为10～30 g a.i./hm2。而且迭代后的产品，其防治谱和应用领域也发生了很大的变化。氨氯吡啶酸主要用于牧场；氯氨吡啶酸主要用于谷物、果蔬和牧场等；氟氯吡啶酯主要用于谷物；而氯氟吡啶酯将首先靶标水稻……
中国农药工业协会信息部主任段又生主持会议
合成激素类除草剂受体确认
合成激素类除草剂是最早使用的有机化学除草剂，其市场长盛不衰的原因是，该类产品作用机理非常复杂。研究人员直到20世纪末才找到它们的受体，最近几年才确定了其主要受体。目前确定了6个受体，其中4个已经确认。在2,4-滴应用了近60年的上世纪末，才确定了它的受体是TIR1；本世纪初，确定了吡啶羧酸类除草剂的受体是AFB5。虽然合成激素类是最老的除草剂产品类型，但直到最近，科学家才得以从分子水平来解析它们的作用机理。
表2 主要合成激素类除草剂的受体
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有效成分(商品名) |
化学结构类型 |
TIR1亲合力 |
AFB5亲合力 |
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氯氟吡啶酯(灵斯科) |
芳基吡啶甲酸酯类 |
低 |
高 |
|
氟氯吡啶酯(锐活) |
芳基吡啶甲酸酯类 |
低 |
高 |
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三氯吡氧乙酸(盖灌能) |
吡啶羧酸类 |
高 |
低 |
|
氯氟吡氧乙酸(使它隆) |
吡啶羧酸类 |
高 |
低 |
|
氨氯吡啶酸 |
吡啶羧酸类 |
低 |
中等 |
|
氯氨吡啶酸(迈士通) |
吡啶羧酸类 |
低 |
中等 |
|
麦草畏 |
苯甲酸类 |
低 |
中等 |
|
2,4-滴 |
苯氧羧酸类 |
中等 |
低 |
|
2甲4氯 |
苯氧羧酸类 |
中等 |
低 |
由表2可见，2,4-滴与2甲4氯的主要受体为TIR1，它们与受体间的亲合力为中等。而氟氯吡啶酯和氯氟吡啶酯与传统的合成激素类除草剂的受体不同，其受体为AFB5，而且与受体间的亲合力更强。由于作用机理上的区别，锐活和灵斯科可以用于抗性解决方案；而且，由于与受体间的亲合力更强，因此用药量更低，除草速度更快。
灵斯科的五大产品特点
锐活于2014年在我国取得了它在全球的首登和首次上市，主要用于麦田，防除阔叶杂草，也用来防除抗性杂草，如抗性猪殃殃、荠菜、播娘蒿等。锐活上市3年来，其防效已得到用户的广泛认可。
灵斯科2009年开始在中国进行试验，2012年起正式大面积试验和登记试验，2016年在我国取得了它在全球的首个登记，预计2018年在中国正式上市。通过几百个小区试验和上千个示范，陶氏益农已基本摸索到灵斯科的产品特点，从而为其未来的市场定位奠定了基础。
研究认为，灵斯科的产品特点主要体现在5个方面：① 杀草谱广。灵斯科不仅对目前水稻田禾本科杂草，如稗草、千金子等都有较好的防效，而且对已对ALS和ACCase等除草剂产生抗性的稗草等也有较好的防效；同时，灵斯科对阔叶杂草和莎草防效优异，特别是已经产生抗药性的杂草，如东北水稻田中的野慈姑、雨久花和泽泻等，都有很好的防效。② 无交互抗性。由于锐活和灵斯科与传统合成激素类除草剂的受体不同，因此与这些除草剂没有交互抗性；与其他作用机理的除草剂也不存在交互抗性。③ 快速。灵斯科用药后，敏感阔叶杂草两小时后即可见效，3天后基本死亡。比常规触杀型除草剂作用更快，而且死草彻底，不反弹，具有很好的治疗和根除效果。④ 可混性强。未来水稻田主要通过除草剂的复配、混用等来达到全田除草的效果，因此，可混性强也是灵斯科的主要优势之一。陶氏益农根据这一特点开发了灵斯科的许多复配制剂，并将陆续推向市场。⑤ 环境友好。在新的《农药管理条例》实施后，对环境友好显得更加重要，从而也成为灵斯科的重要特点。在美国，灵斯科可用于水面（如江、河、湖泊等），是一个低风险产品，其对水生生物毒性很低。虽然灵斯科为乳油制剂，但使用的助剂不同，是一个绿色制剂产品。
无论是氟氯吡啶酯，还是氯氟吡啶酯，陶氏益农对其市场都寄予了厚望。据公司预测，氟氯吡啶酯的年峰值销售额将突破6.00亿美元，氯氟吡啶酯的年峰值销售额将超过2.00亿美元。
芳基吡啶甲酸酯类除草剂备受瞩目，是基于其雄厚的潜在市场价值。
"第十二届作物保护国际论坛(泰禾论坛)"会议现场
农药快讯, 2017 (21): 7-9.
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