您当前的位置:首页 > 产品开发
农药快讯:2020年第12期
  文章:19篇

杀菌剂吡噻菌胺的作用机理、防治对象及合成

作者:华乃震 更新时间:2020-03-18 点击量:5668

(续上篇)

 

3  吡噻菌胺作用机理和特点

3.1  作用机理

吡噻菌胺与其他SDHI类杀菌剂一样,也为病原菌线粒体呼吸作用抑制剂,它作用于病原菌线粒体呼吸电子传递链(是由4个酶复合体,即复合体组成的质子或电子传递体,是需氧生物获取和储存能量的关键,理论上,抑制任何一个复合体的活性都将导致生物体不能正常合成能量,进而衰竭死亡。)上的蛋白复合体,即为琥珀酸脱氢酶(succinate dehydrogenase, SDH)或琥珀酸-泛醌还原酶(succinate ubiquinone reductase, SQR),导致三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle)障碍,阻碍其能量代谢,从而抑制病原菌的生长,导致其死亡,从而达到防治病害的目的(SDHI类杀菌剂也因此作用机理而得名)。

 

全球第一大杀菌剂甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂是抑制病原菌呼吸作用复合体,该类杀菌剂与SDHI类杀菌剂因作用位点不同而无交互抗性,所以这两类杀菌剂常常可以复配使用,以延缓抗性的产生,并扩大了杀菌防治谱。

 

3.2  特点

1)由于多个氟原子的加入增加该化合物的疏水性(或亲脂性)、膜的渗透性、抗代谢稳定性、热稳定性和化学稳定性;从而提高了该化合物生物活性、内吸传导性、耐雨水冲刷性,从而可提供预防和治疗作用。

 

2)杀菌谱较广,可用于油菜、谷物、蔬菜、果树、坚果树、观赏植物、马铃薯、向日葵、草坪和其他大田作物上,防治由链格孢属、壳二孢属、葡萄孢属、白粉菌属、丝核菌属、核盘菌属、壳针孢属、单囊丝壳属和黑星菌属等病原菌引起的病害。如锈病、菌核病、灰霉病、白粉病、茎腐病、褐斑病,果树黑星病、斑点落叶病,草坪炭疽病、币斑病等。

 

3)有广泛的生物活性:吡噻菌胺分子中含有吡唑和酰胺2种高活性基团,与早期开发的酰胺类杀菌剂不同,不仅对锈病、菌核病具有优异活性,而且对灰霉病、白粉病和苹果黑星病防效也很好。日本和法国的大田试验表明,叶面施用吡噻菌胺可以很好地防治苹果黑星病(药效与醚菌酯相当,优于代森锰锌)、苹果白粉病(药效与己唑醇相当,略逊于醚菌酯)、黄瓜灰霉病(药效与异菌脲相当)和黄瓜白粉病(药效优于四氟醚唑)。

 

4)安全性非常高:安全期间隔短,大部分果蔬上的采收间隔期为1天,非常适用于高品质要求的果蔬作物上使用。

 

5)吡噻菌胺属于低毒杀菌剂,对蜜蜂安全,对环境安全性强。药剂对眼睛有轻度刺激性,一旦溅入眼睛应立即用水清洗。

 

6)吡噻菌胺与其他市面上大多数农药混配兼容性好,不会造成药害。

 

国际杀菌剂抗性行动委员会(FRAC)将吡噻菌胺划分:7类,C2:复合体SDHI,吡唑酰胺类。由于SDHI类杀菌剂使用抗性发展水平较高,因此,FRAC建议,将SDHI类杀菌剂与其他不同作用机理的杀菌剂复配使用;不仅扩大药剂的杀菌防治谱,也巩固药剂对病害的整体防治效果。目前吡噻菌胺的复配产品主要包括:百菌清、啶氧菌酯、环丙唑醇等杀菌剂品种。同时,为延缓使用吡噻菌胺抗性的产生,应避免连续使用该药剂,最好与不同作用性能的药剂交替使用。

 

4  防治对象和方法

吡噻菌胺杀菌谱较宽,可以防治谷物类:如大豆(炭疽病、叶斑病、斑枯病、灰斑病、茎枯病、锈病、菌核病);玉米(炭疽叶枯病、玉米灰斑病、叶斑病、锈病、玉米褐斑病菌);大麦(大麦云纹病菌、斑枯病);小麦、燕麦、黑麦(颖枯病、叶枯病、叶锈病、秆锈病、条锈病、白粉病、赤霉病);棉花(铃腐病、叶斑病、褐斑病、苗期根腐病);高粱(锈病);油菜(黑斑病、菌核病);甜菜(叶斑病、白粉病、锈病、种子病害);向日葵(叶斑病、白粉病、锈病、斑枯病、菌核病),马铃薯甘薯山药(黑斑病、灰霉病、白粉病、炭疽病、菌核病、种子病害)及果树、蔬菜、草坪等病害。

 

药剂最早已被广泛应用于果树、蔬菜、草坪等众多作物,防治锈病、菌核病、灰霉病、霜霉病、苹果黑星病和白粉病。通常药剂使用有效成分剂量为100200 g/hm2,喷雾叶面使用为主(表2)。

 

2  20%吡噻菌胺SC产品使用作物和防治病害和方法

作物

防治病害

稀释倍数

施药时间

使用次数

甘蓝

菌核病

2000

收获前

4

黄瓜

灰霉病

2000

收获前

5

白粉病

4000

收获前

5

甜瓜

白粉病

4000

收获前

5

番茄

灰霉病、菌核病、叶霉病

2000

收获前

3

白粉病

4000

收获前

3

甜椒

灰霉病

2000

收获前

5

白粉病

4000

收获前

5

茄子

灰霉病、菌核病

2000

收获前

3

白粉病

4000

收获前

3

草莓

灰霉病、白粉病

2000

收获前

3

元葱

灰色腐败病

2000

收获前

4

莴苣

灰霉病、菌核病

2000

收获前

3

注:以上使用方法均为喷雾,用药剂量均为1 0003 000 L/ hm2

 

吡噻菌胺是预防治疗果树腐烂病专用进口杀菌剂药剂,主要作用机理是抑制病原菌淄角体形成而将病原菌杀死。药剂在树体组织结合牢固,延长药剂在病斑部位的附着时间,在高病害发生区表现优越,一年内多次使用效果不减(表3)。

3  20%吡噻菌胺SC主要针对果树作物

作物

防治对象

制剂用药量

使用方法

苹果树

腐烂病

500800倍液

喷雾

柑橘树

溃疡病

8001 200倍液

喷雾

梨树

溃疡病

8001 200倍液

喷雾

桃树

腐烂病

500800倍液

喷雾

枣树

腐烂病

500800倍液

喷雾

蔬菜、瓜果

腐烂病

8001 200倍液

喷雾

烟草

腐烂病

8001 200倍液

喷雾

 

2019年世科姆携手日本三井化学公司在国内推出首家登记全新SDHI类杀菌剂20%吡噻菌胺悬浮剂产品,商品名克必拿®。在2019410日在广东胜天农业工程公司现代化农业示范基地中,近百位世科姆经销合作伙伴正深刻感受到克必拿®产品对白粉病和灰霉病的非凡效果。

 

20193月下旬广东与胜天农业工程公司合作,分别在多达十多万产值的姆指黄瓜和水果辣椒两个大棚内开展克必拿®的防治白粉病与灰霉病的试验(并于目前市场上主流药剂,在不同浓度下进行比较),使常年受白粉病与灰霉病困扰,十多万产值的大棚供克必拿®试验获得成功。其中姆指黄瓜大棚内,三次用药后,克必拿®1 500倍处理最好,从上到下基本看不到新发的白粉病斑,原有的病斑也早已退粉干黄。

 

在水果和辣椒大棚内的示范试验,与某些主流药剂防治区感染灰霉病折倒而死的辣椒明显区分的是,克必拿®示范行的辣椒病害少且生长键壮。克必拿®采收间隔期只有2天即前天用药后天采收。非常适合高品质果蔬市场的应用;对环境和天敌友好,对访花昆虫和蚕安全,而且对生物农药也无影响。

 

2019410日,世科姆在西南大地发布新产品克必拿®,更加完善了世科姆经济作物药肥一体化的新发展。据昆明市植保植检站李志敏介绍,喜好干旱的白粉病与喜好湿润的灰霉病,分别成为云南玫瑰花等作物上干湿两季的主要病害。目前,针对玫瑰花白粉病和灰霉病的防治,除了棚室消毒和及时清除病残体等方面外,化学药剂的方法还是主要防控方式,尤其是在嫩叶发病初期进行预防。李老师表示,克必拿®能够很好地防控白粉病和灰霉病,在花卉市场可以做到旱季防白粉,雨季治灰霉,一年四季都可用。云南晋宁云顺农资公司分享了克必拿®在荷兰豆上的使用效果,药后2天即可看到叶面粉层褪白显绿,白粉止住,豆荚清秀无病斑,若有病斑豆荚价格下降三分之一。

 

云南晋宁飞腾农资公司分享了克必拿®在油麦菜2次用药后11d观察,混用安全性高、叶片清秀无病斑,产量明显增加。

 

云南元谋县无公害植保服务公司介绍了克必拿®对小青瓜白粉病的突出防效。元谋县葡萄协会会长姑庆忠经过克必拿®经过安全性测试后,表示在750倍的高剂量下,克必拿®在葡萄上药后23d不烧嫩叶、不伤幼果的安全效果。

 

5  吡噻菌胺的合成

华东理工大学陈倩硕士进行了吡噻菌胺的合成工艺研究。以3-氨基噻吩-2-甲酸甲酯为原料,经氨基保护、水解、脱羧后生成N-(噻吩-3-)苯甲酰胺,然后与甲基异丁基甲酮反应,再催化加氢,脱氨基保护后得到中间体2-(4-甲基戊基-2-)-3-氨基噻吩。同时,以甲酸乙酯、乙酸乙酯、二甲胺等为原料,反应得到3-二甲胺基丙烯酸乙酯后,经三氟乙酰化、环合后生成1-甲基-3-三氟甲基-1H-吡唑-4-甲酸乙酯,经水解、酰氯化得到中间体1-甲基-3-三氟甲基-1H-吡唑-4-甲酰氯(反应总收率为46.8%),最后与2-(4-甲基戊基-2-)-3-氨基噻吩反应得到目标产物吡噻菌胺。反应产物及重要中间体的化学结构用MS1HNMR等进行了表征,并对各步反应的机理及主要影响因素进行了探讨。该合成工艺路线总产率为45.3%(3-氨基噻吩-2-甲酸甲酯计),纯度为98.8%(HPLC)

 

熊力等依据文献报道,吡噻菌胺的合成是由关键中间体9经过二步反应得到的,而合成该中间体主要有以下两种方法。

11-甲基-3-(三氟甲基)-1--吡唑-4-甲酸为原料,经过氯化,与3-氨基噻吩-2-甲酸甲酯反应,再经过水解、脱酸得到关键中间体9

23-氨基噻吩-2-甲酸甲酯经过水解、脱酸,再与1-甲基-3-(三氟甲基)-1--吡唑-4-甲酸反应得到关键中间体9

 

据此,熊力等采用(2)法制备关键中间体9:将2 g 1-甲基-3-(三氟甲基)-1--吡唑-4-甲酸加到25 mL单颈瓶中,加入5 mL SOCl2和一滴DMF,反应回流4 h,反应毕后出去过量的SOCl2,得到1-甲基-3-(三氟甲基)-1--吡唑-4-甲酰氯。冰浴条件下将2.2 g10.3 mmol1-甲基-3-(三氟甲基)-1--吡唑-4-甲酰氯滴加到1.12 g11.3 mmol3-氨基噻吩(见下文制备)的CH2Cl2溶液中,再加入三乙胺,反应12h后水洗,用CH2Cl2萃取,萃取后柱层析得2 g中间体9,收率70%

 

3-氨基噻吩的制备:将3.2 g20.4 mmol3-氨基噻吩-2-甲酸甲酯与2 mol/L NaOH混合,加热回流0.5 h后冷却至室温,加热HCl酸化至pH1,抽滤、尽量将水分抽干。将得到的3-氨基噻吩-2-甲酸用6 mL正丙醇溶解,加热2 g污水草酸,在38℃的条件下反应45 min后,向反应体系加热乙醚,析出白色固体,抽滤。得到白色固体用水溶解后,加入饱和氨水,再用CH2Cl2萃取、干燥、脱溶,得1.2 g中间体3-氨基噻吩,收率60%

 

吡噻菌胺的合成:将0.5 g1.8 mmol)中间体9用甲苯溶解,加入对甲基苯磺酸和0.5 5g5.45 mmol4-甲基-2-戊酮,分水器分水,回流8h,脱去甲苯,经水洗,用二氯甲烷萃取层析得0.35 g中间体10E+Z),收率53%。用适量甲醇将0.2 g0.56 mmol)中间体10溶解,加入10%Pd/C,室温下通入氢气反应,反应36 h后过滤,柱层析得目标化合物吡噻菌胺,收率50%,熔点102℃103℃,纯度98%。该路线反应条件温和,合成工艺安全和经济,总收率与文献报道相当,实现工业化生产有一定意义。

 

6  结语

吡噻菌胺是一种新颖吡唑酰胺类杀菌剂,它与现有的羧酰胺类杀菌剂有不同的杀菌谱,主要应用于如油菜、花生、向日葵、马铃薯、大豆等田间作物,也应用于果树、蔬菜等市场;防治链络孢叶枯病、白粉病、灰霉病、叶斑病、褐腐病、丝核病、菌核病等多种病害,对作物安全;还被推荐用于防治对其他杀菌剂具有抗性的灰霉病和白粉病。

 

吡噻菌胺自2009年上市以来,其全球销售额呈现增长势态。2016年吡噻菌胺的全球销售额上升至0.6亿美元,在2009—2016年的7年间复合年增长率高达42.6%,即在增长水平非常高的SDHI类杀菌剂产品中居于首位,显示其市场成长性非常好。

 

吡噻菌胺经过多家国外公司联手开拓市场,因使用灵活,对作物安全。尤其是北美的果蔬市场和欧洲的谷物、果蔬市场,是吡噻菌胺聚焦的最重要市场,杜邦公司推测吡噻菌胺年峰值销售额可望升至1亿美元以上。

 

在国内20191月日本三井化学AGRO株式会社获得了吡噻菌胺原药和20%吡噻菌胺悬浮剂,商品名克必拿®的首登。三井化学AGRO株式会社将其国内市场的销售权授予了世科姆和中农立华,商品名为克必拿®和艾翡特®,主要是看中其用于防治果蔬灰霉病和白粉病的的非凡效果和巨大市场。


华乃震. 农药快讯, 36(7-8)
tag: 杀菌剂  吡噻菌胺  

最近文章:
本文链接:http://www.agroinfo.com.cn/other_detail_7517.html
苏ICP备10201623号-1 工信部网站 江苏省农药研究所股份有限公司版权所有 Copyright © 2005 农药快讯信息网
开户行:中国银行南京新港支行 帐号:488 466 545 445 收款单位:江苏省农药研究所股份有限公司
联系电话:025-86581148 传真:025-86581147 E-mail:nyxxz@263.net 邮政编码:210046 地址:南京经济技术开发区恒竞路31-1号