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农药快讯:2021年第15期
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拜耳杀菌、杀线虫剂氟吡菌酰胺(Fluopyram)详析

更新时间:2020-04-02 点击量:19787

氟吡菌酰胺是拜耳作物科学公司开发的SDHI(琥珀酸脱氢酶抑制剂)类杀菌、杀线虫剂,除用于葡萄、梨树、香蕉、苹果、黄瓜、番茄等蔬菜及大田作物等上的斑点落叶病、叶斑病、灰霉病、白粉病、菌核病、早疫病等的防控外,还可以在多种作物上登记用于防治多种线虫,是一种高效、绿色、低毒的杀线虫剂。

 

氟吡菌酰胺不仅是新一代优秀杀线虫剂,而且还是广谱杀菌剂、种子处理剂、农产品仓储保鲜剂等,具有多功能性。

 

德国拜耳作物科学公司的氟吡菌酰胺在2012年上市,迄今,已在全球包括中国、美国、欧盟(23国)、澳大利亚、罗马尼亚、土耳其、智利、墨西哥等50个国家登记和上市。已应用于大田作物、蔬菜、花卉、草坪、瓜果、烟草等70多种作物田。德国拜耳作物科学公司2012115日在中国分别获得:96%氟吡菌酰胺原药农药登记(登记证号PD20121673)和41.7%氟吡菌酰胺制剂农药登记(登记证号PD20121664),注册商标:路富达。另外,德国拜耳作物科学公司200388日在中国申请化合物发明专利(专利号:038194716),到2023年过期。

 

1  理化特性

中文名称:氟吡菌酰胺,英文名称(ISO):fluopyram,商品名称:路富达,化学文摘CAS No658066-35-4,化学名称:N-{2-[3--5-(三氟甲基)-2-吡啶基]乙基-a,a,a-邻三氟甲基苯甲酰胺}

1  氟吡菌酰胺结构式

 

外观:白色粉末;无明显气味;熔点:117.5℃:沸点:318321℃;蒸气压:1.2×10-6 mPa20℃)、3.1×10-6 mPa25℃)、2.9×10-4 mPa50℃);正辛醇/水分配系数:logP=3.3pH 6.520℃);亨利常数:2.98×10-3(蒸馏水)、3.17×10-5pH 4)、2.98×10-5pH 7)、3.17×10-5pH 9)(Pa·m3·mol-120℃);密度:1.5320℃);溶解性:水16(蒸馏水)、15pH 4)、16pH 7)、15pH 9)(mg/L20℃),庚烷0.66、甲苯62.2,二氯甲烷、甲醇、丙酮、乙酸乙酯、二甲亚砜均>250g/L20℃);稳定性:水中稳定,50℃下,pH 479溶液中均稳定;光解DT505297 dpKa0.523℃)。

 

2  毒性

氟吡菌酰胺急性经口毒性(鼠):LD502 000 mg/kg;急性经皮毒性(鼠):LD502 000 mg/kg;对兔皮肤无刺激性,对兔眼睛无刺激性。鸟:鹌鹑急性经口LD502 000 mg/kg,短期饲喂野鸭LD501 643 mg/kg;鱼:鲤鱼LC50 (96 h)0.98 mg/L、鲤鱼NOEC (21 d) 0.135 mg/L;水蚤:EC50 (48h)100 mg/L;水藻:中肋条骨藻EC50 (72h)1.13 mg/L;密蜂:LD50 (接触)100 μg/蜂;蚯蚓:LC50 (14 d)1,000 mg/kg (干土)

 

3  适用范围

2010年,氟吡菌酰胺的原药就已经在美国获得登记,两年后,在美国以Luna的商品名开始上市,其主要用在园艺作物上;20122月,英国对氟吡菌酰胺的种子处理剂Raxil Star第一次进行了极大的推广,基于此其又在土耳其取得了正式的登记,并以另一个混剂品牌Luna Experience开始售卖。

 

自从在美国获准登记后,在美国东南部的有限地区,拜耳作物科学公司又上市了一种新颖的杀虫剂产品Velum Total,即氟吡菌酰胺+吡虫啉,该产品主要用在花生和棉花作物上,拜耳公司希望2016年该产品能在美国全面上市。

VelumTotal 是由吡虫啉和氟吡菌酰胺的独特的复配产品,对早期的害虫以及线虫表现出长效和广谱的治疗特点。而且使用者可以根据种植时害虫的程度调节用药的量,该产品可以保护和促进早期植物的生长,使植被生长的更加健壮。拜耳公司更希望,2016年产品Velum Total的使用可以扩大到更多作物,如马铃薯、葫芦、果菜、甜薯等。2017年,该产品应用于烟草上的登记有希望可以实现,拜耳公司曾经预测氟吡菌酰胺最大销售额可以达到2亿欧元。

2010年,经过中国农业部的批准,氟吡菌酰胺原药在国内开始取得登记,并且有五年的有效期。氟吡菌酰胺是一个非常具有潜力的杀菌剂品种,伴随着氟吡菌酰胺合成工艺不断优化以及应用技术的深入研究,该产品在我国农业生产中将表现出良好的市场活力和更加广阔的应用前景,将会极大地推动社会以及经济效益的飞快发展。

4  作用机制/靶点信息

4.1  杀线虫机理

氟吡菌酰胺是具有全新作用机理的杀线虫剂,属琥珀酸脱氢酶抑制剂(SDHI)类,具有很强的杀线虫活性。其作用机理:抑制靶标琥珀酸脱氢酶活性,从而干扰其呼吸作用。当线虫经氟吡菌酰胺处理后,虫体僵直成针状,活动力急剧下降。例如,处理后30 min初显症状,香蕉穿孔线虫或根结线虫,受药后开始活动缓慢,12 h后变得完全麻痹不动。氟吡菌酰胺有选择地抑制线虫线粒体中的呼吸链的复合体Ⅱ。线粒体是线虫的能量工厂,其受到抑制后会导致线虫细胞中能量(ATP)很快耗尽。氟吡菌酰胺是第一个通过抑制复合体Ⅱ的杀线虫剂,它代表了一类新的作用机理的杀线虫剂。

 

4.2  独特移动性和低毒性

氟吡菌酰胺在土壤中表现出明显不同的移动性。它能够在土壤中缓慢而均匀地分布在上层。使其在根际范围内能够有效而长时间地保护根系免于线虫侵染。

 

该剂具有低毒性,可以满足对环境安全并能持续解决线虫问题的需求。氟吡菌酰胺是世界上第一个对使用者和环境低毒的杀线虫类产品,未来有望成为线虫防治战略中的支柱产品。

 

5  登记查询

5.1  中国登记信息

5.2  欧盟登记信息

5.3  美国登记信息

 

6  合成路线简介

路线一:本路线是以2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶和氰乙酸乙酯为原料,经过亲核取代得到中间体MW-292.6,再在盐酸条件下水解脱羧得到[3--5-(三氟甲基)-2-吡啶基]乙腈,然后在Pd/C下催化氢化生成醋酸盐,再在酸性条件下水解得到3--5-(三氟甲基)-2-(2-氨基乙基)吡啶,最后与中间体邻三氟甲基苯甲酰氯酰胺化得到目标产物氟吡菌酰胺。


路线二:本路线首先以23-二氯-5-三氟甲基吡啶与丙二酸二乙酯为原料,缩合生成中间体MW-339.69,再以邻三氟甲基苯甲酸为原料与氯化亚砜经酰化得到酰氯,然后与氨进行酰胺化得到酰胺,再与甲醛羟甲基化得到N-羟甲基-2-三氟甲基苯甲酰胺,接着与乙酸酐或者乙酰氯酯化,再与中间体MW-339.69进行缩合,最后再在酸性条件下水解脱羧得到目标产物氟吡菌酰胺。

通过比对可以发现,路线一合成步骤少,操作简单,而且中间体与最终产物容易纯化,使收率增加,适合进行工业化生产。而江苏乾元生物科技有限公司通过对市售样品进行分析,发现了路线一的中间体MW-266.65,由此也应证了路线一是切实可行的工业化路线。

 

7  杂质剖析

江苏乾元生物科技有限公司对市售样品进行预分析,结合路线一各步反应综合考虑,样品中出现的大于0.06%的杂质的可能结构如下图:

 

1)由邻甲基苯甲酸合成三氟甲基苯甲酸合成第一步氯化过度导致苯环氯代,进而产生的杂质:

2)吡啶环上氯被还原,进而产生的杂质:

 

 

3)中间体MW-266.65残留

 

氟吡菌酰胺、氟吡菌胺、氟唑菌酰胺的区分

 

以下三个杀菌剂,中文名类似,尤其是前两个,结构式比较接近,极易混淆,特此将此三个化合物列于同一张表中,供读者参考。

 


整理自:现代农药、江苏乾元生物科技有限公司

编辑:翁德民


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