1 唑嘧氯草胺简介
图1 唑嘧氯草胺的化学结构式
化学名称：N-[1-(4-氯苯基)乙基]-2-(5,7-二甲基-l,2,4-三唑并[1,5-a]嘧啶-2-硫代)乙酰胺（暂定名：唑嘧氯草胺，试验代号：ZJ-2725）。
2 结构设计
乙酰乳酸合成酶（ALS）抑制剂类除草剂的研究在当今世界已取得巨大进展，然而大多数是弱酸性分子，在土壤中既有中性态又有离子态，其残留期是典型的pH依赖型，因此土壤的酸碱性不同，它们在土壤中的吸附、淋溶、分解及残留差异也就很大，从而对后茬作物的安全性也有所不同；因此，从高效与安全性出发，在筛选开发新品种时，需考虑克服残效期过长的问题。ALS抑制剂类除草剂基本上是随机筛选过程中发现的，其中最具代表性的是磺酰脲、咪唑啉酮、磺酰胺及嘧啶(氧)硫苯甲酸等四大类。近年来商品化的五种三唑并嘧啶类除草剂唑嘧磺草胺、磺草唑胺、双氟磺草胺、双氯磺草胺、氯酯磺草胺是继磺酰脲类和咪唑啉酮类之后开发的又一类ALS抑制剂类超高效除草剂，它们能有效防治大多数阔叶杂草，且选择性强，对作物安全，然而全部是弱酸性分子，其残留期是典型的pH依赖型，残效期过长，对后茬作物的安全性有影响。
为了进一步设计开发具修饰潜力的先导化合物，浙江工业大学农药研究所等在设计该类新化合物初级模型结构时，主要考虑以下几方面因素：
（1）要与三唑并嘧啶磺酰胺ALS抑制剂在结构上有相似性；
（2）为克服三唑并嘧啶磺酰胺类ALS抑制剂残留期过长的缺点，寻找易于降解的化合物结构，如采用酰胺代替磺酰胺或磺酰脲，同时保留稠杂环及硫原子以及疏水性基团苯环等；
（3）替换部分具有生物等排性的结构；
（4）考虑分子结构应具有疏水性区域、静电区域、氢键区域及空间区域等。
分子中疏水性基团主要是苯环，分子中杂环部分主要起供电子作用，与受体之间存在电荷转移相互作用，而苯环与受体主要以疏水作用相结合，其取代基调节疏水作用的强弱；桥链S原子带有较大量负电荷，与受体可能存在静电相互作用，苯环的邻位吸电子取代基也是一个重要的静电作用位点。同时综合运用了随机合成筛选、类同合成法、活性亚结构拼接等方法，合成了一类新的含三唑并嘧啶硫代乙酰胺化合物，通过硫醚键、酰胺基将1,2,4-三唑并[1,5-a]嘧啶和取代苯环、噻唑环、苯并噻唑等芳环联结起来，并测定其活性，以期获得具有自主知识产权的高活性化合物。
3 发现高活性
合成的190个新化合物于2006年1～9月经浙江省化工研究院暨国家南方农药创制中心浙江基地进行杀菌活性筛选，108个新化合物于2006年11月进行室内杀虫活性筛选，89个新化合物于2006年8～11月进行了温室除草活性测试。经过浙江省化工研究院暨国家南方农药创制中心浙江基地进行新化合物室内除草活性筛选试验发现，在合成的取代三唑并嘧啶硫代乙酰胺类新化合物中，发现了一个结构全新、性能优异的防除阔叶杂草的选择性除草剂唑嘧氯草胺（ZJ-2725)，特别对旱地作物两种难除杂草婆婆纳和猪殃殃有超高效防除活性。
4 作用机制确定
采用培养皿法和常规生化方法，研究了新型除草剂唑嘧氯草胺的作用机制。结果显示，同时添加20 mg/L浓度的缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸能完全恢复唑嘧氯草胺对苘麻芽的生长抑制作用，而添加相同浓度的单一支链氨基酸只能部分消除其抑制作用。离体条件下，随着唑嘧氯草胺浓度的增大，对乙酰乳酸合成酶（ALS）活性的抑制率增加，ALS活性随反应时间的延长而增加，且两者之间符合Michaelis-Meten方程；活体条件下，唑嘧氯草胺对苘麻的ALS也表现出明显的抑制作用，ALS活性明显下降。
以上结果表明：唑嘧氯草胺在植物体内抑制了3种支链氨基酸的生物合成，进而导致植物蛋白质合成受阻而使植物生长受到抑制，ALS即为唑嘧氯草胺的作用靶标。
5 杀草谱确定
唑嘧氯草胺对阔叶杂草表现出很好的除草活性，反枝苋、藜、田旋花、婆婆纳对该药表现为极敏感，猪殃殃、荠菜、小藜、马齿苋、苘麻等表现为敏感，苍耳、泽漆、播娘蒿、醴肠、鬼针草等杂草表现为中度敏感：而野燕麦、稗草、马唐、看麦娘等禾本科杂草及莎草科杂草香附子则表现出较高的耐药性。
6 安全性确定
白菜、油菜、黄瓜对唑嘧氯草胺最敏感，其次是大豆和花生，空心菜和棉花表现出一定的耐药性，禾本科作物小麦、玉米耐药性最高。在相同条件下测得唑嘧氯草胺对麦田杂草猪殃殃和玉米田杂草反枝苋的IC90和IC10分别求得小麦与猪殃殃间的选择性系数为4.876，玉米与反枝苋间选择性系数为3.702。可见，唑嘧氯草胺在小麦、玉米与敏感靶标杂草间有较好的选择性。该药的残效期不长。240 g a.i./hm2剂量下，在45～60天基本上无活性。
7 合成工艺研究
图2 唑嘧氯草胺制备工艺
经过3年的努力，已完成了新化合物除草剂唑嘧氯草胺的合成工艺研究。该合成工艺路线简单，原料来源广，反应收率高，三废处理可行，产品纯度高，原药含量可达到97%以上。使用该药的农本较低，有很强的竞争力。
8 剂型研究
目前已开发的单剂有10%和20%的油悬浮剂，重点在复配剂型的研究上。
9 结论
唑嘧氯草胺（ZJ-2725）为ALS抑制剂类防治阔叶杂草的高效除草剂，特别对旱地作物难除杂草婆婆纳和猪殃殃有超高效防治活性，还克服了已商品化的此类药物残效期长的缺点，对后茬作物安全；由于该除草剂超高效活性、良好的选择性，残效期合理，合成路线简单，农本不高，继之有大量的复配制剂可以开发出来，定会为我国的农药和农业生产做出一定贡献！
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