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| 一文分析新型殺蟲劑四唑蟲酰胺，市場前景廣闊 |
| 來源：農藥市場信息 2021-1-26 11:23:00 |
| 目前四唑蟲酰胺產品劑型相對單一，登記數量較少，相信隨著四唑蟲酰胺研究的更進一步深入，其市場開發前景廣闊…… 四唑蟲酰胺（tetraniliprole，開發代號：BCS-CL73507）是由拜耳公司開發的新型鄰甲酰胺基苯甲酰胺類廣譜殺蟲劑。該殺蟲劑是氯蟲苯甲酰胺、溴氰蟲酰胺等雙酰胺類化合物家族中的新成員，均為魚尼丁受體激動劑。國際殺蟲劑抗性行動委員會（IRAC）將其歸類為第28組。四唑蟲酰胺在低劑量下即可高效防治水稻、果樹、蔬菜和其他農作物上的多種鱗翅目、鞘翅目、雙翅目害蟲，尤其對二化螟、甜菜夜蛾、薊馬等害蟲防治效果顯著。該藥劑使用方式簡單，葉面處理、土壤處理、種子處理均可。 1、化學名稱 四唑蟲酰胺中文化學名稱：1-（3-氯-2-吡啶基）-4′-氰基-2′-甲基-6′-甲基氨基甲酰基-3-{[5-（三氟甲基）-2H-四唑-2-基]甲基}-1H-吡唑-5-甲酰苯胺；中文通用名稱：四唑蟲酰胺（其他名稱：氟氰蟲酰胺）；ISO通用名稱：tetraniliprole；結構式見圖1。
2、理化性質 四唑蟲酰胺純品為米黃色固體粉末，有丙酮氣味，熔點226.9～229.6℃，相對密度（20℃）1.52。在正常大氣壓下無沸點（230℃以上會發生分解）。蒸氣壓（20℃）3.2×10-6 Pa，（25℃）4.6×10-6 Pa。油水分配系數LogPow（20℃，pH=7）2.6，Henry定律常數（蒸餾水，pH=6.3）1.5×10-3 Pa·m3/mol。水中溶解度（蒸餾水，pH=6.31）1.2 mg/L；其他溶劑中溶解度（g/L，20℃）：甲醇2.9、甲苯0.17、乙酸乙酯6.4、二氯甲烷5.3、丙酮21.8、正庚烷＜0.001、二甲基亞砜＞280。離解常數pKa=9.1。在酸性、中性和堿性條件下的水溶液中均可水解，DT50=58 d（pH=7，20℃）。光化學性質：在水溶液中，四唑蟲酰胺可能與陽光發生直接的光解作用。四唑蟲酰胺不易燃、不爆炸、不氧化，倉庫儲存條件下穩定性至少2年，且不會對容器材料（聚丙烯和聚乙烯）造成腐蝕。 3、毒理學及環境生態安全性 毒理學 該原藥大鼠急性經口LD50值＞2,000 mg/kg，大鼠急性經皮LD50值＞2,000 mg/kg，大鼠吸入毒性LD50值（4 h）＞5,010 mg/m3，小鼠局部淋巴試驗中對皮膚敏感結果呈陽性，對兔皮膚無刺激作用，但對兔眼有輕微刺激作用；90 d亞慢性毒性試驗中以973 mg/（kg·d） 劑量水平對小鼠重復給藥，未發現死亡或嚴重的全身毒性跡象；在大鼠和狗的90 d飲食研究中未發現不良反應的給藥劑量水平分別為608、126 mg/（kg·d）；在大鼠短期皮膚毒性研究中以高劑量1,000 mg/（kg·d）（用藥6 h）給藥，沒有毒性或皮膚刺激的跡象；在大鼠2代生殖毒性試驗中，對四唑蟲酰胺耐受性良好，沒有與之相關的死亡率或嚴重的不良反應，對生殖無影響；在大鼠和兔子的發育毒性研究中，以最高劑量1,000 mg/（kg·d）對大鼠和兔子給藥時，未觀察到母胎毒性。基因毒性試驗表明，四唑蟲酰胺不太可能對人類造成基因毒性的致癌風險。 環境生態安全性 四唑蟲酰胺原藥對哺乳動物（LD50值＞2,000 mg/kg，褐家鼠）和鳥類（LD50值＞2,000 mg/kg，試驗測試了3種鳥類）低毒；對魚類等水生脊椎動物毒性相對較低（LC50值＞10 mg/L，試驗測試了4種魚類）；對水生無脊椎動物高毒（最低濃度EC50值0.071 mg/L，大型溞）；對底棲動物高毒（最低濃度EC50值0.23 mg/L或LC50值0.034 mg/kg干沉積，搖蚊屬）；對藻類植物中度毒性（最低濃度ErC50值1.4 mg/L，中肋骨條藻）；對水生植物相對低毒（ErC50值＞6.6 mg/L，膨脹浮萍）；對土壤生物低毒如蚯蚓（LC50corr值＞448 mg/kg，干土，赤子愛勝蚯）；對蜜蜂有高的毒性，在急性接觸四唑蟲酰胺原藥后，歐洲蜜蜂比歐洲熊蜂更敏感（LD50值分別為0.41～0.44、22～94 μg/蜂）；根據魚類生物積累研究，四唑蟲酰胺在魚類中沒有生物富集（BCF＜1）。綜上，四唑蟲酰胺對陸棲脊椎動物、水生脊椎動物、藻類、水生植物、其他非靶標有益節肢動物、非靶標陸生植物、土壤生物的風險認為是可以接受的，不需要特別的保護聲明，但對敏感水生生物（水生無脊椎動物和底棲動物）和蜜蜂則需必要的保護聲明。 四唑蟲酰胺具有較低的蒸氣壓和較低的亨利定律常數，表明這種化學物質不太可能從土壤或水的表面揮發出來；四唑蟲酰胺在空氣中的半衰期較短（0.27～0.40 d），表明其在長距離大氣運輸方面的潛力較低；在土壤中耗散的主要途徑是轉化和生物降解。實驗室和田間研究表明：根據土壤類型不同，四唑蟲酰胺在土壤中具有一定持久性，與好氧條件相比，四唑蟲酰胺在土壤厭氧條件下轉化更快；四唑蟲酰胺在水中溶解度低，但在有水存在的情況下可以水解，其水解速率受溫度和pH值影響較大，在酸性和中性水溶液中水解緩慢，在堿性水溶液中可以通過水解迅速轉化。 4、作用機理 四唑蟲酰胺是一種作用于昆蟲魚尼丁受體的肌肉毒劑。魚尼丁受體是調控細胞內鈣離子有序釋放的選擇性離子通道，即調控細胞內鈣離子濃度平衡的四聚體通道蛋白。四唑蟲酰胺與昆蟲魚尼丁受體發生高度親和性結合后，Ca2+釋放通道將持續開放，使得平滑肌和橫紋肌細胞內貯存的鈣離子釋放失控和流失，導致肌肉細胞收縮功能癱瘓從而達到殺死昆蟲的目的。 5、合成方法 楊吉春等于2015年對四唑蟲酰胺拜耳公司發明公開的專利進行了綜述，具體合成路線見圖2。
印度農業科技公司的Karri等對四唑蟲酰胺的合成路線做了較為深入的研究，并陸續公開了2項與之合成方法相關的專利：專利WO2019224678和專利WO2020016841。由于Karri等設計的合成方法具有原料易得、條件溫和、操作簡單和收率高等特點，具有很高的研究價值，故本文對印度農業科技公司的這2項專利進行詳細梳理，并簡要羅列了其專利中以下幾種關于四唑蟲酰胺及關鍵中間體Ⅱ-1的合成方法。 四唑蟲酰胺合成方法1 專利WO2019224678中，以三氯乙酰氯（1）和2-甲氧基丙烯（4）為起始原料經脂肪碳酰化、Wohl-Ziegler反應、縮合、環合氧化、酰胺化制得四唑蟲酰胺（Ⅰ-1）。具體合成路線見圖3。
四唑蟲酰胺合成方法2 與合成方法1相比，專利WO2020016841中的合成方法主要在反應原料和反應順序上進行了調整。經初始原料草酰氯（2）和2-甲氧基丙烯（4）發生脂肪碳酰化反應后，產物（E）-4-甲氧基-2-氧代戊-3-烯酰氯（Ⅴ-2）首先與2-氨基-5-氰基-N,3-二甲基苯甲酰胺（Ⅵ-1）進行酰胺化反應，之后依次進行溴化、縮合、環合制得目標產物四唑蟲酰胺（Ⅰ-1）。具體反應路線見圖4。
關鍵中間體Ⅱ-1的合成方法 1-（3-氯-2-吡啶基）-3-{[5-（三氟甲基）-2H-四唑-2-基]甲基}-1H-吡唑-5-羧酸（Ⅱ-1）是合成四唑蟲酰胺的關鍵中間體，關于Ⅱ-1的合成方法，Karri等在專利WO2019224678中進行了詳細的研究并給出了多種合成方法，以下簡要介紹其中2種收率較高的合成方法。 合成方法1：以草酰氯單乙酯（3）和2-甲氧基丙烯（4）為起始原料，step 4中以乙酸作為反應溶劑，其他反應條件和操作方法與四唑蟲酰胺合成方法1基本相同，也可以高產率制得中間體Ⅱ-1。具體合成路線見圖5。
合成方法2：以三氯乙酰氯（1）和2-甲氧基丙烯（4）為起始原料，在氯苯溶液中經脂肪碳酰化反應生成 （E）-1,1,1-三氯-4-甲氧基戊-3-烯-2-酮（Ⅴ-1）后，產物Ⅴ-1在溴的氯苯溶液中繼續進行鹵化反應生成 （E）-5-溴-1,1,1-三氯-4-甲氧基戊-3-烯-2-酮（Ⅳ-1），之后Ⅳ-1采用“一鍋法”依次進行縮合、環合、脫水、氧化即可制得目標中間體Ⅱ-1。本合成方法的優點在于step 3～6采用“一鍋法”制取Ⅱ-1，簡化了反應步驟，避免了冗長的后處理過程，并且最后一步氧化反應使用的是冰醋酸和水作氧化反應溶劑，取代傳統方法中以稀硫酸作為氧化反應溶劑。具體反應路線見圖6。
6、含量分析 張靜等采用高效液相色譜法，以乙腈-0.1%磷酸溶液為流動相，使用ZORBAX SB-C18色譜柱和二極管陣列檢測器，在262 nm紫外光照下對四唑蟲酰胺種子處理懸浮劑進行分離和定量分析。結果表明：該分析方法的線性相關系數為1.0000，標準偏差為0.30，變異系數為0.75%，平均回收率為100.39%。 李衛等采用高效液相色譜串聯質譜法，以Agilent ZORBAX Eclipse XDB-C18為色譜柱，乙腈-0.1%甲酸水為流動相，在流速1 mL/min條件下，用HPLC-MS通過ESI離子源負離子模式掃描測定18%四唑蟲酰胺懸浮劑含量。在0.005～1 mg/L范圍內，四唑蟲酰胺濃度-豐度線性關系良好（r2=0.9991），回收率為98.36%～101.45%，平均回收率為99.82%。 李衛等采用高效液相色譜法，利用ZORBAXXBD-C18反相色譜柱，以乙腈-水為流動相，在波長262 nm紫外光照對18%四唑蟲酰胺懸浮劑進行分析測定。結果表明，四唑蟲酰胺的線性相關系數為1.000，標準偏差為0.120，變異系數為0.67%，平均回收率為100.63%。 7、產品復配研究 農藥的復配是延緩和解決害蟲抗藥性問題的重要手段，在害蟲治理方面，大多都會采用農藥復配方案。具有增效作用的農藥復配組合物可以擴大防治譜、降低劑量、改善生物學特性、減少環境污染、對人畜安全、環境相容性好且害蟲更不易產生抗性。針對四唑蟲酰胺的復配，國內有如下研究。 夏寶成發明公開了一系列含四唑蟲酰胺的殺蟲組合物：一種含有四唑蟲酰胺和抗生素類的殺蟲組合物、一種含有四唑蟲酰胺和新煙堿類的殺蟲組化合物、一種含四唑蟲酰胺的殺蟲組合物。發明的這3種殺蟲組合物均由活性成分A（四唑蟲酰胺）和相應活性成分B的其中一種按質量比1∶80～80∶1組成。經室內生物活性測定和全國各地不同地方田間試驗得出四唑蟲酰胺與活性成分B復配后對稻縱卷葉螟、稻飛虱、甘藍甜菜夜蛾等常見害蟲防效均在95%以上，優于單劑防效，增效作用明顯。 陳超等發明公開了一種含四唑蟲酰胺、聯苯菊酯或溴氰菊酯的殺蟲劑組合物。有效成分由A和B組成，其中A為四唑蟲酰胺，B為聯苯菊酯或溴氰菊酯，有效成分的總質量分數為1%～90%。該復配殺蟲劑對防治稻縱卷葉螟效果突出，可有效減緩稻縱卷葉螟的抗藥性，并對稻縱卷葉螟有速效性和長效性。該殺蟲劑組合物室內生測對稻縱卷葉螟的增效比為20∶1～1∶20。 張坤等發明公開了一種含有氟氰蟲酰胺（四唑蟲酰胺）的殺蟲組合物，其有效成分為氟氰蟲酰胺、呋蟲胺或環蟲酰肼。兩者的質量比為50∶1～1∶50，組合物中有效成分的總質量分數為10%～85%。田間藥效試驗表明，氟氰蟲酰胺與呋蟲胺的復配組合物對二化螟、棕櫚薊馬和褐飛虱防治效果突出，氟氰蟲酰胺與環蟲酰肼的組合物對十字花科蔬菜上的小菜蛾和斜紋夜蛾等害蟲有突出的防治效果。以上組合物的速效性和持效性均比單劑有很大的提高。 羅昌炎等發明公開了含有活性化合物硫蟲酰胺和四唑蟲酰胺的殺蟲組合物，其質量比為50∶1～1∶50。此殺蟲組化合物用于預防和控制動物害蟲，可制作成懸浮劑、種子處理干粉劑、靜電油劑等多種劑型。大量室內生物活性測定試驗結果表明：硫蟲酰胺與四唑蟲酰胺殺蟲復配組合物對昆蟲綱、蛛形綱、線蟲綱的動物害蟲具有顯著的作用，是真正的協同效應。 8、登記情況 2020年3月10日，拜耳作物科學的殺蟲劑Vaygeo 200 SC（200 g/L四唑蟲酰胺懸浮劑）在澳大利亞農藥和獸藥管理局（APVMA）獲得批準登記，用于防治杏樹、澳大利亞堅果、仁果、核果上的多種鱗翅目、鞘翅目、雙翅目害蟲。這是含四唑蟲酰胺活性成分農藥首次在澳大利亞作為新有效成分登記。 2020年3月19日，拜耳作物科學研發的含活性成分四唑蟲酰胺的1個原藥和4個制劑獲得了加拿大有害生物管理局（PMRA）批準登記，并以產品名稱Vayego進行銷售，有效期至2025年12月31日。制劑產品分別為Tetraniliprole 200 SC、Tetraniliprole 480 FS、Tetrino、Tetraniliprole 200 SC Turf Insecticide，可高效防治馬鈴薯、玉米、大豆等糧食作物及果樹、蔬菜和草坪上的一系列害蟲。 2020年6月2日，新西蘭環境保護局批準含活性成分四唑蟲酰胺的全新殺蟲劑Vayego在新西蘭有條件的使用，這是新西蘭首次批準含此類活性成分的產品。該產品可用于防治蘋果、梨、葡萄和核果類作物上的蘋果蠧蛾、卷葉蛾和其他害蟲。 2020年9月30日，我國批準登記了拜耳公司的四唑蟲酰胺90%原藥和200 g/L懸浮劑，主要用于防治甘藍甜菜蛾。拜耳在中國開展的18%四唑蟲酰胺懸浮劑登記藥效試驗表明，該產品在甘藍甜菜蛾低齡幼蟲期對水噴霧使用時，在有效成分22.5～30 g/hm2劑量下，防效為80%～95%。 此前，四唑蟲酰胺已經在津巴布韋、韓國、柬埔寨取得了登記。近日，美國擬批準登記拜耳公司的殺蟲劑四唑蟲酰胺，用于蔬菜、大豆、堅果等農作物上的害蟲防治。 9、小結與展望 四唑蟲酰胺是一種具有雙酰胺結構的新型廣譜殺蟲劑，可高效防治水稻、玉米、馬鈴薯、果樹等農作物上的害蟲，對哺乳動物和其他非靶標動物安全，但對一些水生無脊椎動物和蜜蜂具有較高風險，在使用時應格外注意。目前四唑蟲酰胺產品劑型相對單一，登記數量較少，相信隨著四唑蟲酰胺研究的更進一步深入，其市場開發前景廣闊。 |
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