我国新研发杀虫剂品种评述

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我国新研发杀虫剂品种评述
杨子辉1.2,周波2,田昊1,杨公振3,任永邦4
(1.山东金华海生物开发有限公司,济南251400;2.山东琦基作物科学有限公司,山东淄博250035;
3.江苏瑞东农药有限公司,江苏常州213000;
4.江苏常隆农化有限公司,江苏泰兴225400)
摘要:中国是农药生产和出口大国,农药研究正处于从仿制到创制的阶段。近30年来,国内机构相继开发和上市了多个杀虫剂品种。按照国内创制杀虫剂的结构进行分类,重点评述其理化特性、杀虫活性和应用技术,对品种开发思路进行分析与总结。关键词:中国;杀虫剂;评述
中图分类号:TQ450  文献标志码:A  文章编号:1006-0413(2017)12-0861-04
  我国拥有世界上最多的耕地,作为一个农药生产和使用大国,农药特别是杀虫剂具有广阔的潜在市场。目前国内的仿制品种达260种,随着1985年专利保护法的颁布和WTO 的加入,创制具有自主知识产权的新农药,与国外农化公司竞争农药市场,已成为迫在眉睫的任务。
  目前国内有10多个杀虫剂品种已经取得或正在办理农药登记,将陆续投入工业化生产并进入市场,其中取得登记的创制杀虫剂品种有10余个,如硝虫硫磷、呋喃虫酰肼、氯氟醚菌酯、七氟醚菌酯、哌虫啶、环氧虫啶、戊吡虫胍、疏氟肟醚、丁烯氟虫腈、氯溴虫腈、四氯虫酰胺等,待开发的品种有NK030120、ZJ0402等。对创制品种的结构分为双酰肼类、烟碱类、双酰胺类和其他等类。
1.双酰肼类
  呋喃虫酰肼试验代号(JS118),化学名为N-(2,3-7-氢-2,7-二甲基苯并呋喃-6-甲酰基)-N'-特丁基-N'-(3,5-二甲基苯甲酰基)肼,属于含有苯并呋喃环的N-特丁基双酰肼类化合物,是一种白粉末状固体,熔点:146.0~148.0℃,溶于有机
溶剂,不溶于水,对鱼、蜜蜂、鸟均低毒,对家蚕高毒。  呋喃虫酰肼是由江苏省农药研究所研发的一种高效促蜕皮仿生杀虫剂,已获中国发明专利授权(ZL0118161.9)。对哺乳动物和鸟类、鱼类、蜜蜂毒性极低,对环境友好,属微毒农药。害虫取食后,很快出现停止取食、提早蜕皮的症状,导致幼虫因脱水和饥饿而死亡。呋喃虫酰肼主要防治鳞翅目的甜菜夜蛾、斜纹夜蛾、稻纵卷叶螟、二化螟、大螟、豆荚螟、玉米螟、甘蔗螟、棉铃虫、桃小食心虫、小菜蛾、潜叶蛾、卷叶蛾;对部分鞘翅目和双翅目害虫也有效。  呋喃虫酰肼在虫酰肼的基础上改造,具有蜕皮激素调控作用。昆虫蜕皮激素的主要成分是类固醇激素20-羟基蜕皮素。当20-羟基蜕皮素浓度升高时,幼虫进入蜕皮阶段,停止进食,表皮细胞进行重组,通过与蜕皮激素受体蛋白紧密结合,激活受体蛋白,达
到抑制幼虫发育的目的。该品种已取得农业部正式登记,制剂为10%呋喃虫酰肼悬浮剂,在十字花科蔬菜上防治甜菜夜蛾,于2012年11月5日转为PD 证(PD 证号:20121672)。10%呋喃虫酰肼悬浮剂(商品名:福先)上市后,已在江苏、浙江、广东等省大面积推广应用,其药效显著,用药成本低。
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2.拟除虫菊酯类
  近10年来,国内蚊香市场竞争越发激烈,右旋反式烯丙菊酯有效成分的用药含量大部分达到甚至超过了登记上限。在这样的环境下,国内研发拟除虫菊酯自主产权新品种势在必行,江苏扬农化工有限公司抓住时机,以四氟对甲氧甲基苄醇和右旋DV 酰氯为中间体,筛选出卫生杀虫剂氯氟醚菊酯,其中间体四氟对甲氧甲基苄醇的制备方法已经申请专利,目前对工艺进行了改进,并完成了中试放大,已投入生产。通用名:meperfluthrin;化学名:2,3,5,6-四氟-4-甲氧甲苄基(1R,3s)-3-(2,2-二氯乙烯基)-2,2-二甲基环丙烷羧酸酯;CAS 登记号:915288-13-0;分子式:C 17H 15C l2F 403,相对分子质量:414.2。
  氯氟醚菊酯属于具有光学异构体结构的含氟杀虫剂。其结构中的酸部分采用了活性最高的右旋反式体酸,使用光学活性异构体可增加对哺乳动物的安全性。而氯氟醚菊酯实际活性能达到右旋反式烯丙菊酯的15~20倍。该品种的气雾剂对淡库蚊、家蝇有很好的抑制活性,氯氟醚菊酯毒力比四氟甲醚菊酯高达77%。
  该产品于2011年取得卫生部正式登记,登记证号:WP20110065。2009年取得了工信部的农药生产许可证,许可证号:HNP32270-12615。
  右旋七氟甲醚菊酯是2007年扬农化工股份公司推出的又一个新品种,结构类似于先前的氯氟醚菊酯,通用名称:d-teflumethrin(暂定);CAS 登记号:1208235-75-9;分子式:C 18H 17F 703;相对分子质量:414;化学名称:2,3,5,6-四氟-4-甲氧甲基苄基-1R,反式-(Z)-3-(3,3,3-三氟-1-丙烯基)-2,2-二甲基环丙烷羧酸酯。
  右旋七氟甲醚菊酯对淡库蚊、家蝇有很好的抑制活性,优于甲氧苄氟菊酯,远优于富右旋反式烯丙菊酯。杀虫谱类似于氯氟醚菊酯。目前该品种已经完
成毒力测定和蒸气压测定,现已开始制剂方面的开发,扬农将进一步扩大该品种的卫生杀虫剂市场。  中西菊酯又名氟氰戊菊酯、中西氟氰菊酯、氟氰菊酯;化学名:(RS)-α-氰基-3-苯氧基苄基(S)-2-(4-二氟甲氧基苯基)-3-甲基丁酸酯,是20世纪80年代中西药厂开发并生产的菊酯类广谱杀虫剂,对各种害虫,如菜青虫、斜纹夜蛾能迅速有效地防治。
3.烟碱类
  20世纪70年代,烟碱类杀虫剂被首次发现,主要作用于昆虫神经系统突触部位的烟碱乙酰胆碱受体,干扰昆虫神经系统的刺激传导,引起神经系统通路阻塞,造成神经递质乙酰胆碱在突触部位的积累,从而导致昆虫麻痹,最终死亡。国外公司相继推出吡虫啉等品种,该类品种统称为乙酰胆碱受体抑制剂。目前,IRAC 报道了吡虫啉对蜜蜂等益虫的毒性,大量使用的同时也会给作物带来危害。
  环氧虫啶(cycloxaprid)是由华东理工大学钱旭红等开发的一种顺式氧桥杂环结构新烟碱类杀虫剂。该杀虫剂作用机制不同于传统的新烟碱类杀虫剂,环氧虫啶对半翅目的稻飞虱(褐飞虱、白背飞虱、灰飞虱)和蚜虫(麦蚜、棉蚜、苜蓿蚜、甘蓝蚜虫)等有较高的杀虫活性,对鳞翅目类害虫如稻纵卷叶螟、黏虫和小菜蛾等有一定的杀虫效果。对蜜蜂毒性很低,优于吡虫啉。杀虫活性测试中环氧虫啶500mg/L 下豆蚜、褐飞虱、黏虫、小菜蛾的死亡率均为100%。  实际应用中,环氧虫啶可考虑作为吡虫啉替代产品。研究表明,环氧虫啶对哺乳动物的急性毒性为低毒。对非靶标生物如水蚤类、鱼类、藻类、土壤微生物和其他植物影响甚微。多年、多地连续的田间药效试验结果表明:该药在试验剂量范围内对水稻安全,试验中未见药害发生,对水稻害虫天敌等有益生物也未见明显影响。因此,环氧虫啶不但可作为抗性治理的有效替代品种,又可用于害虫的综合防治。
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  该品种专利公开号为CN101747320A,发明名称为二醛构建的具有杀虫活性的含氮或氧杂环化合物及其制备方法以及生测试验。单剂的制剂涵盖可湿性粉剂、水分散粒剂、悬浮剂、水乳剂等多种剂型。目前已经取得农业部的正式登记,登记作物为水稻,华东理工大学已经与上海生农生化有限公司合作,完成中试生产,该品种有望在美国取得登记,进入国外市场。  哌虫啶(diafenthiuron)是新型高效、广谱、低毒烟碱类杀虫剂,化学名1-((6-氯吡啶-3-基)甲基)-5-丙氧基-7-甲基-8-硝基-1,2,3,5,6,7-六氢咪唑并[1,2-a]吡啶。对该品种的合成工艺进行了优化,哌虫啶对同翅目害虫有较好的活性,环境相容性较好,应用前景广阔。2009年5月,95%哌虫啶原药、10%哌虫啶悬浮剂已顺利通过农业部农药登记,由江苏克胜集团生产。其杀虫谱和活性类似于环氧虫啶,主要用于防治同翅目害虫,对稻飞虱有良好的防治效果。
  戊吡虫胍(guadipyr,试验代号ZNQ-08056)是中国农业大学覃兆海课题组开发的新烟碱类杀虫剂,通用名:guadipyr,CAS 号:1376342-13-0。  戊吡虫胍可防治水稻稻飞虱、烟粉虱和甘蓝蚜虫,对抗吡虫啉害虫有较好效果。研究表明:在4~10g a.i/667m 2剂量下对蚜虫和稻飞虱具有很好的防治效果。该品种对鱼类、蜜蜂和日本鹌鹑低毒,其毒性远远低于其他烟碱类杀虫剂。目前该品种涉及的专利已经授权,合肥星宇化学有限责任公司获得96%戊比虫胍原药和20%悬浮剂的登记,登记作物为水稻。  氯噻啉是南通江山农药化工有限公司创制的新烟碱类杀虫剂,开发代号JS-125,可用于防治蚜虫、叶蝉、飞虱等害虫;对水稻二化螟有明显杀灭作用,2008年获得该产品的正式登记。
  环氧虫啉是武汉工程大学巨修炼课题组与四川和邦生物科技股份有限公司合作研制的具有自主知识产权的新烟碱类农药。化学名称1-(1,2-环氧丙基)
-N-硝基亚咪唑烷-2-基胺,是国内新烟碱类杀虫剂的又一个新成员,对甘蓝蚜虫的室内抑制活性优于吡虫啉。
4.双酰胺类
  四氯虫酰胺(SYP-9080)是沈阳中化农药化工研发有限公司李斌等在杜邦氯虫苯甲酰胺的基础上开发的新型双酰胺类化合物,是我国开发的首个双酰胺类杀虫剂产品,其对甜菜夜蛾、小菜蛾、二化螟、黏虫的活性与氯虫苯甲酰胺相当,在质量浓度为0.4mg/L 时,药后3d 对黏虫的防效在90%以上。原料和中间体比杜邦的氯虫苯甲酰胺易于获得,成本低于氯虫苯甲酰胺。科创公司已经取得95%原药和10%悬浮剂的正式登记,登记作物为水稻。目前该品种已经完成中试工艺的研究。
  四氯虫酰胺化学名称:3-溴-N-[2,4-二氯-6-(甲氨基甲酰基)苯基]-1-(3,5-二氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-甲酰胺。CAS:1104384-14-6,外观白至灰白固体,熔点189~191℃,易溶于N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜,可溶于二氧六环、四氢呋喃、丙酮,光照下稳定。
  氯氟氰虫酰胺(cyhalodiamide),试验代号ZJ0402,主要防治磷翅目昆虫小菜蛾、甜菜夜蛾、二化螟、
三化螟、棉铃虫。该品种外观为白固体,熔点215.6~218.8℃,可溶于乙酸乙酯和乙醇。其与氯虫苯甲酰胺和溴氰虫苯甲酰胺活性相当,制剂有20%悬浮剂,可用于水稻和棉花作物。目前已经完成田间试验,进入登记前阶段。
5.其他类
  硝虫硫磷是四川省化工研究院于1998年开发的有机磷杀虫剂,其杀虫谱较广,对稻飞虱、红蜘蛛、棉蚜、小菜蛾等有明显的抑制活性,用于水稻和柑橘等。对鱼中毒,对鸟和蜜蜂低毒。化学名称:O-O-
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二乙基-O-(2,4-二氯-6-硝基苯基)硫代磷酸酯,纯品为无晶体,熔点31℃。
  2002年硝虫硫磷原药和30%乳油获得农业部农药检定所临时登记。目前已经用于国内的柑橘产区,其新剂型如水乳剂和悬浮剂等进一步开发中。  硫氟肟醚(HNPC-A2005)是2003年湖南化工研究院合成并筛选的低毒、低残留、对非靶标生物安全的环境友好型杀虫剂。立体化学:顺反异构;化学名称:(Z)(3-氟-4-氯苯基)(l-甲硫基乙基)酮肟O-(2-甲基-3-苯基)苄基醚。
  在30~150g a.i./hm 2剂量下,能有效防治鳞翅目和同翅目害虫,如茶树害虫茶毛虫、茶小绿叶蝉、茶尺蠖、柑橘潜夜蛾和菜青虫等。硫氟肟醚对害虫表现出较强的胃毒和触杀作用,且对人、畜毒性低,对作物安全,对有益生物如天敌昆虫蜘蛛等无不良影响。
  氯溴虫睛(HNPC-A3061)是湖南化工研究院于2005年自主设计、合成的吡咯类新型杀虫剂,化学名称:4-溴-l-((2-氯乙氧基)甲基)-2-(4-氯苯基)-5-三氟甲基-lH-吡咯-3-腈;CAS 号:890929-78-9,纯品为白结晶,熔点为109.5~110.0℃。
  30~75g a.i./hm 2氯溴虫腈对小菜蛾和斜纹夜蛾防治效果好。在较高剂量(12~120g a.i./hm 2)下,能有效防治水稻、蔬菜等作物的斜纹夜蛾、小菜蛾、棉铃虫、稻纵卷叶螟、稻飞虱、茶毛虫等多种害虫。  嘧螨胺是沈阳中化农药化工研发有限公司刘长令团队在原丁香菌酯(coumoxystrobin)和唑菌酯(pyraoxystrobin)基础上,以取代嘧啶醇为中间体进行衍生化研究,发现具有杀螨活性的先导化合物并最终进一步优化,确定嘧螨胺(SYP-11277)作为候选杀螨剂。该化合物属于甲氧基丙烯酸酯类化合物,对红蜘蛛成、若、幼螨均具有很好的防治效果,
在1.25 mg/L 质量浓度下杀螨活性仍达90%以上。  田间试验表明:嘧螨胺的速效性和持效性与阿维菌素相当,速效性优于螺螨酯。此外,其对柑橘红蜘蛛成、若、幼螨均有较好的防治效果。  乙唑螨腈是沈阳中化农药化工研发有限公司李斌团队在日本日产化学公司的丙烯腈类化合物腈吡螨酯(cyenopyrafen)基础上,通过对其结构中的吡唑环和羟基部分进行结构修饰,于2008年发现了具有高杀螨活性的化合物乙唑螨腈(SYP -9625)。经过后续深入研究,乙唑螨腈于2015年获得临时登记,2017年上市,商品名为宝卓,在西北和华北地区用于防治朱砂叶螨和二斑叶螨,填补了我国杀螨剂的空白。
  乙唑螨腈,CAS 号1253429-01-4,化学名称(Z)-2-(4-叔丁基苯基)-2-氰基-1-(1-乙基-3-甲基吡唑-5-基)乙烯基-2,2-二甲基丙酸酯。其为白固体,熔点为92~93℃,易溶于二甲基甲酰胺、乙腈、丙酮、甲醇、乙酸乙酯、二氯甲烷等。雌、雄大鼠急性经口LD50>5000mg/Kg、急性经皮LD50>2000mg/Kg。
6.总结与展望
  我国杀虫剂创制工作已经初见成效,农药创制的基本条件已经构建。已有一批创制杀虫剂品种获得专利、取得正式登记或临时登记,开始进入粮食作物市场,如水稻、小麦、棉花和玉米。但要使产品被农民广泛接受,在市场上占据一定的份额,还需要做大量的工作。从目前来看,我国新农药创制还处于初
级阶段,开发新品种的体不仅包括大学和研究所,企业也应加入到其中来,从而形成创制队伍体系,提升原始创新能力;延长已经开发的新品种使用寿命,改进原药生产工艺,进行制剂和助剂方面的开发,增强市场的竞争力。

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