作為全球重要糧食作物，水稻是約60%人口主要食物組成。水稻種植關(guān)乎全球約1.5億農(nóng)民的生計(jì)，提供著世界五分之一的膳食能量。雜草，不僅與作物爭(zhēng)奪水分、肥料、光照、空間，還是水稻病蟲(chóng)的寄生之所。未能控制水稻雜草會(huì)導(dǎo)致重大甚至毀滅性的產(chǎn)量損失，尤其是抗性雜草的蔓延，現(xiàn)已成為水稻種植面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。目前，全球水稻田抗性雜草分布廣、種類(lèi)多、抗性重、危害大，已經(jīng)嚴(yán)重影響防治效果和增產(chǎn)收益。為此，引進(jìn)全新作用機(jī)理的除草劑迫在眉睫。

四氟咯草胺是由杜邦（現(xiàn)科迪華）發(fā)現(xiàn)、現(xiàn)為富美實(shí)旗下專利產(chǎn)品、由富美實(shí)和先正達(dá)聯(lián)袂開(kāi)發(fā)的擁有獨(dú)特化學(xué)結(jié)構(gòu)和全新作用機(jī)理的除草劑，與現(xiàn)有除草劑無(wú)交互抗性，是抗性雜草綜合管理的重要工具。作為一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，四氟咯草胺將率先發(fā)力水稻市場(chǎng)，緩解日益嚴(yán)重的雜草抗性挑戰(zhàn)，繼而為數(shù)百萬(wàn)水稻種植戶帶來(lái)革命性變化，也為水稻可持續(xù)生產(chǎn)釋放更多潛力。

四氟咯草胺可整季防除水稻田禾本科雜草、部分闊葉雜草及莎草，其用藥量低，對(duì)作物安全，可用于移栽水稻和直播水稻田，有效提升水稻產(chǎn)量和質(zhì)量，同時(shí)為匹配未來(lái)更加現(xiàn)代、環(huán)保的種植模式奠定基礎(chǔ)。

2025年初，富美實(shí)成功生產(chǎn)出首批商業(yè)化的四氟咯草胺原藥，這是公司在四氟咯草胺開(kāi)發(fā)進(jìn)程中取得的突破性進(jìn)展，標(biāo)志著該產(chǎn)品即將正式推向市場(chǎng)。據(jù)富美實(shí)預(yù)測(cè)，四氟咯草胺的年峰值銷(xiāo)售額將達(dá)3.00億～4.00億美元。

四氟咯草胺（英文通用名：tetflupyrolimet；開(kāi)發(fā)代號(hào)：F9960；商品名：Dodhylex? active）是由杜邦公司于2015年公開(kāi)的新型芳基吡咯烷酮苯胺類(lèi)（Aryl pyrrolidinone anilide）除草劑，2018年，杜邦將其專利權(quán)轉(zhuǎn)讓給富美實(shí)。據(jù)富美實(shí)介紹，四氟咯草胺的開(kāi)發(fā)代表了一種全新的化學(xué)類(lèi)別和新穎的作用機(jī)理，是一款革命性的除草劑。

四氟咯草胺的IUPAC化學(xué)名稱：(3S,4S)-2′-氟-1-甲基-2-氧代-4-[3-(三氟甲基)苯基]吡咯烷-3-甲酰苯胺；CAS登錄號(hào)：2053901-33-8；分子式：C19H16F4N2O2；相對(duì)分子質(zhì)量：380.34。

圖1  四氟咯草胺的結(jié)構(gòu)式

據(jù)中國(guó)中化集團(tuán)公司資深高級(jí)專家劉長(zhǎng)令教授從中間體衍生化法角度分析，四氟咯草胺的發(fā)現(xiàn)可能是在氟咯草酮的基礎(chǔ)上，通過(guò)不斷衍生和替換，后經(jīng)優(yōu)化研究得到的。

最早商品化的吡咯烷酮類(lèi)除草劑是美國(guó)Stauffer公司（現(xiàn)先正達(dá)）開(kāi)發(fā)的氟咯草酮（英文通用名：fluorochloridone），其與四氟咯草胺在結(jié)構(gòu)上仍有較大差異。

圖2  氟咯草酮的結(jié)構(gòu)式

1989年，ICI美洲公司公開(kāi)了一個(gè)具有除草活性的化合物專利，它是在氟咯草酮基礎(chǔ)上進(jìn)行衍生得到的，但并沒(méi)有進(jìn)行商品化開(kāi)發(fā)。直到2015年，杜邦公司創(chuàng)造性地將吡咯烷酮1位的芳基移到了4位，得到了新的芳基吡咯烷酮類(lèi)化合物，同時(shí)還提升了其除草活性，繼而通過(guò)取代基的優(yōu)化得到了該化合物的異構(gòu)體混合物，再經(jīng)過(guò)拆分得到了(3S,4S)型單一光學(xué)異構(gòu)體四氟咯草胺。

四氟咯草胺為二氫乳清酸脫氫酶（Dihydroorotate dehydrogenase；DHODH）抑制劑。2021年，國(guó)際除草劑抗性行動(dòng)委員會(huì)（HRAC）和美國(guó)雜草科學(xué)協(xié)會(huì)（WSSA）將其歸類(lèi)至第28組（HRAC/WSSA Group 28），它是進(jìn)入該組中的第1個(gè)有效成分，也是目前該組中唯一的化合物，同時(shí)還是30多年來(lái)植保行業(yè)首個(gè)具有全新作用機(jī)理的新型除草劑。

四氟咯草胺通過(guò)抑制嘧啶從頭生物合成途徑中（in the de Novo pyrimidine biosynthesis pathway）的二氫乳清酸脫氫酶（DHODH）而發(fā)揮作用。

嘧啶從頭生物合成由6個(gè)酶促步驟組成，其中，第4步由二氫乳清酸脫氫酶（DHODH）催化，將泛醌介導(dǎo)的二氫乳清酸（DHO）氧化為乳清酸。所有雜草的DHODH都是位于線粒體內(nèi)膜外表面的黃素蛋白，由于核苷酸的核心作用，該途徑的抑制對(duì)大多數(shù)生物都是致命的。

四氟咯草胺競(jìng)爭(zhēng)DHODH上的泛醌結(jié)合位點(diǎn)，并不直接導(dǎo)致雜草黃化死亡，而是抑制雜草體內(nèi)關(guān)鍵生長(zhǎng)分子嘧啶的合成，從而使雜草生長(zhǎng)發(fā)育停滯。四氟咯草胺尚無(wú)已知交互抗性，將成為抗性雜草管理的有效工具。

四氟咯草胺主要用于玉米、水稻、大豆、小麥、甘蔗、柑橘、堅(jiān)果等作物田，防除一年生雜草及抗性雜草，如稗草、地膚、沼生異蕊花、大狗尾草等，苗前使用效果更好。其用藥量低，持效期長(zhǎng)。

大量田間試驗(yàn)表明，四氟咯草胺用于直播水稻和移栽水稻田時(shí)，具有較好的選擇性。

四氟咯草胺適用于移栽水稻和直播水稻田，苗前或苗后早期施用，一次用藥可整季防除水稻田重要的禾本科雜草，如大狗尾草（Setaria faberi）、稗草（Echinochloa crus-galli）、馬唐（Digitaria sanguinalis）、水稗（Echinochloa phyllopogon）、叢生千金子（Leptochloa fascicularis）、千金子等；對(duì)一些難除的闊葉雜草和莎草也有效；并能防除抗性雜草。具有較好的作物安全性，對(duì)生態(tài)友好，有利于農(nóng)藥減量。

四氟咯草胺通過(guò)顯著減少雜草根系、抑制雜草生長(zhǎng)和出苗以及優(yōu)越的持效活性，高效防除水稻田稗草、千金子等，被譽(yù)為抗性禾本科雜草治理專家，將開(kāi)創(chuàng)水稻田除草新紀(jì)元。

四氟咯草胺將率先推向水稻市場(chǎng)，并逐漸向其他領(lǐng)域拓展。除水稻外，富美實(shí)還在探索四氟咯草胺在大豆、玉米、向日葵、甘蔗等其他作物田的應(yīng)用潛力 。

2023年8月，富美實(shí)宣布了四氟咯草胺的全球品牌Dodhylex? active。不難發(fā)現(xiàn)，這一名稱與其作用靶標(biāo)（二氫乳清酸脫氫酶；dihydroorotate dehydrogenase）不無(wú)關(guān)系。

富美實(shí)亦已啟動(dòng)四氟咯草胺的全球登記工作，目前，公司已經(jīng)向印度、巴西、美國(guó)、菲律賓、哥倫比亞、韓國(guó)、秘魯、中國(guó)臺(tái)灣、日本、馬來(lái)西亞等市場(chǎng)提交了登記申請(qǐng)，這些地區(qū)約占全球1.65億公頃水稻種植面積的35%。

2025年初，富美實(shí)首批商業(yè)化的四氟咯草胺原藥成功下線，這是公司在四氟咯草胺開(kāi)發(fā)進(jìn)程中取得的突破性進(jìn)展，標(biāo)志著該產(chǎn)品即將正式推向市場(chǎng)。

2025年初，富美實(shí)在菲律賓獲得了有條件的監(jiān)管批準(zhǔn)，并計(jì)劃于2025年下半年在該國(guó)進(jìn)行首次銷(xiāo)售。預(yù)計(jì)該產(chǎn)品將于2026年首次全面上市。

基于四氟咯草胺新穎的作用機(jī)理及優(yōu)秀的產(chǎn)品性能，富美實(shí)預(yù)測(cè)，其年峰值銷(xiāo)售額將達(dá)3.00億～4.00億美元。

3.1  兩大巨頭聯(lián)袂開(kāi)發(fā)

四氟咯草胺在水稻市場(chǎng)的開(kāi)發(fā)將展現(xiàn)兩大農(nóng)藥巨頭的推廣實(shí)力。2023年5月16日，富美實(shí)和先正達(dá)植保（簡(jiǎn)稱“先正達(dá)”）宣布達(dá)成協(xié)議，在亞洲聯(lián)合推出一項(xiàng)突破性的水稻田雜草防控技術(shù)。該技術(shù)所運(yùn)用的有效成分“四氟咯草胺”是富美實(shí)的專利產(chǎn)品，在先正達(dá)的支持下開(kāi)發(fā)用于水稻。該技術(shù)的成型標(biāo)志著30多年來(lái)首次出現(xiàn)了應(yīng)用全新作用機(jī)理的除草劑，有望緩解因水稻田雜草對(duì)現(xiàn)有除草劑產(chǎn)生抗性而給農(nóng)民帶來(lái)的挑戰(zhàn)。

根據(jù)協(xié)議，富美實(shí)和先正達(dá)將在亞洲主要水稻市場(chǎng)推廣含有四氟咯草胺的產(chǎn)品。富美實(shí)將在整個(gè)亞洲登記和商業(yè)化四氟咯草胺及其用于水稻田的系列制劑產(chǎn)品。在中國(guó)水稻市場(chǎng)，富美實(shí)將只專注于混配制劑的開(kāi)發(fā)和推廣。先正達(dá)將在中國(guó)登記并商業(yè)化四氟咯草胺及其系列制劑用于水稻市場(chǎng)，同時(shí)還將在印度、越南、印度尼西亞、日本、韓國(guó)推出其混配制劑，并將在孟加拉獨(dú)家推出用于水稻田的該化合物產(chǎn)品。此外，富美實(shí)將在全球登記和商業(yè)化四氟咯草胺及其全套制劑產(chǎn)品，用于水稻和其他作物。

3.2  四氟咯草胺在中國(guó)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)

先正達(dá)正積極推動(dòng)四氟咯草胺在中國(guó)水稻市場(chǎng)的本地化應(yīng)用。2024年1月10日，先正達(dá)集團(tuán)中國(guó)與湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院簽署了“新型除草劑四氟咯草胺的研究與開(kāi)發(fā)”合作開(kāi)發(fā)協(xié)議。院企雙方充分發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)四氟咯草胺的技術(shù)研究與本地化應(yīng)用落地。據(jù)介紹，本次合作的創(chuàng)新除草劑四氟咯草胺，可以有效應(yīng)對(duì)當(dāng)下中國(guó)水稻田雜草抗藥性嚴(yán)峻的巨大難題，該產(chǎn)品具有雜草早防除、省工省力、雜草防治活性高、施藥窗口廣、適用栽培模式多、作物安全性好等特點(diǎn)。

在2024年11月召開(kāi)的“中國(guó)植保雙交會(huì)”上，先正達(dá)集團(tuán)中國(guó)表示，公司即將在中國(guó)上市突破性產(chǎn)品四氟咯草胺，該產(chǎn)品可大幅減少農(nóng)藥用量，為水稻種植提供綠色解決方案。

富美實(shí)表示，公司將在中國(guó)推出全新作用機(jī)理的水稻田除草劑四氟咯草胺，該產(chǎn)品用量低、持效期長(zhǎng)，對(duì)水稻田抗性禾本科雜草及部分闊葉雜草高效；公司將專注四氟咯草胺混劑的開(kāi)發(fā)和推廣，以滿足不同草相及用藥場(chǎng)景的需求。

3.3  四氟咯草胺在美國(guó)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)

2024年，富美實(shí)美國(guó)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、技術(shù)服務(wù)和商業(yè)團(tuán)隊(duì)與路易斯安那州立大學(xué)的著名雜草科學(xué)家Conner Webster博士聯(lián)手舉辦了一場(chǎng)別開(kāi)生面的互動(dòng)式客戶活動(dòng)。本次活動(dòng)邀請(qǐng)了覆蓋約美國(guó)中南部230,000英畝土地的水稻種植者、零售和獨(dú)立技術(shù)顧問(wèn)，首次在美國(guó)向參會(huì)者展示了具有開(kāi)創(chuàng)性的除草劑Dodhylex? active（四氟咯草胺）在水稻田間應(yīng)用中的顯著優(yōu)勢(shì)，展現(xiàn)其在水稻田除草劑市場(chǎng)的巨大潛力。

本次活動(dòng)作為富美實(shí)和大學(xué)相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覄?chuàng)立的平臺(tái)，驗(yàn)證了Dodhylex? active活性成分在中南部稻田雜草管理策略中最佳方案的有效性，標(biāo)志著30多年來(lái)首次引入創(chuàng)新作用機(jī)理的除草劑這一重要的里程碑。

參會(huì)者觀察到Dodhylex? active通過(guò)顯著減少雜草根系、抑制雜草生長(zhǎng)和出苗以及優(yōu)越的持效活性，從而高效防除水稻田稗草和千金子。本次展示涵蓋Dodhylex? active廣泛的應(yīng)用條件，包括滅茬、水直播和旱直播（機(jī)器條播）、品種耐受性評(píng)估、常規(guī)水稻和雜交水稻之間的比較、與各類(lèi)水稻田除草劑技術(shù)的整合、桶混的兼容性以及在綜合水稻田除草劑方案的作用。

目前，除了位于路易斯安那州克勞利和阿肯色州克勞福德斯維爾的展示區(qū)將專注于提供給種植者了解Dodhylex? active活性和其他富美實(shí)核心產(chǎn)品以外，同時(shí)在密西西比河三角洲還建立了超過(guò)10英畝的田間試驗(yàn)區(qū)域，為密西西比州格林維爾、阿肯色州克勞福德斯維爾以及密蘇里州的波蒂奇維爾三大核心區(qū)域提供Dodhylex? active的效果展示提供支持，旨在不斷加速完善Dodhylex? active的田間應(yīng)用方案。

2025年，富美實(shí)宣布將在美國(guó)推出兩款基于四氟咯草胺的除草劑產(chǎn)品Keenali Complete和Keenali GR，旨在為美國(guó)水稻種植者提供更有效、更全面的雜草管理解決方案，尤其是防除日益嚴(yán)重的抗性雜草。

Keenali Complete將采用聯(lián)合包裝的形式，結(jié)合Dodhylex? active有效成分和Command 3ME微囊化除草劑。這種組合不僅能擴(kuò)大雜草防治譜，還有利于雜草的抗性管理。Keenali Complete適用于美國(guó)中南部水稻種植區(qū)（包括阿肯色州、路易斯安那州、密西西比州、密蘇里州、德克薩斯州），在水稻播前使用，有效防除抗性稗草及其他雜草。該產(chǎn)品預(yù)計(jì)將于2027年種植季上市。

Keenali GR將作為一款獨(dú)立產(chǎn)品推向加利福尼亞州水稻市場(chǎng)，播前使用，防除稗草、水草、千金子等。作為一種殘效除草劑，Keenali GR將為整季抗性禾本科雜草防控奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。該產(chǎn)品預(yù)計(jì)將于2028年種植季上市。

美國(guó)各地的大學(xué)研究人員在過(guò)去5年間對(duì)Keenali GR和Keenali Complete除草劑進(jìn)行了數(shù)百次試驗(yàn)，測(cè)試結(jié)果表明，兩產(chǎn)品在不同土壤類(lèi)型和條件下均表現(xiàn)出色。研究人員指出，四氟咯草胺對(duì)稗草的防效尤為突出，粘質(zhì)土壤上的防效最好。此外，該活性成分在殘留和飄移研究中也表現(xiàn)出色，能夠安全施用。

2018年，杜邦（現(xiàn)科迪華）將四氟咯草胺的專利權(quán)轉(zhuǎn)讓給富美實(shí)。四氟咯草胺現(xiàn)已成為富美實(shí)旗下的專利產(chǎn)品，公司擁有其許多化合物專利，包括PCT專利、歐洲專利、美國(guó)專利、中國(guó)專利等。

PCT專利：WO2015084796A1，申請(qǐng)于2014年12月2日。

歐洲專利：EP3077374，申請(qǐng)于2014年12月2日，2034年12月1日到期。

美國(guó)專利：US2016297756，申請(qǐng)于2014年12月2日，2034年12月2日到期。

中國(guó)專利：CN106414403B（ZL201480074726.8），申請(qǐng)于2014年12月2日，2019年8月30日獲得授權(quán)，2034年12月1日到期；發(fā)明名稱：吡咯烷酮除草劑。

水稻是重要的糧食作物，水稻病蟲(chóng)草害的有效防控是保障糧食安全的重要基礎(chǔ)。全球水稻用農(nóng)藥市場(chǎng)約占作物用農(nóng)藥市場(chǎng)的10%，而85%的水稻用農(nóng)藥市場(chǎng)又集中于亞太地區(qū)。在水稻用農(nóng)藥市場(chǎng)中，水稻田除草劑成為主力，約占40%的份額。

由于草相復(fù)雜多變，加之抗性雜草的不斷蔓延，推動(dòng)水稻田除草劑不斷迭代升級(jí)。乙酰乳酸合成酶（ALS）抑制劑、乙酰輔酶A羧化酶（ACCase）抑制劑、原卟啉原氧化酶（PPO）抑制劑、合成激素類(lèi)除草劑、對(duì)羥基苯基丙酮酸雙氧化酶（HPPD）抑制劑等多種作用機(jī)理的眾多除草劑紛紛入場(chǎng)，共同應(yīng)對(duì)水稻田抗性雜草的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

富美實(shí)開(kāi)發(fā)的四氟咯草胺，不僅擁有獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)，而且擁有全新的作用機(jī)理，是DHODH抑制劑類(lèi)除草劑中的首款產(chǎn)品，也是目前唯一的一款產(chǎn)品，與現(xiàn)有除草劑無(wú)交互抗性。該產(chǎn)品活性高，用藥量低，殺草譜豐富，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛?；谒姆┎莅穬?yōu)秀的產(chǎn)品性能，富美實(shí)和先正達(dá)兩大跨國(guó)巨頭強(qiáng)強(qiáng)合作，共同開(kāi)發(fā)四氟咯草胺率先進(jìn)入的水稻市場(chǎng)。該產(chǎn)品一次用藥，可整季防除水稻田禾本科雜草、部分闊葉雜草及莎草，是水稻田抗性雜草防控的有力武器，將開(kāi)創(chuàng)水稻除草新紀(jì)元，擁有廣闊的市場(chǎng)前景。