新型吡啶酰胺类除草剂--吡氟酰草胺合成路线简析

作者:李祝明 2024/6/12 8:38:49
吡氟酰草胺(diflufenicam)是1982年由罗纳-普朗克(现拜耳作物科学)公司研发的取代吡啶基酰苯胺类除草剂,主要应用于禾谷类作物以及大蒜等,防除部分禾本科杂草及阔叶杂草,特别是猪殃殃、婆婆纳、繁缕、堇菜。也常被拓展应用于部分伞形科、菊科药材防除部分杂草。随着国内特别是冬小麦田主要种植区草项的变化,吡氟酰草胺越来越受到国内企业的关注,且目前吡氟酰草胺在全球主要市场的专利已经届满,不存在知识

吡氟酰草胺(diflufenicam)是1982年由羅納-普朗克(現拜耳作物科學)公司研發的取代吡啶基酰苯胺類除草劑,主要應用于禾谷類作物以及大蒜等,防除部分禾本科雜草及闊葉雜草,特別是豬殃殃、婆婆納、繁縷、堇菜。也常被拓展應用于部分傘形科、菊科藥材防除部分雜草。隨著國內特別是冬小麥田主要種植區草項的變化,吡氟酰草胺越來越受到國內企業的關注,且目前吡氟酰草胺在全球主要市場的專利已經屆滿,不存在知識產權的糾紛,合成路線也相對簡單,這對于國內的農藥生產企業來說是一個很有吸引力的除草劑品種。


產品簡介


英文名稱:diflufenican

中文名稱:吡氟酰草胺

其他名稱:Brodal;Canyon;FR 1078;Kwarc;Legato
化學名稱:N-(2,4-二氟苯基)-2-[3-(三氟甲基)苯氧基]吡啶-3-甲酰胺

分子式:C19H11F5N2O2

相對分子質量:394.295

CAS登錄號:83164-33-4

結構式:

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三維結構式:

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理化性質:外觀為無色晶體;熔點:159~161℃;蒸汽壓:4.25x10-3mPa(25℃,氣體飽和法);分配系數 KowlogP=4.9;亨利常數 0.033Pa·m3.mol-1;溶解度:在水中<0.05 mg/L(25℃)。溶于大多數有機溶劑,如在丙酮、二甲基甲酰胺中為 100g/kg,在苯乙酮、環己酮中為 50g/kg,在異佛爾酮中為35g/kg,在二甲苯中為 20g/kg,在環己烷、2-乙氧基乙醇、煤油中均<10g/kg (20℃)。穩定性:在熔點下的空氣中穩定。在 22℃,pH 為 5、7和9時,在水溶液中很穩定。對光穩定。



作用機理


吡氟酰草胺屬于類胡蘿卜素生物合成抑制劑,通過對八氫番茄紅素脫氫酶的抑制,阻礙雜草體內類胡蘿卜素的生物合成,當雜草萌發通過藥土層幼芽或根系均能吸收藥劑,吸收藥劑的雜草植株中類胡蘿卜素含量下降,導致葉綠素被破壞,細胞膜破裂,作用速度較快,使用后雜草表現為白化,最后整株萎蔫死亡。


吡氟酰草胺處理后的雜草死亡速度與光的強度有關,光強則快,光弱則慢。


吡氟酰草胺具有土壤處理活性和莖葉處理活性,但莖葉處理除草效果好于土壤封閉除草效果。吡氟酰草胺在土壤中殘效期較長,可在作物整個生長期保持活性。


應用及殺草譜


應用作物:小麥、大麥、水稻、大蒜、白羽扁豆、春橋豌豆、胡蘿卜、向日葵、防風、柴胡、白術、白芍等。


靶標雜草:茜草科(豬殃殃、西洋茜草),玄參科(婆婆納),堇菜科(三色紫羅蘭、紫花地丁),莧科(小莧、反枝莧、馬齒莧),石竹科(繁縷),唇形科(黃鼬瓣花),錦葵科和蓼科(酸模葉蓼、賓州蓼、春蓼)植物等。對部分傘形科及菊科作物幾乎無效。常見劑型:50 % 可濕性粉劑;50 % 懸浮劑;50 % 水分散粒劑。


登記情況


國內登記情況


原藥方面目前國內有包括拜耳作物在內13家企業持有吡氟酰草胺原藥登記證,制劑方面吡氟酰草胺主要登記作物是小麥田,小部分制劑或者復配產品登記用于大蒜和水稻。復配產品主要有異丙隆、氟噻草胺等,原藥登記情況如下:


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國外登記情況


國外吡氟酰草胺的推廣是比較成熟的,特別是在歐洲國家的開發推廣,根據吡氟的特點國外登記主要以復配制劑為主。主要復配成分有吡氟磺隆、甲基二磺隆、五氟磺草胺、呋草酮、精2甲4 氯丙酸(鉀鹽)、綠麥隆、雙氟磺草胺等有效成分。從劑型來看開發最多的是懸浮劑。


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合成路線


根據目前報道的文獻看吡氟酰草胺的合成路線相對比較簡單,主流路線涉及到的主要中間體包括2-氯煙酸(也叫2‐氯‐3‐吡啶羧酸、2‐氯吡啶‐3‐甲酸)、2,4-二氟苯胺和間三氟甲基苯酚都是相對易得的,國內企業濰坊潤豐、江蘇快達、江蘇禾裕泰在主流路線基礎上進行了優化。


路線一:以2‐氯煙酸為原料 ,先使用氯化亞砜、三光氣等(首選三光氣)進行酰化制得2‐氯煙酰氯,再與2,4‐二氟苯胺進行胺化,最后與3‐三氟甲基苯酚縮合得到吡氟酰草胺。反應式如下:

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路線二:以2‐氯煙酸為原料,先與3‐三氟甲基苯酚縮合,然后使用氯化亞 砜進行酰化,最后與2,4‐二氟苯胺進行胺化得到吡氟酰草胺,反應路線如下:


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路線三(潤豐路線):在固體超強酸的催化作用下,2-氯煙酸(優選)或2-碘煙酸與3-三氟甲基苯酚進行酯化得到3-(三氟甲基)苯基2-氯煙酸酯,過濾除去固體超強酸,直接與2,4-二氟苯胺在催化劑的作用下得到吡氟酰草胺。反應路線如下:

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路線四(禾裕泰路線):以2‐羥基煙酸為原料,與氯化亞砜發生氯化反應得到2‐羥基煙酰氯,2‐羥基煙酰氯與2,4‐二氟苯胺發生胺化反應得N‐(2,4‐二氟苯基)‐2‐羥基‐煙酰胺,N‐(2,4‐二氟苯基)‐2‐羥基‐煙酰胺與間三氟甲基鹵化苯(間三氟甲基氯化苯、間三氟甲基溴化苯、間三氟甲基碘化苯)發生醚化反應得到吡氟酰草胺。


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路線五(快達路線):在路線一的基礎上進行優化,采用三光氣代替氯化亞砜,有機溶劑改為便宜的甲苯或二甲苯。合成路線同路線一。


復配推介


吡氟酰草胺+2甲4氯異辛酯:吡氟酰草胺為觸殺型除草劑,而2甲4氯異辛酯具有良好的內吸性,混配合可提高除草活性及穩定性,兩者作用機制不同,具有明顯的增效作用。


吡氟酰草胺+特丁凈:兩者皆可用 于芽前、芽后除草。應用廣泛可用于冬小麥、大麥、 高粱、向日葵、馬鈴薯、豌豆、大豆、花生等作物田,防除黑麥草及秋季萌發的繁縷、播娘蒿、 母菊、罌粟、看麥娘、馬唐、狗尾草等。


吡氟酰草胺+砜吡草唑:該組合吡氟酰草胺和砜吡草唑以完全不同的作用機理協同發揮藥效,能夠有效防除禾本科和闊葉雜草,且使雜草產生抗藥性的速度大大降低,提高了除草劑的殺草活性,對于農作物本身的安全性高。具有較好的應用前景。


吡氟酰草胺+氟氯吡啶酯:該組合可用于小麥田殃殃、繁縷、反枝莧、苘麻和大麻類雜草進行抗性管理,為小麥田提供一種殺草譜廣、除草效果好、使用安全的新方案。


吡氟酰草胺+二氯異噁草酮:應用于小麥田兼防禾本科雜草和闊葉雜草,二者組合后可以擴大殺草譜,顯著提高對雜草的綜合防除效果。


吡氟酰草胺+丙炔氟草胺:兩者應用于小麥田,都是封殺雙效和闊雙除的除草劑,且安全環保殺草譜廣。


吡氟酰草胺+雙唑草腈:可用于水稻田除草,特別是用于防除水稻田中禾本科、莎草科和闊葉雜草具有顯著效果。持效期長,而且對水稻以及后茬作物都具有安全性。


小結


吡氟酰草胺目前的主要市場還是在國外,其復配制劑應用相對比較成熟。國內吡氟酰草胺有一定的準入門檻,在應用中無論是小麥還是水稻都容易出現葉片失綠的現實問題,終端推廣和應用比較謹慎,近幾年在大蒜種植區吡氟酰草胺推廣比較成熟,其與二甲戊靈、乙氧氟草醚等的復配效果較好,另外其在中藥材上的應用,因為屬于超登記范圍使用,也存在一定的法律風險。總之吡氟酰草胺在國內離成為終端大品還有很長一段路,但,機會也在路上。


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