拜耳公司Nicofluprole的研发过程和专利布局情况

摘自：《农药》2023年第2期

作者： 甘雨、赵奇奇

Nicofluprole是由德国拜耳公司开发的一种含吡啶基的芳基吡唑类含氟杀虫剂，其借鉴了氟虫腈和双酰胺类杀虫剂的吡唑片段，并且结构中含有七氟异丙基，氟原子质量分数为22.55%。

Nicofluprole的研发代号为BCSCY39089，CAS登记号为1771741-86-6，2020年获得ISO通用名称。化学名称为N-甲基-N-环丙基-2-氯-5-[1-(2,6-二氯-4-七氟异丙基苯基)-吡唑-4-基]烟酰胺，分子式为C₂₂H₁₄Cl₃F₇N₄O，相对分子质量为589.72。

Nicofluprole可用于防治农业害虫、宠物体外寄生虫和公共卫生害虫。

在农业害虫方面，以500g/hm2的剂量施用nicofluprole，对桃蚜(6d)、二斑叶螨(6d)、辣根猿叶甲(7d)、草地贪夜蛾(7d)的杀灭率均可达到100%。以10mg/L的质量浓度施用nicofluprole，对小菜蛾、黏虫和朱砂叶螨的致死率均可达到100%。

在动物保健方面，以5μg/cm2(500 g/hm2)的剂量体外施用或以100mg/L的剂量口服施用nicofluprole，对猫栉头蚤(Ctenocephalides feli)的杀灭率均可达到100%；以100mg/L的质量浓度浸泡希伯来钝眼蜱(Amblyomma hebaraeum)，杀灭率为100%；以20μg/动物的剂量注射到微小牛蜱(Boophilus microplus)的腹腔中或以100mg/L的质量浓度浸泡微小牛蜱，7d后调查产卵情况，抑制率均可达到100%。

在公共卫生害虫方面，以100mg/L的质量浓度饲喂铜绿蝇(Lucilia cuprina)，2d后100%杀灭；以100mg/L施用，2d后对家蝇(Muscadomestica)的杀灭率达100%；以20mg/m2施用，对冈比亚按蚊、催命按蚊、埃及伊蚊的1d后杀灭率均可达到100%。

根据化学结构和作用效果推测，nicofluprole的作用靶标被认为是γ-氨基丁酸门控氯离子通道(GABA-Cl)受体，与现有的氟虫腈等杀虫剂无交互抗性。对抗性的微小牛蜱的生测结果表明，nicofluprole也可能存在新的作用方式。

一、全球专利申请整体情况

本文利用IncoPat数据库和STN 数据库对涉及nicofluprole的专利申请进行检索，检索截至日期为2022年11月7日，对经同族合并和筛选后得到的专利进行统计分析。从图1中可以看出：自2014年拜耳公司提出nicofluprole的化合物专利以来，全球累计共提出150件涉及nicofluprole的专利。其中，2014-2019年专利申请数量较少，且申请人均为原研企业拜耳公司。自2020年起，申请量大幅提高，2020年的申请量达到39件。2021-2022年的部分专利尚未公开，数量上未得到完整体现，但仍分别达到67、37件。

图2列出了申请量在2件以上的申请人，从中可以看出：申请量排名第1、2位的公司分别是先正达和日本住友，分别达到了43、38件；原研企业拜耳的申请量位列第3位，为24件；印度企业Rajdhni的申请量为11件，位列第4；第5、6位为2家日本农药企业，分别是日本农药和组合化学。

先正达、住友并非原研企业，但申请量明显高于拜耳，这主要是由于这些申请人在撰写申请文件时，在列举现有农用活性成分时提及了nicofluprole，而发明的核心构思并未涉及nicofluprole。

日本农药的JP特开2022-21624A列举了大量含nicofluprole的二元或三元活性成分组合，但并未具体验证这些组合是否具有协同增效等效果。
我国的申请人利民化学和青岛海利尔的申请量均为2件，CN113749100A、CN113615704A、CN113615702A、CN112042675A分别请求保护nicofluprole与氟氯虫双酰胺、噻虫啉、阿维菌素、苏云金杆菌的二元增效组合物。

Makhteshim公司针对其早先开发的苯甲酰脲类生长作用抑制剂氟酰脲(novaluron)于2021年布局了组合物发明WO2022208504A1，并考察了氟酰脲与包括nicofluprole在内的大量活性成分的联合作用。

二、重点专利布局情况

原研企业拜耳公司围绕nicofluprole重点布局了10件专利，经分析，可将这10件专利分为2类。

图3中时间轴上方的7件PCT申请，地域上，这些PCT申请进入了更多的国家和地区，以在更广阔的目标市场获得专利权保护为目的；可专利性上，这些PCT申请的说明书中记载了更多的实验数据，技术效果得到了更充分的验证；保护力度上，部分PCT申请存在保护范围重叠的情况，以期获得更强的保护力度。

图3中时间轴下方的3件专利申请，更像是防御性公开，同族专利数量较少，2件欧洲专利甚至没有其他同族专利申请。

1. 化合物专利

拜耳公司首先布局的是2件申请日均为2014年11月5日的化合物专利WO2015067646A1和WO2015067647A1(见表1)，上述专利申请文件中披露了范围宽泛的马库什通式化合物、至少400个表格化合物以及大量具体化合物的生物测定效果实施例，优选的化合物nicofluprole隐藏在大量的表格化合物中，即表I-T3中编号为I-T3-100的化合物。

这2件PCT申请要求了2件相同的在先申请的优先权，说明书记载的内容也完全相同，但均各自进入了中国、美国、欧洲、日本、韩国等主要的国家或地区，并以不同的保护范围获得了授权，目前状态均为有效。

表1中各授权专利保护的主题均为马库什化合物，也就是说，原研企业为保护核心化合物提出了多件化合物专利申请，以便在授权程序中可采用不同的修改方向，也为确权程序中预留出了更多的修改余地，为权利要求与核心化合物之间提供了更大范围的缓冲。

如此布局之所以可行，是因为无论在授权或确权阶段，马库什权利要求通常被视为马库什要素的集合，即视为一个整体，因此，在2件专利申请中，在马库什通式均涵盖了核心化合物的基础上，将通式结构中的个别基团作出不同的基团定义，便可合理规避专利法第9条有关重复授权的规定。以CN105873906B和CN106103414B为例，2者均保护式Ia″所示的化合物，但对各取代基进行了不同的定义，例如包含D1～D5的五元环对应nicofluprole中的吡唑环，各取代基定义见表2。

2. 制备方法专利

原研企业随后布局的是2件化合物制备方法专利WO2018104214A1 和WO2019243243A1；前者进入的主要国家和地区包括：CN110049975A(审查中)、US10981888B2(授权有效)、EP3551616A1(审查中)、JP7038122B2(授权有效)、KR20190091323A(审查中)；后者进入的主要国家和地区包括：CN112334457A(审查中)、US2021269414A1(审查中)、EP3810585A1(审查中)、JP2021527691A(审查中)、KR20210022681A(审查中)。

由图4的合成路线图可以看出：路线1采用原料取代苯胺(a)经″一锅法″反应制得中间体d，不必分离或纯化取代苯肼中间体b，将几个合成转化和成键步骤在一个反应器中进行，避免了繁杂的纯化步骤。但是，该路线中采用吡唑硼酸或相应的芳基硼酸类化合物，通过Suzuki偶联反应制备目标化合物，其中使用了昂贵且载量高的钯催化剂，并且硼酸衍生物的制备和分离技术复杂。为此，拜耳公司提出了路线2，其使用格氏试剂和锌试剂制备反应中间体，克服了钯催化剂负载率高和硼酸衍生物难分离的缺陷。

3. 制剂专利

制剂才是农药活性成分的最终使用形式，其质量和性能对药效的发挥至关重要，研发企业通常非常重视对制剂的专利保护。拜耳公司布局了3件制剂PCT专利申请：WO2020126648A1(制剂专利1)、WO2020126649A1(制剂专利2)、WO2021151963A1(制剂专利3)，其中制剂专利1和2于2019年提出，制剂专利3于2021年提出。制剂专利1和2属于同一发明构思，均采用了固体分散技术。

具体而言，由于nicofluprole具有较高的熔点(173℃)和分子量，使得其倾向于形成难溶的高度结晶结构，导致在与害虫接触时，难以进入害虫体内，同时，也难以加工成悬浮剂。将nicofluprole与棕榈蜡(制剂专利1)或树脂基质(具体实施了Novares CA 100，制剂专利2)混合，在130℃下搅拌将2者混匀，冷却至室温，研磨成颗粒，并采用常规方法制成悬浮剂。制剂专利3采用不同的思路，由于发现异丙醇或乙醇与碳酸亚丙酯的混合溶剂对nicofluprole具有较好的溶解性， 可将nicofluprole 配制成兽药以防治动物寄生虫。

制剂专利1的同族专利包括：CN113242693A、US20220030854A1、EP3897131A1、JP2022513965A 、KR1020210104794A，目前均未审结。

制剂专利2的同族专利包括：CN113365497A、US20210378237A1、EP3897132A1、JP2022513968A、KR1020210104795A，目前也均未审结。

制剂专利3的同族专利较少，目前公开的包括CN115190794A，尚未开始实质审查。

4. 组合物专利和晶型专利

大型农药企业在开发出活性成分后，通常会研究其复配组合物，并布局组合物外围专利。但基于目前的检索结果看，拜耳并未围绕nicofluprole的复配研究单独提出专利申请。

于2016年提出的WO2016174052A1更像是一种防御性公开，该专利未进入任何主要的目标市场国家或地区，申请文件中也仅泛泛提及囊括nicofluprole在内的通式化合物可以与杀体表寄生虫剂、驱肠虫剂或抗病原虫试剂组合使用，用于动物保健领域，但并未披露任何具体的活性成分组合及相应的效果试验数据。

类似地，2019年提出的EP3586630A1虽公开了nicofluprole可以与大量已知杀虫剂、杀真菌剂或生物防治剂组合使用，也未披露具体的活性成分组合及效果试验数据。在农药或医药领域，晶型专利是原研药企延续化合物的商业寿命的常用手段。拜耳公司针对农药活性成分nicoflurprole也提出了一件专利申请EP4001271A1，但无任何同族申请，目前尚未审结。

三、小结

本文通过对核心专利的分析，介绍了拜耳公司对nicofluprole的研发过程和专利布局情况。化合物专利申请最早，其采用了双申请策略，以较高的成本换取较大力度的专利保护，并在化合物专利的申请文件中适度公开化合物的制备方法，为后续的制备方法专利预留授权空间。在常规合成路径的基础上寻求技术突破点，并基于改进之处构建制备方法权利要求，可巩固化合物专利产品权利要求的保护，并在一定程度上延长活性成分的专利寿命。

制剂研发过程中基于nicofluprole高熔点的性质，先将其预分散于蜡或聚合物中，形成颗粒，而后加工成悬浮剂。对于复配组合物，在未计划投入过多时间和成本进行研究时，可适时适度进行防御性公开，以减少复配组合物的授权空间，避免在后续实施时受制于其他研发单位。

希望通过本文，对已成功研发出效果优异的活性成分正在寻求专利保护的农药企业、已获得化合物专利且正寻求对核心科研成果进行多维度专利保护的研发实体、以及正在进行制剂研发的农药企业有所帮助。