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拜耳新型除草剂氟酮磺草胺 化合物专利将于2026年到期

来自分类:农药
2023-03-23
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世界农化网中文网报道: 据Phillips公司统计,2019年全球农药销售额为598.27亿美元,其中,水稻用农药销售额为60.91亿美元,占全球农药市场的10.2%。尽管水稻用农药市场占比不大,但多年来水稻用农药新产品不断上市,同时研发管道中的产品也不在少数。氟酮磺草胺是拜耳公司开发的磺酰苯胺类新型水稻用除草剂,其用药适期长,用药量少,杀草谱广,对水稻田主要禾本科杂草、莎草和阔叶杂草有效。


01理化性质及毒性


氟酮磺草胺,英文通用名triafamone,开发代号AE1887196、BSC-BX60309。其IUPAC名称:2-[(4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪-2-基)羰基]-1,1,6′-三氟-N-甲基甲磺酰苯胺;CAS登录号:874195-61-6;分子式:C14H13F3N4O5S;相对分子质量:406.34。氟酮磺草胺结构式如图1。


5.png


氟酮磺草胺为白色粉末状固体。其密度为1.53 g/cm3;熔点为105.6℃;蒸气压为6.4×10-12Pa(20℃);Henry常数为6.3×10-5Pa·m3/mol(25℃);正辛醇-水分配系数logPow为1.5。溶解度(20℃):在水中溶解度为33 mg/L;在甲醇中溶解度为30 g/L,丙酮中>250 g/L,乙酸乙酯中为145 g/L,二氯甲烷中>250 g/L,甲苯中>19 g/L。土壤降解半衰期DT50为10 d(典型土壤),不具有持久性。水-沉积物DT50为10 d。


氟酮磺草胺对哺乳动物毒性低,大鼠急性经口LD50>2,000 mg/kg,急性经皮LD50值为2,000 mg/kg,急性吸入LC50值>5.0 mg/L。对大鼠皮肤和眼睛具有轻微刺激或无刺激性,对豚鼠皮肤无致敏性。大鼠28 d亚急性毒性试验无毒副作用剂量为500 mg/kg,大鼠90 d亚急性毒性试验无毒副作用剂量为250 mg/kg。1年慢性毒性试验无毒副作用为100 mg/kg。氟酮磺草胺无致畸性及致癌性,回复突变试验、染色体突变、UDS试验、骨髓细胞微核试验均呈阴性。ADI值为0.019 mg/kg体重/日。


氟酮磺草胺对鱼类低毒,鲤鱼(Cyprinus carpio)LC50(96 h)>20 mg/L。大型溞(Daphnia magna)EC50值(48 h)>50 mg/L。水藻EC50值(72 h)为6.23 mg/L。蜜蜂(Apis spp.)急性经口LD50值(24、48、72 h)为55.8 μg/蜂,急性接触LD50值(24、48、72 h)>100 μg/蜂。


02作用机理及应用


氟酮磺草胺为乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制剂,通过阻止缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸的生物合成,抑制细胞分裂和分生组织生长,从而导致敏感杂草枯死。除草剂抗性行动委员会(HRAC)将其列入B类除草剂,乙酰乳酸合成酶抑制剂,磺酰苯胺类除草剂。与氟酮磺草胺具有类似磺酰苯胺结构的除草剂还有嘧氟磺草胺(pyrimisulfan),嘧氟磺草胺由组合化学开发,用于防除水稻田禾本科杂草、莎草和阔叶杂草,对水稻田难防杂草和对磺酰脲类产生抗性的杂草有效。


氟酮磺草胺通过敏感杂草的根系和茎叶吸收进入植物体内,经N-脱甲基化作用,生成具有杀草活性的氟酮磺草胺-羟基-N-脱甲基次生代谢物,经韧皮部和木质部进一步向顶和向基双向传导至植物的分生组织。用药后,杂草表现出黄化,停止生长症状,进而杂草枯萎死亡。


氟酮磺草胺为选择性除草剂,登记用于水稻直播和移栽田,对水稻安全,施用后在水稻体内很少发生N-脱甲基化作用,并很快降解,其适用于多个水稻品种,包括粳稻和籼稻。氟酮磺草胺兼有土壤封闭和茎叶处理效果,能封杀稗草、双穗雀稗、扁秆藨草、异型莎草、日照飘拂草、水莎草、丁香蓼等禾本科杂草、莎草及阔叶杂草。氟酮磺草胺用药量少,有效成分用量在25~50 g/hm2;持效期长,适期适量施用,持效期在40~45 d。


氟酮磺草胺开创了″0天施药″技术,水稻插秧与施药同步,且其施药窗口期宽,移栽当天或移栽水稻充分缓苗后至稗草3叶期均可用药,采用甩施法或药土法施用效果更佳。


拜耳公司开展的田间药效试验显示:在旱直播稻4叶期,每亩用19%氟酮磺草胺悬浮剂12~18毫升加水均匀喷雾,药后及时回水,对稗草、莎草、扁秆藨草、丁香蓼等杂草有较好防效,而且不易反弹。有千金子、马唐等杂草的田块,混配氰氟草酯、噁唑酰草胺等其他除草剂,能扩大杀草谱。氟酮磺草胺兼有土壤封闭和茎叶处理效果,直播稻田用该药进行茎叶处理时,对稗草、莎草、千金子也有较好的封闭效果。


氟酮磺草胺配伍性良好,可与呋喃磺草酮、噁唑酰草胺、氟吡磺隆、双唑草腈、丙草胺、丙炔噁草酮、乙氧氟草醚、氟嘧肟草醚、二氯喹啉酸、环苯草酮等复配。


03研究开发进展


氟酮磺草胺主要用于水稻。亚太地区是水稻主要种植地区,2019年,印度水稻种植面积约4,360万hm2,居世界第一;中国水稻种植面积约2,970万hm2,居第二;其后分别为孟加拉国(1,180万hm2)、印度尼西亚(1,130万hm2)、泰国(1,000万hm2)。


水稻用农药以中国、日本和印度居前三位,占水稻用农药市场的56.4%。其中,中国是水稻用农药销售额最多的国家,2019年,中国水稻用农药销售额为17.66亿美元;日本排第二,水稻用农药销售额为11.27亿美元;印度排第三,销售额为7.63亿美元。但水稻用除草剂销售额日本排第一,2019年,全球水稻用除草剂销售额为23.65亿美元,日本水稻用除草剂销售额为5.89亿美元;中国水稻用除草剂销售额为4.72亿美元,位居第二。此外,美国、巴西也是重要的水稻用除草剂市场,2019年销售额分别为1.40亿美元、1.00亿美元。


氟酮磺草胺是继嘧氟磺草胺(pyrimisulfan)之后开发上市的第2个磺酰苯胺类除草剂,2006年由拜耳公司开发。其主要登记用于水稻。


2010年,氟酮磺草胺获得ISO通用名;2014年,氟酮磺草胺在韩国登记,这是该产品在全球的首个登记,商品名为Council Complete。Council Complete为氟酮磺草胺40 g/L+呋喃磺草酮10 g/L复配悬浮剂,登记用于水稻。随后,拜耳加大氟酮磺草胺在亚洲主要水稻种植国的市场推广力度,2015年取得中国登记,2016年在日本登记。


目前,氟酮磺草胺尚处于开发初期,其2019年全球销售额小于0.10亿美元。氟酮磺草胺尚未在美国、欧盟、加拿大、澳大利亚等国家和地区登记。


3.1  在中国的登记


2015年3月17日,拜耳在中国取得了氟酮磺草胺原药和19%氟酮磺草胺悬浮剂的临时登记;2016年底,两者获得正式登记。目前在我国登记的氟酮磺草胺产品共3个,具体情况见表1。


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3.1.1  垦收®


垦收®为19%氟酮磺草胺悬浮剂,2015年12月上市。垦收®具有以下几大特点:


(1)创新的使用方法——″0天施药″技术,可以边移栽边施药,省时省工。

(2)施药窗口期宽,移栽前7天至移栽后7天都可施药,能从容应对天气突变对施药时间的影响。

(3)可以作为土壤处理剂,是水稻除草最经济、最省力、最高效的方法。

(4)持效期长至40~45天,南方水稻使用1次就可以解决全年除草问题,北方水稻可降低前期杂草基数,减少后期除草压力。

(5)封杀结合,不仅能够封闭杀草,还能杀灭幼芽期杂草,对0~3叶期的稗草均有效。

(6)杀草谱广,可有效防除稗草、双穗雀稗、扁秆藨草、一年生莎草;抑制丁香蓼、慈姑、醴肠、眼子菜、狼把草等阔叶杂草。

(7)对水稻安全。


3.1.2  垦多®


垦多®为27%氟酮·呋喃酮悬浮剂(氟酮磺草胺9%+呋喃磺草酮18%)。垦多®以杂草根和幼芽吸收为主,以茎叶吸收为辅。拜耳称其为创新植保利器,为困扰广大稻农的除草难题带来了解决之道。垦多®具有以下独特优点:


(1)两元复配,除草谱广。经过大量的试验示范,垦多®表现出禾阔双除的广泛除草谱,不仅有效防除各种稗草、双穗雀稗、鸭舌草、丁香蓼、陌上菜等稻田中大多数的禾本科和阔叶杂草,而且能有效防除异型莎草、碎米莎草、水莎草和扁秆藨草等莎草。一次用药,便可解决稻田难防、复杂杂草群落。

(2)两种不同作用机理成分混配,利于抗性管理。垦多®对抗ACCase(氰氟草酯等)、ALS(五氟磺草胺等)抑制剂类杂草有效,特别是对磺酰脲类产生抗性的杂草,如抗性稗草、野慈姑、萤蔺等。

(3)施药窗口期宽,施药方法灵活。水稻移栽当天到稗草3叶期均可用药,甩施法、药土法均可。

(4)减量低毒,高效安全。垦多®用量少,制剂用量在240~360 mL/hm2;其毒性低,对环境友好,对水稻安全。

(5)连封带杀,省工增效。垦多®具备水活性,不仅能用于茎叶喷雾,也可用于水面施药。使用垦多®后,不需排水、回水,还可以采用飞防、甩施、呲溜、喷雾、拌肥等多种方式施药,有效降低人工成本和操作难度。经过水的扩散作用,其有效成分不但可以对已出土的杂草直接灭杀,同时也实现了对未出土杂草的封闭。这种″连封带杀″的模式,对稻田禾阔杂草防控持久,具有超出常规除草剂的超长持效期。


3.2  在日本的登记


日本是全球水稻用除草剂销售额最高的国家,2016年,氟酮磺草胺获得日本登记,随后氟酮磺草胺产品陆续在日本上市,申请登记企业包括史迪士株式会社、科研制药株式会社、协友株式会社、宇都宫化成工业株式会社、三井化学株式会社等。


在日本上市的氟酮磺草胺产品多为复配产品,配伍品种包括四唑酰草胺、吡草酮、呋喃磺草酮、cyclopyrimorate、吡唑特、双环磺草酮、环戊噁草酮、fenquinotrione、双唑草腈、氯甲酰草胺、乙氧磺隆、氯氟吡啶酯等。其主要登记情况见表2。


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04专利概况


氟酮磺草胺尚处于专利保护期内,2006年拜耳公司申请了相关化合物专利,包括PCT专利、欧洲专利、美国专利、中国专利等,这些化合物专利都将于2026年到期。


PCT专利:WO2007031208,申请于2006年9月2日,2026年9月1日期满;发明名称:A Use of Sulfonanilides as Herbicide。

欧洲专利:EP1928242,申请于2006年9月2日,2026年9月1日期满;发明名称:A Use of Sulfonanilides as Herbicide。

美国专利:US2009305894,申请于2006年9月2日,2026年9月2日期满;发明名称:A Use of Sulfonanilides as Herbicide。

中国专利:CN101394743B,申请于2006年9月2日,2026年9月1日期满;发明名称:磺基苯胺类作为除草剂的用途。


05小 结


随着轻简栽培技术推广、机械跨区作业、杂草抗药性水平上升等原因影响,水稻杂草种群结构越发复杂多变,恶性杂草发生密度不断增加,稗草、千金子、多花水苋等主要杂草的抗药性持续上升,对水稻生产构成威胁。科学合理使用化学除草剂是防除水稻田杂草的主要手段,″一封一杀、封杀结合″的除草模式被广泛推广。氟酮磺草胺等药剂被列入我国机插秧田,以及人工移栽、抛秧稻田土壤封闭推荐使用品种。


氟酮磺草胺为水稻用除草剂,兼具封杀效果,活性高,持效期长,对稗草(包括对其他多种药剂产生抗性的稗草)防效好,而且对丁香蓼、异型莎草、水莎草、碎米莎草、日照飘拂草等阔叶杂草和莎草也有良好防效。借助高速插秧机及专用施药器,机插稻田可以在移栽当天使用氟酮磺草胺产品进行封闭除草,实现水稻机械栽插与施药除草同步完成,省时省工。


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