编者按:近年来,氟噻唑吡乙酮因其"4个杂环+1个苯环"的独特分子构型而备受关注,英国作物保护理事会(BCPC)将其归为哌啶基噻唑异噁唑啉类杀菌剂,作为该全新类别下的首个化合物。这一开创性产品由杜邦(现科迪华)研发上市,2022年全球市值达1.05亿美元,市场表现亮眼。继氟噻唑吡乙酮之后,拜耳公司于2012年也开发出了该类别下的第2个杀菌剂fluoxapiprolin。本文笔者将从氟噻唑吡乙酮和fluoxapiprolin这两种新型杀菌剂的基本情况、独特结构、作用机理、合成路线、专利情况、登记现状和相关商业化产品等进行多方位解析,以期让您了解该类杀菌剂的发展进程及未来走向。
氟噻唑吡乙酮,英文通用名oxathiapiprolin,商品名Zorcec,2012年获ISO通用名,其IUPAC化学名称为:1-(4-[4-[(5RS)-5-(2,6-二氟苯基)-4,5-二氢-1,2-噁唑-3-基]-1,3-噻唑-2-基]-1-哌啶基)-2-[5-甲基-3-(三氟甲基)-1H-吡唑-1-基]乙酮,CAS号1003318-67-9。它是杜邦公司(现科迪华)开发的首个哌啶基噻唑异噁唑啉类杀菌剂,对马铃薯、葡萄、蔬菜和其他特色作物的卵菌病害(霜霉病和晚疫病)具有卓越防效,于2016年在中国上市第1个商业产品增威赢绿®(10%氟噻唑吡乙酮可分散油悬浮剂)。2022年市值为1.05亿美元。
Fluoxapiprolin,开发代号BCS-CS55621,2018年10月获ISO通用名。其IUPAC化学名称为:2-{(5RS)-3-[2-(1-{[3,5-双(二氟甲基)-1H-吡唑-1-基]乙酰基}-4-哌啶基)噻唑-4-基]-4,5-二氢异噁唑-5-基}-3-氯苯基甲磺酸酯,CAS登录1360819-11-9。它是拜耳开发的哌啶基噻唑异噁唑啉杀菌剂,于2022年全球上市。预计年峰值销售额将达1.50亿美元。
独特的化学结构与作用机制
从结构上看,两者主体骨架架构相同,分子中都顺序排列着吡唑、哌啶、噻唑和异噁唑等4个杂环,同时,在异噁唑环的5-位上连结着苯环。但不同在于,两者苯环的取代基不同,且氟噻唑吡乙酮的吡唑环上连接着三氟甲基,而fluoxapiprolin的吡唑环上则连接着两个二氟甲基。
作用机理方面,这两种新型杀菌剂的作用靶标都是氧化固醇结合蛋白(OSBP)及其同源物。OSBP参与细胞内脂质合成、转运和信号传导等关键生理过程。该类药物抑制OSBP活性,干扰病菌细胞内脂质代谢而导致死亡。FRAC将其列为F9类(Group 49),认可其独特机理。
登记现状及主要商品化制剂
氟噻唑吡乙酮上市时间较早,开发应用也较为成熟,主要聚焦于蔬菜作物病害防治,并与先正达达成了全球合作授权协议。而fluoxapiprolin则是2022年才在澳大利亚和新西兰上市,登记范围目前仅限于这两个国家,但同样被拜耳公司寄予厚望,是其最新的2023年度财报中被重点提及的战略性新产品。
氟噻唑吡乙酮主要用于马铃薯、葡萄、西红柿、黄瓜等多种蔬菜作物病害的防治。目前,该杀菌剂在美国、加拿大、欧盟、日本、澳大利亚和新西兰等多个国家和地区获得了登记。2016年2月25日,在中国获得原药和制剂的正式登记,用于防治马铃薯和葡萄的主要病害。
2013年,杜邦(现科迪华)就氟噻唑吡乙酮与先正达签署了全球相互授权协议。先正达获得了氟噻唑吡乙酮在北美所有作物叶面、土壤使用,以及在全球草坪和花园使用该产品的独家授权;同时,先正达还获得了该产品在全球某些作物种子处理使用的权利,以及在北美外市场某些作物叶面和土壤使用的开发权。
Fluoxapiprolin作为后来者,目前主要在澳大利亚和新西兰获得了登记,用于防治多种水果和蔬菜病害,未在中国登记。拜耳公司预计,这一产品未来的年峰值销售额将达到1.5亿美元,市场前景广阔。
专利保护现状及期限
两者均在全球范围内获得多项专利保护。
氟噻唑吡乙酮化合物专利:美国专利(US2009156592)将于2027年7月27日到期,PCT专利(WO2008013925)、欧洲(EP2049111)、中国专利(CN101888843B)将于2027年7月26日到期,发明名称为″杀真菌的氮环酰胺″。
Fluoxapiprolin化合物专利:美国专利(US13993262)将于2031年8月24日到期,PCT专利(WO2012025557)、欧洲专利(EP2609094)、中国专利(CN103180317)将于2031年8月23日到期。发明名称为″作为杀菌剂的杂芳基哌啶和杂芳基哌嗪衍生物″。
相关合成路线及中间体
两者合成路线的核心步骤基本相同,主要差异在于含氟吡唑单元的制备。其中,氟噻唑吡乙酮涉及5-甲基-3-(三氟甲基)-IH吡唑,由三氟乙酰丙酮(TAA)和水合肼制备;fluoxapiprolin涉及3,5-双(二氟甲基)-1H-吡唑,由苄胺和1,1-二氟丙酮制备。
未来展望
目前,各类传统杀菌剂如有机磷类、氨基甲酸酯类和甲氧基丙烯酸酯类等已面临抗性问题。OSBP作为该类杀菌剂的新型作用靶点,为抗性管理提供了新思路。
作为首个上市产品,氟噻唑吡乙酮已初步证明了这一新型杀菌剂类别的巨大应用前景。2022年其市值达1.05亿美元,商业化应用处于上升期。随着未来更多作物和国家的扩展登记,其销售规模有望继续增长。
而fluoxapiprolin作为后来者,如果能较快在全球范围内获批登记,借助拜耳强大的销售渠道和市场营销能力,未来有望实现预期的1.5亿美元年峰值销售额。
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