新型吡啶酰胺类除草剂--吡氟酰草胺合成路线简析

日期:06-11-2024

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，不存在知识产权的纠纷，合成路线也相对简单，这对于国内的农药生产企业来说是一个很有吸引力的除草剂品种。

产品简介

英文名称：diflufenican

中文名称：吡氟酰草胺

其他名称：Brodal；Canyon；FR 1078；Kwarc；Legato
化学名称：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

相对分子质量：394.295

CAS登录号：83164-33-4

结构式：

三维结构式：

理化性质：外观为无色晶体；熔点：159~161℃；蒸汽压：4.25x10^-3mPa(25℃，气体饱和法)；分配系数 KowlogP=4.9；亨利常数 0.033Pa·m3.mol^-1；溶解度：在水中<0.05 mg/L(25℃)。溶于大多数有机溶剂，如在丙酮、二甲基甲酰胺中为 100g/kg，在苯乙酮、环己酮中为 50g/kg，在异佛尔酮中为35g/kg，在二甲苯中为 20g/kg，在环己烷、2-乙氧基乙醇、煤油中均<10g/kg (20℃)。稳定性:在熔点下的空气中稳定。在 22℃,pH 为 5、7和9时，在水溶液中很稳定。对光稳定。

作用机理

吡氟酰草胺属于类胡萝卜素生物合成抑制剂，通过对八氢番茄红素脱氢酶的抑制，阻碍杂草体内类胡萝卜素的生物合成，当杂草萌发通过药土层幼芽或根系均能吸收药剂，吸收药剂的杂草植株中类胡萝卜素含量下降，导致叶绿素被破坏，细胞膜破裂，作用速度较快，使用后杂草表现为白化，最后整株萎蔫死亡。

吡氟酰草胺处理后的杂草死亡速度与光的强度有关，光强则快，光弱则慢。

吡氟酰草胺具有土壤处理活性和茎叶处理活性，但茎叶处理除草效果好于土壤封闭除草效果。吡氟酰草胺在土壤中残效期较长，可在作物整个生长期保持活性。

应用及杀草谱

应用作物：小麦、大麦、水稻、大蒜、白羽扁豆、春桥豌豆、胡萝卜、向日葵、防风、柴胡、白术、白芍等。

靶标杂草：茜草科（猪殃殃、西洋茜草），玄参科（婆婆纳），堇菜科（三色紫罗兰、紫花地丁），苋科（小苋、反枝苋、马齿苋），石竹科（繁缕），唇形科（黄鼬瓣花），锦葵科和蓼科（酸模叶蓼、宾州蓼、春蓼）植物等。对部分伞形科及菊科作物几乎无效。常见剂型：50 % 可湿性粉剂；50 % 悬浮剂；50 % 水分散粒剂。

登记情况

国内登记情况

原药方面目前国内有包括拜耳作物在内13家企业持有吡氟酰草胺原药登记证，制剂方面吡氟酰草胺主要登记作物是小麦田，小部分制剂或者复配产品登记用于大蒜和水稻。复配产品主要有异丙隆、氟噻草胺等，原药登记情况如下：

国外登记情况

国外吡氟酰草胺的推广是比较成熟的，特别是在欧洲国家的开发推广，根据吡氟的特点国外登记主要以复配制剂为主。主要复配成分有吡氟磺隆、甲基二磺隆、五氟磺草胺、呋草酮、精2甲4 氯丙酸(钾盐)、绿麦隆、双氟磺草胺等有效成分。从剂型来看开发最多的是悬浮剂。

合成路线

根据目前报道的文献看吡氟酰草胺的合成路线相对比较简单，主流路线涉及到的主要中间体包括2-氯烟酸(也叫2‐氯‐3‐吡啶羧酸、2‐氯吡啶‐3‐甲酸)、2,4-二氟苯胺和间三氟甲基苯酚都是相对易得的，国内企业潍坊润丰、江苏快达、江苏禾裕泰在主流路线基础上进行了优化。

路线一：以2‐氯烟酸为原料 ，先使用氯化亚砜、三光气等(首选三光气)进行酰化制得2‐氯烟酰氯，再与2,4‐二氟苯胺进行胺化，最后与3‐三氟甲基苯酚缩合得到吡氟酰草胺。反应式如下：

路线二：以2‐氯烟酸为原料，先与3‐三氟甲基苯酚缩合，然后使用氯化亚 砜进行酰化，最后与2,4‐二氟苯胺进行胺化得到吡氟酰草胺，反应路线如下：

路线三(润丰路线)：在固体超强酸的催化作用下，2-氯烟酸(优选)或2-碘烟酸与3-三氟甲基苯酚进行酯化得到3-(三氟甲基)苯基2-氯烟酸酯，过滤除去固体超强酸，直接与2,4-二氟苯胺在催化剂的作用下得到吡氟酰草胺。反应路线如下：

路线四(禾裕泰路线)：以2‐羟基烟酸为原料，与氯化亚砜发生氯化反应得到2‐羟基烟酰氯，2‐羟基烟酰氯与2,4‐二氟苯胺发生胺化反应得N‐(2,4‐二氟苯基)‐2‐羟基‐烟酰胺，N‐(2,4‐二氟苯基)‐2‐羟基‐烟酰胺与间三氟甲基卤化苯(间三氟甲基氯化苯、间三氟甲基溴化苯、间三氟甲基碘化苯)发生醚化反应得到吡氟酰草胺。

路线五(快达路线)：在路线一的基础上进行优化，采用三光气代替氯化亚砜，有机溶剂改为便宜的甲苯或二甲苯。合成路线同路线一。

复配推介

吡氟酰草胺+2甲4氯异辛酯：吡氟酰草胺为触杀型除草剂，而2甲4氯异辛酯具有良好的内吸性，混配合可提高除草活性及稳定性，两者作用机制不同，具有明显的增效作用。

吡氟酰草胺+特丁净：两者皆可用 于芽前、芽后除草。应用广泛可用于冬小麦、大麦、 高粱、向日葵、马铃薯、豌豆、大豆、花生等作物田，防除黑麦草及秋季萌发的繁缕、播娘蒿、 母菊、罂粟、看麦娘、马唐、狗尾草等。

吡氟酰草胺+砜吡草唑：该组合吡氟酰草胺和砜吡草唑以完全不同的作用机理协同发挥药效，能够有效防除禾本科和阔叶杂草，且使杂草产生抗药性的速度大大降低，提高了除草剂的杀草活性，对于农作物本身的安全性高。具有较好的应用前景。

吡氟酰草胺+氟氯吡啶酯：该组合可用于小麦田殃殃、繁缕、反枝苋、苘麻和大麻类杂草进行抗性管理，为小麦田提供一种杀草谱广、除草效果好、使用安全的新方案。

吡氟酰草胺+二氯异噁草酮：应用于小麦田兼防禾本科杂草和阔叶杂草，二者组合后可以扩大杀草谱，显著提高对杂草的综合防除效果。

吡氟酰草胺+丙炔氟草胺：两者应用于小麦田，都是封杀双效和阔双除的除草剂，且安全环保杀草谱广。

吡氟酰草胺+双唑草腈：可用于水稻田除草,特别是用于防除水稻田中禾本科、莎草科和阔叶杂草具有显著效果。持效期长,而且对水稻以及后茬作物都具有安全性。

小结

吡氟酰草胺目前的主要市场还是在国外，其复配制剂应用相对比较成熟。国内吡氟酰草胺有一定的准入门槛，在应用中无论是小麦还是水稻都容易出现叶片失绿的现实问题，终端推广和应用比较谨慎，近几年在大蒜种植区吡氟酰草胺推广比较成熟，其与二甲戊灵、乙氧氟草醚等的复配效果较好，另外其在中药材上的应用，因为属于超登记范围使用，也存在一定的法律风险。总之吡氟酰草胺在国内离成为终端大品还有很长一段路，但，机会也在路上。