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        含氟新農(nóng)藥的研究進(jìn)展

        2019-06-04 08:33:34鐘良坤許天明
        浙江化工 2019年5期
        關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)產(chǎn)品

        李 姣,裴 丹,鐘良坤*,許天明

        (1.浙江省化工研究院有限公司,浙江 杭州 310023;2.浙江工業(yè)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院,浙江 杭州 310014)

        0 前言

        氟原子在新農(nóng)藥創(chuàng)制與開(kāi)發(fā)中有著非常重要的應(yīng)用[1]。由于其特殊的理化性質(zhì),氟取代時(shí)對(duì)于化合物的結(jié)構(gòu)性質(zhì)和生物活性、代謝及毒性等都有不同程度的影響。如:pKa的改變、化合物脂溶性的改變、分子構(gòu)象的改變、氫鍵、靜電作用等[2-3],因而在新農(nóng)藥[4]和醫(yī)藥創(chuàng)制[5]中被廣泛利用。

        近三年以來(lái),每年都有含氟的新農(nóng)藥產(chǎn)生,其中不乏一些“重磅炸彈”。因此,作者對(duì)近三年獲得ISO標(biāo)準(zhǔn)命名的含氟新農(nóng)藥做了歸納和合成簡(jiǎn)介,包括33種新農(nóng)藥中的19個(gè)含氟新農(nóng)藥,具體有12個(gè)殺菌劑、6個(gè)殺蟲劑和1個(gè)除草劑。以此作為新農(nóng)藥創(chuàng)制和含氟中間體研究的參考,同時(shí)也是對(duì)相關(guān)企業(yè)未來(lái)在含氟精細(xì)化工領(lǐng)域中的市場(chǎng)布局起到一定的指導(dǎo)作用。

        1 殺菌劑

        1.1 Fluoxapiprolin

        Fluoxapiprolin是拜耳作物科學(xué)公司[6]開(kāi)發(fā)的一種異噁唑雜環(huán)類殺菌劑,開(kāi)發(fā)代號(hào)為BCSCS55621,CAS登錄號(hào)為1360819-11-9,對(duì)霜霉病有著卓越的效果。Fluoxapiprolin為外消旋體,其R-體和S-體幾乎擁有同樣的生物活性。其分子結(jié)構(gòu)與科迪華的氟噻唑吡乙酮(Oxathiapiprolin)非常相似,僅在吡唑環(huán)和苯環(huán)上有少許區(qū)別。氟噻唑吡乙酮作為一種全新作用機(jī)制的殺菌劑,年峰值將超過(guò)1.5億美元,因而Fluoxapiprolin的加入將使得該類產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)變得逐漸激烈。

        1.2 Ipflufenoquin

        Ipflufenoquin是由日本曹達(dá)株式會(huì)社[8]開(kāi)發(fā)的一種喹啉類殺菌劑,開(kāi)發(fā)代號(hào)NF-180,CAS登錄號(hào)為1314008-27-9,該產(chǎn)品對(duì)蘋果黑星病菌、黃瓜灰霉病菌和水稻稻瘟病均有一定的防效。

        1.3 Pyridachlometyl

        Pyridachlometyl是由日本住友化學(xué)公司[9]開(kāi)發(fā)的一種噠嗪類殺菌劑,開(kāi)發(fā)代號(hào)為S-2190,CAS登錄號(hào)為1358061-55-8。該殺菌劑對(duì)小麥葉枯病有特殊的防效。

        1.4 Fluopimomide

        Fluopimomide(氟醚菌酰胺)是山東中農(nóng)聯(lián)合生物科技有限公司[10]開(kāi)發(fā)的苯甲酰胺類殺菌劑,目前已經(jīng)取得了農(nóng)業(yè)部的原藥和制劑的登記,CAS登錄號(hào)為1309859-39-9。該產(chǎn)品具有較廣的殺菌譜,對(duì)水稻紋枯病、棉花立枯病、番茄灰霉病、蘋果炭疽病、番茄葉霉病、草莓枯萎病、水稻稻瘟病等均有較高的防治效果。

        圖1 Fluoxapiprolin的結(jié)構(gòu)及合成

        圖2 Ipflufenoquin的結(jié)構(gòu)及合成

        圖3 Pyridachlometyl的結(jié)構(gòu)及合成

        圖4 Fluopimomide的結(jié)構(gòu)及合成

        1.5 Pyrapropoyne

        Pyrapropoyne是由日本日產(chǎn)化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社[11]開(kāi)發(fā)的一款吡唑酰胺類殺菌劑,開(kāi)發(fā)代號(hào)為AI664和NC-241,CAS登錄號(hào)為1803108-03-3。該產(chǎn)品對(duì)灰霉病和果腐病的防效較好。

        圖5 Pyrapropoyne的結(jié)構(gòu)及合成

        1.6 Fluindapyr

        Fluindapyr是由意賽格公司和FMC公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的SDHI類殺菌劑[12],開(kāi)發(fā)代號(hào)為IR9792、F9990,CAS登錄號(hào):1383809-87-7。該產(chǎn)品除了對(duì)立枯絲核菌有特效外,對(duì)炭疽病、銹病、早疫病、白粉病、葉霉病和稻曲病等都有很好的效果,且優(yōu)于啶酰菌胺,該產(chǎn)品預(yù)計(jì)2020年左右上市。

        圖6 Fluindapyr的結(jié)構(gòu)及合成

        1.7 Inpyrfluxam

        Inpyrfluxam是由住友化學(xué)株式會(huì)社[13]開(kāi)發(fā)的新型SDHI類殺菌劑,開(kāi)發(fā)代號(hào)為S-2399,CAS登錄號(hào)為1352994-67-2。該產(chǎn)品與Fluindapyr結(jié)構(gòu)類似,主要用作防治紋枯病和白粉病。

        圖7 Inpyrfluxam的結(jié)構(gòu)及合成

        1.8 Isoflucypram

        Isoflucypram是由拜耳作物科學(xué)公司[14]開(kāi)發(fā)的SDHI類殺菌劑,開(kāi)發(fā)代號(hào)為BCS-CN88460,CAS登錄號(hào)為1255734-28-1,Isoflucypram對(duì)白粉病、灰霉病等具有良好的防效。

        圖8 Isoflucypram的結(jié)構(gòu)及合成

        1.9 Florylpicoxamid

        Florylpicoxamid是科迪華公司[15]正在開(kāi)發(fā)的新吡啶酰胺類殺菌劑。開(kāi)發(fā)代號(hào)為X12485659、XDE-659、XR-659,CAS登錄號(hào)為1961312-55-9。據(jù)報(bào)道,該產(chǎn)品為科迪華已經(jīng)上市的殺菌劑Fenpicoxamid[16]的下一代產(chǎn)品,防治對(duì)象包括谷物上的白粉病、炭疽病和葉銹病等重要病害。作為一種新型結(jié)構(gòu)的殺菌劑,其與目前的三唑類、甲氧基丙烯酸酯類、SDHI類殺菌劑均無(wú)交互抗性。該產(chǎn)品有望于2023年在亞太地區(qū)首先取得登記上市。

        圖9 Florylpicoxamid的結(jié)構(gòu)及合成

        1.10 Mefentrifluconazole和Ipfentrifluconazole

        Mefentrifluconazole和Ipfentrifluconazole都是巴斯夫公司[17]同時(shí)期開(kāi)發(fā)的三唑類殺菌劑。其中,Mefentrifluconazole的CAS登錄號(hào)為1417782-03-6,Ipfentrifluconazole的CAS登錄號(hào)為1417782-08-1。這兩種殺菌劑都是巴斯夫公司極力推向全球的新產(chǎn)品,有望跟隨拳頭產(chǎn)品“吡唑醚菌酯”的腳步。尤其是Mefentrifluconazole (商品名RevysolR),可適用于玉米、大豆、谷物等多種作物,對(duì)作物兼具有防治、保護(hù)等作用,有望于2019年在全球上市。

        圖10 Mefentrifluconazole和Ipfentrifluconazole的結(jié)構(gòu)及合成

        1.11 Quinofumelin

        Quinofumelin是由三井化學(xué)公司[18]研制,并授權(quán)拜耳開(kāi)發(fā)的新型喹啉類殺菌劑,開(kāi)發(fā)代號(hào)ARK-3010,CAS登錄號(hào)為861647-84-9,該產(chǎn)品對(duì)稻瘟病和灰霉病具有較好的防治效果。

        圖11 Quinofumelin的結(jié)構(gòu)及合成

        2 殺蟲劑

        2.1 Oxazosulfyl

        Oxazosulfyl是由日本住友化學(xué)公司[19]開(kāi)發(fā)的一種新型含乙砜基的苯并噁唑類殺蟲劑,開(kāi)發(fā)代號(hào)為S-1587,CAS登錄號(hào)為1616678-32-0。該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)新穎,在低濃度下對(duì)小菜蛾和褐飛虱等害蟲均有較好的防效。

        圖12 Oxazosulfyl的結(jié)構(gòu)及合成

        2.2 Acynonapyr

        Acynonapyr為日本曹達(dá)株式會(huì)社[20]開(kāi)發(fā)的一種全新結(jié)構(gòu)的橋環(huán)胺類殺螨劑,開(kāi)發(fā)代號(hào)NA-89,CAS登錄號(hào)為1332838-17-1。該產(chǎn)品對(duì)二斑葉螨、柑橘全爪螨的殺蟲效果優(yōu)異,同時(shí)對(duì)長(zhǎng)角血蜱等害蟲也有不錯(cuò)的防效。

        圖13 Acynonapyr的結(jié)構(gòu)及合成

        2.3 Benzpyrimoxan

        Benzpyrimoxan是由日本農(nóng)藥株式會(huì)社[21]開(kāi)發(fā)的殺蟲劑,開(kāi)發(fā)代號(hào)NNI-1501,CAS登錄號(hào)為1449021-97-9。該產(chǎn)品對(duì)桃蚜、褐飛虱等具有良好的殺蟲效果。

        圖14 Benzpyrimoxan的結(jié)構(gòu)及合成

        2.4 Flupyrimin

        Flupyrimin是由日本明治制果株式會(huì)社[22]開(kāi)發(fā)的一種新型煙堿類殺蟲劑,開(kāi)發(fā)代號(hào)ME5382,CAS登錄號(hào)為1689566-03-7。雖然同屬于煙堿類殺蟲劑,但是該產(chǎn)品用作抗吡蟲啉害蟲時(shí)仍有較好的防效。

        圖15 Flupyrimin的結(jié)構(gòu)及合成

        2.5 Isocycloseram

        Isocycloseram是先正達(dá)[23]開(kāi)發(fā)的一款異噁唑啉類殺蟲劑,開(kāi)發(fā)代號(hào)為SYN547407,CAS登錄號(hào)為2061933-85-3。該產(chǎn)品對(duì)?;页嵋苟辍熞苟?、小菜蛾、玉米根蟲、蔥薊馬、二斑葉螨等害蟲具有良好的控制效果。

        圖16 Isocycloseram的結(jié)構(gòu)及合成

        2.6 Tyclopyrazoflor

        Tyclopyrazoflor為陶氏益農(nóng)[24](科迪華)開(kāi)發(fā)的吡啶基吡唑類殺蟲劑,開(kāi)發(fā)代號(hào)為X12317607、XDE-607,CAS登錄號(hào):1477919-27-9,該產(chǎn)品對(duì)棉粉虱、棕櫚象甲等害蟲有著不錯(cuò)的防效。

        圖17 Tyclopyrazoflor的結(jié)構(gòu)及合成

        3 除草劑

        3.1 Florpyrauxifen

        Florpyrauxifen是科迪華[25]開(kāi)發(fā)的繼氟氯吡啶酯(Halauxifen-methyl)之后的另一個(gè)芳香基吡啶甲酸類除草劑,中文名:氯氟吡啶酯,開(kāi)發(fā)代號(hào)為XDE-848和XR-848,CAS登錄號(hào)為1390661-72-9,商品名為RinskorR(靈斯科)。Florpyrauxifen可用于防除禾本科雜草、莎草和部分闊葉雜草等均有較好的防效,并且適用于對(duì)ALS抑制劑、ACCase抑制劑、HPPD抑制劑等產(chǎn)生抗性的雜草。由于其安全性很高,F(xiàn)lorpyrauxifen非常適合幫助水稻等作物的生長(zhǎng)。

        圖18 Florpyrauxifen的結(jié)構(gòu)及合成

        4 總結(jié)

        在近三年中,已有19個(gè)含氟新農(nóng)藥獲得了ISO標(biāo)準(zhǔn)命名,已超過(guò)授權(quán)總數(shù)的一半。因此,在創(chuàng)制開(kāi)發(fā)新農(nóng)藥過(guò)程中,氟取代的基團(tuán)和中間體是不可忽視的重要組成部分。通過(guò)對(duì)合成路線的分析,可以看出部分關(guān)鍵含氟中間體的使用頻率較高,如1-甲基-3-二氟甲基吡唑-4-甲酸在SDHI類殺菌劑中占有絕對(duì)的領(lǐng)導(dǎo)地位,說(shuō)明該類殺菌劑的前景依然被業(yè)界看好。另外,三氟乙酸乙酯和部分三氟甲基取代的吡啶、苯系列也都是常用的含氟中間體。除此之外,一些全新結(jié)構(gòu)或作用機(jī)制的農(nóng)藥也含有氟元素。對(duì)新農(nóng)藥創(chuàng)制人員來(lái)說(shuō),不管是me-too還是在設(shè)計(jì)全新分子結(jié)構(gòu)的過(guò)程中,引入氟原子對(duì)于化合物的結(jié)構(gòu)性質(zhì)和活性都有獨(dú)特的效果。而對(duì)關(guān)鍵含氟中間體的掌握,也是氟化工企業(yè)在未來(lái)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)中布局的重要因素。

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