陳士慧，王新宇，冀經(jīng)倫，張 靜，2，高一星，2*，張立新，2*

（1.沈陽(yáng)化工大學(xué)功能分子研究所，遼寧省綠色功能分子設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，沈陽(yáng)市靶向農(nóng)藥重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，沈陽(yáng)110142；2.廣西思鉞生物科技有限責(zé)任公司，南寧530000）

目前在全球范圍內(nèi)使用殺蟲(chóng)劑治理農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)仍然是最有效的方式。殺蟲(chóng)劑種類(lèi)大多為神經(jīng)毒劑，如魚(yú)尼丁受體類(lèi)、新煙堿類(lèi)、γ-氨基丁酸受體（GABA）類(lèi)和擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)等。為了保持現(xiàn)代農(nóng)藥在高效低毒、農(nóng)藥抗性、環(huán)境友好和經(jīng)濟(jì)可行性等方面的優(yōu)勢(shì)，仍然需要持續(xù)發(fā)現(xiàn)和開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，其中異唑啉類(lèi)化合物在這種形勢(shì)下脫穎而出。異 唑啉類(lèi)化合物是一類(lèi)作用于離子型γ-氨基丁酸（GABA）受體特異性位點(diǎn)的新型殺蟲(chóng)劑，具有廣譜性、高活性、高選擇性等特點(diǎn)，對(duì)半翅目（Hemiptera）、纓翅目（Thysanoptera）、雙翅目（Diptera）以及鱗翅目（Lepidoptera）和螨類(lèi)等農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)都具有較好的生物活性[1-3]。目前該類(lèi)化合物在獸用寄生蟲(chóng)領(lǐng)域已有產(chǎn)品上市，如阿福拉納（afoxolaner）、氟雷拉納（fluralaner）、洛替拉納（lotilaner）、沙羅拉納（sarolaner）和fluxametamide。

圖1 中以氟雷拉納為代表的6個(gè)商品化化合物的殺蟲(chóng)活性表現(xiàn)良好，相關(guān)研究目前仍在廣泛的進(jìn)行中。近年來(lái)，先正達(dá)、日產(chǎn)化學(xué)、住友化學(xué)等公司已合成了一系列的化合物并對(duì)其進(jìn)行生物活性測(cè)試，表現(xiàn)出優(yōu)異的治理活性，有望在未來(lái)上市使用。筆者對(duì)這些化合物按其研發(fā)公司在結(jié)構(gòu)和活性上進(jìn)行分類(lèi)總結(jié)，為后續(xù)異 唑啉類(lèi)化合物的合成開(kāi) 發(fā)提供一定的參考價(jià)值。

圖1 異 唑啉類(lèi)商品化化合物結(jié)構(gòu)式

如圖2所示，目前殺蟲(chóng)活性表現(xiàn)較好的異 唑啉類(lèi)化合物結(jié)構(gòu)通式可大致分為Part A、Part B和Part C 3個(gè)部分，各大研發(fā)公司主要針對(duì)Part C部分進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

圖2 異 唑啉類(lèi)化合物結(jié)構(gòu)通式

1 先正達(dá)農(nóng)業(yè)有限公司相關(guān)報(bào)道

化合物1～16是由先正達(dá)農(nóng)業(yè)有限公司公開(kāi)報(bào)道（圖3）。其中化合物1～3和已知物氟雷拉納結(jié)構(gòu)類(lèi)似，將芳?；糠痔鎿Q成芳硫基?；衔?在3 mg/L下對(duì)煙蚜夜蛾（Heliothis virescens）、小菜蛾（Plutella xylostella）和玉米根蟲(chóng)（Diabrotica balteata）的致死率可達(dá)100%；同樣化合物2和3進(jìn)一步優(yōu)化，分別由亞磺?；突酋；〈?，在低濃度下對(duì)煙蚜夜蛾、小菜蛾和玉米根蟲(chóng)也有較優(yōu)的防治效果[4]?；衔?和5在12 mg/L下對(duì)桃蚜（Myzus persicae）的致死率可達(dá)80%以上，在200 mg/L時(shí)對(duì)煙蚜夜蛾、小菜蛾和玉米根蟲(chóng)有80%以上的防治效果[5]。

化合物6～8引入磺酰基取代的四元雜環(huán)，都分別表現(xiàn)出優(yōu)良的殺蟲(chóng)活性?；衔?在0.8 mg/L的較低濃度下對(duì)小菜蛾幼蟲(chóng)、?；页嵋苟辏⊿podoptera littoralis）幼蟲(chóng)、煙薊馬（Thrips tabaci）致死率可達(dá)100%[6]，而化合物7僅僅在0.2 mg/L下對(duì)?；页嵋苟暧紫x(chóng)致死率就可達(dá)到100%的效果[7]?；衔?在酰胺部位引入烷氧基取代基，Part A部位也引入氟（F）原子取代，在200 mg/L時(shí)對(duì)大豆褐蝽（Euschistus heros）、?；页嵋苟暧?0%以上的防治效果，對(duì)小菜蛾、玉米根蟲(chóng)、二斑葉螨（Tetranychus urticae）、煙薊馬也具有較好的防治效果[8]。

化合物9～12分別引入帶有不同取代基的異唑烷基團(tuán)，化合物9由磺?；?唑烷取代，12 mg/L低濃度下對(duì)?；页嵋苟暧?0%以上的防治效果[9]?；衔?0在酰胺部位引入取代基也表現(xiàn)出較好的殺蟲(chóng)活性[10]?；衔?1和12由雙氫異 唑基取代，在200 mg/L時(shí)對(duì)?；页嵋苟旰枉[翅目等害蟲(chóng)有80%以上的致死率[11-12]。

化合物13的Part C部分為四元硫雜環(huán)取代基，對(duì)大豆植物的大豆褐蝽有很好的治理效果，在6 mg/L下就顯示出80%以上的殺蟲(chóng)活性?；衔?4為二氧代硫雜環(huán)，對(duì)大豆褐蝽的治理效果更佳[13]。

化合物15對(duì)Part B部分進(jìn)行優(yōu)化，引入苯并環(huán)戊烷，測(cè)試結(jié)果顯示在50 mg/L時(shí)對(duì)大豆褐蝽的控制效果可達(dá)80%，在1.5 mg/L較低濃度下對(duì)二斑葉螨致死率也可達(dá)到80%甚至更佳[14-15]?；衔?6引入三唑基在50 mg/L時(shí)對(duì)玉米根蟲(chóng)也顯示出80%以上的防治效果[14,16]。

2 日產(chǎn)化學(xué)有限公司相關(guān)報(bào)道

化合物17～27由日產(chǎn)化學(xué)公司公開(kāi)報(bào)道（圖4）?；衔?7在Part C部分引入苯甲醚基團(tuán)，對(duì)菜螟（Hellula undalis）、棉鈴蟲(chóng)（Helicoverpa armigera）等鱗翅目害蟲(chóng)在低濃度下有可觀的致死率，尤其是對(duì)菜螟在10 mg/L時(shí)致死率可達(dá)到80%，對(duì)稻褐飛虱（Nilaparvata lugens）、薊馬類(lèi)和一些蜱螨類(lèi)害蟲(chóng)同樣有較好的防治效果[17]。化合物18為氟雷拉納衍生物，不同的是，在Y位點(diǎn)取代基為氨基，對(duì)白蟻（Reticulitermes flavipes）表現(xiàn)出很好的治理效果[17]。化合物19和20在異 唑基團(tuán)部分引入溴（Br）原子，同時(shí)改變Part A部分的取代基，同樣有較好的殺蟲(chóng)活性，在10 mg/L低濃度下對(duì)小菜蛾和斜紋夜蛾（Spodoptera litura）表現(xiàn)出80%以上的致死率[18]。

圖3 先正達(dá)農(nóng)業(yè)有限公司研發(fā)的化合物結(jié)構(gòu)式

圖4 日產(chǎn)化學(xué)有限公司研發(fā)的化合物結(jié)構(gòu)式

化合物21引入含氧異脲基，在較低濃度下對(duì)二斑葉螨、桃蚜和小菜蛾等鱗翅目害蟲(chóng)有很好的防治效果，在專(zhuān)利JP2010083883A中就化合物21和22對(duì)棉鈴蟲(chóng)的殺蟲(chóng)活性做了比較，測(cè)試結(jié)果顯示化合物21在3.3 mg/L時(shí)就表現(xiàn)出100%的致死率，化合物22是將N原子替換成硫（S）原子，在100 mg/L時(shí)對(duì)上述害蟲(chóng)致死率也可達(dá)到100%[19]?；衔?3引入磺?；?.3 mg/L較低濃度時(shí)對(duì)棉鈴蟲(chóng)表現(xiàn)出100%的致死率，其次對(duì)小菜蛾、斜紋夜蛾等鱗翅目害蟲(chóng)也有良好的治理活性，在100 mg/L時(shí)對(duì)美洲犬蜱（Dermacentor variabilis）也有較好控制效果[20]。

化合物24的結(jié)構(gòu)與上述化合物的結(jié)構(gòu)存在較大差異，在Part C部分僅有甲硫基取代，也表現(xiàn)出了優(yōu)良的殺蟲(chóng)活性，在100 mg/L時(shí)對(duì)小菜蛾、斜紋夜蛾等有80%以上致死率[21]?；衔?5引入異丁基，在10 mg/L時(shí)對(duì)小菜蛾、斜紋夜蛾有80%以上的致死率[22]。化合物26引入嘧啶基，在10 mg/L濃度時(shí)對(duì)小菜蛾、斜紋夜蛾也有80%以上致死率，尤其是對(duì)茶長(zhǎng)卷葉蛾（Homona magnanima），在3 mg/L時(shí)致死率可達(dá)100%[23]?；衔?7由吡啶基取代，不僅是對(duì)小菜蛾等害蟲(chóng)有效，在較低濃度下對(duì)白蟻、家蠅（Musca domestica）和赤擬谷盜（Tribolium castaneum）也有優(yōu)異的防除活性[24]。

3 巴斯夫股份公司相關(guān)報(bào)道

化合物28～39由巴斯夫公司公開(kāi)報(bào)道（圖5）?；衔?8和29引入噻唑基，對(duì)小菜蛾、斜紋夜蛾、煙蚜夜蛾、桃蚜和西花薊馬（Frankliniella occidentalis）有較好的防治效果，特別是化合物28在0.1 mg/L的較低濃度時(shí)對(duì)斜紋夜蛾表現(xiàn)出100%的殺蟲(chóng)效果[25]?；衔?0和31對(duì)小菜蛾、斜紋夜蛾、棉蚜（Aphis gossypii）、豇豆蚜（Aphis craccivora）和蘭花薊馬（Dichromothrips corbetti）在300 mg/L濃度時(shí)表現(xiàn)出至少75%的致死率，同樣對(duì)銀葉粉虱（Bemisia argentifolii）也有75%的致死率[26]?；衔?2和33出自專(zhuān)利WO2011073444A2，在Part C部分分別為三氟甲基亞磺?；腿一０坊〈?。化合物33對(duì)小菜蛾、蘭花薊馬和西花薊馬表現(xiàn)出良好的殺蟲(chóng)活性，化合物32有更廣譜的殺蟲(chóng)活性，不僅是對(duì)以上害蟲(chóng)，對(duì)豇豆蚜、地中海實(shí)蠅（Ceratitis capitata）、斜紋夜蛾和煙蚜夜蛾也有一定的殺蟲(chóng)活性[27]。

化合物34～36在Part B部分為苯并環(huán)戊烷，不同的是，化合物34在Part C部分為環(huán)丙基取代，化合物35為嘧啶基取代，二者在100 mg/L時(shí)對(duì)大豆褐蝽和茶翅蝽（Halyomorpha halys）表現(xiàn)出至少75%的致死率，對(duì)蘭花薊馬、小菜蛾和煙蚜夜蛾也有優(yōu)異的殺蟲(chóng)活性，而化合物35在1 mg/L較低濃度時(shí)對(duì)斜紋夜蛾有75%以上的致死率[28]?；衔?6是二氧代硫雜環(huán)取代，測(cè)試結(jié)果顯示在10 mg/L時(shí)對(duì)斜紋夜蛾有75%的致死率，在100 mg/L時(shí)對(duì)茶翅蝽和大豆褐蝽有75%的致死率，對(duì)稻綠蝽（Nezara viridula）、蘭花薊馬和小菜蛾也有很好的防治效果[29]。

圖5 巴斯夫股份公司研發(fā)的化合物結(jié)構(gòu)式

化合物37～39分別引入不同的雜環(huán)基團(tuán)，對(duì)鱗翅目、薊馬類(lèi)和蝽類(lèi)等害蟲(chóng)有良好的防除效果?；衔?7引入丁二酰亞胺，對(duì)小菜蛾表現(xiàn)出優(yōu)異的防除效果，在0.1 mg/L的較低濃度下就有100%的致死率，對(duì)蘭花薊馬、桃蚜、墨西哥棉鈴象和稻綠蝽也有一定的殺蟲(chóng)活性[30]?；衔?8引入二氧代哌啶基，在10 mg/L時(shí)對(duì)斜紋夜蛾有75%的致死率，在100 mg/L時(shí)對(duì)茶翅蝽、大豆褐蝽也有75%的防除效果，其次對(duì)稻綠蝽、蘭花薊馬和小菜蛾也有一定的防治效果[31]。化合物39為沙羅拉納衍生物，測(cè)試結(jié)果顯示在10 mg/L的低濃度時(shí)對(duì)斜紋夜蛾有75%的致死率，并且對(duì)上述害蟲(chóng)如小菜蛾、蘭花薊馬、茶翅蝽和大豆褐蝽也有優(yōu)異的防治效果[32]。

4 住友化學(xué)有限公司相關(guān)報(bào)道

化合物40～44由住友化學(xué)公司公開(kāi)報(bào)道（圖6）。化合物40和41測(cè)試了對(duì)小菜蛾的防治效果，結(jié)果顯示在500 mg/L時(shí)對(duì)小菜蛾至少有80%的致死率[33]?；衔?2～44在Part C部位引入酰肼基團(tuán)，化合物42在500 mg/L時(shí)對(duì)家蠅致死率達(dá)100%，對(duì)小菜蛾、斜紋夜蛾和淡色庫(kù)蚊（Culex pipiens pallens）也有優(yōu)異的防治效果[34]?；衔?3和44在此濃度下對(duì)家蠅雌成蟲(chóng)、小菜蛾、斜紋夜蛾和淡色庫(kù)蚊有100%的防除效果，此外，化合物44對(duì)德國(guó)小蠊（Blattella germanica）和棉褐帶卷夜蛾（Adoxophyes orana）也有一定的治理活性[35]。

圖6 住友化學(xué)有限公司研發(fā)的化合物結(jié)構(gòu)式

5 其他公司相關(guān)報(bào)道

化合物45～48由拜耳公司公開(kāi)報(bào)道（圖7）?；衔?5為亞氨基取代的苯并呋喃，在100 mg/L時(shí)對(duì)斜紋夜蛾、黃瓜守（Aulacophora femoralis）和家蠅有100%的致死率，對(duì)二斑葉螨表現(xiàn)出98%的殺蟲(chóng)防治效果[36]?；衔?6在100 mg/L時(shí)對(duì)二斑葉螨也有98%的致死率，對(duì)斜紋夜蛾、黃瓜守、桃蚜和家蠅也有較好防除活性[37]。對(duì)斜紋夜蛾幼蟲(chóng)和黃瓜守的治理活性進(jìn)行測(cè)試，化合物47和48在100 mg/L濃度時(shí)表現(xiàn)出100%的致死率[38]。

化合物49～50由杜邦公司公開(kāi)報(bào)道，為已知物阿福拉納的衍生物（圖8）。化合物49在250 mg/L時(shí)對(duì)小菜蛾和草地粘蟲(chóng)（Spodoptera frugiperda）表現(xiàn)出良好的生物活性[39]。化合物50在50 mg/L時(shí)對(duì)小菜蛾和草地粘蟲(chóng)顯示出至少80%的致死率[40]。

圖7 拜耳公司研發(fā)的化合物結(jié)構(gòu)式

圖8 杜邦公司研發(fā)的化合物結(jié)構(gòu)式

6 結(jié)果與討論

綜上所述，各大農(nóng)藥公司對(duì)異 唑啉類(lèi)化合物的研究大多圍繞其商品化品種展開(kāi)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾和生物活性測(cè)試，對(duì)農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)的防治效果顯著，特別是對(duì)小菜蛾、稻褐飛虱等鱗翅目害蟲(chóng)表現(xiàn)優(yōu)異。目前異 唑啉類(lèi)化合物在農(nóng)用殺蟲(chóng)劑領(lǐng)域也取得了突破性進(jìn)展，未來(lái)隨著對(duì)此類(lèi)化合物的深入研究探索，預(yù)期一定會(huì)有更廣闊的應(yīng)用前景。然而，國(guó)內(nèi)對(duì)此類(lèi)化合物研究尚且缺乏，希望能夠加強(qiáng)對(duì)異 唑啉類(lèi)化合物的研究探索。