吡唑醚菌酯研究開發現狀與展望

左文靜，主艷飛，莊占興，崔蕊蕊，郭雯婷，劉 鈺，范金勇

(山東省農藥科學研究院 山東省化學農藥重點實驗室，濟南 250033)

吡唑醚菌酯研究開發現狀與展望

左文靜，主艷飛，莊占興，崔蕊蕊，郭雯婷，劉 鈺，范金勇

(山東省農藥科學研究院 山東省化學農藥重點實驗室，濟南 250033)

吡唑醚菌酯是一種新型甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑，它通過阻止細跑色素b和c1間電子傳遞而抑制線粒體呼吸作用，使線粒體不能產生和提供細胞正常代謝所需要的能量(ATP)，最終導致細胞死亡。該劑具有廣譜，高效，毒性低，對非靶標生物安全，對使用者和環境均安全友好等特點。綜述了吡唑醚菌酯的發現、理化性質、合成路線、殘留分析、殺蟲機理、抗藥性、登記情況和應用現狀，并對吡唑醚菌酯的開發應用前景進行展望。

吡唑醚菌酯；開發；現狀；展望

吡唑醚菌酯又名唑菌胺酯，開發代號為BAS 500 F，英文通用名為pyraclostrobin，商品名稱為Headline、Insignia、Cabrio、Attitude、凱潤、百泰等，CAS登錄號為175013-18-0，化學名稱為N-{2-[1-(4-氯苯基)-1H-吡唑-3-氧甲基]苯基}-(N-甲氧基)氨基甲酸甲酯，結構式見圖1[1]。

1 吡唑醚菌酯的發現、理化性質及簡要的合成路線

1.1 吡唑醚菌酯的發現

吡唑醚菌酯是巴斯夫于1993年發現并開發的一個殺菌劑，屬于目前活性最高的甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑，也是全球第一個以“植物健康作用”登記的產品。該劑作用機理獨特，保健增產效果明顯。目前全球已有80多個國家在推廣使用[2]。

圖1 吡唑醚菌酯的化學結構式

1.2 吡唑醚菌酯的理化性質

吡唑醚菌酯原藥為白色或淺棕色晶狀固體；熔點為63.7～65.2 ℃，沸點為200 ℃(分解)；20 ℃時正辛醇/水分配系數(log Kow)為3.99；20 ℃時在水中的溶解度為1.9 mg/L，在甲醇中為100.8 g/L，在丙酮、乙酸乙酯、乙睛、二氯甲烷、甲苯中均大于500 g/L；在pH5～7，25 ℃條件下，能穩定30 d以上，水中光解DT50為1.7 d[1]。

1.3 吡唑醚菌酯的合成

巴斯夫是吡唑醚菌酯的發明專利持有人，擁有最獨特的合成路線，并且受專利保護(2026年)。2001年，在巴斯夫德國施瓦茨海德基地投產吡唑醚菌酯項目以來，多次優化改進合成路線。優化的合成路線使原藥質量明顯提高、成本明顯降低[3]。

在我國也申請了專利，但其合成技術尚未公開。研究其合成工藝對改善我國落后的農藥結構，降低傳統殺菌劑對環境的污染有著非常重要意義。綜合文獻其合成方法主要歸為以下兩種，均以鄰硝基甲苯和對氯苯胺為起始原料，反應主要包括環合、氧化、還原、酰化、甲基化、溴化和縮合共七步生成最終目標物[4]。

路線1：以鄰硝基甲苯為反應起始原料，先經芐基溴化得到鄰硝基芐基溴，所得產物與中間體吡唑醇環合，然后對硝基進行還原得羥胺，再經N-酰化、羥胺甲基化便得目標產物(圖2)[5]。

圖2 吡唑醚菌酯合成路線1示意圖

路線2：先對鄰硝基甲苯上的硝基進行還原、N-酰化、O-甲基化，然后芐基溴化得溴芐，最后與中間體吡唑醇縮合得目標產物(圖3)[5]。

2 吡唑醚菌酯的分析方法

2.1 產品分析

采用高效液相色譜法分析吡唑醚菌酯，國內外均有報道。Francesc等[7]在(乙睛-水體積比80︰20)波長276 nm、流速1.0 mL/min條件下測定水果中吡唑醚菌酯殘留量。鮮艷等在(甲醇-水體積比75︰25)波長220 nm、流速1.0 mL/min下定量分析有效成分的質量分數[8]。

2.2 殘留分析

我國規定吡唑醚菌酯的最大殘留限量(MRL)在花生仁中為0.05 mg/kg，在蔬菜中為0.02～5 mg/kg，在水果中為0.02～2 mg/kg[9]。

目前報道吡唑醚菌酯殘留檢測采用的方法有LC-UV、LC-MS/MS以及GC-ECD，國外有使用免疫親和柱結合液相色譜檢測果汁中吡唑醚菌酯的方法[10]。吡唑醚菌酯殘留的檢測方法，依基質特點、儀器條件和目標要求而異。在樣品前處理過程中，乙腈是最常用的提取溶劑。以C18、PSA或GCB為填料的SPE已經廣泛應用，采用雙柱凈化的效果比單柱好[11]。

圖3 吡唑醚菌酯合成路線2示意圖

中間體1-(4-氯苯基)-3-吡唑醇的合成路線如圖4所示[4]。

圖4 中間體合成路線示意圖

2.2.1 氣相色譜法(GC)

吳迪等[10]對吡唑醚菌酯在土壤中的殘留分析方法進行了探討，采用乙腈提取，Flolisil小柱凈化，GC-μECD進行檢測。吡唑醚菌酯的最小檢出量為1×10－11g，在土壤樣品中的最低檢測濃度為0.02 μg/g，平均回收率為82.5%～93.0%，RSD為1.9%～4.4%。王巖等[12]建立了甘藍和土壤中吡唑醚菌酯·烯酰嗎啉殘留的氣相色譜分析方法。采用丙酮和水的混合液提取，二氯甲烷液液分配，中性氧化鋁柱凈化，GC-μECD檢測。吡唑醚菌酯的最小檢出量為2.0×10－11g，實際土壤、植株添加的檢出限(limit of detection，LOD)均為0.005 mg/kg。吳潔珊等[13]建立了一種同時測定柑橘中醚菌酯、吡唑醚菌酯，肟菌酯和烯肟菌酯等4種甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑殘留量的氣相色譜方法。采用氣相色譜-電子捕獲檢測器(GC-ECD)進行分離和測定，外標法定量。吡唑醚菌酯的檢測限為10 μg/kg，方法的添加回收率為75%～95%，相對標準偏差(RSD)為4.0%～6.0% 。姚瑛等[14]建立了吡唑醚菌酯懸浮劑中有效成分的GC-FID(flame ionization detector，火焰離子化檢測器)檢測方法。采用乙腈鹽析提取，毛細管色譜柱分離。吡唑醚菌酯的添加回收率為98.32%～101.40%，RSD為0.48%～1.01% 。

2.2.2 高效液相色譜法(HPLC)

王秀云等[15]建立了12%己唑醇·吡唑醚菌酯懸浮劑的高效液相色譜-紫外檢測器(HPLC-UV)測定方法。以甲醇、乙腈、水(30︰40︰30，體積比)的混合液為流動相。吡唑醚菌酯的平均回收率為99.3%，變異系數為0.82%。鄭楊等[16]建立了同柱分離測定吡唑醚菌酯·烯酰嗎啉18.7%水分散粒劑中吡唑醚菌酯和烯酰嗎啉的HPLC方法。以甲醇和水(75︰25，體積比)的混合液為流動相，采用C18柱和二極管陣列檢測器(diode array detector，DAD)。吡唑醚菌酯的平均回收率為99.92%，變異系數為0.45%。鄭玉等[17]采用HPLC-UV法測定了吡唑醚菌酯PLGA(poly lactic-co-glycolic acid，聚乳酸-羥基乙酸共聚物)微球制劑中有效成分的含量。選用ODS柱，乙腈和水(85︰15，體積比)的混合液為流動相。鮮艷等[18]建立了乙嘧酚磺酸酯·吡唑醚菌酯30%微乳劑的HPLC-UV分析方法。以甲醇和水(75︰25，體積比)的混合液為流動相。吡唑醚菌酯的平均回收率為99.1 %，變異系數為0.39%。

3 吡唑醚菌酯的作用機理及抗藥性研究進展

3.1 吡唑醚菌酯的作用機理

吡唑醚菌酯是高效線粒體呼吸抑制劑，通過抑制病菌線粒體的呼吸而起作用。主要作用于細胞色素b的Qo-中心，使電子無法從細胞色素b轉移到細胞色素c1，從而阻礙了ATP的產生而切斷了真菌的能量循環[19]。除此之外，吡唑醚菌酯還具有較強的抑制病菌抱子萌發能力，對葉片內菌絲生長有很好的抑制作用，其主要通過抑制孢子萌發和菌絲生長而發揮藥效[20]。另外，吡唑醚菌酯對作物還有積極的生理調節作用，它能抑制乙烯的產生，幫助作物有更長時間儲備生物能量，控制作物的成熟度；它能提高作物的硝化還原酶的活性，減少土壤中氮肥的使用，從而進一步減少氮肥施用所造成的對地下水的影響；它能加速抵抗蛋白的形成，當作物受到病毒襲擊時，迅速合成抵抗蛋白。此外，吡唑醚菌酯還具有滲透性及局部內吸活性，藥效的持效期長，可耐雨水的沖刷[21]。它可以被作物快速吸收，并主要在葉部蠟質層滯留，還可以通過葉部滲透作用傳輸到葉片的背部，從而對葉片正反兩面的病害都有防治作用。吡唑醚菌酯在葉部向頂、向基傳輸及熏蒸作用很小，但在植物體內的傳導活性較強[22]。

3.2 吡唑醚菌酯的抗藥性

吡唑醚菌酯是一個高復配性的成分，通過復配，可以有效降低作物抗藥性。巴斯夫目前推出的7個吡唑醚菌酯產品中，6個是復配產品，說明巴斯夫通過對復配藥劑的研發，已經有意識地在管理吡唑醚菌酯的抗藥性[2]。閆磊[23]等初步探明氟吡菌胺與吡唑醚菌酯1︰4混配為增效組合配比，氟吡菌胺與吡唑醚菌酯或霜霉威混合使用對黃瓜霜霉病菌對氟吡菌胺與吡唑醚菌酯或霜霉威的抗性發展有一定的延緩作用，這意味著將來可考慮研發氟吡菌胺和吡唑醚菌酯的混劑，或將氟吡菌胺與霜霉威的混劑(銀法利)與吡唑醚菌酯進行桶混使用。

4 吡唑醚菌酯的應用

吡唑醚菌酯具有殺菌譜廣、活性高、持效期長、毒性低、對非靶標生物安全等特點，自2002年上市以來已經在100多種作物上獲準登記應用。該劑主要用于防治葡萄、柑橘、香蕉、蘋果、草莓、黃瓜、馬鈴薯、大白菜、辣椒、番茄、小麥、玉米、大豆、甜菜、水稻及其他大田作物上由子囊菌綱、擔子菌綱、半知菌綱和卵菌綱真菌引起的葉枯病、銹病、白粉病、霜霉病、疫病、炭疽病、瘡痂病、褐斑病、立枯病和稻瘟病等多種病害[6]。

5 吡唑醚菌酯的安全性

吡唑醚菌酯對高等動物毒性很低，大白鼠急性經口LD50＞5 000 mg/kg，吡唑醚菌酯對鳥、蜜蜂、蚯蚓低毒。吡唑醚菌酯水中水解半衰期DT50＞30 d，在pH=5～7 (25 ℃)時穩定[24]。吡唑醚菌酯在正確使用情況下對大多數作物各個時期沒有藥害，使用安全。但該劑對蠶有影響，故在桑園或桑園附近應禁止使用[25]。

6 吡唑醚菌酯的登記情況[2]

目前，吡唑醚菌酯單劑和許多復配制劑已經在全球80多個國家的180多種作物上進行了登記，在中國農藥信息網上可查詢到的有關吡唑醚菌酯的登記證有108個，其中原藥登記證31個，制劑登記證77個，涉及企業超過50家。巴斯夫目前已經在中國推出了7個吡唑醚菌酯產品(凱潤、百泰、凱特、健達、凱津、歐帕、碧翠，其中凱潤是單劑產品，其他6個產品是巴斯夫根據不同作物殺菌需求復配的)，其中百泰、凱潤已經成為全國殺菌劑銷售中的三甲，百泰2015年全國零售銷售額高達4億元，是殺菌劑銷售中的冠軍單品。

7 吡唑醚菌酯的發展展望

從國內殺菌劑應用的數據來看，目前，國內市場殺菌劑的使用量，旱地大田只占6%，而在南美接近40%，所以大田上吡唑醚菌酯的空間巨大。據分析，整個吡唑醚菌酯在全球市場主要的銷售，70%在南美，亞洲只占3%，中國市場的吡唑醚菌酯市場空間遠遠沒有得到開發，吡唑醚菌酯未來的增長空間不可估量[26]。今后吡唑醚菌酯的價值將會最大程度地得到開發，比如可以進入大田作物等更多作物領域。只要合理使用，吡唑醚菌酯的發展還有很大的空間[2]。

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Research Status and Prospects of Pyraclostrobin

ZUO Wenjing, ZU Yanfei, ZHUANG Zhanxing, CUI Ruirui, GUO Wenting, LIU Yu, FANG Jinyong
(Shandong Academy of Pesticide Sciences, Key Laboratory for chemical pesticide of Shandong Province, Jinan 250033, China)

Pyraclostrobin is a kind of new strobilurin fungicide. It prevents the electron transfer between c1and b pigment, inhibits mitochondrial respiration and disrupts the mitochondrial energy production for normal cells need (ATP), eventually leading to cell death. It’s marked by high germicidal activity, low toxicity and safety to non-target, user and enviroment. The research and development status of pyraclostrobin, including the discovery, physical and chemical properties, synthesis routes, residue analysis, insecticidal mechanism, resistance, registration and application situation were introduced in this paper. In addition, the development prospects of pyraclostrobin were discussed.

pyraclostrobin; development; present condition; prospect

10.16201/j.cnki.cn31-1827/tq.2017.01.05

TQ455

A

1009-6485(2017)01-0022-04

左文靜(1989—)，女，助理工程師，主要從事農藥理化性質檢測工作。E-mail: zwj-email@163.com。

莊占興(1965—)，男，研究員，博士，主要從事農藥理化性質及應用技術研究工作。E-mail: zhzhx206@126.com。

2017-02-09。