吡唑類農(nóng)藥概述

劉少華　董璞　位思齊　李建樂　溫小鳳　王曉龍

因吡唑環(huán)上取代基可多方位變換利于其結(jié)構(gòu)的衍生化，同時吡唑類化合物具有高效、低毒、結(jié)構(gòu)多樣以及廣泛的生物活性的特點(diǎn)，在雜環(huán)農(nóng)藥中扮演著重要的角色。吡唑類農(nóng)藥應(yīng)用范圍極其廣泛，已涉足殺蟲/殺螨、除草、殺菌等多個領(lǐng)域，因而其研究和開發(fā)前景非常廣闊。

近十幾年來，許多吡唑類農(nóng)藥相繼商品化，對吡唑類化合物的深入研究已成為當(dāng)今農(nóng)藥界的熱點(diǎn)之一。為進(jìn)一步開展農(nóng)藥創(chuàng)制，本文將上市的吡唑類農(nóng)藥從結(jié)構(gòu)和生物活性角度分類進(jìn)行概述。

1 殺蟲殺螨劑

在吡唑類殺蟲殺螨劑中，目前商品化的品種結(jié)構(gòu)主要有氨基甲酸酯吡唑類、磷酸酯吡唑類、芳基吡唑類、吡唑雙酰胺類、肟醚吡唑類。

1.1 氨基甲酸酯吡唑類

氨基甲酸酯吡唑類殺蟲劑屬于最早上市的吡唑類殺蟲劑，如1947年瑞士汽巴-嘉基公司上市的吡蟲威，當(dāng)年又先后上市了異索威及敵蠅威。但該類殺蟲劑存在抗性問題。

1.2 磷酸酯吡唑類

日本武田化工公司開發(fā)的吡唑硫磷屬于磷酸酯吡唑類殺蟲劑。吡唑硫磷屬于膽堿酯酶抑制劑，具有接觸和胃毒作用，幾乎沒有內(nèi)吸性。該藥對棉斑實(shí)蛾、棉鈴蟲、棉葉夜蛾、紅鈴蟲等害蟲具有較高的防效，對其他抗有機(jī)磷農(nóng)藥的害蟲也有效，也用于公共衛(wèi)生方面。

1.3 芳基吡唑類

芳基吡唑類化合物中的代表性化合物為氟蟲腈，它由羅納-普朗克公司（現(xiàn)拜耳公司）發(fā)現(xiàn)，與巴斯夫公司共同開發(fā)。其作用機(jī)制是GABA-氯通道抑制劑，兼具觸殺及攝入毒性，殺蟲譜廣，能防治蔬菜、水稻和棉花等的鱗翅目和鞘翅目害蟲，有殺螨活性，對傳統(tǒng)殺蟲劑產(chǎn)生抗性的害蟲依然敏感。許多國內(nèi)外公司以氟蟲腈結(jié)構(gòu)為先導(dǎo)，創(chuàng)制并成功上市多個高效殺蟲活性的衍生物。如第二代作用于GABA的殺蟲劑乙蟲腈；安萬特公司開發(fā)的乙酰蟲腈不僅具有殺蟲活性，還具有殺線蟲和殺螨活性。此外，我國大連瑞澤農(nóng)藥化學(xué)公司自主開發(fā)丁烯氟蟲腈。這些衍生物的結(jié)構(gòu)相似，它們的生物活性均不低于氟蟲腈。

1.4 吡唑雙酰胺類

此類結(jié)構(gòu)最具代表性的化合物是氯蟲苯甲酰胺和溴氰蟲酰胺，屬于魚尼丁受體抑制劑，其作用機(jī)制新穎、高效、低毒，與傳統(tǒng)農(nóng)藥及新煙堿類殺蟲劑無交互抗性，具有對非靶標(biāo)生物安全以及對環(huán)境相容性好等特點(diǎn)。其中第二代殺蟲劑溴氰蟲酰胺與氯蟲苯甲酰胺相比適用作物更為廣泛，既能防治咀嚼式口器害蟲，又能防治刺吸式口器害蟲，包括鱗翅目、半翅目和鞘翅目害蟲。

1.5 肟醚吡唑類

肟醚吡唑類殺蟲劑的代表品種是唑螨酯，作用機(jī)制為抑制復(fù)合物I的NADH-輔酶Q還原酶位點(diǎn)的線粒體電子傳遞，主要通過觸殺和攝入的方式，對幼螨、若螨和成螨具有快速擊倒作用，還可以一定程度地抑制若螨蛻皮。

2 除草劑

除草劑是農(nóng)藥應(yīng)用中最廣泛的領(lǐng)域，以商品化的吡唑類除草劑品種結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類，主要分為芳基吡唑類、芳?；吝蝾惡突酋ｋ暹吝蝾惢衔?。

2.1 芳基吡唑類

美國氰胺公司推出野燕枯是最早的芳基吡唑類除草劑，具有高效、高選擇性和低毒的特點(diǎn)，用于防除小麥、大麥田中的雜草野燕麥。20世紀(jì)90年代后，吡草醚和異丙吡草醚相繼問世，屬于原卟啉原IX 氧化酶抑制劑，主要用于谷物田除草。

2.2 芳?；吝蝾?/p>

日本三共公司和石原產(chǎn)業(yè)公司先后成功創(chuàng)制出吡唑特和芐草唑，三菱油化公司和羅納-普朗克公司（現(xiàn)拜耳公司）聯(lián)合開發(fā)的吡草酮，這3個化合物同屬于芳?；吝蝾惓輨?，該類除草劑大多為對羥苯基丙酮酸酯雙氧酶抑制劑，具內(nèi)吸性，對哺乳動物的毒性極低。

2.3 磺酰脲吡唑類

杜邦公司磺酰脲類除草劑的問世將除草劑推入超高效時代的新紀(jì)元，同時磺酰脲類除草劑也引起了各大農(nóng)藥公司的廣泛關(guān)注，日產(chǎn)化學(xué)公司成功開發(fā)除草劑吡嘧磺隆和氯吡嘧磺隆，是把吡唑基團(tuán)引入到磺酰脲類除草劑結(jié)構(gòu)中。后來杜邦公司于1997年開發(fā)除草劑四唑吡嘧磺隆。這類除草劑雖結(jié)構(gòu)相近，但仍具有不同的適用作物和防除范圍。

3 殺菌劑

吡唑類化合物用作殺菌劑品種數(shù)量較少，其商品化品種的結(jié)構(gòu)主要有硫代磷酸酯類、芳基吡唑類和酰胺吡唑類化合物。

3.1 硫代磷酸酯類

吡菌磷是由赫斯特公司開發(fā)的吡唑類有機(jī)磷殺菌劑。該藥有內(nèi)吸和較強(qiáng)的向頂傳導(dǎo)作用，可由葉和莖吸收并傳導(dǎo)，但根部吸收較差，不宜拌種和土壤施用。主要用于防治谷類、蔬菜、果樹等各種作物的白粉病，并兼具治殺蚜、螨、潛葉蠅、線蟲的作用。

3.2 芳基吡唑類

在吡唑類殺菌劑中，芳基吡唑類殺菌劑最引人關(guān)注的是巴斯夫公司開發(fā)上市的吡唑醚菌酯，屬于甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑，殺菌譜非常廣泛。在上市后十幾年里，其銷售額直線上升，2008年至2013年平均每年的增加率為6.8%，2013年其銷售額達(dá)9.3 億美元，占?xì)⒕鷦┦袌龅?8%。2015年吡唑嘧菌酯專利到期后，我國涌現(xiàn)出該農(nóng)藥登記的熱潮，原藥登記已經(jīng)達(dá)到38家。該化合物的市場前景呈現(xiàn)強(qiáng)勢的增長趨勢。此外，沈陽化工研究院自主開發(fā)出另一個芳基吡唑類甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑唑菌酯，該藥殺菌活性優(yōu)異，對黃瓜霜霉病、番茄早疫病、黃瓜炭疽病等具有顯著防效。

3.3 酰胺吡唑類

酰胺吡唑類殺菌劑中代表化合物為呋吡菌胺、吡噻菌胺和氟唑菌苯胺。這類殺菌劑屬于琥珀酸脫氫酶抑制劑，主要作用于呼吸鏈電子傳遞復(fù)合體Ⅱ，阻斷能量代謝。

4 結(jié)語

吡唑類化合物因其高效、低毒以及具有廣泛生物活性的特點(diǎn)成為農(nóng)藥領(lǐng)域熱門品種，此外吡唑環(huán)上取代位點(diǎn)和取代基的多樣性賦予了該類化合物更豐富的詮釋，涌現(xiàn)出許多重量級產(chǎn)品，氟蟲腈、吡唑醚菌酯更是榮登全球十大頂級品種之列。其中芳基吡唑結(jié)構(gòu)、酰胺吡唑在殺蟲、除草以及殺菌劑結(jié)構(gòu)中占有絕對的優(yōu)勢地位，這也將是今后吡唑類農(nóng)藥研究的重點(diǎn)。吡唑結(jié)構(gòu)多個位點(diǎn)均能衍生化，這為吡唑類化合物的發(fā)展提供更多、更廣闊的發(fā)展空間。

（摘編自《精細(xì)與專用化學(xué)品》）