甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑苯醚菌酯及其開發(fā)

尚 雁， 黃 林， 譚海軍

（1.浙江省化工研究院有限公司，浙江 杭州 310023；2.浙江禾田化工有限公司，浙江 杭州 310023；3.蘇州艾科爾化工科技有限公司，江蘇 昆山 215300）

苯醚菌酯是浙江化工研究院以天然抗生素Strobilurins為先導(dǎo)進(jìn)行自主創(chuàng)制[1]得到的甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑，開發(fā)代號ZJ0712，其中文通用名于2005年獲批，英文名Bemystrobin。

與嘧菌酯 （Azoxystrobin） 和啶氧菌酯（Pixoxystrobin）一樣，苯醚菌酯也屬于醌外部抑制劑（Quinone outside Inhibitor， QoI），其殺菌譜廣，具有良好的保護(hù)、治療和滲透作用，對由子囊菌、鞭毛菌和半知菌引起的植物病害均有非常高的殺菌活性。苯醚菌酯、嘧菌酯和啶氧菌酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)見圖1。特別地，苯醚菌酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)與啶氧菌酯相近，生產(chǎn)可共用其關(guān)鍵中間體，具有一定的生產(chǎn)和使用成本優(yōu)勢，因而市場潛力較大。本文對苯醚菌酯的理化性質(zhì)、生態(tài)毒性、作用機(jī)理、生物活性、產(chǎn)品合成、開發(fā)和應(yīng)用等情況進(jìn)行了簡要的整理。

圖1 苯醚菌酯、嘧菌酯與啶氧菌酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)

1 理化性質(zhì)和毒性

苯醚菌酯屬于甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑，其IUPAC 化學(xué)名為（E） -2-[2-（2，5-二甲基苯氧基）甲基苯基]-3-甲氧丙烯酸甲酯，CAS登錄號為852369-40-5，分子式為C20H22O4，相對分子質(zhì)量為326.39。

1.1 理化性質(zhì)

苯醚菌酯原藥為白色粉末，熔點(diǎn)：108.0℃～110.0 ℃，密度： 0.8266 g/cm3，油水分配系數(shù) logPo/w＝3.382×104（25 ℃）、2.659×103（40 ℃）；溶解度（g/L）：水 3.598×10-3，甲醇 15.563，乙醇 11.041，二甲苯24.570，丙酮143.609[2]。苯醚菌酯的半衰期DT50：黃瓜 3.89～5.63 d，土壤 5.26～6.90 d[3]，屬于易降解農(nóng)藥。

1.2 毒性

苯醚菌酯的急性毒性[2]如下：大鼠急性經(jīng)口半致死量 LD50＞5000 mg/kg b.w.，大鼠急性經(jīng)皮LD50＞2000 mg/kg b.w.，對家兔的皮膚和眼睛無刺激性，對豚鼠皮膚具有若致敏性；Ames試驗(yàn)呈陰性。

苯醚菌酯的生態(tài)毒性[2]如下：家蠶LC50＞573.90 mg/L， 鵪鶉 LD50＞2000 mg/kg b.w.， 蜜 蜂LC50＞100 μg/只，斑馬魚 LC50＞0.026 mg/L。 苯醚菌酯對家蠶、鳥類和蜜蜂均低毒，但對魚類等水生生物高毒，使用時須注意。

2 代謝與殘留

2.1 土壤代謝

苯醚菌酯施用于土壤100 d后，88%～98% 的14C標(biāo)記出現(xiàn)在母體化合物及其代謝產(chǎn)物中，其中90%以上為M1、M2和M3共3種代謝產(chǎn)物[4]。苯醚菌酯在土壤中的3種主要代謝產(chǎn)物見圖2。苯醚菌酯的降解、礦化和結(jié)合殘留受土壤類型和微生物群落組成的影響，其母體化合物及代謝產(chǎn)物在土壤中的持留性較長[5]，需要注意對非靶標(biāo)生物的影響。

圖2 苯醚菌酯在土壤中的3種主要代謝產(chǎn)物

2.2 殘留分析與限定

苯醚菌酯為自主創(chuàng)制品種，國內(nèi)外尚未有其最大殘留限量（MRL）。浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院對黃瓜和土壤中的苯醚菌酯殘留樣品分別用打漿機(jī)勻漿和去雜篩分（1 mm）處理后，再經(jīng)丙酮提取、氯化鈉5%水溶液和石油醚萃取、柱層析后，取石油醚-乙酸乙酯（體積比100∶1）的淋洗液濃縮進(jìn)行定量分析，其建議在黃瓜和土壤中的最大殘留限量為1 mg/kg[3]。

3 作用機(jī)理與活性抗性

3.1 作用機(jī)理

苯醚菌酯為甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑，與嘧菌酯和啶氧菌酯相同，為線粒體電子轉(zhuǎn)移鏈復(fù)合物III抑制劑[6]，也即醌外部抑制劑，通過阻斷細(xì)胞色素b和細(xì)胞色素c1之間的電子轉(zhuǎn)移，在泛醇氧化位點(diǎn)Qo抑制線粒體呼吸，破壞病菌的能量合成，在病害侵染早期具有極好的保護(hù)作用，國際殺菌劑抗性行動委員（IFAC）分類第 C3～C5組[7]。理論上與同類抑制劑一樣，苯醚菌酯與甾醇合成抑制劑、苯酰胺類、二甲酰亞胺類和苯并咪唑類等殺菌劑[6，8]無交互抗性。

苯醚菌酯具有良好的保護(hù)、治療（保護(hù)作用優(yōu)于治療作用）和滲透活性，及一定的內(nèi)吸傳導(dǎo)活性，既可抑制真菌菌絲生長，又能抑制孢子形成和萌發(fā)[9]。進(jìn)一步的研究表明，苯醚菌酯對水稻稻瘟病菌和荔枝霜疫霉病菌的不同發(fā)育階段都具有一定的影響。對于水稻稻瘟病，苯醚菌酯可明顯抑制其黑色素的產(chǎn)生，對菌絲擴(kuò)展和孢子萌發(fā)具有較高的抑制作用，對產(chǎn)孢量和芽管伸長具有一定的抑制作用[10]；對于荔枝霜疫霉病，苯醚菌酯對菌絲擴(kuò)展、孢子囊產(chǎn)生量、孢子囊和休止孢的萌發(fā)都表現(xiàn)出了優(yōu)異的抑制活性，但對游動孢子釋放的抑制作用較低，在一定濃度下會加速游動孢子的消解，抑制休止孢的形成[11]。

3.2 生物活性

苯醚菌酯對由子囊菌、鞭毛菌和半知菌引起的植物病害，如炭疽?。–olletotrichum capsici）、褐斑病 （Cercospora arachidicola）、 稻瘟?。∕agnaporthe oryzae）、赤霉?。℅ibberella fujikuroi）、紅腐病 （Fusarium moniliforme）、 枝枯?。∕elanconium oblangum）、全蝕?。℅aeumannomyces graminis）、輪紋?。˙otryosphaeria berengriana）、灰霉?。˙otrytis cinerea）、菌核?。⊿clerotinia sclerotiorum）、赤星?。ˋlternaria alternata）、 枯萎病 （Fusarium oxysporum）、葉斑?。–ercospora musae Zimm.）、早疫?。ˋlternaria solani）、根腐?。˙ipoloris sorokiniana）、黑痘?。⊿phaceloma ampelinum）等，均有非常高的殺菌活性，且耐雨水沖刷性，使用濃度下持效期長達(dá)20 d，對黃瓜、小麥、油菜、煙草和草莓等作物安全[1，12]。苯醚菌酯對多種病菌的生物活性見表1。

表1 苯醚菌酯的殺菌譜和生物活性 （劑量30 mg·L-1）

多地田間藥效試驗(yàn)結(jié)果[12]表明，苯醚菌酯對黃瓜和南瓜白粉病的防效遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于同劑量下的三唑酮，對黃瓜霜霉病、葡萄霜霉病和炭疽病的防效明顯優(yōu)于咪鮮胺和代森錳鋅64%+霜脲氰8%WP。進(jìn)一步的室內(nèi)生測顯示[13]，苯醚菌酯對草莓白粉病具有高殺菌活性，7～8 d EC50=3.17 mg/L，優(yōu)于肟菌酯、吡唑醚菌酯、醚菌酯和嘧菌酯。

此外，苯醚菌酯還對柑橘黑點(diǎn)?。―iaporthecitri）、黑斑病（Guignardia citricarpa）和脂點(diǎn)黃斑?。∕ycosphaerella citri）具有較高抑制活性[14]，具有一定的應(yīng)用前景。

3.3 抗性

甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑的作用位點(diǎn)單一，頻繁使用會使靶標(biāo)位點(diǎn)的突變率增加、抗性增強(qiáng)[15]，因而須注意苯醚菌酯的抗性風(fēng)險。目前已發(fā)現(xiàn)苯醚菌酯對黃瓜白粉[16]、小麥白粉病[17]、葡萄霜霉病[18]和荔枝霜疫霉[19-20]等病菌顯示出了抗藥性，這可能與靶標(biāo)病菌細(xì)胞色素b基因的第143位密碼子由敏感菌株的丙氨酸（GGT）突變成了甘氨酸（GCT）[16]或/和單點(diǎn)突變 G142A、G142S、Y131C 或F128S[19]等因素有關(guān)，因而在其使用過程中應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)的抗性治理措施。

苯醚菌酯與同類的嘧菌酯、烯肟菌胺和烯肟菌酯等對荔枝霜疫霉存在交互抗性[20]，而對苯醚菌酯產(chǎn)生抗性的2個灰霉病菌株HZ021和HZ054也對多菌靈和異菌脲產(chǎn)生了抗性，可能與多種藥劑靶標(biāo)基因突變在病菌進(jìn)化過程中的逐步累積等因素有關(guān)[21]。

4 原藥生產(chǎn)供應(yīng)

4.1 合成路線

苯醚菌酯 （V）具有與啶氧菌酯相近的化學(xué)結(jié)構(gòu)，其原藥可使用啶氧菌酯的中間體（E）-2-（2-溴甲基苯基）-3-甲氧基丙烯酸甲酯 （III）與2，5-二氯苯酚（IV）在堿性條件下縮合得到[1，22]，具有一定的生產(chǎn)成本優(yōu)勢。其中，中間體（III）可以鄰甲基苯乙酸甲酯（I）為起始原料，經(jīng)甲酰化、甲基化和溴化后得到。苯醚菌酯的合成路線見圖3。

4.2 原藥分析[23]

苯醚菌酯原藥可使用帶紫外可變檢測器的高效液相色譜儀、以外標(biāo)法來測定其含量。其中，分析條件為C18色譜柱，流動相甲醇-水溶液（體積比 70：30），流速為 1.0 mL/min，檢測波長240 nm。

4.3 原藥供應(yīng)

目前該產(chǎn)品處于專利保護(hù)期，僅有浙江化工研究院的關(guān)聯(lián)企業(yè)浙江禾田化工有限公司登記和生產(chǎn)苯醚菌酯原藥，產(chǎn)品規(guī)格98%。

圖3 苯醚菌酯的合成路線

5制劑開發(fā)與應(yīng)用

苯醚菌酯可制成SC、WP、WDG和DF等多種劑型的單劑，或與其它組分復(fù)配或桶混使用。苯醚菌酯最先于2008年在中國獲得單劑10%SC的登記，用于防治黃瓜白粉病，后來還有苯醚菌酯和氟啶胺的復(fù)配制劑登記上市。苯醚菌酯制劑在中國的最新登記情況見表2。目前，苯醚菌酯在東南亞的登記也正在進(jìn)行中。

表2 苯醚菌酯制劑在中國的最新登記情況

5.1 單劑開發(fā)與應(yīng)用

目前開發(fā)應(yīng)用比較多的苯醚菌酯單劑為10%SC。室內(nèi)生測和田間試驗(yàn)表明，該單劑于病害發(fā)生前期施用，可有效防治多種作物的病害，對作物安全且具有明顯的生長促進(jìn)作用。苯醚菌酯按劑量有效成分10～20 g/hm2防治黃瓜、小麥和蘋果的白粉病，50～100 g/hm2可分別有效防治黃瓜和葡萄的霜霉病，同時對荔枝霜疫霉病、西瓜和芒果炭疽病等也有效，防效分別優(yōu)于百菌清75%WP、三唑酮 15%WP、嘧菌酯 25%SC、腈菌唑12%EC、霜脲氰72%WP和苯醚甲環(huán)唑10%SC[3，24]；稀釋 1500～2000 倍可以有效防治胡麻白粉病[25]、西瓜和籽用西瓜的白粉病[26-27]和小麥赤霉病[28]；稀釋3000倍對甜瓜白粉病具有較好的防效[29]；稀釋5000倍施用對打瓜白粉病防治效果優(yōu)異[30]；按有效成分濃度7500 mg/L施用可有效防治積雪草漆斑病[31]；按有效成分用量45 g/hm2可防治水稻早、中稻的葉瘟病和頸瘟病[32-33]；還有防治雪蓮果鐮刀葉斑病[34]、小麥葉銹病的潛力[35]。

為確保苯醚菌酯10%SC的田間試驗(yàn)防效，可在制劑中加入增效劑。如加入有機(jī)硅助劑S233后具有顯著的增效作用[36]，加入6%抗壞血酸后具有輔助治療葡萄霜霉病和增加口感作用[37]。

此外，還有苯醚菌酯50%DF和50%WDG的研究報道。其中，苯醚菌酯50%DF按有效成分劑量15～30 g/hm2施用，對黃瓜白粉病的防效可達(dá)83.7%～94.3%，比50%WDG的防效提高2.3%～9.5%[38]。

5.2 復(fù)配開發(fā)與應(yīng)用

苯醚菌酯容易產(chǎn)生抗性且內(nèi)吸活性較差，因而可與多種成分進(jìn)行復(fù)配以實(shí)現(xiàn)協(xié)同增效作用和延緩抗性的效果，如與殺菌劑代森聯(lián)、丙森鋅、代森鋅、噻氟菌胺、異菌脲、環(huán)丙唑醇、氟酰胺、二硫氰基甲烷、噻霉酮、腈苯唑、丙氧喹啉、苯氧喹啉和啶酰菌胺等，或殺蟲劑噻蟲嗪等復(fù)配，用于防治蔬菜、果樹、觀賞植物、糧油和大田作物等植物上的白粉病、霜霉病、灰霉病、褐腐病、腐爛病和菌核病等多種病害。

目前，已有復(fù)配苯醚菌酯5%+氟啶胺35%SC、苯醚甲環(huán)唑12.5%+苯醚菌酯20%SC等先后登記上市或正在試驗(yàn)中。研究開發(fā)中的復(fù)配制劑還有：苯醚菌酯與戊唑醇按1∶10混配，在10～40 mg/L的劑量下用于防治小麥白粉病、黃瓜白粉病和草莓白粉病[39]；苯醚菌酯和霜霉威按1∶20混配，在250～1000 mg/L的劑量下用于防治黃瓜霜霉病[40]。

6小結(jié)

由浙江化工研究院創(chuàng)制開發(fā)的新型甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑苯醚菌酯，具有高效低毒、殺菌譜廣、耐雨水沖刷、持效期長、對環(huán)境友好和作物安全等特點(diǎn)，與現(xiàn)有殺菌劑無交互抗性，可廣泛用于蔬菜、果樹、觀賞植物、糧油和大田作物等上的多種病害防治。

苯醚菌酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)與啶氧菌酯相近，生產(chǎn)可共用其中間體，具有一定的成本優(yōu)勢。苯醚菌酯可制成多種類型的單劑或復(fù)配，應(yīng)用于不同的領(lǐng)域，具有較大國內(nèi)外市場開發(fā)潛力。苯醚菌酯因作用位點(diǎn)單一而容易產(chǎn)生抗性，應(yīng)用中須注意其抗性發(fā)展情況，開發(fā)新的復(fù)配制劑和輪換使用技術(shù)，對病害進(jìn)行綜合防治，延緩抗性產(chǎn)生。