新型除草剂—苯嘧磺草胺

张晓慷+张新刚+王海利

苯嘧磺草胺是巴斯夫公司研制并开发的脲嘧啶类除草剂，为原卟啉原氧化酶（PPO）抑制剂，通过妨碍叶绿素生物合成作用，可有效防除玉米、高粱、大豆、小粒谷物、棉花、果树和坚果中70多种杂草，且对作物非常安全，具有低挥发性、“有利的”毒理学和生态学特性。由于其在除草方面的卓越表现，苯嘧磺草胺被巴斯夫公司誉为“二十多年来开发最成功的新除草剂”。

1、化学名称及理化性质

化学名称：N-[2-氯-4-氟-5-[1，2，3，6-四氢-3-甲基-2，6-二氧代-4-（三氟甲基）嘧啶-1-基]苯甲酰基]-N-异丙基-N-甲基磺酰胺

英文通用名：saflufenacil

IUPAC名：N-{2-chloro-4-fluoro-5-[1，2，3，6-tetrahydro-3-methyl-2，6-dioxo-4-（trifluoromethyl）pyrimidin-1-yl]benzoyl}-N-isopropyl-N-methylsulfamide

CA名：2-chloro-5-[3，6-dihydro-3-methyl-2，6-dioxo-4-（trifluoromethyl）-1（2H）-pyrimidinyl]-4-fluoro-N-[[methyl（1-methylethyl）amino]sulfonyl]benzamide

商品名称：Kixor、Heat、Sharpen、Eragon、Treevix、Integrity（与二甲吩草胺混配）、Optill（与咪草烟混配）、巴佰金

CAS登录号：372137-35-4

试验代号：BAS800H、CL433379

分子式：C17H17ClF4N4O9S；分子量：500.9

分子结构：

理化性质：原药含量>95%，白色粉末，熔点189～193.4℃，蒸气压4.5×10-12mPa（20℃），KowlgP=2.6，Henry常数1.07×10-15 Pa·m3/mol（20℃），相对密度1.595（20℃），水中溶解度（g/100mL，20℃）：0.0014（pH4）、0.0025（pH5）、0.21（pH7），有机溶剂中的溶解度（g/100mL，20℃） ：乙腈19.4、丙酮 27.5、乙酸乙酯 6.55、四氢呋喃 36.2、甲醇 2.98、异丙醇 0.25、甲苯 0.23、1-辛醇<0.01、正庚烷<0.005，室温下稳定，常温或升温时，在金属或金属离子介质中稳定。酸性条件下不易水解，碱性条件下水解DT504～6d，pKa=4.41。

2、毒性及环境生物安全评价

哺乳动物毒性：大鼠急性经口LD50>2000mg/kg，兔急性经皮LD50>2000mg/kg，对兔皮肤和眼睛无刺激性，对豚鼠皮肤无致敏性，大鼠吸入LC50（4h）>5.3mg/L，小鼠无作用剂量（18个月）4.6mg/kg·d，ADI/RfD 0.046mg/kg。

生态毒性：山齿鹑急性经口LD50（d）>2000mg/kg，山齿鹑饲养LC50（8d）>5000mg/kg饲料。鱼LC50（96h）>98mg/L，水蚤LC50（48h）>100mg/L，近头状伪蹄型藻EC50 0.041mg/L，摇蚊EC50（28d）>7.7mg/kg干沉积物，蜜蜂急性LD50（接触）100μg/只，蚯蚓EC50（14d）>1000mg/kg（土），梨盲走螨LR50 647g/hm2。

环境效应：

动物：对大鼠经口给药后，96h内几乎完全排出体外，在动物体内分布广泛，但水平很低。

植物：在非敏感性植物体内代谢迅速，主要代谢途径是通过磺酰胺侧链的N-脱烷基化以及尿嘧啶环的水解。

土壤/环境：DT50（有氧，4种土样，25℃）15d，pH<7时不易水解，DT505d（pH 9，25℃），土壤光解DT50 29d，Koc 9～56（6种土样）。

3、作用机理及特点

生化：原卟啉原氧化酶（PPO）抑制剂。

作用方式：叶面接触，残效性阔叶杂草除草剂，通过叶面和根部吸收后，在质外体传导，韧皮部传导有限。

用途：叶面喷施，有效防除阔叶杂草，包括对草甘膦和ALS抑制剂有抗性的杂草。用于玉米和高粱，芽前处理，剂量50～125g/hm2。播前用于大豆、谷物、棉花、豆类，叶面防除迅速；也用于果树和坚果后期定向除草，用量18～25g/hm2。甜菜、油菜和向日葵易产生药害，玉米、高粱、水稻、小麦、大麦、大豆、豌豆、棉花和小扁豆播前和苗后不易产生药害。

4、合成方法

根据苯嘧磺草胺的结构特点可以看出其合成的关键有两个，一是侧链酰胺结构的合成，二是嘧啶环结构的合成。该化合物的合成方法主要是围绕嘧啶环合成与侧链酰胺基结构合成的先后顺序进行选择的，根据文献报道，有以下几种合成路线。

4.1 先连侧链法

该方法是先进行侧链酰胺结构的合成，以2-氯-4-氟苯甲酸为原料，经过硝化、酰氯化反应，然后再与N-甲基-N-异丙基磺酰胺合成侧链上的酰胺结构，得到一个分子量较大的中间体N-（2-氯-4-氟-5-氨基-苯甲酰基）-N-异丙基-N-甲基甲酰胺，再与中间体3-氨基-4，4，4-三氟巴豆酸乙酯反应，合成嘧啶环结构，最后进行甲基化反应，得到苯嘧磺草胺。该路线在后续合成过程中可能生成二甲基化副产物。

4.2 先合成嘧啶环结构法

该方法是先进行嘧啶环结构的合成，以2-氯-4-氟-苯甲酸为原料，先进行嘧啶环结构的合成，合成2-氯-4-氟-5-（1，2，3，6-四氢-2，6-二氧-4-三氟甲基嘧啶-1-基）-苯甲酸，再进行甲基化，最后与中间体N-甲基-N-异丙基磺酰胺合成侧链酰胺结构，得到苯嘧磺酰胺。该法合成嘧啶环后，还要进行酰氯化，合成酰胺，反应条件相对比较苛刻。同时，此路线用到了N，N-二甲基甲酰氯和氯磺酰异氰酸酯，这两种原料价格昂贵，且该路线烦冗，不适合规模化生产。

5、专利概况

巴斯夫于2001年申请了欧洲专利WO2001083459，同年，在中国申请了专利CN1383425A，对苯嘧磺草胺化合物及其合成方法进行了保护，该专利于2021年4月30日到期，离专利到期尚有一段时期。

专利名称：尿嘧啶取代的苯基氨磺酰羧酰胺

申请号：01801896.3

申请日期：2001.04.30

公开号：CN 1383425A

公开日期：2002.12.04

申请（专利权）人：巴斯夫股份公司

摘要：公开了新型尿嘧啶取代的苯基氨磺酰羧酰胺（I）及 其盐，其中A=氧或硫；X1=H，卤素，C1-C4烷基；X2=H，CN，CS-NH2，卤素，C1-C4烷基，C1-C4卤代烷基；X3=H，CN，C1-C6烷基，C1-C6烷氧基烷基，C3-C7环烷基，C3-C6链烯基，C3-C6炔基，任选取代的苄基；R1，R2=H，卤素，任选取代的羟基，C1-C10烷基，C2-C10链烯基，C3-C10炔基，C3-C7环烷基，苯基，苄基或C5-C7环烯基，或R1+R2与它们所连接的原子一起形成3-7元杂环；Q选自如说明书中所定义的Q1-Q40。还公开了其作为除草剂以及用于植物的干燥/脱叶的用途。

6、产品应用

苯嘧磺草胺被巴斯夫称为“20多年来开发最成功的新除草剂”，“代表了阔叶杂草防除的新水平”。事实上，苯嘧磺草胺的确有它的“过人之处”。首先，苯嘧磺草胺能够适用于多种生产系统和非耕地，在苗后或苗前均能使用；其次，适用作物多，苯嘧磺草胺能够用于包括谷物、玉米、棉花、水稻、高粱、大豆和果树等在内的30多种作物上；再次，防除谱广，苯嘧磺草胺能够防除90余种阔叶杂草，包括一些对三嗪类、草甘膦及乙酰乳酸合成酶抑制剂存在抗性的杂草。另外，它也具有作用快、残效期长等多种特性。

针对苯嘧磺草胺，巴斯夫开发的制剂主要是一些单剂产品，但也有少量与精二甲吩草胺和咪唑乙烟酸等活性成分的复配产品。该除草剂被巴斯夫设定为防治抗草甘膦杂草的重要工具，因为苯嘧磺草胺可替代苯氧类除草剂2，4-D和磺酰脲类除草剂与草甘膦复配，并对草甘膦具有“加成作用”：极快速杀灭杂草，可以促进杂草对草甘膦的吸收传导，用药1-3天杂草即死亡；防治多种对草甘膦、三嗪类和磺酰脲类（ALS抑制剂）等除草剂产生耐药甚至抗药性的双子叶杂草；具有土壤残留活性，可延长持效性达到60天以上；通常能减少草甘膦药量的30-50%；后茬作物种植灵活。

巴斯夫已与孟山都达成协议，在加拿大西部，将苯嘧磺草胺与孟山都的Roundup Transorb HC（草甘膦）桶混使用，以应对抗性杂草。

7、产品登记情况

2009年，苯嘧磺草胺在南美国家尼加拉瓜、智利和阿根廷三国登记。2010年，苯嘧磺草胺与精二甲吩草胺的复配制剂Verdict在美国获得登记，用于大豆。同年，苯嘧磺草胺正式登录中国，以70%水分散粒剂（商品名：巴佰金）的形式面世，用于柑橘园和非耕地的杂草防除，由诺普信负责在中国市场的总经销。目前，苯嘧磺草胺已在美国、加拿大、中国、尼加拉瓜、智利、阿根廷、巴西和澳大利亚等国登记。

8、展望

虽然苯嘧磺草胺的问世没有几年，但对巴斯夫业绩的增长起到了重要推动作用，尤其是在拉美地区。2014年，苯嘧磺草胺的全球销售额达到1.4亿，据巴斯夫公司预测，苯嘧磺草胺可实现3亿欧元的年峰值销售额。作为巴斯夫公司未来除草剂的核心，苯嘧磺草胺将在防除抗草甘膦杂草方面担纲重要角色，同时其高水准的杂草防除效果和作物的选择性是现有PPO类产品中独一无二的，具有广阔的市场及应用前景。