氯乙酰胺类除草剂——精异丙甲草胺

陈燕玲（江苏省农药研究所股份有限公司，南京 210046）

氯乙酰胺类除草剂
——精异丙甲草胺

陈燕玲
（江苏省农药研究所股份有限公司，南京 210046）

综述了精异丙甲草胺的理化性质、相关专利，详细介绍了精异丙甲草胺的应用与开发进展、市场与登记情况，以及与其竞争的产品。

精异丙甲草胺；氯乙酰胺；除草剂；综述

精异丙甲草胺是先正达公司开发的乙酰胺类选择性除草剂，1997年在美国上市，2001年10月16日其美国专利过期。

精异丙甲草胺是在异丙甲草胺的基础上，利用先进工艺成功去除非活性R-体，而得到的精制的活性S-体。精异丙甲草胺除具有异丙甲草胺的优点外，在安全性和防治效果上比异丙甲草胺更胜一筹，同时，根据毒理学研究结果，其毒性要比异丙甲草胺低，甚至只有后者毒性的十分之一。精异丙甲草胺适用作物谱广，且是世界重要粮食作物玉米、大豆的主要除草剂。2013年其全球销售额（包括异丙甲草胺）为6.35亿美元，2014年全球销售额下滑至5.85亿美元。过去几年，精异丙甲草胺世界市场约以7%的增速发展，有逐步取代异丙甲草胺的趋势。预计未来市场发展至少维持这个速度，甚至可能达到10%，是极具市场潜力的产品。

1 理化性质［1］

精异丙甲草胺（S-metolachlor）为（aRS,1S）-2-氯-6'-乙基-N-（2-甲氧基-1-甲基乙基）乙酰邻甲苯胺（简称S-体）和（aRS,1R）-2-氯-6'-乙基-N-（2-甲氧基-1-甲基乙基）乙酰邻甲苯胺（简称R-体）的混合物，两者质量比为（80%～100%）︰（20%～0）。商品名有Dual Gold、高效异丙甲草胺、金都尔、精都尔等。CAS登录号：［87392-12-9］（S-体）；［178961-20-1］（R-体）。其结构式如下。

分子式：C15H22ClNO2；相对分子质量：283.8。

精异丙甲草胺为淡黄色至褐色液体，伴有非特异性气味。25℃时，其在水中（pH值为7.3）的溶解度为480 mg/L；其能与正己烷、甲苯、二氯甲烷、甲醇、正辛醇、丙酮和乙酸乙酯完全混溶。精异丙甲草胺对水解稳定（pH 4～9，25℃）。

2 应用与开发进展

精异丙甲草胺为乙酰胺类除草剂，具有氯乙酰胺结构，为细胞分裂抑制剂，通过抑制长链脂肪酸的合成从而影响细胞生长。其具有选择性，主要通过胚轴和芽吸收，根和种子亦可少量吸收，但传导速度慢，出苗后则主要靠根吸收。施用精异丙甲草胺后，较敏感的杂草在刚出土甚至出芽后出土前即可中毒死亡。如果土壤墒情好，杂草在幼芽期即被杀死；如果土壤水分较少，杂草即使出苗，但随着降雨量增加，土壤湿度增加，杂草吸收了精异丙甲草胺后，亦会皱缩变黄整株枯死。玉米对氯乙酰胺类除草剂的耐受性源于被谷胱甘肽S-转移酶快速代谢解毒［1-2］。

精异丙甲草胺适宜作物和防除对象同异丙甲草胺，主要用于玉米、高粱、棉花、甘蔗、甜菜、马铃薯、饲料甜菜、大豆、花生、向日葵、各种蔬菜等防除一年生禾本科杂草（如稗草、狗尾草、马唐、臂形草、黍和莎草）及部分阔叶杂草（如苋、荠菜和马齿苋）。其宜在种植前、芽前或芽后早期土壤喷雾施用，有效成分用量在0.6～1.6 kg/hm2之间。其常与阔叶杂草除草剂复配使用，以扩大除草谱。当加入安全剂氟草肟（fluxofenim）或解草腈（oxabetrinil）时，精异丙甲草胺对大多数阔叶作物，如玉米和高粱等具有耐受性［1］。

精异丙甲草胺是在异丙甲草胺的基础上研究开发的。1970年，汽巴-嘉基公司（现在的先正达）发现了异丙甲草胺的生物活性；1974年，生产出首批100 kg异丙甲草胺［3］；1976年，异丙甲草胺首次上市［1］。在国外，异丙甲草胺自上市便成为玉米田的首选除草剂，用于玉米田中一年生禾本科杂草及部分阔叶杂草的防除。异丙甲草胺适用作物除玉米之外，还包括大豆、棉花、花生、马铃薯、甘蔗、甜菜等20多种作物。其若与阔叶杂草除草剂混合使用，杀草谱更广，可防除30多种杂草［4-6］。然而，随着科学研究的进步，科学家发现，异丙甲草胺是由S-体和R-体组成的，其S-体具有非常高的除草性能，而R-体不仅没有除草作用，而且具有致突变作用。投入到市场上的异丙甲草胺有50%为无除草活性的R-体，这些释放到环境中的R-体不但造成了环境的污染，而且增加了原料的投入［1,6］。

1995年，先正达公司利用先进工艺成功去除异丙甲草胺中的非活性体，得到精制的活性体——精异丙甲草胺（S-体）。精异丙甲草胺除了具有异丙甲草胺的优点外，在安全性和防治效果上更胜一筹，同时，根据毒理研究的结果，精异丙甲草胺的毒性要比消旋异丙甲草胺低，甚至只有后者毒性的十分之一［3,6］。

1996年，先正达年产10 000 t的精异丙甲草胺生产装置建成。先正达公司对该有效成分进行了重新登记，并更名为精异丙甲草胺，商品名金都尔（Dual Gold）。精异丙甲草胺中S-体质量分数为80%～100%，R-体质量分数为20%～0，先正达产品的S-体质量分数可达96%［3,6］。

1997年，精异丙甲草胺在美国上市［7］。1997年8月1日，先正达向欧盟提交了精异丙甲草胺作为活性成分的登记申请，2004年10月8日精异丙甲草胺被列入欧盟农药登记指令（91/414）附录Ⅰ，2005年，960 g/L精异丙甲草胺乳油在欧盟上市［8］。1998年，精异丙甲草胺在加拿大获得登记［9］。2005年，96%精异丙甲草胺原药和960 g/L精异丙甲草胺乳油在中国获得正式登记。

3 市场与登记

2014年，乙酰胺类除草剂全球销售额为20.32亿美元，在除草剂类别中列第4位，仅排在氨基酸类、其他结构类、磺酰脲类除草剂之后。其销售额占当年632.12亿美元农药（包括非作物用农药在内）总市场的3.2%，占264.4亿美元除草剂总市场的7.7%［10］。

在乙酰胺类除草剂中氯乙酰胺结构的除草剂占主导地位，其主要产品包括异丙甲草胺、精异丙甲草胺、乙草胺、吡唑草胺、丁草胺、丙草胺等。2014年，异丙甲草胺（包括精异丙甲草胺）销售额占乙酰胺类除草剂市场份额的28.8%，为该类除草剂中最大品种。精异丙甲草胺近些年来市场的扩张主要得益于复配制剂的开发，尤其是精异丙甲草胺与硝磺草酮、莠去津复配的制剂。另一方面美国玉米种植面积的增加也助推了其市场扩张。异丙甲草胺（包括精异丙甲草胺）主要销售市场有美国、巴西、中国、墨西哥、阿根廷等［10-11］。

2003—2013年，异丙甲草胺（包括精异丙甲草胺）的全球销售额呈起伏上升之势，2003年2.95亿美元，2005年3.70亿美元，2007年4.25亿美元，2009年4.75亿美元，2010年4.90亿美元，2011年5.50亿美元，2013年6.35亿美元［6,10-11］。2014年，其在美国玉米苗前除草剂市场的销售疲软，以及作物种植面积的减少，抵消了其在巴西有限的销售增长，销售额回落至5.85亿美元。2003—2005年、2005—2007年、2007—2009、2009—2011、2011—2013年的2年增长率分别达到了25.42%、14.86%、11.76%、15.79%和15.45%。2009—2014年，异丙甲草胺（包括精异丙甲草胺）销售额的复合年增长率为5.90%［10］。

自先正达成功开发精异丙甲草胺之后，发达国家及地区为保护环境逐渐开始限制异丙甲草胺的使用。2002年，欧盟下令禁用异丙甲草胺产品，精异丙甲草胺销售额也因此大幅提升。过去几年精异丙甲草胺世界市场约以7%的增速发展，有逐渐替代异丙甲草胺的趋势，预计未来市场发展至少维持这个速度，增速甚至可能达到10%［6］。

瑞士先正达公司精异丙甲草胺2012年已经扩产，近期没有再扩产消息，未来几年精异丙甲草胺产能扩张可能主要来自中国［12］。

20世纪90年代，异丙甲草胺进入中国，因我国乙草胺生产规模大、价格便宜以及农民长期使用已形成习惯等原因，初期异丙甲草胺在中国的发展一直受压制，只用于经济作物和蔬菜等。随着技术的不断进步，异丙甲草胺原药具备了规模化、系列化生产的特点，成本不断降低，缩小了与竞争产品乙草胺价格差，大田作物也开始使用。制剂方面，经过30多年的发展，不论是单剂还是复配制剂，国内技术都已经相当成熟。而精异丙甲草胺作为异丙甲草胺的精制活性体，近年来更是成为国内企业竞相开发的热点产品。

2005年，瑞士先正达作物保护有限公司在中国取得了精异丙甲草胺原药和制剂的首家正式登记。原药质量分数为96%。制剂为960 g/L乳油，用于夏大豆田、春大豆田、烟草田、芝麻田、西瓜田、甜菜田、向日葵田、菜豆田、马铃薯田、大蒜田、花生田、夏玉米田、棉花田、甘蓝田、油菜（移栽田）、洋葱田、番茄田土壤喷雾处理防除一年生禾本科杂草及部分阔叶杂草。

随后，上虞颖泰精细化工有限公司、杭州颖泰生物科技有限公司、江苏长青农化股份有限公司等17家公司陆续涉足开发该产品，分别取得了精异丙甲草胺原药登记，质量分数有96%、97%、98%。截至2016年5月9日，我国登记的有效期内的精异丙甲草胺产品有33个，除上述17个原药外，还有单剂9个（均为960 g/L乳油）、复配制剂7个。复配制剂有38.5%硝·精·莠去津悬乳剂（3%硝磺草酮+24.7%精异丙甲草胺+10.8%莠去津）、670 g/L异丙·莠去津悬乳剂（350 g/L精异丙甲草胺+320 g/L莠去津）、53%异丙·莠去津悬浮剂（28%精异丙甲草胺+25%莠去津）、30%乙氧·精异丙水乳剂（6%乙氧氟草醚+ 24%精异丙甲草胺）等［15］。据查询，2015年有29个精异丙甲草胺产品获得田间药效试验批准证书。截至2016年5月10日，有10个精异丙甲草胺产品获得田间药效试验批准证书。

目前，精异丙甲草胺已在欧盟、美国、加拿大、澳大利亚等国家和地区取得登记。欧盟官网显示，欧盟已有21个成员国登记了精异丙甲草胺。它们分别是：奥地利、比利时、塞浦路斯、保加利亚、希腊、捷克、德国、西班牙、法国、克罗地亚、匈牙利、爱尔兰、意大利、卢森堡、荷兰、波兰、葡萄牙、罗马尼亚、斯洛文尼亚、斯洛伐克和英国，马耳他正处在登记程序中［9］。

随着国内企业对精异丙甲草胺生产工艺的不断完善、产品剂型的不断开发更新、复配制剂的不断研发，其剂型从最初的乳油，逐渐扩展到悬浮剂、悬乳剂、水乳剂、微乳剂、微囊悬浮剂、微囊悬浮-悬浮剂、可分散油悬浮剂等；复配制剂配伍产品也逐步涵盖了特丁津、嗪草酮、莠去津、莠去津+硝磺草酮、乙氧氟草醚、烟嘧磺隆+莠去津、氟吡草酮等［13］。

在其他一些国家和地区，精异丙甲草胺登记的主要剂型有：原药、乳油、悬乳剂、微囊悬浮剂、球状烟剂、颗粒剂等；配伍产品有：莠去津+解草嗪、莠去津、莠去津+硝磺草酮、解草嗪、特丁津、硝磺草酮+草甘膦、嗪草酮、莠去津+特丁津、硝磺草酮+莠去津+解草嗪、草甘膦、氟磺胺草醚、唑嘧磺草胺等［1］。

4 竞争产品

2014年，全球除草剂销售额为264.4亿美元，占农药总市场的41.8%。其中，玉米除草剂全球市场为43.51亿美元，大豆除草剂全球市场为36.01亿美元。而精异丙甲草胺是玉米和大豆市场重要的除草剂［14］。

精异丙甲草胺在玉米和大豆上的主要竞争产品有乙草胺、莠去津、二甲戊灵等。这些产品2014年销售额均在3亿美元以上，位列2014年全球除草剂市场排行榜前十。

4.1 乙草胺

乙草胺与精异丙甲草胺同为氯乙酰胺类除草剂，1985年上市，由孟山都在东欧和中国等地销售。1993年，乙草胺安全性问题被孟山都解决，其市场迅速扩大，成为全球性品种。2011年前，其在乙酰胺类除草剂市场中稳居第一。但自2011年被异丙甲草胺（包括精异丙甲草胺）超越之后，一直位居第二。乙草胺2009年销售额为4.75亿美元，2010年销售额为4.90亿美元，2011年销售额为5.30亿美元，2013年销售额达到峰值（6.05亿美元），2014年销售额回落至4.60亿美元，在乙酰胺类除草剂中占比22.6%，在全球除草剂市场排行榜中位居第八。2009—2014年，乙草胺销售额复合年增长率为-0.6%。乙草胺适用作物广泛，除玉米外，还可用于向日葵、大豆、油菜、各种蔬菜、水稻、棉花等；其防治谱广，对一年生禾本科杂草，如稗草、马唐、狗尾草、牛筋草、千金子等有特效，对藜、蓼、苋、牛繁缕、鸭跖草、菟丝子等阔叶杂草也有一定防效，但不如对禾本科杂草的防效，对多年生杂草无效［10-11］。

由于对人体和环境存在潜在危害，乙草胺已被美国环保局列为B-2类致癌物，欧盟也于2011年12月底决定不予再登记乙草胺，并下令欧盟成员国在2012年7月23日取消其登记。在我国，乙草胺由于残留超标问题，已禁止在花生上使用。在经济作物种植区很多种植户也已开始改用更安全的异丙甲草胺替代乙草胺。虽然乙草胺存在一些问题，但由于具有良好的除草活性和经济性，尤其是近年来与草甘膦混配防除抗性杂草的应用，使得其虽不再风光，但仍在大量使用。但预计活性高、对人类安全环保的精异丙甲草胺将逐步替代乙草胺［4,11］。

4.2 莠去津

莠去津为三嗪类除草剂，曾为世界产量最大的除草剂［11］。1957年，其由瑞士汽巴-嘉基公司开发上市，为光合作用电子传递抑制剂，主要通过根部吸收，也可通过叶面吸收，在木质部向顶传导，并在顶部分生组织和叶部积累。莠去津杀草谱较广，对玉米具有高度选择性，可防除玉米、高粱、谷物、甘蔗、大豆、油菜等田块的一年生禾本科杂草和阔叶杂草。莠去津2011年销售额为3.70亿美元，2014年销售额为5.50亿美元，在全球除草剂市场排行榜中位居第七。2009—2014年，其销售额复合年增长率为10.8%。基于莠去津对生态环境的影响，尤其是对地下水的影响，禁用呼声一直很高，近年来多个国家和地区已先后申明禁止使用莠去津，如德国、意大利、挪威、瑞典、法国、比利时、乌拉圭等。但莠去津施用适期长，售价低，除草谱广，且适配性好，可与多种除草剂桶混或复配使用，尤其是其与精异丙甲草胺、硝磺草酮混剂的开发上市，使其保持比较稳定的市场份额，但预计未来销售额不会超过精异丙甲草胺［10-11］。

4.3 二甲戊灵

二甲戊灵属二硝基苯胺类除草剂，1976年由美国氰胺公司（现归巴斯夫公司）开发，为微管组装抑制剂，由植物的根和叶吸收，杂草从土壤中萌发或出苗后很快死亡，可用于防除大部分一年生禾本科杂草和很多一年生阔叶杂草。起初二甲戊灵的主要市场是大豆，受到转基因大豆上市的影响，市场有所下降，近年与新近开发的除草剂混配，是该产品保持市场份额的重要手段。二甲戊灵2009年全球销售额为2.80亿美元，2010年销售额为3.20亿美元，2011年销售额为3.40亿美元，2014年销售额为3.80亿美元，在2014年全球除草剂市场排行榜中位居第十。2009—2014年，其销售额复合年增长率为6.3%，预计未来该产品市场稳定并能小幅增长，但不会超过精异丙甲草胺［10-11,15］。

5 小结

精异丙甲草胺为氯乙酰胺类选择性除草剂，是先正达成功去除异丙甲草胺非活性R-体，而得到的活性S-体。其纯度高，对环境友好，安全性高，毒性小，可用于防除玉米、棉花、高粱、各种蔬菜、豆类等作物的一年生禾本科杂草及部分阔叶杂草，是世界重要粮食作物玉米、大豆的重要除草剂。

精异丙甲草胺的美国专利US 5002606已于2001年10月16日到期。其（包括异丙甲草胺）2013年全球销售额为6.35亿美元，2014年回落至5.85亿美元。2009—2014年，其复合年增长率为5.9%。

随着乙草胺、莠去津、异丙甲草胺在部分国家和地区的禁用，精异丙甲草胺将会进一步占领市场，逐渐取代它们在玉米田的市场份额。过去几年，精异丙甲草胺世界市场约以7%的增速发展，预计未来市场发展至少维持这个增速，甚至可能达到10%，前景广阔。

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［14］Phillips McDougall.AgriService：Crops Section—2014 Market［R］.Phillips McDougall—AgriService,2015.

［15］华乃震.旱田除草剂二甲戊灵的剂型、应用和市场［J］.现代农药, 2015,14（4）：1-4.

S-Metolachlor，a Chloroacetamide Herbicide

CHEN Yan-ling
（Jiangsu Pesticide Research Institute Co.,Ltd.,Nanjing 210046,China）

The physical and chemical properties,related patents of S-metolachlor were summarized.Its application and development,market and registration,competitive products were introduced in detail.

S-metolachlor；chloroacetamide；herbicide；review

TQ 457.2

A

10.3969/j.issn.1671-5284.2016.03.013

2016-04-29

陈燕玲（1987—），女，河北省张家口市人，本科，主要从事农药信息收集及期刊编辑工作。E-mail：530751219@qq.com

顾林玲）