吡唑醚菌酯研究开发现状与展望

左文静，主艳飞，庄占兴，崔蕊蕊，郭雯婷，刘 钰，范金勇

(山东省农药科学研究院 山东省化学农药重点实验室，济南 250033)

吡唑醚菌酯研究开发现状与展望

左文静，主艳飞，庄占兴，崔蕊蕊，郭雯婷，刘 钰，范金勇

(山东省农药科学研究院 山东省化学农药重点实验室，济南 250033)

吡唑醚菌酯是一种新型甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂，它通过阻止细跑色素b和c1间电子传递而抑制线粒体呼吸作用，使线粒体不能产生和提供细胞正常代谢所需要的能量(ATP)，最终导致细胞死亡。该剂具有广谱，高效，毒性低，对非靶标生物安全，对使用者和环境均安全友好等特点。综述了吡唑醚菌酯的发现、理化性质、合成路线、残留分析、杀虫机理、抗药性、登记情况和应用现状，并对吡唑醚菌酯的开发应用前景进行展望。

吡唑醚菌酯；开发；现状；展望

吡唑醚菌酯又名唑菌胺酯，开发代号为BAS 500 F，英文通用名为pyraclostrobin，商品名称为Headline、Insignia、Cabrio、Attitude、凯润、百泰等，CAS登录号为175013-18-0，化学名称为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，结构式见图1[1]。

1 吡唑醚菌酯的发现、理化性质及简要的合成路线

1.1 吡唑醚菌酯的发现

吡唑醚菌酯是巴斯夫于1993年发现并开发的一个杀菌剂，属于目前活性最高的甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂，也是全球第一个以“植物健康作用”登记的产品。该剂作用机理独特，保健增产效果明显。目前全球已有80多个国家在推广使用[2]。

图1 吡唑醚菌酯的化学结构式

1.2 吡唑醚菌酯的理化性质

吡唑醚菌酯原药为白色或浅棕色晶状固体；熔点为63.7～65.2 ℃，沸点为200 ℃(分解)；20 ℃时正辛醇/水分配系数(log Kow)为3.99；20 ℃时在水中的溶解度为1.9 mg/L，在甲醇中为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 ℃条件下，能稳定30 d以上，水中光解DT50为1.7 d[1]。

1.3 吡唑醚菌酯的合成

巴斯夫是吡唑醚菌酯的发明专利持有人，拥有最独特的合成路线，并且受专利保护(2026年)。2001年，在巴斯夫德国施瓦茨海德基地投产吡唑醚菌酯项目以来，多次优化改进合成路线。优化的合成路线使原药质量明显提高、成本明显降低[3]。

在我国也申请了专利，但其合成技术尚未公开。研究其合成工艺对改善我国落后的农药结构，降低传统杀菌剂对环境的污染有着非常重要意义。综合文献其合成方法主要归为以下两种，均以邻硝基甲苯和对氯苯胺为起始原料，反应主要包括环合、氧化、还原、酰化、甲基化、溴化和缩合共七步生成最终目标物[4]。

路线1：以邻硝基甲苯为反应起始原料，先经苄基溴化得到邻硝基苄基溴，所得产物与中间体吡唑醇环合，然后对硝基进行还原得羟胺，再经N-酰化、羟胺甲基化便得目标产物(图2)[5]。

图2 吡唑醚菌酯合成路线1示意图

路线2：先对邻硝基甲苯上的硝基进行还原、N-酰化、O-甲基化，然后苄基溴化得溴苄，最后与中间体吡唑醇缩合得目标产物(图3)[5]。

2 吡唑醚菌酯的分析方法

2.1 产品分析

采用高效液相色谱法分析吡唑醚菌酯，国内外均有报道。Francesc等[7]在(乙睛-水体积比80︰20)波长276 nm、流速1.0 mL/min条件下测定水果中吡唑醚菌酯残留量。鲜艳等在(甲醇-水体积比75︰25)波长220 nm、流速1.0 mL/min下定量分析有效成分的质量分数[8]。

2.2 残留分析

我国规定吡唑醚菌酯的最大残留限量(MRL)在花生仁中为0.05 mg/kg，在蔬菜中为0.02～5 mg/kg，在水果中为0.02～2 mg/kg[9]。

目前报道吡唑醚菌酯残留检测采用的方法有LC-UV、LC-MS/MS以及GC-ECD，国外有使用免疫亲和柱结合液相色谱检测果汁中吡唑醚菌酯的方法[10]。吡唑醚菌酯残留的检测方法，依基质特点、仪器条件和目标要求而异。在样品前处理过程中，乙腈是最常用的提取溶剂。以C18、PSA或GCB为填料的SPE已经广泛应用，采用双柱净化的效果比单柱好[11]。

图3 吡唑醚菌酯合成路线2示意图

中间体1-(4-氯苯基)-3-吡唑醇的合成路线如图4所示[4]。

图4 中间体合成路线示意图

2.2.1 气相色谱法(GC)

吴迪等[10]对吡唑醚菌酯在土壤中的残留分析方法进行了探讨，采用乙腈提取，Flolisil小柱净化，GC-μECD进行检测。吡唑醚菌酯的最小检出量为1×10－11g，在土壤样品中的最低检测浓度为0.02 μg/g，平均回收率为82.5%～93.0%，RSD为1.9%～4.4%。王岩等[12]建立了甘蓝和土壤中吡唑醚菌酯·烯酰吗啉残留的气相色谱分析方法。采用丙酮和水的混合液提取，二氯甲烷液液分配，中性氧化铝柱净化，GC-μECD检测。吡唑醚菌酯的最小检出量为2.0×10－11g，实际土壤、植株添加的检出限(limit of detection，LOD)均为0.005 mg/kg。吴洁珊等[13]建立了一种同时测定柑橘中醚菌酯、吡唑醚菌酯，肟菌酯和烯肟菌酯等4种甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂残留量的气相色谱方法。采用气相色谱-电子捕获检测器(GC-ECD)进行分离和测定，外标法定量。吡唑醚菌酯的检测限为10 μg/kg，方法的添加回收率为75%～95%，相对标准偏差(RSD)为4.0%～6.0% 。姚瑛等[14]建立了吡唑醚菌酯悬浮剂中有效成分的GC-FID(flame ionization detector，火焰离子化检测器)检测方法。采用乙腈盐析提取，毛细管色谱柱分离。吡唑醚菌酯的添加回收率为98.32%～101.40%，RSD为0.48%～1.01% 。

2.2.2 高效液相色谱法(HPLC)

王秀云等[15]建立了12%己唑醇·吡唑醚菌酯悬浮剂的高效液相色谱-紫外检测器(HPLC-UV)测定方法。以甲醇、乙腈、水(30︰40︰30，体积比)的混合液为流动相。吡唑醚菌酯的平均回收率为99.3%，变异系数为0.82%。郑杨等[16]建立了同柱分离测定吡唑醚菌酯·烯酰吗啉18.7%水分散粒剂中吡唑醚菌酯和烯酰吗啉的HPLC方法。以甲醇和水(75︰25，体积比)的混合液为流动相，采用C18柱和二极管阵列检测器(diode array detector，DAD)。吡唑醚菌酯的平均回收率为99.92%，变异系数为0.45%。郑玉等[17]采用HPLC-UV法测定了吡唑醚菌酯PLGA(poly lactic-co-glycolic acid，聚乳酸-羟基乙酸共聚物)微球制剂中有效成分的含量。选用ODS柱，乙腈和水(85︰15，体积比)的混合液为流动相。鲜艳等[18]建立了乙嘧酚磺酸酯·吡唑醚菌酯30%微乳剂的HPLC-UV分析方法。以甲醇和水(75︰25，体积比)的混合液为流动相。吡唑醚菌酯的平均回收率为99.1 %，变异系数为0.39%。

3 吡唑醚菌酯的作用机理及抗药性研究进展

3.1 吡唑醚菌酯的作用机理

吡唑醚菌酯是高效线粒体呼吸抑制剂，通过抑制病菌线粒体的呼吸而起作用。主要作用于细胞色素b的Qo-中心，使电子无法从细胞色素b转移到细胞色素c1，从而阻碍了ATP的产生而切断了真菌的能量循环[19]。除此之外，吡唑醚菌酯还具有较强的抑制病菌抱子萌发能力，对叶片内菌丝生长有很好的抑制作用，其主要通过抑制孢子萌发和菌丝生长而发挥药效[20]。另外，吡唑醚菌酯对作物还有积极的生理调节作用，它能抑制乙烯的产生，帮助作物有更长时间储备生物能量，控制作物的成熟度；它能提高作物的硝化还原酶的活性，减少土壤中氮肥的使用，从而进一步减少氮肥施用所造成的对地下水的影响；它能加速抵抗蛋白的形成，当作物受到病毒袭击时，迅速合成抵抗蛋白。此外，吡唑醚菌酯还具有渗透性及局部内吸活性，药效的持效期长，可耐雨水的冲刷[21]。它可以被作物快速吸收，并主要在叶部蜡质层滞留，还可以通过叶部渗透作用传输到叶片的背部，从而对叶片正反两面的病害都有防治作用。吡唑醚菌酯在叶部向顶、向基传输及熏蒸作用很小，但在植物体内的传导活性较强[22]。

3.2 吡唑醚菌酯的抗药性

吡唑醚菌酯是一个高复配性的成分，通过复配，可以有效降低作物抗药性。巴斯夫目前推出的7个吡唑醚菌酯产品中，6个是复配产品，说明巴斯夫通过对复配药剂的研发，已经有意识地在管理吡唑醚菌酯的抗药性[2]。闫磊[23]等初步探明氟吡菌胺与吡唑醚菌酯1︰4混配为增效组合配比，氟吡菌胺与吡唑醚菌酯或霜霉威混合使用对黄瓜霜霉病菌对氟吡菌胺与吡唑醚菌酯或霜霉威的抗性发展有一定的延缓作用，这意味着将来可考虑研发氟吡菌胺和吡唑醚菌酯的混剂，或将氟吡菌胺与霜霉威的混剂(银法利)与吡唑醚菌酯进行桶混使用。

4 吡唑醚菌酯的应用

吡唑醚菌酯具有杀菌谱广、活性高、持效期长、毒性低、对非靶标生物安全等特点，自2002年上市以来已经在100多种作物上获准登记应用。该剂主要用于防治葡萄、柑橘、香蕉、苹果、草莓、黄瓜、马铃薯、大白菜、辣椒、番茄、小麦、玉米、大豆、甜菜、水稻及其他大田作物上由子囊菌纲、担子菌纲、半知菌纲和卵菌纲真菌引起的叶枯病、锈病、白粉病、霜霉病、疫病、炭疽病、疮痂病、褐斑病、立枯病和稻瘟病等多种病害[6]。

5 吡唑醚菌酯的安全性

吡唑醚菌酯对高等动物毒性很低，大白鼠急性经口LD50＞5 000 mg/kg，吡唑醚菌酯对鸟、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 ℃)时稳定[24]。吡唑醚菌酯在正确使用情况下对大多数作物各个时期没有药害，使用安全。但该剂对蚕有影响，故在桑园或桑园附近应禁止使用[25]。

6 吡唑醚菌酯的登记情况[2]

目前，吡唑醚菌酯单剂和许多复配制剂已经在全球80多个国家的180多种作物上进行了登记，在中国农药信息网上可查询到的有关吡唑醚菌酯的登记证有108个，其中原药登记证31个，制剂登记证77个，涉及企业超过50家。巴斯夫目前已经在中国推出了7个吡唑醚菌酯产品(凯润、百泰、凯特、健达、凯津、欧帕、碧翠，其中凯润是单剂产品，其他6个产品是巴斯夫根据不同作物杀菌需求复配的)，其中百泰、凯润已经成为全国杀菌剂销售中的三甲，百泰2015年全国零售销售额高达4亿元，是杀菌剂销售中的冠军单品。

7 吡唑醚菌酯的发展展望

从国内杀菌剂应用的数据来看，目前，国内市场杀菌剂的使用量，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间巨大。据分析，整个吡唑醚菌酯在全球市场主要的销售，70%在南美，亚洲只占3%，中国市场的吡唑醚菌酯市场空间远远没有得到开发，吡唑醚菌酯未来的增长空间不可估量[26]。今后吡唑醚菌酯的价值将会最大程度地得到开发，比如可以进入大田作物等更多作物领域。只要合理使用，吡唑醚菌酯的发展还有很大的空间[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

左文静(1989—)，女，助理工程师，主要从事农药理化性质检测工作。E-mail: zwj-email@163.com。

庄占兴(1965—)，男，研究员，博士，主要从事农药理化性质及应用技术研究工作。E-mail: zhzhx206@126.com。

2017-02-09。