具有除草活性的吡啶类化合物研究进展

田昊，杨子辉

(山东金华海生物开发有限公司，山东济南251400)

农药化工

具有除草活性的吡啶类化合物研究进展

田昊，杨子辉

(山东金华海生物开发有限公司，山东济南251400)

按照结构类型对吡啶类化合物进行了分类，综述了吡啶类化合物在除草方面的应用，展望了该类化合物的发展趋势。

吡啶；结构；除草活性

0 前言

在农用化学品中，吡啶类化合物具有杀虫、杀菌、除草和植物生长调节等广泛的生物活性[1-2]，其分子合成和生物活性研究一直是农药学研究的热点。特别是除草方面，20世纪80年代以来相继开发了多个高效低毒的品种，如陶氏益农推出的二氯吡啶酸、三氯吡氧乙酸和氯氨吡啶酸对油菜和小麦田的阔叶杂草具有较好的防除作用[3]；杜邦公司于70年代推出的玉嘧磺隆和石原产业公司的啶嘧磺隆[4]，对莎叶杂草有较好的防除作用，适合我国玉米地使用；拜耳公司开发的吡氟酰草胺是广谱的选择性麦田除草剂，用于玉米、大豆和麦田防除一年生禾本科杂草和某些阔叶杂草，具有用量低和毒性低的特点；90年代，美国氰胺公司推出的灭草烟和普杀特[5]，对大豆田的多年生禾本科杂草有极好的防除效果，广泛用于我国大豆田的杂草防除。本文从对环境友好的农用化学品角度出发，对吡啶类除草剂进行了分类，综述了该类化合物近年来在除草方面的应用，展望了该类化合物的发展趋势。

1 含吡啶羧酸类除草剂

20世纪60年代初，陶氏益农公司在苯甲酸类激素类除草剂麦草畏基础上，将吡啶环替换苯环，并对取代基进行优化得到二氯吡啶酸（clopyralid）[6]，具有较高的激素型除草活性，同剂量下除草效果与2，4-二氯苯氧乙酸相当，之后推出的4位氨基取代的氨氯吡啶酸（picloram），对阔叶科杂草有极好的防效；此外在原先老品种2，4-二氯苯氧乙酸基础上，推出的三氯吡氧乙酸（商品名绿草定），用于非耕地类杂草的防除，如针叶树林地防除婆婆纳等阔叶杂草和灌木[6]。2015年，陶氏益农进一步开发的氟氯吡啶酯（英文通用名halauxifen-methyl；商品名ArylexTM）和氯氟吡啶酯（英文通用名florpyrauxifen；商品名RinskorTM）是芳基取代的吡啶羧酸酯类品种[7]，其具有吸收和传导性好，起效快，适应多种耕地，抗性低是目前其市场推广的优势（有5个靶标位点，杂草不易产生抗性）。吡啶羧酸类化合物属于激素类除草剂，雷慧[8]依据激素类除草剂的特点，以二氯吡啶酸为先导，设计合成的化合物1对苍耳有较好的抑制活性；CN101289422A在氨氯吡啶酸的6位引入咪唑基，合成的化合物2在100 mg/L浓度下对稗草根的抑制率为93.2%[9]。

2 含吡啶磺酰脲类除草剂

磺酰脲类除草剂是20世纪70年代杜邦公司开发的高效、高选择性除草剂，其使除草剂的用量由2 000～5 000 g/hm2下降至100～500 g/hm2，具有广谱、高效和低毒的特点[5]。日本石原产业将含有三氟甲基取代的吡啶替换苯环，开发的啶嘧磺隆（flazaculfuron）[5]可以防除阔叶杂草和莎草科杂草，几年后推出的烟嘧磺隆（nicosulfuron）[5]，对玉米安全。杜邦在啶嘧磺隆的吡啶环引入酯基，开发的氟啶嘧磺隆（flupyrsulfuron-methyl-sodiun）[5]是一种防除芽前和芽后的除草剂，其在芽后用药仅为10 g/hm2，用于春季播种的谷物。

图1 含吡啶羧酸类除草剂结构式Fig 1Structure formula of pyridine caboxylic

图2 含吡啶磺酰脲类除草剂结构式Fig 2Structure formula of pyridine sulfuron derivatives

3 含吡啶杂氧苯氧羧酸酯类除草剂

芳氧苯氧丙酸酯类除草剂是在苯氧羧酸2，4-二氯苯氧乙酸品种基础上，引入二苯醚结构优化而来，20世纪70年代，德国赫斯特公司开发的禾草灵，是选择性的茎叶处理剂，有一定内吸作用[10]。石原产业将芳氧苯氧部分的苯环以吡啶基取代，开发出的SL-501[11]的除草活性是禾草灵的10倍，后来各公司相继推出的氟吡甲禾灵、氰氟草酯和炔草酯等。黄路等[12]以炔草酯为先导，设计合成并经活性筛选的化合物3（HNPC-A8169），是国内具有自主知识产权的新品种，不仅具有显著的防除禾本科杂草的活性，同时对禾本科作物如小麦等具有安全性，其在15g/hm2对马唐和稗草的抑制率为85%。

图3 含吡啶杂氧苯氧羧酸酯类除草剂结构式Fig 3 Structure formula of APP derivatives containing pyridine group

4 含吡啶的酰胺类除草剂

20世纪90年代，杜邦公司经吡啶酰胺类杀虫剂活性筛选，意外得到的高效、高选择性新品种吡氟酰草胺[14]，其作用机制为对类胡萝卜素合成酶的抑制，应用于冬小麦的芽前除草和大麦田的芽后除草，对一些恶性杂草有一定防除效果。

杜邦开发的化合物5，在8 g/hm2剂量下对禾本科和阔叶科杂草具有很好的防除效果[15]。

5 含吡啶的咪唑啉酮类除草剂

咪唑啉酮类除草剂是20世纪80年代美国氰胺公司开发的新型品种，其作用机制是抑制乙酰乳酸合成酶（ALS），即通过抑制植物的乙酰乳酸合成酶，阻止支链氨基酸的合成，从而干扰蛋白质的合成，使杂草缺少营养素而死亡。代表性品种有咪唑乙烟酸和灭草烟[16]，对大豆田的一年生和多年生杂草，阔叶科杂草有极好的效果。此外还有甲氧咪草烟（imazamox），甲基咪草烟（imazamic）[16]等品种。

图4 含吡啶的除草剂结构式Fig 4Structure formula of Herbicide derivatives containing pyridine group

6 含吡啶环己二酮类除草剂

Van等[17]在环己二酮类品种硝磺草酮基础上，引入吡啶环，合成的化合物6在320 g/hm2对牧草、马唐、凹头苋和白花藜有100%的防除效果；先正达开发的HPPD抑制剂氟吡草酮（bicycloryrone）[18]，可有效防除阔叶杂草和部分难除禾本科杂草黍草，目前已经在加拿大和澳大利亚登记。

图5 含吡啶的环己二酮类除草剂结构式Fig 3Structure formula of cyclic hexanedione herbicide containing pyridine group

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Advance in the Research on Herbicidal Activities of Pyridine Derivatives

TIAN Hao，YANG Zi-hui
（Shandong Jinhuahai Biotechnology Co.，Ltd.，Jinan，Shandong 251400，China）

The pyridine compounds were classified according to the structure type.The application of pyridine compounds in weeding was reviewed,and the development trend of these compounds was prospected.

pyridine；structure；herbicidal activities

1006-4184（2017）6-0006-04

2017-03-09

田昊（1983-），男，工程师，研究方向：农药合成和工艺。E-mail：1827148602@qq.com。