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双酰胺类杀虫剂的研发概况及在中国的登记情况

2021-04-03柏亚罗

世界农药 2021年3期
关键词:甲酰胺酰胺夜蛾

陈 鹃,柏亚罗

(1.江苏省东台市安丰镇农业技术推广综合服务中心,江苏东台 224200; 2.江苏省农药协会 农药资讯网,南京 210024)

2007 年,氟苯虫酰胺上市,拉开了双酰胺类杀虫剂市场的序幕。2008 年,氯虫苯甲酰胺上市,该类产品开始迈入领涨行列。

在杀虫剂市场,双酰胺类产品备受瞩目,现已成为四大重要产品类型之一。2018 年,新烟碱类(30.07 亿美元)、拟除虫菊酯类(27.36 亿美元)、双酰胺类(22.15 亿美元)、有机磷类(22.01 亿美元)杀虫剂的销售额分别占杀虫剂市场的17.3%、15.8%、12.8%、12.7%。其中,双酰胺类杀虫剂的同比增长率和近5 年的复合年增长率均居首位。

在双酰胺类杀虫剂中,氯虫苯甲酰胺更是一骑绝尘,2018 年以15.90 亿美元的销售额领军市场,并以超过10.00 亿美元的领先优势确立了其难以撼动的霸主地位。

双酰胺类杀虫剂以独特的作用机制及产品特点吸引了大量的研发力量,新产品持续上市,并且有些新产品有望成为未来的重磅产品。目前已上市的双酰胺类杀虫剂主要有氟苯虫酰胺(2007 年)、氯虫苯甲酰胺(2008 年)、溴氰虫酰胺(2012 年)、四氯虫酰胺(2014 年)、环丙虫酰胺(2017 年)、溴虫氟苯双酰胺(2019 年)[1]、四唑虫酰胺(2020 年)[2]等。

这些产品的研发和上市都为双酰胺类杀虫剂注入了增长动能。根据Phillips McDougall 公司预测,2023 年,双酰胺类杀虫剂的全球销售额将增至31.15亿美元,这将超越目前新烟碱类杀虫剂的销售额[3]。

1 双酰胺类杀虫剂的作用机制

双酰胺类杀虫剂主要为鱼尼丁受体作用剂,但由于化学结构的变化,并非所有产品都作用于鱼尼丁受体。

国际杀虫剂抗性行动委员会(IRAC)将鱼尼丁受体调节剂(Ryanodine receptor modulators)归为第28组(IRAC Group 28),目前该组中的化合物有5 个:氯虫苯甲酰胺、溴氰虫酰胺、环丙虫酰胺、氟苯虫酰胺、四唑虫酰胺[4]。另外,四氯虫酰胺、氯氟氰虫酰胺、硫虫酰胺等也为鱼尼丁受体作用剂。

这些产品都作用于昆虫的鱼尼丁受体,使其过度释放平滑肌和横纹肌细胞内储存的钙离子,引起害虫肌肉调节功能衰弱,影响昆虫行为,使其迅速停止取食,最终致死。

而溴虫氟苯双酰胺、环丙氟虫胺等的作用机制不同,它们为γ-氨基丁酸(GABA)门控氯离子通道别构调节剂[4-5],通过改变害虫GABA 受体,阻止正常的信号传递,使害虫不能平息兴奋,达到杀虫效果[6]。

IRAC 将溴虫氟苯双酰胺归类为第30 组,其为该组的第1 个化合物;目前该组中的另一有效成分为日产化学株式会社开发的异噁唑啉类杀虫杀螨剂氟噁唑酰胺(fluxametamide)[4];未来先正达研发的双芳基异噁唑啉类杀虫剂异噁唑虫酰胺(isocycloseram)、泰禾研发的环丙氟虫胺(cyproflanilide)也将归入第30 组[5,7]。

无论是作用于鱼尼丁受体的双酰胺类杀虫剂,还是作用于γ-氨基丁酸(GABA)门控氯离子通道的双酰胺类杀虫剂,它们都与其他类杀虫剂无交互抗性,可用于害虫的抗性治理。

2 双酰胺类杀虫剂市场概况

根据Phillips McDougall 公司的统计数据,2018年,双酰胺类杀虫剂的销售额为22.15 亿美元,同比增长12.6%,占当年650.99 亿美元全球农药市场的3.4%,占173.40 亿美元杀虫剂市场的12.8%;2013-2018 年的复合年增长率为6.5%[3]。

目前上市的双酰胺类杀虫剂中,前五大产品的销售额几乎占据了该类产品的全部市场(表1)。尤其是氯虫苯甲酰胺以15.90 亿美元的销售额、71.8%的市场份额强烈聚焦了农药行业的目光,吸引非专利产品生产商早早开始了准备工作。

表1 2018 年主要双酰胺类杀虫剂销售额及市场份额[3]

3 上市的主要双酰胺类杀虫剂

3.1 氯虫苯甲酰胺

氯虫苯甲酰胺(通用名:chlorantraniliprole;商品名:Rynaxypyr、Premio、Dermacor、Corozen 等;开发代号:DPX-E2Y45)是杜邦(现科迪华)研发的双酰胺类杀虫剂,为邻甲酰氨基苯甲酰胺类化合物,2008 年上市,现已在全球100 多个国家销售,其中拉丁美洲和亚洲占据了半壁多江山。

图1 氯虫苯甲酰胺的结构式

氯虫苯甲酰胺具有较强的渗透性和内吸传导性,经木质部传导,有利于保护新生组织;以胃毒为主,触杀作用次之;持效期长,耐雨水冲刷[1]。

氯虫苯甲酰胺高效,广谱,用于大豆、水稻、玉米、谷物、棉花、马铃薯、梨果、葡萄、甘蔗、向日葵、甜菜、油菜、非作物等,防治大多数咀嚼式口器害虫,尤其对鳞翅目害虫防效突出;对部分双翅目、鞘翅目、等翅目害虫防效较好。叶面处理、种子处理、土壤处理皆可,有效成分用量为35~50 g/hm2[1]。作为种子处理剂,该产品大量用于美国、巴西、加拿大等国的玉米、大豆等作物。

通过协议,先正达获得了开发和销售氯虫苯甲酰胺复配产品以及将该有效成分用于草坪和防治白蚁的权利。为了陶氏化学和杜邦合并的需要,2017年11 月,氯虫苯甲酰胺剥离给了富美实。

氯虫苯甲酰胺上市后,其销售额很快就超过了10.00 亿美元。2018 年,其销售额同比增长13.4%,达15.90 亿美元。这一增长主要得益于该产品作为种子处理剂在转基因作物上的使用,以及发展中国家市场的强劲驱动;巴西库存水平的恢复也大大推动了该产品销售额的增长。2013-2018 年,氯虫苯甲酰胺的复合年增长率为9.0%[3]。

氯虫苯甲酰胺基于其优秀的产品性能,不断被开发为混配制剂以及持续被挖掘新市场(如种子处理、非农用等)等,其未来市场仍具备增长潜能,从而捍卫在全球杀虫剂市场的霸主地位。

表2 2014—2018 年氯虫苯甲酰胺的销售情况

近年来,氯虫苯甲酰胺的开发情况主要包括[3]:⑴ 2017 年,杜邦与爱利思达宣布合作开发杜邦的氯虫苯甲酰胺与爱利思达的啶虫脒的复配产品。不过,其后不久,杜邦宣布将氯虫苯甲酰胺剥离给了富美实。⑵ 2017 年11 月,富美实完成了氯虫苯甲酰胺的收购工作。其中包括与收购产品相关的知识产权,如专利、登记等,还包括支持这些产品的全球生产网络,如4 个有效成分生产厂、10 个地区制剂加工厂等。⑶ 2018 年,富美实在意大利上市了基于氯虫苯甲酰胺的产品Altacor,用于芸苔和葫芦等。⑷ 2019 年,先正达开发的基于氯虫苯甲酰胺的产品Acelepryn 在美国取得登记,用于观赏植物的苗圃和温室等。⑸ 2019 年财年,组合化学的三元复配产品Encore Box GR(氯虫苯甲酰胺+三氟苯嘧啶+三环唑)获准登记。

3.2 氟苯虫酰胺

图2 氟苯虫酰胺的结构式

氟苯虫酰胺(通用名:flubendiamide;商品名:Takumi、Belt、Phoenix、Fenos、Fame 等)是日本农药株式会社于1998 年发现,2001 年起与拜耳共同开发的邻苯二甲酰胺类化合物,在2007 年上市,开启了双酰胺类杀虫剂发展的新纪元。该产品已经在巴西、印度、中国、阿根廷、日本、澳大利亚、韩国、越南等国家登记和上市。其中,在拉丁美洲的市场约为其全球的一半,亚洲也是非常重要的市场[1]。

氟苯虫酰胺广谱,高效,具有胃毒和触杀作用,持效期长;主要用于大豆、棉花、玉米、水稻、谷物、向日葵、马铃薯、果树、蔬菜及非作物领域等;防治许多鳞翅目害虫,尤其对幼虫防效突出;叶面处理,有效成分用量为25~90 g/hm2[1,3]。

氟苯虫酰胺的生态毒性资料显示,其对鸟类低毒,对鱼类高毒,对大型溞剧毒(最高级别),对藻类高毒(最高级别),对蜜蜂低毒。这两个最高级别的毒性限制了氟苯虫酰胺的市场开发[1]。

由于氟苯虫酰胺在水稻上使用对无脊椎动物(大型溞)存在不可接受的风险,对水生生态环境存在极大风险,我国已于2016 年9 月7 日起撤销氟苯虫酰胺在水稻作物上使用的登记。自2018 年10 月1日起,氟苯虫酰胺被禁止在水稻作物上使用。基于同样原因,美国也撤销了氟苯虫酰胺在200 多种作物上的登记。尽管如此,在全球而言,氟苯虫酰胺仍为重磅产品[1]。

2014-2016 年,氟苯虫酰胺的全球销售额分别为5.30 亿、4.80 亿、4.43 亿美元。2018 年的销售额为4.77 亿美元,同比增长5.1%。这一增长主要得益于新产品上市的推动,如日本农药的Suzuka 在印度上市。2013-2018 年,氟苯虫酰胺的复合年增长率为15.4%[3]。

3.3 溴氰虫酰胺

溴氰虫酰胺(通用名:cyantraniliprole;商品名:Cyazapyr、Lumiderm、Benevia 等;开发代号:DPX-HGW86)是氯虫苯甲酰胺的类似物,是杜邦(现科迪华)继氯虫苯甲酰胺之后成功开发的第二代鱼尼丁受体作用剂类杀虫剂,2012 年上市,现已在阿根廷、加拿大、中国、美国、日本、欧盟等国家和地区登记和上市[1]。

图3 溴氰虫酰胺的结构式

溴氰虫酰胺具有内吸、渗透和传导作用,可分布于整个植株;是第1 个具有交叉防治谱的双酰胺类化合物,可同时防治咀嚼式和刺吸式口器害虫。它不仅防治鳞翅目害虫,而且能防治半翅目、鞘翅目和双翅目害虫,主要用于玉米、甘蔗、棉花、谷物、水稻、果树、蔬菜等,防治粉虱、蓟马、蚜虫、蝽象、美洲斑潜叶蝇、甜菜夜蛾、稻纵卷叶螟、二化螟、三化螟、果蝇、甲虫等,对粉虱(包括B 型、Q 型烟粉虱等)、潜叶蝇和甲虫等活性尤佳。叶面处理、种子处理、土壤处理均可,有效成分用量为10~ 100 g/hm2[1]。

溴氰虫酰胺对环境安全,美国环保署将其作为“低风险”农药予以登记。

通过不断授权和合作,先正达、拜耳、Agro-Kanesho、组合化学、住友化学和日本曹达等都参与到溴氰虫酰胺的市场开发中。2008 年,杜邦与先正达达成协议。根据协议,先正达获得了杜邦关于溴氰虫酰胺用于复配产品的独家授权,并可开发一些非农用市场等[1]。2017 年11 月,陶氏化学和杜邦为了实现合并,将溴氰虫酰胺卖给了富美实[3]。

2018 年,溴氰虫酰胺的全球销售额为1.05 亿美元,同比大幅增长16.7%,这主要得益于多个新产品(如 Fortenza、Benevia 等)上市的持续推动。2013-2018 年,溴氰虫酰胺的复合年增长率高达55.2%[3],是双酰胺类杀虫剂中增长最快的产品。

近年来,溴氰虫酰胺的开发情况主要包括[3]:⑴ 2018 年,先正达基于溴氰虫酰胺的种子处理剂Fortenza 在加拿大获准登记;其与噻虫嗪的复配产品Minecto Duo 在墨西哥登记;与活化酯、溴硝醇的复配产品Minecto Alpha 在西班牙登记。⑵ 2018财年,组合化学登记了四元复配的杀虫/杀菌剂Full-throttle Box GR (溴氰虫酰胺+三氟苯嘧啶+异噻菌胺+氟唑菌苯胺)。⑶ 2019 年6 月,先正达在阿根廷上市了杀虫/杀螨剂Minecto Pro(溴氰虫酰胺+阿维菌素)。⑷ 2019 年,意大利同意紧急豁免使用溴氰虫酰胺产品,防治刺吸式口器害虫。

3.4 四氯虫酰胺

图4 四氯虫酰胺的结构式

四氯虫酰胺(通用名:tetrachlorantraniliprole;商品名:9080;开发代号:SYP-9080)是沈阳化工研究院(现沈阳中化农药化工研发有限公司)于2008 年发现的具有较高杀虫活性的化合物,是我国第1 个具有自主知识产权的双酰胺类杀虫剂,2014 年上市[1]。

四氯虫酰胺杀虫谱广,主要用于水稻、玉米、甜菜等作物,防治鳞翅目害虫等,如水稻二化螟、稻纵卷叶螟,蔬菜小菜蛾、菜青虫,玉米的玉米螟,甜菜的黏虫等[3]。叶面喷雾,有效成分用量为15~ 60 g/hm2[1]。

2013 年,四氯虫酰胺在中国取得临时登记;2017年正式登记。2014 年,10%四氯虫酰胺悬浮剂(商品名:9080)在我国成功上市,上市首年实现销售额 7 000 万元[1]。2018 年,四氯虫酰胺的销售额约为0.25 亿美元[3]。

目前,四氯虫酰胺在海外几乎没有使用,但未来很可能在东南亚打开一片天地。

3.5 环丙虫酰胺

图5 环丙虫酰胺的结构式

环丙虫酰胺(通用名:cyclaniliprole;其他名称:环溴虫酰胺;开发代号:IKI-3106)是石原产业株式会社研发的邻甲酰氨基苯甲酰胺类杀虫剂,2017 年上市。

环丙虫酰胺广谱,主要用于果树、蔬菜、马铃薯、茶树、大豆、棉花等,防治鳞翅目、鞘翅目、缨翅目、双翅目、半翅目害虫等。目前公司主要开发了50 g/L 环丙虫酰胺可溶液剂(SL),用于叶面处理,有效成分用量为16~24 g/hm2[3]。

2013 年底,石原产业向日本和欧盟申请登记环丙虫酰胺[1]。2016 年,石原撤销了环丙虫酰胺在欧盟的登记申请[3]。2017 年,环丙虫酰胺首先在韩国登记并上市[1]。同年,在加拿大取得了包括原药在内的3 个产品的登记。该产品还在美国取得了登记,用于果树、蔬菜、葡萄等。2018 年,澳大利亚农药和兽药管理局(APVMA)批准登记了环丙虫酰胺产品,防治苹果蠹蛾等。2019 年财年,环丙虫酰胺的新制剂Double-trigger SL 在日本登记[3]。

2018 年,环丙虫酰胺的全球销售额约为0.18 亿美元[3]。

4 研发的主要双酰胺类杀虫剂产品

4.1 四唑虫酰胺

图6 四唑虫酰胺的结构式

四唑虫酰胺(通用名:tetraniliprole;其他名称:氟氰虫酰胺;开发代号:BCS-CL73507)是拜耳最新研发的双酰胺类杀虫剂,2029 年化合物专利到期[2]。

四唑虫酰胺广谱、高效,持效期长,安全性高,具有中等内吸活性,施用后有效成分在叶片内主要向上传导。该产品以胃毒作用为主,兼具弱触杀活性,广泛用于玉米、水稻、果树(柑橘树、梨果树、核果树、葡萄、猕猴桃等)、蔬菜、马铃薯、芸苔、茶树、咖啡、其他大田作物、园艺作物等,有效防治鳞翅目、鞘翅目、双翅目害虫,兼治蚜虫和蓟马等,尤其对鳞翅目害虫高效。四唑虫酰胺对1~3 龄虫高效,能使害虫快速停止取食,从作物早期到后期均可施用,在不同温度及pH 条件下防效稳定[2]。叶面处理、土壤处理、种子处理均可。根据标签,四唑虫酰胺不要用于花期,以保护传粉昆虫[8]。

2020 年3 月19 日,加拿大有害生物管理局(PMRA)批准登记了四唑虫酰胺的5 个产品,为1 个原药和4 个制剂。4 个制剂产品分别为Tetraniliprole 200 SC、Tetraniliprole 480 FS、Tetrino、Tetraniliprole 200 SC Turf Insecticide,防治大田作物、果树、蔬菜、草坪的许多害虫[1]。

2020 年5-8 月,四唑虫酰胺原药、200 g/L 四唑虫酰胺悬浮剂(Vayego 200 SC)、480 g/L 四唑虫酰胺悬浮剂(Vayego Forte)先后在澳大利亚取得登记。Vayego 200 SC 防治杏树、澳大利亚坚果、仁果、核果的多种鳞翅目、鞘翅目、双翅目害虫等。

2020 年10 月,拜耳股份公司在我国登记了90%四唑虫酰胺原药及200 g/L 四唑虫酰胺悬浮剂(商品名:国腾®)。国腾®防治甘蓝甜菜夜蛾,叶面喷雾,制剂用量为112.5~150 mL/hm2[9]。2020 年12 月,拜耳在我国推出国腾®。目前,公司正在开展国腾®在我国柑橘、苹果、水稻、玉米等作物上的扩作登记,计划登记的作物和靶标将达十几种,如大田作物:水稻稻纵卷叶螟、二化螟,玉米草地贪夜蛾、玉米螟;蔬菜作物:番茄棉铃虫、辣椒烟青虫;果树:苹果桃小食心虫、柑橘潜叶蛾等[2]。

四唑虫酰胺也将在全球广泛登记和应用,拜耳计划开发50 多种靶标作物、40 多类靶标害虫[2]。目前,该产品已在津巴布韦、韩国、柬埔寨、新西兰、加拿大、澳大利亚、中国等取得登记;美国环保署(EPA)即将对其作出登记决定。

拜耳预计,四唑虫酰胺的年峰值销售额将达3.50 亿美元[3]。

4.2 溴虫氟苯双酰胺

图7 溴虫氟苯双酰胺的结构式

溴虫氟苯双酰胺(通用名:broflanilide;开发代号:MCI-8007;商品名:Tenebenal®;中文商标名:腾蓓™)是三井化学Agro 株式会社研发的间二酰胺类杀虫剂。三井化学Agro 已授权巴斯夫独家在全球(日本及一些其他国家市场除外)开发和销售溴虫氟苯双酰胺产品。三井化学Agro 正在中国登记的5%悬浮剂,将分别由中农立华以商品名芙利亚®、江苏龙灯以商品名爱利可多®,双品牌代理上市销售[6]。

溴虫氟苯双酰胺主要用于果树、蔬菜、大豆、棉花、玉米、水稻、谷物、马铃薯及非作物领域等,对鳞翅目(小菜蛾、斜纹夜蛾、甜菜夜蛾、棉铃虫、草地贪夜蛾等)、鞘翅目(黄曲条跳甲、小猿叶甲等)、蓟马类(棕榈蓟马、葱蓟马/烟蓟马等)害虫等有很高的活性,作用迅速,持效期长[6];种子处理可防治谷物线虫等[1];还用于卫生害虫的防治,如白蚁、蚂蚁、蟑螂、苍蝇、蚊子等[6]。

三井化学Agro 的溴虫氟苯双酰胺首先于2018年3 月在日本登记,登记的产品为防治白蚁的土壤处理剂,并于2019 年11 月上市。用于农药领域的产品,于2020 年在韩国上市。2020 年,基于溴虫氟苯双酰胺的产品Brofreya SC 在日本取得登记,防治蔬菜和大田作物的抗性鳞翅目害虫和叶甲等,预计2021 年3 月在日本上市[10]。

2019 年12 月19 日,巴斯夫在澳大利亚登记了溴虫氟苯双酰胺原药,这是巴斯夫该有效成分在全球的首个登记。2020 年7 月1 日,巴斯夫7 个基于溴虫氟苯双酰胺的产品在澳大利亚获准登记,7 个产品分别为Vedira Pressurised Insecticide、Vedira Pressurised Bait 、 Terinda Foam Termiticide & Insecticide、Vedira Gel Cockroach Bait、Vedira Gel Ant Bait、Vedira Granular Fly Bait、Vedira Granular Ant Bait。这些产品将用于防治农业、商业、庭院等领域的苍蝇、蚂蚁、蜚蠊、白蚁、其他害虫等[11]。

2020 年10 月15 日,加拿大有害生物管理局(PMRA)批准登记了三井化学Agro 的99.68%溴虫氟苯双酰胺原药,以及巴斯夫加拿大公司关于溴虫氟苯双酰胺的3 个制剂产品。这些制剂产品分别为Cimegra™ (100 g/L 溴虫氟苯双酰胺SC,防治玉米、马铃薯等作物田地下咀嚼式口器害虫和线虫等)、Teraxxa F4 (杀虫杀菌种子处理悬浮剂,16.7 g/L 溴虫氟苯双酰胺+8.35 g/L氟唑菌酰胺+16.7 g/L吡唑醚菌酯+16.7 g/L 灭菌唑+10 g/L 甲霜灵,防治小粒谷物线虫及一些种传和土传病害)、Teraxxa (300 g/L 溴虫氟苯双酰胺种子处理悬浮剂,防治小粒谷物线虫和一些咀嚼式口器害虫)[12]。巴斯夫预计,这些产品将于2021 年上市。

总之,两公司正在日本、印度、美国、加拿大、墨西哥、菲律宾、中国等国家开展溴虫氟苯双酰胺的登记工作[1,6],其中,美国、加拿大、墨西哥3 国采取联合评审[1]。

溴虫氟苯双酰胺是一个性能独特的双酰胺类杀虫剂,预计其年峰值销售额约达8.50 亿美元[3]。

4.3 环丙氟虫胺

图8 环丙氟虫胺的结构式

环丙氟虫胺(通用名:cyproflanilide;开发代号:CAC-I-785)是南通泰禾化工股份有限公司以双酰胺类杀虫剂为先导化合物创制的间二酰胺结构杀虫剂,归类为IRAC 第30 组,与现有杀虫剂无交互抗性。

环丙氟虫胺高效,杀虫谱广,渗透性好,起效快,持效期长,能有效防治鳞翅目、鞘翅目、缨翅目等害虫。其在很低用量下即表现出优异的防效,如对鳞翅目害虫二化螟、稻纵卷叶螟、小菜蛾、草地贪夜蛾,鞘翅目害虫跳甲,缨翅目害虫蓟马等均有良好的防效,并能有效防治对现有杀虫剂产生抗性的二化螟。环丙氟虫胺对作物安全,可广泛应用于水稻、玉米、棉花、大豆、果树、蔬菜等多种作物[5]。

环丙氟虫胺微毒,对皮肤无刺激性、无致敏性,对眼睛有轻度刺激,但24 h 可恢复。Ames 试验、微核试验、染色体畸变试验、基因突变试验结果均为阴性。其对斑马鱼、泥鳅、羊角月牙藻、大型溞、小龙虾、中华绒鳌蟹等安全[5]。

目前,环丙氟虫胺在我国已进入实质性登记阶段。该产品的研发上市将有效解决二化螟抗性区域无药可用的痛点,其市场前景广阔[5]。

4.4 氯氟氰虫酰胺

氯氟氰虫酰胺(开发代号:ZJ4042)是浙江省化工研究院有限公司自主研发的邻苯二甲酰胺结构的化合物。

图9 氯氟氰虫酰胺的结构式

氯氟氰虫酰胺主要用于防治蔬菜、水稻、棉花等作物的鳞翅目害虫,如小菜蛾、甜菜夜蛾、斜纹夜蛾、菜青虫、二化螟、稻纵卷叶螟、棉铃虫等[13]。近两年开展的农药登记药效试验结果表明,连云港禾田化工有限公司的20%氯氟氰虫酰胺悬浮剂防治棉花棉铃虫和水稻稻纵卷叶螟,防效均在85%以上[14]。

4.5 硫虫酰胺

硫虫酰胺(通用名:thiotraniliprole)是由青岛科技大学自主研发的邻甲酰氨基硫代苯甲酰胺结构的化合物[1]。

图10 硫虫酰胺的结构式

近两年开展的农药登记药效试验结果表明,浙江博仕达作物科技有限公司的10%硫虫酰胺悬浮剂于甘蓝小菜蛾低龄幼虫期兑水喷雾使用,在有效成分30~60 g/hm2剂量下,药后10 d 防效为85%~ 95%[14]。

5 双酰胺类杀虫剂的最新竞争产品

目前,有一些其他作用机制的化合物或将与双酰胺类杀虫剂形成一定程度上的竞争态势,如异噁唑虫酰胺、甲氧哌啶乙酯、二氯噻吡嘧啶等。而近期开发的其他杀虫剂大多用于水稻作物,对双酰胺类杀虫剂总体影响不大。

5.1 异噁唑虫酰胺

图11 异噁唑虫酰胺的结构式

异噁唑虫酰胺(通用名:isocycloseram;开发代号:SYN547407)为双芳基异噁唑啉类化合物,是先正达研发的新型杀虫剂,为γ-氨基丁酸(GABA)门控氯离子通道别构调节剂,IRAC 将其归类为第30 组,与其他杀虫剂无交互抗性报道[3]。异噁唑虫酰胺与IRAC 第6 组[谷氨酸门控氯离子通道(GluCl)别构调节剂]中的杀虫剂(如阿维菌素、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐等)靶标位点不同[4]。

异噁唑虫酰胺杀虫谱广,能有效防治鳞翅目、半翅目、鞘翅目、缨翅目、双翅目害虫和害螨等,如斜纹夜蛾、小菜蛾、烟草蓟马等[15]。

异噁唑虫酰胺有望于2021—2023 年上市,商品名为Plinazolin[15]。该产品将与双酰胺类杀虫剂在主要可耕地作物、特种作物、蔬菜上形成一定的竞争态势[3]。

5.2 氟噁唑酰胺

图12 氟噁唑酰胺的结构式

氟噁唑酰胺(英文通用名:fluxametamide;开发代号:NC-515、A253;商品名:Gracia)是日产化学株式会社开发的异噁唑啉类杀虫杀螨剂,是γ-氨基丁酸(GABA)门控氯离子通道别构调节剂,IRAC 将其归类为第30 组,对传粉昆虫影响小。其主要用于蔬菜、果树、棉花和茶树等作物,防治蓟马、粉虱、潜叶蝇、甲虫、红蜘蛛、锈螨等害虫和害螨[16]。

2018 年,氟噁唑酰胺在韩国取得登记;2018 年第2 季度在韩国率先上市;2019 年,在日本上市,用于蔬菜和茶树。美国环保署(EPA)计划于2021 年2月1 日前对该产品用于茶树的进口许可作出决定[16]。日产化学预计,该产品的销售额可达100 亿日元。

5.3 甲氧哌啶乙酯

甲氧哌啶乙酯(通用名:spiropidion;开发代号:SYN546330)是先正达研发的螺环季酮酸酯类化合物。与拜耳的螺螨酯、螺甲螨酯、螺虫乙酯一样,甲氧哌啶乙酯亦为乙酰辅酶A 羧化酶(ACCase)抑制剂,通过抑制ACCase 的活性,阻碍脂肪酸的生物合成和生物膜的形成。该化合物不仅作用于幼虫,而且影响成虫产卵;具有触杀和双向传导活性,可以保护新生组织免遭侵害,并保护植物根部。甲氧哌啶乙酯还被定位为抗性管理工具,尤其用于防治对新烟碱类、拟除虫菊酯类杀虫剂产生抗性的害虫;对传粉昆虫和非靶标生物无害[3]。

图13 甲氧哌啶乙酯的结构式

甲氧哌啶乙酯主要防治果树、大豆、棉花、番茄、马铃薯等作物的粉虱、木虱、蚜虫、盾蚧、软蚧、叶螨、锈螨等害虫和害螨。该产品现已在危地马拉、巴拉圭、澳大利亚等国取得登记,有望于2021—2022 年上市[15],将在果蔬和棉花等作物上与双酰胺类杀虫剂形成竞争态势[3]。

5.4 二氯噻吡嘧啶和三氟苯嘧啶

二氯噻吡嘧啶(通用名:dicloromezotiaz;开发代号:DPX-RDS63;预计2022 年上市)、三氟苯嘧啶(triflumezopyrim,2018 年上市)都由杜邦研发,前者现已转让给富美实,后者由科迪华于2018年上市。两者皆为介离子/两性离子(mesoionic/zwitterionic)类杀虫剂,虽作用于烟碱乙酰胆碱受体,但与新烟碱类杀虫剂作用机制不同,它们是仅有的2 个抑制而非激活烟碱乙酰胆碱受体的化合物。

相比而言,二氯噻吡嘧啶在产品性能上可能更胜一筹,其防治谱更广,不仅防治稻飞虱,还防治鳞翅目害虫等;而三氟苯嘧啶侧重防治稻飞虱、叶蝉等。三氟苯嘧啶的年峰值销售额预计将达2.00 亿美元;二氯噻吡嘧啶的年峰值销售额可达2.50 亿~3.00 亿美元。二氯噻吡嘧啶或将补充到富美实双酰胺类产品业务中,与氯虫苯甲酰胺复配,用于水稻,形成作用机制的互补。而三氟苯嘧啶很可能与多杀霉素类(spinosyns)杀虫剂(如多杀霉素、乙基多杀菌素等)复配,或对外授权等[3]。

图14 二氯噻吡嘧啶的结构式

图15 三氟苯嘧啶的结构式

6 双酰胺类杀虫剂在我国的登记情况

中国是双酰胺类杀虫剂的重要市场,我国登记了多个该类杀虫剂,如氯虫苯甲酰胺、氟苯虫酰胺、溴氰虫酰胺、四氯虫酰胺、四唑虫酰胺等;溴虫氟苯双酰胺、环丙虫酰胺正在我国开展登记。

6.1 氯虫苯甲酰胺

随着氯虫苯甲酰胺在中国的化合物专利(CN100391338C;2022 年8 月12 日到期)即将到期,中国的多家企业正大手笔地布局其生产项目,如江西正邦作物保护有限公司的全资子公司四川汇和作物保护有限公司拟建年产2 000 t 氯虫苯甲酰胺项目,顺毅股份的全资子公司顺毅宜昌化工有限公司拟建年产1 000 t 氯虫苯甲酰胺项目,江苏长青农化股份有限公司的全资子公司长青(湖北)生物科技有限公司正在新建年产1 000 t 氯虫苯甲酰胺项目,山东亿盛实业股份有限公司正在新建年产10 000 t 氯虫苯甲酰胺项目,利尔化学股份有限公司拟建年产 5 000 t 氯虫苯甲酰胺、年产5 000 t 溴氰虫酰胺项目等。

从中国农药信息网获悉,目前我国登记的氯虫苯甲酰胺产品有34 个,其中包括4 个原药、14 个单剂、16 个复配产品。除美国富美实公司、上海杜邦农化有限公司外,内蒙古灵圣作物科技有限公司、山东潍坊润丰化工股份有限公司也登记了氯虫苯甲酰胺原药。氯虫苯甲酰胺单剂主要防治水稻稻纵卷叶螟、二化螟、稻水象甲,玉米玉米螟、小地老虎、黏虫、蛴螬,苹果树金纹细蛾、苹果蠹蛾、桃小食心虫,甘蓝小菜蛾、甜菜夜蛾,甘蔗蔗螟、小地老虎,辣椒棉铃虫、甜菜夜蛾,西瓜棉铃虫、甜菜夜蛾,棉花棉铃虫,甘薯斜纹夜蛾,花椰菜斜纹夜蛾,豇豆豆荚螟,草坪黏虫等。复配产品的配伍成分主要包括三氟苯嘧啶、噻虫嗪、噻虫胺、啶虫脒、吡蚜酮、高效氯氟氰菊酯、阿维菌素、杀虫单等[9]。

6.2 氟苯虫酰胺

2019 年11 月29 日,氟苯虫酰胺在中国的化合物专利(CN1328246C)到期,但因其对水生生物毒性问题,国内企业登记和生产的积极性不高。目前,我国登记的氟苯虫酰胺产品有8 个,其中原药2 个、单剂4 个、复配制剂2 个。日本农药株式会社和拜耳股份公司登记了氟苯虫酰胺原药。单剂产品防治玉米的玉米螟,白菜小菜蛾、甜菜夜蛾,甘蓝小菜蛾,甘蔗蔗螟等。复配制剂的配伍成分有甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、杀虫单等[9]。

6.3 溴氰虫酰胺

溴氰虫酰胺在中国的化合物专利(CN100441576C) 将于2024 年1 月20 日到期。目前在中国的登记产品有10 个,其中包括2 个原药、5 个单剂、3 个复配产品。美国富美实公司、上海杜邦农化有限公司登记了溴氰虫酰胺原药。复配产品的配伍成分有三氟苯嘧啶、噻虫嗪、丁醚脲。单剂产品防治水稻稻纵卷叶螟、二化螟、蓟马、三化螟,玉米小地老虎,棉花棉铃虫、蚜虫、烟粉虱,西瓜蚜虫、烟粉虱、棉铃虫、蓟马、甜菜夜蛾,番茄(苗期)蓟马、甜菜夜蛾、烟粉虱,番茄蚜虫、棉铃虫、烟粉虱、白粉虱、美洲斑潜蝇,小白菜斜纹夜蛾、小菜蛾、蚜虫、菜青虫、黄条跳甲,豇豆蚜虫、蓟马、美洲斑潜蝇、豆荚螟,以及室内外蝇、室内蜚蠊,黄瓜(苗床)烟粉虱、蓟马、瓜绢螟、美洲斑潜蝇,黄瓜蚜虫、烟粉虱、白粉虱、美洲斑潜蝇、蓟马,辣椒(苗床)蓟马、甜菜夜蛾、烟粉虱,辣椒白粉虱、蓟马、棉铃虫、蚜虫、烟粉虱,甘蓝甜菜夜蛾、小菜蛾、蚜虫,大葱蓟马、美洲斑潜蝇、甜菜夜蛾等[9]。

6.4 四氯虫酰胺

四氯虫酰胺是我国自主研发的双酰胺类杀虫剂,已在中国、美国、欧洲(法国、德国、意大利、西班牙、匈牙利)、巴西、印度、印度尼西亚、菲律宾和越南等国家和地区申请了专利,并已全部获得授权[1]。

2013 年,沈阳科创化学品有限公司在我国取得了95%四氯虫酰胺原药和10%四氯虫酰胺悬浮剂(商品名:9080)的临时登记;2017 年,两产品在我国获批正式登记。制剂产品叶面喷雾,防治水稻稻纵卷叶螟、玉米玉米螟、甘蓝甜菜夜蛾[9]。

近2 年开展的农药登记药效试验结果表明,10%四氯虫酰胺悬浮剂可有效防治甘蓝甜菜夜蛾、玉米玉米螟、水稻稻纵卷叶螟,防效达80%~90%[14]。

2016 年,四氯虫酰胺荣获中国农药工业协会技术创新奖一等奖[1]。

6.5 环丙虫酰胺

环丙虫酰胺在中国的化合物专利(CN100519551C)在2025 年2 月15 日到期[1]。

日本石原产业株式会社近2 年在我国开展登记试验。试验结果表明,50 g/L 环丙虫酰胺可溶液剂对甘蓝斜纹夜蛾、水稻稻纵卷叶螟防效较好,而且持效期较长[14]。目前,该产品尚未在我国取得登记。

6.6 四唑虫酰胺

近两年,拜耳股份公司在我国开展了18%四唑虫酰胺悬浮剂登记药效试验。试验结果表明,18%四唑虫酰胺悬浮剂于甘蓝甜菜夜蛾低龄幼虫期兑水喷雾使用,在有效成分22.5~30 g/hm2剂量下,防效为80%~95%[14]。

2020 年9 月30 日,拜耳股份公司的90%四唑虫酰胺原药、200 g/L 四唑虫酰胺悬浮剂在我国取得登记,这是四唑虫酰胺在我国的首次登记。其中的制剂产品通过叶面喷雾,防治甘蓝甜菜夜蛾,制剂用药量为112.5~150 mL/hm2[9]。

6.7 溴虫氟苯双酰胺

近两年,三井化学和巴斯夫在我国开展了溴虫氟苯双酰胺的登记药效试验。试验结果表明,日本三井化学AGRO 株式会社的5%溴虫氟苯双酰胺悬浮剂和巴斯夫(中国)有限公司的10%溴虫氟苯双酰胺悬浮剂防治甘蓝小菜蛾、甜菜夜蛾、黄条跳甲,番茄棉铃虫,西瓜蓟马,水稻稻纵卷叶螟、二化螟,具有较好的速效性和持效性[14]。

2020 年12 月28 日,2 个溴虫氟苯双酰胺产品在我国获准登记,这是该有效成分在我国的首次登记。两产品分别为日本三井化学AGRO 株式会社的98%溴虫氟苯双酰胺原药、巴斯夫欧洲公司的100 g/L溴虫氟苯双酰胺悬浮剂(商品名:格力高®);两者均为低毒产品。格力高®登记用于防治白菜、甘蓝的黄条跳甲(制剂用量210~240 mL/hm2)以及白菜、甘蓝的小菜蛾(制剂用量105~150 mL/hm2)[9]。

7 双酰胺类杀虫剂的市场展望

双酰胺类杀虫剂是继新烟碱类杀虫剂之后,最受市场关注的一类产品,未来或将实现对新烟碱类杀虫剂的超越,成为全球第一大杀虫剂产品类型。该类产品以独特的作用机制、杰出的产品性能,迅速占领市场,尤其是在鳞翅目害虫防治领域已经构建了很强的市场地位。

目前,双酰胺类产品最大的国家-作物市场是巴西-大豆杀虫剂市场。2018 年,巴西大豆种植面积同比增长3.7%,大豆用杀虫剂市场同比增长15.1%,达15.10 亿美元。

对双酰胺类杀虫剂中的2 个重要产品氯虫苯甲酰胺和溴氰虫酰胺而言,富美实或将寻求与更多国家的农药公司合作,从而可以从当地市场和渠道经验中受益。氯虫苯甲酰胺的巴西市场似乎较为成熟,所以未来可能温和增长。该产品进一步的增长或将来自于种子处理剂的推广、非作物领域的应用、发展中国家的市场扩张(如中国、印度等)以及先正达市场地位的提升等。

2022-2023 年,氯虫苯甲酰胺的化合物专利陆续到期;其加工、应用、生产工艺专利将于2027-2028年到期。预计2023 年氯虫苯甲酰胺的销售额将达17.70 亿美元;2028 年的销售额将达18.90 亿美元,其中包括富美实的销售额以及非专利产品生产商的销售额[3]。

溴氰虫酰胺的化合物专利将于2026—2027 年到期;其加工、应用、生产工艺专利将于2032-2033年到期。预计2023 年溴氰虫酰胺的销售额将达2.35亿美元,2027 年的销售额将达3.10 亿美元[3]。

总之,在氯虫苯甲酰胺的市场开发及扩张的推动下,过去5 年里,双酰胺类杀虫剂成为全球增长最快的产品类型之一。随着这类产品渐趋成熟,其市场增长或将放缓。然而,这类产品的市场增速仍有望领先于其他杀虫剂。这是因为:一方面,现有上市产品市场进一步扩张;另一方面,这类产品拥有很强的研发管道,未来几年仍将有新产品不断上市。

综上,Phillips McDougall 公司预测,2023 年,双酰胺类杀虫剂的全球销售额将达31.15 亿美元,2018-2023 年的复合年增长率为7.1%[3]。

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