中间体衍生化法与新农药创制

1我国绿色农药创制概况绿色农药创制难度大,属原始创新,也是多学科交叉的复杂系统工程,具有周期长、投资大、成功率低、竞争激烈等特点,也正因如此,我国创制的农药品种数量极少。目前世界常用的农药品种600余种,其中我国发明的仅有10余种,致使我国高端农药品种基本依赖进口,严重制约了有害生物防治水平,亟需创制具有自主知识产权、安全高效的新农药品种。

中间体衍生化法与新农药创制

1我国绿色农药创制概况绿色农药创制难度大,属原始创新,也是多学科交叉的复杂系统工程,具有周期长、投资大、成功率低、竞争激烈等特点,也正因如此,我国创制的农药品种数量极少。目前世界常用的农药品种600余种,其中我国发明的仅有10余种,致使我国高端农药品种基本依赖进口,严重制约了有害生物防治水平,亟需创制具有自主知识产权、安全高效的新农药品种。

中国农药创制概述与展望

中国是农业大国,而现代农业生产离不开农药。中国的农药工业经过近70年的发展,已从仿制国外品种到仿创结合再到自主创新的道路上逐渐发展壮大起来。在建国70周年之际,本文简要总结了中国农药创制的发展历史,对中国现有大多数农药创制品种从其化学结构、性能、创制经纬、作用机理以及专利和登记情况进行了介绍,并做了进一步的展望。

2019年国内新登记农药品种

对2019年国内正式登记的新农药品种进行了分析,包括19个杀菌剂、7个杀虫/杀螨剂、7个除草剂和1个植物生长调节剂。对这些新品种的基本情况、作用机制与特点、作用谱、适用作物和登记情况进行了介绍。

中国农药创制品种现状与展望

中国自古以来就是农业大国,而农业的繁荣发展正是中华文明源远流长、长盛不衰的物质基础。新中国建国以来,中国人口数量不断攀升,耕地面积波动起伏,近十年来维持在20亿亩左右,而中国粮食自给率逐年降低(已低于世界安全标准的90%),每年需从外国进口大量的粮食。如何提高粮食产量成为了中国农业发展重中之重的难题。

手性哌啶并咪唑啉二酮类化合物的除草活性研究

以2-(2-氟-4-氯-5-炔丙氧基苯基)-四氢咪唑并[1,5-a]吡啶-1,3(2H,5H)-二酮(a)为先导化合物,对苯环1-位N杂环手性以及5-位取代基进行变化,合成了12个手性哌啶并咪唑啉二酮类化合物,测试了其对百日草和苘麻生长的抑制率,并对其构效关系进行了研究。结果表明(R)-2-(4-氯-2-氟-5-炔丙氧基苯基)四氢咪唑[1,5-a]吡啶-1,3(2H,5H)-二酮(R-1)对百日草活性较好,(S)-2-(4-氯-2-氟-5-炔丙氧基苯基)四氢咪唑[1,5-a]吡啶-1,3(2H,5H)-二酮(S-1)对苘麻活性较好,与先导化合物a相当,为发现高除草活性PPO抑制剂提供指导。

中间体衍生化法与新农药创制

针对新农药创制难度大、成功率低等特点,创建了"中间体衍生化法"。该方法的特点:在研究之初就考虑开发,选用便宜易得、安全环保的原料,采用易于产业化的反应,确保产品专利权稳定、性价比优势显著。大量实践证明该方法可大幅提高新农药创制的成功率。针对农业生产中重大病虫草害防治难题,采用"中间体衍生化法"设计新农药分子,发明了系列农药新品种,均获国内外发明专利授权,部分品种已实现产业化,并产生很好的经济、社会和环境效益,市场前景广阔。

中间体衍生化法与新农药创制——杀线虫剂Fluazaindolizine的创制经纬分析

"中间体衍生化法"是针对农药创制难度大、成功率低创建的方法,利用该方法已发现多个安全、高效的绿色农药品种。通过对杀线虫剂fluazaindolizine的创制经纬进行分析,从"中间体衍生化法"的角度说明新药创制过程中选择和利用合适中间体的重要性,也进一步说明了"中间体衍生化法"具有普适性,可大幅提高新农药创制的成功率。

新型乙烯基吡唑丙烯腈类化合物的合成及杀螨活性

[目的]为了发现结构新颖的杀螨活性化合物。[方法]以腈吡螨酯为先导化合物,在丙烯腈结构中引入乙烯基吡唑结构片断,设计合成了15个新型乙烯基吡唑丙烯腈类化合物,并对其进行杀螨活性测试。[结果]初步的室内生物活性测试结果表明:目标化合物6a~6h均表现出较好的杀螨活性,在100 mg/L质量浓度下对朱砂叶螨致死率均≥99%。其中化合物6 g表现最佳,在10 mg/L下对朱砂叶螨致死率仍为88%。[结论]当羟基上的H被烷基羰基、烷氧基羰基取代时,化合物具有较好的杀螨活性。

新型苯并噁唑类化合物的合成及杀虫活性

[目的]为了发现结构新颖的杀虫活性化合物。[方法]采用骨架跃迁策略设计合成了15个新型苯并噁唑类化合物,并对其进行杀虫活性测试。[结果]初步的室内生测活性结果表明:在600 mg/L质量浓度下,所有目标化合物对黏虫和小菜蛾均表现出较好的杀虫活性,致死率均为100%;对桃蚜和朱砂叶螨均没有表现出活性,致死率均为0。[结论]该类化合物可以作为先导化合物进行进一步结构优化研究。

悬浮剂配方精细化研发思路

概述了悬浮剂配方中助剂体系的优化和质量提升的思路,以及影响悬浮剂稳定性的因素及解决方案。

近五年公开的新杀菌剂及其合成研究进展

从1980年开始,各大农药公司经过整合,且研发重点也逐步转移到种子和具有特点的新的化学作物保护产品,导致从事新农药创制研发的单位数量以及开发的品种都在减少。近五年仅开发了21个农用杀菌剂,对其作了简要的介绍,涉及酰胺类、strobilurins类及其他类化合物的结构、生物活性、应用、合成、创制经纬、登记及上市情况。同时对杀菌剂的发展趋势和前景作了展望。

酞酰亚胺取代的苯氧羧酸酯季铵盐化合物的合成与除草活性研究

季铵盐型化合物具有良好的脂溶性及水溶性。在日本专利报道的2,4-滴季铵盐化合物的基础上进行结构修饰,以2-氯-4-氟-5-硝基苯酚为起始原料,经过酚羟基取代、硝基还原、酰化、酯化、季铵化等反应得到酞酰亚胺取代的苯氧羧酸酯季铵盐衍生物。除草活性测试结果显示,合成的大多数化合物在150 g/hm^2有效成分用量下对百日草和苘麻的防效≥85%。

除草化合物1-杂环基-2-氟-4-氯-5-炔丙氧基苯的构效关系研究

以2-氯-4-氟-5-硝基苯酚为起始原料合成了28个1-杂环基-2-氟-4-氯-5-炔丙氧基苯类化合物,并对其进行了抑制苘麻生长的活性测试,总结了构效关系。发现2-(2-氟-4-氯-5-炔丙氧基苯基)-4,5,6,7-四氢异吲哚-1,3(2H)-二酮、2-(2-氟-4-氯-5-炔丙氧基苯基)-四氢咪唑并[1,5-a]吡啶-1,3(2H, 5H)-二酮、2-(2-氟-4-氯-5-炔丙氧基苯基)-四氢-[1,2,4]三唑并[1,2-a]哒嗪-1,3(2H)-二酮、1-(2-氟-4-氯-5-炔丙氧基苯基)-哌啶-2,6-二酮和3-(2-氟-4-氯-5-炔丙氧基苯基)-1-甲基-6-三氟甲基-2,4-(1H,3H)-嘧啶二酮的除草活性较高。该构效关系研究,有望对新型PPO抑制剂的分子设计提供参考。

哌啶并咪唑啉二酮类化合物的除草活性研究

以2-(2-氟-4-氯-5-炔丙氧基苯基)-四氢咪唑并[1,5-a]吡啶-1,3(2H,5H)-二酮(a)为先导化合物,对苯环5-位取代基进行变化合成了11个哌啶并咪唑啉二酮类化合物,并测试了其对苘麻生长的抑制率。结果表明2-(4-氯-5-乙氧基-2-氟苯基)四氢咪唑并[1,5-a]吡啶-1,3(2H,5H)-二酮(I-1)、2-氯-5-(1,3-二氧六氢咪唑并[1,5-a]吡啶-2(3H)-基)-4-氟苯甲酸乙酯(I-6)和1-乙氧基-2-甲基-1-氧丙烷-2-基2-氯-5-(1,3-二氧六氢咪唑[1,5-a]吡啶-2(3H)-基)-4-氟苯甲酸酯(I-11)对苘麻生长有较好的抑制活性,但低于先导化合物a的。对构效关系进行了研究,为发现高除草活性的PPO抑制剂提供参考。

介孔二氧化硅在农药载体中的应用进展

农药的使用在粮食生产方面一直发挥着重要的作用。但是随着农药的大规模应用,过量用药,药物利用率偏低,药害及环境污染等问题在行业内外引起了广泛的关注。介孔二氧化硅作为一种农药的新型载体在解决上述问题方面展现出了诱人的前景。综述了介孔二氧化硅与改性介孔二氧化硅在农药载药方面的研究进展,该体系具有提高药效、减少农药使用频率、减少环境污染、降低农药残留、节省成本等的优点。

2016年公开的新农药品种

概述了2016年公开的7个新农药品种,包括5个杀菌剂和2个除草剂,并简要介绍了各品种的生物活性和合成方法。

取代苯肼类化合物的设计、合成及杀菌活性

[目的]寻找结构相对简单且具有较好杀菌活性的新化合物。[方法]利用中间体衍生化法,将具有广谱杀菌活性的二苯胺类化合物中的氨基用联氨基替换,通过设计、合成、筛选及结构优化,得到15个新型取代苯肼类化合物。[结果]在25 mg/L剂量下,化合物3c、4a、4b、4c、6a、6b对黄瓜霜霉病的防效均不低于80%;在0.9 mg/L剂量下,化合物6b对黄瓜灰霉病菌的抑制率为100%,与同等剂量下的氟啶胺相当。[结论]化合物6b具有较好的杀菌活性,可作为先导化合物进一步研究。

苯并噻唑类化合物的设计合成及杀虫活性

[目的]发现结构新颖的高杀虫活性化合物。[方法]将苯并噻唑活性亚结构引入间位双酰胺骨架结构中,以2-溴苯胺或2-二氟甲氧基苯胺为原料,经七氟异丙基化、溴化、酰胺化等8步反应,合成一系列新型苯并噻唑类化合物,并对其进行杀虫活性测试。[结果]室内生测结果表明:目标化合物对黏虫和小菜蛾具有优异的杀虫活性,尤其是化合物k_(1)、k_(3)和k_(9)在5 mg/L质量浓度下对黏虫和小菜蛾的致死率均为90%以上。[结论]化合物k_(1)、k_(3)和k_(9)可以作为候选化合物深入研究,或为发现高活性化合物作为先导化合物进一步结构优化研究。

新版Pesticide Manual收录的中国农药品种简介

概述了新版Pesticide Manual收录的中国农药品种共16个。其中杀菌剂9个,杀虫、杀螨剂6个,除草剂1个。16个被收录的中国农药品种中,13个品种来自中国中化集团公司(占81.2%),分别是沈阳中化农药化工研发有限公司(10个,占62.5%)、江苏扬农化工股份有限公司(1个,占6.3%)、浙江省化工研究院有限公司(1个,占6.3%)。同时简要介绍了上述农药品种的结构、活性、毒性及合成方法。