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。

2020年农药登记及新农药品种

对2020年国内农药登记情况进行了介绍,并对新登记的农药品种进行了分析,包括3个杀虫剂,1个杀菌剂,1个除草剂和1个植物生长调节剂,对这些新品种的作用谱、适用作物、作用机制与特点和登记情况进行了介绍。

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。

2016年公开的新农药品种

2016年共公开了7个新农药品种,其中杀菌剂5个,除草剂2个。1杀菌剂2016年共公开了5个新杀菌剂品种,分别为quinofumelin、mefentrifluconazole、ipfentriBuconazole、dichlobentiazox和fenpicoxamid。Quinofumelin（试验代号ARK-3010）是日本三井农业化学公司开发的喹啉类杀菌剂。

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。

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。

2019年登记或上市的农药品种

2019年全球新登记、上市或正在申请登记的农药品种共32个。其中杀菌剂6个、杀虫剂4个、除草剂5个、生物农药及其他17个。1杀菌剂氟吡菌酰胺(fluopyram)是拜耳开发的一种独特的琥珀酸脱氢酶抑制剂(SDHI),可用于防治70多种作物如葡萄树、鲜食葡萄、梨果、核果、蔬菜以及大田作物等的多种病害,包括灰霉病、白粉病、菌核病、褐腐病,可有效提高农产品的可存储性及保质期。

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。

中间体衍生化法与新农药创制——杀虫剂Flupyrimin的创制经纬分析

大量实践证明“中间体衍生化法”可大幅提高新农药创制的成功率。从“中间体衍生化法”的角度对杀虫剂flupyrimin的创制经纬进行分析,具体说明新农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。

吡嗪酰胺类似物的设计、合成及杀菌活性

以取代吡嗪酸和2-甲基-3-硝基苯酚为原料,经4步反应合成了16个吡嗪酰胺类似物(化合物1~16),其结构经核磁共振波谱(^(1)H NMR和^(13)C NMR)及高分辨质谱(HRMS)确证.杀菌活性测试结果表明,吡嗪酰胺类似物浓度为6.25 mg/L时对玉米锈病具有优异的杀菌活性,其中化合物4,5,7,8,15和16对玉米锈病的杀菌活性为100%.分子对接模拟结果显示,化合物16通过氢键与琥珀酸脱氢酶(SDH)的TRP-173相互作用,这可以解释化合物16与目标蛋白之间可能的作用机制.研究结果表明,化合物16是一种具有潜在前景的杀菌剂候选物,为进一步研究提供了参考.

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。

喹唑啉酮类似物的设计、合成及杀虫活性研究

Pyrifluquinazon是Nihon Nohyaku公司开发的喹唑啉酮类杀虫剂。以邻氨基苄醇和杂环硼酸为起始原料经8步反应合成了11个喹唑啉酮类似物,其结构经1H NMR及HRMS确证。杀虫活性测试结果表明:喹唑啉酮类似物在100 mg/L对蚕豆蚜具有优异活性,其中化合物9-4、9-5、9-7对在蚕豆蚜的活性为100%,优于对照化合物pyrifluquinazon的91.9%。

吡唑酰胺类化合物的合成及杀菌活性研究

以二氟乙酰乙酸乙酯、原甲酸三乙酯为起始原料,经7步反应合成了9个吡唑酰胺类新化合物。化合物结构经1H NMR确证。初步活性测试结果显示,化合物TM-1、TM-5、TM-6在400 mg/L质量浓度下,对小麦白粉病(Blumeria graminis DC.Speer)有优异的抑菌效果。

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。