雜環農藥芻議

方恩華 鄭向華 嚴麗娟 林立毅 徐敦明

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雜環農藥芻議

方恩華 鄭向華 嚴麗娟 林立毅 徐敦明

廈門出入境檢驗檢疫局技術中心

1 雜環農藥概述

雜環農藥（Heterocyclic Pesticides）是指具有殺蟲、除草和除菌效果的各種雜環化合物，由于其在農業生產中作為農藥使用，故稱為雜環農藥。

此類農藥從本質上屬于雜環化合物的各種分支，由于在學術和商業上更多的是從用途和效果上分類，所以盡管有些化合物是同系列的雜環化合物，可是卻被歸類為不同應用領域的農藥。作為分析工作者，從痕量農藥殘留分析的角度看，更關注的是化學分類，這是因為結構是化合物的本質，結構上的相似性決定了檢測方法開發時，同類化合物在前處理和色譜分離條件上具有相似性。所以從結構上對雜環農藥進行分類，對檢測分析工作具有重要指導意義。

本文作者試圖從結構分類法的角度對現有雜環農藥進行一番梳理，建立一套雜環農藥的系統分類法，以助于雜環農藥多殘留分析方法的系統有序開發。

2 雜環農藥

成環碳鏈中的某些位置被O，S，N等這些非碳元素代替的環狀化合物稱為雜環化合物，雜環農藥一般是環系比較穩定，且都具有不同程度芳香性的雜環化合物，其中以五元和六元雜環最為重要，其余各種更為復雜的稠雜環化合物都可以看作五元環或六元環的派生物。

3 雜環農藥“OSN56分類法”

由于雜環農藥中的雜原子一般是指氧、硫、氮、而這些雜原子是化合物具有生物活性的本質根源，所以分類的第一個層次應該是雜原子；農藥在使用中需要穩定存在，而環系物又以五元環和六元環最為穩定，因此以環大小為分類法的第二層次；N原子的存在與否和個數多少都對雜環農藥的化學性質、生物活性起到關鍵作用，此為第三層次。根據這三個層次對雜環農藥進行分類的方法可以簡稱為“OSN56分類法”。

具體來說，雜環農藥“OSN56分類法”從以下三個層次分類排序：

（1）所有雜環農藥按照氧雜、硫雜、氮雜環分三大類；

（2）每一類內按照五元雜環以及派生、六元雜環以及派生排序；

（3）五元環或六元環子類內部按照1個N原子~3個N原子取代細分。

在這種雜環農藥“OSN56分類法”中，如表1所列的六種雜環化合物是核心基礎。

表1 雜環農藥“OSN56分類法”核心化合物

以下根據雜環農藥“OSN56分類法”進一步介紹各種類型的雜環農藥。

4 含氧雜環農藥

“OSN56分類法”中含氧雜環農藥分別以氧雜五元環呋喃和氧雜六元環吡喃分為兩大類（內含苯并環系列），另外在氧雜的基礎上增加一個氮原子取代，分別派生出噁唑和嗎啉類農藥。具體關系參見表2 。

表2 “OSN56分類法”中含氧雜環農藥系列

從表2可以看出：

對于氧雜五元環及派生環，可以細分為呋喃，苯并呋喃，二苯并呋喃，噁唑，苯并噁唑。此類中代表性農藥有：呋草黃(benfuresate)，呋線威（furathiocarb）等。

對于氧雜六元環及派生環，可以細分為吡喃，香豆素，異香豆素，氧雜蒽，吩噁嗪，嗎啉。此類中代表性農藥有：吡喃靈 (pyracarbolin)，十二環嗎啉(dodemorph)等。

5 含硫雜環農藥

“OSN56分類法”中含硫雜環農藥分別以硫雜五元環噻吩和硫雜六元環噻喃分為兩大類（內含苯并環系列），另外在硫雜的基礎上增加一個氮原子取代，分別派生出噻唑和噻二嗪類農藥。具體關系參見表3 。

表3 “OSN56分類法”中含硫雜環農藥系列

從表3可以看出：

對于硫雜五元環及派生環，可以細分為噻吩，苯并噻吩，二苯并噻吩，噻唑，苯并噻唑。此類中代表性農藥有：草除靈(benazolin)，甲基苯噻隆(methabenzthiazuron)等。

對于硫雜六元環及派生環，可以細分為噻喃，二氫苯并噻喃，噻噸，吩噻嗪，氧硫雜環己烯。此類中代表性農藥有：噻草酮(cycloxydim)等。

6 含氮雜環農藥

6.1 含氮五元雜環

氮雜五元環中的氮原子一般可以達到三個，從含有N原子數量的多少可以初步分為三類；對于多氮雜環，環內氮原子的位置可以有領位、間位的差異，含有兩個氮以上的五元雜環一般稱為“唑”。具體關系參見表4 。

表4 “OSN56分類法”中含氮五元雜環農藥系列

從表4可以看出：

對于含有1N的五元環及派生環，可以細分為吡咯，吲哚，異吲哚，咔唑。此類中代表性農藥有：溴蟲腈(chlorfenapyr)，拌種咯(fenpiclonil)等。

對于含有2N的五元環及派生環，一般統稱唑，可以細分為咪唑，苯并咪唑，吡唑，苯并吡唑，嘌呤。此類中代表性農藥有：多菌靈(carbendazim)，吡咪唑(rabenzazole)，噻菌靈(thiabendazole)等。

對于含有3N的五元環及派生環，一般統稱三氮唑，可以細分為1,2,3-三氮唑，1,2,4-三氮唑。此類中代表性農藥有：氧環唑(azaconazole)，烯唑醇(diniconazole)等。

6.2 含氮六元雜環

氮雜六元環中的氮原子最多可以有四個，從含有N原子數量的多少可以初步分為四類；對于多氮雜環，環內氮原子的位置可以有領、間、對位的差異，這種位置差異對化學、生物活性影響很大。具體關系參見表5 。

表5 “OSN56分類法”中含氮五元雜環農藥系列

續表5

2N-六元環：苯并領、間、對位cin-noline，噌啉quina-zoline，喹唑啉quino-xaline，喹喔啉phen-a-zine，吩嗪 3N-六元環三氮嗪：均、連、間位1,3,5-triazine，均三嗪1,2,3-triazine，連三嗪1,2,4-triazine，間三嗪 4N-六元環四氮嗪：鄰，對位1,2,3,4-tetrazine，1,2,3,4-四嗪1,2,4,5-tetrazine，1,2,4,5-四嗪

從表5可以看出：

對于含有1個N的六元環及派生環，可以細分為吡啶，喹啉，異喹啉，吖啶。此類中代表性農藥有：乙氧喹啉(ethoxyquin)，苯氧喹啉(quinoxyfen) 等。

對于含有2個N的六元環及派生環，可以細分為噠嗪，嘧啶，吡嗪，蝶啶，咯嗪，噌啉，喹唑啉，喹喔啉，吩嗪。此類中代表性農藥有：乙嘧酚(ethirimol)，氯苯嘧啶醇(fenarimol)，嘧菌腙(ferimzone)等。

對于含有3個N的六元環及派生環，一般統稱三嗪，可以細分為，均三嗪，連三嗪，間三嗪。此類中代表性農藥有：異丙凈(dipropetryn)，莠去津(atrazine)等。

對于含有4個N的六元環及派生環，一般統稱四嗪，可以細分為1,2,3,4-四嗪，1,2,4,5-四嗪。此類中代表性農藥有：四螨嗪(clofentezine)等。

雜環農藥“OSN56分類法”體系的建立對農藥殘留檢測實踐工作在大方向上起到“舉一反三”的指導作用，同類型農藥在檢測方法開發中可以適用類似的前處理和儀器色譜條件。

[1] Eicher T., Hauptmann S. 雜環化學—結構、反應、合成與應用[M].李潤濤,葛澤梅,王欣,譯.北京:化學工業出版社,2005.

[2] 陳敏為,甘禮騅.有機雜環化合物[M].北京:高等教育出版社,1990.

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