新型除草劑—苯嘧磺草胺

張曉慷+張新剛+王海利

苯嘧磺草胺是巴斯夫公司研制并開發的脲嘧啶類除草劑，為原卟啉原氧化酶（PPO）抑制劑，通過妨礙葉綠素生物合成作用，可有效防除玉米、高粱、大豆、小粒谷物、棉花、果樹和堅果中70多種雜草，且對作物非常安全，具有低揮發性、“有利的”毒理學和生態學特性。由于其在除草方面的卓越表現，苯嘧磺草胺被巴斯夫公司譽為“二十多年來開發最成功的新除草劑”。

1、化學名稱及理化性質

化學名稱：N-[2-氯-4-氟-5-[1，2，3，6-四氫-3-甲基-2，6-二氧代-4-（三氟甲基）嘧啶-1-基]苯甲?；鵠-N-異丙基-N-甲基磺酰胺

英文通用名：saflufenacil

IUPAC名：N-{2-chloro-4-fluoro-5-[1，2，3，6-tetrahydro-3-methyl-2，6-dioxo-4-（trifluoromethyl）pyrimidin-1-yl]benzoyl}-N-isopropyl-N-methylsulfamide

CA名：2-chloro-5-[3，6-dihydro-3-methyl-2，6-dioxo-4-（trifluoromethyl）-1（2H）-pyrimidinyl]-4-fluoro-N-[[methyl（1-methylethyl）amino]sulfonyl]benzamide

商品名稱：Kixor、Heat、Sharpen、Eragon、Treevix、Integrity（與二甲吩草胺混配）、Optill（與咪草煙混配）、巴佰金

CAS登錄號：372137-35-4

試驗代號：BAS800H、CL433379

分子式：C17H17ClF4N4O9S；分子量：500.9

分子結構：

理化性質：原藥含量>95%，白色粉末，熔點189～193.4℃，蒸氣壓4.5×10-12mPa（20℃），KowlgP=2.6，Henry常數1.07×10-15 Pa·m3/mol（20℃），相對密度1.595（20℃），水中溶解度（g/100mL，20℃）：0.0014（pH4）、0.0025（pH5）、0.21（pH7），有機溶劑中的溶解度（g/100mL，20℃） ：乙腈19.4、丙酮 27.5、乙酸乙酯 6.55、四氫呋喃 36.2、甲醇 2.98、異丙醇 0.25、甲苯 0.23、1-辛醇<0.01、正庚烷<0.005，室溫下穩定，常溫或升溫時，在金屬或金屬離子介質中穩定。酸性條件下不易水解，堿性條件下水解DT504～6d，pKa=4.41。

2、毒性及環境生物安全評價

哺乳動物毒性：大鼠急性經口LD50>2000mg/kg，兔急性經皮LD50>2000mg/kg，對兔皮膚和眼睛無刺激性，對豚鼠皮膚無致敏性，大鼠吸入LC50（4h）>5.3mg/L，小鼠無作用劑量（18個月）4.6mg/kg·d，ADI/RfD 0.046mg/kg。

生態毒性：山齒鶉急性經口LD50（d）>2000mg/kg，山齒鶉飼養LC50（8d）>5000mg/kg飼料。魚LC50（96h）>98mg/L，水蚤LC50（48h）>100mg/L，近頭狀偽蹄型藻EC50 0.041mg/L，搖蚊EC50（28d）>7.7mg/kg干沉積物，蜜蜂急性LD50（接觸）100μg/只，蚯蚓EC50（14d）>1000mg/kg（土），梨盲走螨LR50 647g/hm2。

環境效應：

動物：對大鼠經口給藥后，96h內幾乎完全排出體外，在動物體內分布廣泛，但水平很低。

植物：在非敏感性植物體內代謝迅速，主要代謝途徑是通過磺酰胺側鏈的N-脫烷基化以及尿嘧啶環的水解。

土壤/環境：DT50（有氧，4種土樣，25℃）15d，pH<7時不易水解，DT505d（pH 9，25℃），土壤光解DT50 29d，Koc 9～56（6種土樣）。

3、作用機理及特點

生化：原卟啉原氧化酶（PPO）抑制劑。

作用方式：葉面接觸，殘效性闊葉雜草除草劑，通過葉面和根部吸收后，在質外體傳導，韌皮部傳導有限。

用途：葉面噴施，有效防除闊葉雜草，包括對草甘膦和ALS抑制劑有抗性的雜草。用于玉米和高粱，芽前處理，劑量50～125g/hm2。播前用于大豆、谷物、棉花、豆類，葉面防除迅速；也用于果樹和堅果后期定向除草，用量18～25g/hm2。甜菜、油菜和向日葵易產生藥害，玉米、高粱、水稻、小麥、大麥、大豆、豌豆、棉花和小扁豆播前和苗后不易產生藥害。

4、合成方法

根據苯嘧磺草胺的結構特點可以看出其合成的關鍵有兩個，一是側鏈酰胺結構的合成，二是嘧啶環結構的合成。該化合物的合成方法主要是圍繞嘧啶環合成與側鏈酰胺基結構合成的先后順序進行選擇的，根據文獻報道，有以下幾種合成路線。

4.1 先連側鏈法

該方法是先進行側鏈酰胺結構的合成，以2-氯-4-氟苯甲酸為原料，經過硝化、酰氯化反應，然后再與N-甲基-N-異丙基磺酰胺合成側鏈上的酰胺結構，得到一個分子量較大的中間體N-（2-氯-4-氟-5-氨基-苯甲?；?N-異丙基-N-甲基甲酰胺，再與中間體3-氨基-4，4，4-三氟巴豆酸乙酯反應，合成嘧啶環結構，最后進行甲基化反應，得到苯嘧磺草胺。該路線在后續合成過程中可能生成二甲基化副產物。

4.2 先合成嘧啶環結構法

該方法是先進行嘧啶環結構的合成，以2-氯-4-氟-苯甲酸為原料，先進行嘧啶環結構的合成，合成2-氯-4-氟-5-（1，2，3，6-四氫-2，6-二氧-4-三氟甲基嘧啶-1-基）-苯甲酸，再進行甲基化，最后與中間體N-甲基-N-異丙基磺酰胺合成側鏈酰胺結構，得到苯嘧磺酰胺。該法合成嘧啶環后，還要進行酰氯化，合成酰胺，反應條件相對比較苛刻。同時，此路線用到了N，N-二甲基甲酰氯和氯磺酰異氰酸酯，這兩種原料價格昂貴，且該路線煩冗，不適合規?；a。

5、專利概況

巴斯夫于2001年申請了歐洲專利WO2001083459，同年，在中國申請了專利CN1383425A，對苯嘧磺草胺化合物及其合成方法進行了保護，該專利于2021年4月30日到期，離專利到期尚有一段時期。

專利名稱：尿嘧啶取代的苯基氨磺酰羧酰胺

申請號：01801896.3

申請日期：2001.04.30

公開號：CN 1383425A

公開日期：2002.12.04

申請（專利權）人：巴斯夫股份公司

摘要：公開了新型尿嘧啶取代的苯基氨磺酰羧酰胺（I）及 其鹽，其中A=氧或硫；X1=H，鹵素，C1-C4烷基；X2=H，CN，CS-NH2，鹵素，C1-C4烷基，C1-C4鹵代烷基；X3=H，CN，C1-C6烷基，C1-C6烷氧基烷基，C3-C7環烷基，C3-C6鏈烯基，C3-C6炔基，任選取代的芐基；R1，R2=H，鹵素，任選取代的羥基，C1-C10烷基，C2-C10鏈烯基，C3-C10炔基，C3-C7環烷基，苯基，芐基或C5-C7環烯基，或R1+R2與它們所連接的原子一起形成3-7元雜環；Q選自如說明書中所定義的Q1-Q40。還公開了其作為除草劑以及用于植物的干燥/脫葉的用途。

6、產品應用

苯嘧磺草胺被巴斯夫稱為“20多年來開發最成功的新除草劑”，“代表了闊葉雜草防除的新水平”。事實上，苯嘧磺草胺的確有它的“過人之處”。首先，苯嘧磺草胺能夠適用于多種生產系統和非耕地，在苗后或苗前均能使用；其次，適用作物多，苯嘧磺草胺能夠用于包括谷物、玉米、棉花、水稻、高粱、大豆和果樹等在內的30多種作物上；再次，防除譜廣，苯嘧磺草胺能夠防除90余種闊葉雜草，包括一些對三嗪類、草甘膦及乙酰乳酸合成酶抑制劑存在抗性的雜草。另外，它也具有作用快、殘效期長等多種特性。

針對苯嘧磺草胺，巴斯夫開發的制劑主要是一些單劑產品，但也有少量與精二甲吩草胺和咪唑乙煙酸等活性成分的復配產品。該除草劑被巴斯夫設定為防治抗草甘膦雜草的重要工具，因為苯嘧磺草胺可替代苯氧類除草劑2，4-D和磺酰脲類除草劑與草甘膦復配，并對草甘膦具有“加成作用”：極快速殺滅雜草，可以促進雜草對草甘膦的吸收傳導，用藥1-3天雜草即死亡；防治多種對草甘膦、三嗪類和磺酰脲類（ALS抑制劑）等除草劑產生耐藥甚至抗藥性的雙子葉雜草；具有土壤殘留活性，可延長持效性達到60天以上；通常能減少草甘膦藥量的30-50%；后茬作物種植靈活。

巴斯夫已與孟山都達成協議，在加拿大西部，將苯嘧磺草胺與孟山都的Roundup Transorb HC（草甘膦）桶混使用，以應對抗性雜草。

7、產品登記情況

2009年，苯嘧磺草胺在南美國家尼加拉瓜、智利和阿根廷三國登記。2010年，苯嘧磺草胺與精二甲吩草胺的復配制劑Verdict在美國獲得登記，用于大豆。同年，苯嘧磺草胺正式登錄中國，以70%水分散粒劑（商品名：巴佰金）的形式面世，用于柑橘園和非耕地的雜草防除，由諾普信負責在中國市場的總經銷。目前，苯嘧磺草胺已在美國、加拿大、中國、尼加拉瓜、智利、阿根廷、巴西和澳大利亞等國登記。

8、展望

雖然苯嘧磺草胺的問世沒有幾年，但對巴斯夫業績的增長起到了重要推動作用，尤其是在拉美地區。2014年，苯嘧磺草胺的全球銷售額達到1.4億，據巴斯夫公司預測，苯嘧磺草胺可實現3億歐元的年峰值銷售額。作為巴斯夫公司未來除草劑的核心，苯嘧磺草胺將在防除抗草甘膦雜草方面擔綱重要角色，同時其高水準的雜草防除效果和作物的選擇性是現有PPO類產品中獨一無二的，具有廣闊的市場及應用前景。