具有除草活性的吡啶類化合物研究進展

田昊，楊子輝

(山東金華海生物開發(fā)有限公司，山東濟南251400)

農(nóng)藥化工

具有除草活性的吡啶類化合物研究進展

田昊，楊子輝

(山東金華海生物開發(fā)有限公司，山東濟南251400)

按照結(jié)構(gòu)類型對吡啶類化合物進行了分類，綜述了吡啶類化合物在除草方面的應用，展望了該類化合物的發(fā)展趨勢。

吡啶；結(jié)構(gòu)；除草活性

0 前言

在農(nóng)用化學品中，吡啶類化合物具有殺蟲、殺菌、除草和植物生長調(diào)節(jié)等廣泛的生物活性[1-2]，其分子合成和生物活性研究一直是農(nóng)藥學研究的熱點。特別是除草方面，20世紀80年代以來相繼開發(fā)了多個高效低毒的品種，如陶氏益農(nóng)推出的二氯吡啶酸、三氯吡氧乙酸和氯氨吡啶酸對油菜和小麥田的闊葉雜草具有較好的防除作用[3]；杜邦公司于70年代推出的玉嘧磺隆和石原產(chǎn)業(yè)公司的啶嘧磺隆[4]，對莎葉雜草有較好的防除作用，適合我國玉米地使用；拜耳公司開發(fā)的吡氟酰草胺是廣譜的選擇性麥田除草劑，用于玉米、大豆和麥田防除一年生禾本科雜草和某些闊葉雜草，具有用量低和毒性低的特點；90年代，美國氰胺公司推出的滅草煙和普殺特[5]，對大豆田的多年生禾本科雜草有極好的防除效果，廣泛用于我國大豆田的雜草防除。本文從對環(huán)境友好的農(nóng)用化學品角度出發(fā)，對吡啶類除草劑進行了分類，綜述了該類化合物近年來在除草方面的應用，展望了該類化合物的發(fā)展趨勢。

1 含吡啶羧酸類除草劑

20世紀60年代初，陶氏益農(nóng)公司在苯甲酸類激素類除草劑麥草畏基礎上，將吡啶環(huán)替換苯環(huán)，并對取代基進行優(yōu)化得到二氯吡啶酸（clopyralid）[6]，具有較高的激素型除草活性，同劑量下除草效果與2，4-二氯苯氧乙酸相當，之后推出的4位氨基取代的氨氯吡啶酸（picloram），對闊葉科雜草有極好的防效；此外在原先老品種2，4-二氯苯氧乙酸基礎上，推出的三氯吡氧乙酸（商品名綠草定），用于非耕地類雜草的防除，如針葉樹林地防除婆婆納等闊葉雜草和灌木[6]。2015年，陶氏益農(nóng)進一步開發(fā)的氟氯吡啶酯（英文通用名halauxifen-methyl；商品名ArylexTM）和氯氟吡啶酯（英文通用名florpyrauxifen；商品名RinskorTM）是芳基取代的吡啶羧酸酯類品種[7]，其具有吸收和傳導性好，起效快，適應多種耕地，抗性低是目前其市場推廣的優(yōu)勢（有5個靶標位點，雜草不易產(chǎn)生抗性）。吡啶羧酸類化合物屬于激素類除草劑，雷慧[8]依據(jù)激素類除草劑的特點，以二氯吡啶酸為先導，設計合成的化合物1對蒼耳有較好的抑制活性；CN101289422A在氨氯吡啶酸的6位引入咪唑基，合成的化合物2在100 mg/L濃度下對稗草根的抑制率為93.2%[9]。

2 含吡啶磺酰脲類除草劑

磺酰脲類除草劑是20世紀70年代杜邦公司開發(fā)的高效、高選擇性除草劑，其使除草劑的用量由2 000～5 000 g/hm2下降至100～500 g/hm2，具有廣譜、高效和低毒的特點[5]。日本石原產(chǎn)業(yè)將含有三氟甲基取代的吡啶替換苯環(huán)，開發(fā)的啶嘧磺隆（flazaculfuron）[5]可以防除闊葉雜草和莎草科雜草，幾年后推出的煙嘧磺隆（nicosulfuron）[5]，對玉米安全。杜邦在啶嘧磺隆的吡啶環(huán)引入酯基，開發(fā)的氟啶嘧磺隆（flupyrsulfuron-methyl-sodiun）[5]是一種防除芽前和芽后的除草劑，其在芽后用藥僅為10 g/hm2，用于春季播種的谷物。

圖1 含吡啶羧酸類除草劑結(jié)構(gòu)式Fig 1Structure formula of pyridine caboxylic

圖2 含吡啶磺酰脲類除草劑結(jié)構(gòu)式Fig 2Structure formula of pyridine sulfuron derivatives

3 含吡啶雜氧苯氧羧酸酯類除草劑

芳氧苯氧丙酸酯類除草劑是在苯氧羧酸2，4-二氯苯氧乙酸品種基礎上，引入二苯醚結(jié)構(gòu)優(yōu)化而來，20世紀70年代，德國赫斯特公司開發(fā)的禾草靈，是選擇性的莖葉處理劑，有一定內(nèi)吸作用[10]。石原產(chǎn)業(yè)將芳氧苯氧部分的苯環(huán)以吡啶基取代，開發(fā)出的SL-501[11]的除草活性是禾草靈的10倍，后來各公司相繼推出的氟吡甲禾靈、氰氟草酯和炔草酯等。黃路等[12]以炔草酯為先導，設計合成并經(jīng)活性篩選的化合物3（HNPC-A8169），是國內(nèi)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新品種，不僅具有顯著的防除禾本科雜草的活性，同時對禾本科作物如小麥等具有安全性，其在15g/hm2對馬唐和稗草的抑制率為85%。

圖3 含吡啶雜氧苯氧羧酸酯類除草劑結(jié)構(gòu)式Fig 3 Structure formula of APP derivatives containing pyridine group

4 含吡啶的酰胺類除草劑

20世紀90年代，杜邦公司經(jīng)吡啶酰胺類殺蟲劑活性篩選，意外得到的高效、高選擇性新品種吡氟酰草胺[14]，其作用機制為對類胡蘿卜素合成酶的抑制，應用于冬小麥的芽前除草和大麥田的芽后除草，對一些惡性雜草有一定防除效果。

杜邦開發(fā)的化合物5，在8 g/hm2劑量下對禾本科和闊葉科雜草具有很好的防除效果[15]。

5 含吡啶的咪唑啉酮類除草劑

咪唑啉酮類除草劑是20世紀80年代美國氰胺公司開發(fā)的新型品種，其作用機制是抑制乙酰乳酸合成酶（ALS），即通過抑制植物的乙酰乳酸合成酶，阻止支鏈氨基酸的合成，從而干擾蛋白質(zhì)的合成，使雜草缺少營養(yǎng)素而死亡。代表性品種有咪唑乙煙酸和滅草煙[16]，對大豆田的一年生和多年生雜草，闊葉科雜草有極好的效果。此外還有甲氧咪草煙（imazamox），甲基咪草煙（imazamic）[16]等品種。

圖4 含吡啶的除草劑結(jié)構(gòu)式Fig 4Structure formula of Herbicide derivatives containing pyridine group

6 含吡啶環(huán)己二酮類除草劑

Van等[17]在環(huán)己二酮類品種硝磺草酮基礎上，引入吡啶環(huán)，合成的化合物6在320 g/hm2對牧草、馬唐、凹頭莧和白花藜有100%的防除效果；先正達開發(fā)的HPPD抑制劑氟吡草酮（bicycloryrone）[18]，可有效防除闊葉雜草和部分難除禾本科雜草黍草，目前已經(jīng)在加拿大和澳大利亞登記。

圖5 含吡啶的環(huán)己二酮類除草劑結(jié)構(gòu)式Fig 3Structure formula of cyclic hexanedione herbicide containing pyridine group

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Advance in the Research on Herbicidal Activities of Pyridine Derivatives

TIAN Hao，YANG Zi-hui
（Shandong Jinhuahai Biotechnology Co.，Ltd.，Jinan，Shandong 251400，China）

The pyridine compounds were classified according to the structure type.The application of pyridine compounds in weeding was reviewed,and the development trend of these compounds was prospected.

pyridine；structure；herbicidal activities

1006-4184（2017）6-0006-04

2017-03-09

田昊（1983-），男，工程師，研究方向：農(nóng)藥合成和工藝。E-mail：1827148602@qq.com。