丁氟螨酯研發歷程及其在作物害蟲防控中應用前景

摘要：丁氟螨酯是一種新型酰基乙腈類非內吸性殺螨劑，對各形態害螨都有很高活性，是一種具有較高應用價值的殺螨劑，在農業蟲害防控中發揮重要作用。本文介紹了丁氟螨酯的化學性質及特有的生物活性機制，闡述了丁氟螨酯的研發歷程、理化性質及作用機理、環境相容性和應用現狀，展望了未來農藥發展的方向。

關鍵詞：丁氟螨酯；作用機制；化學性質；殺螨劑；農藥研發

中圖分類號：TQ454.2 文獻識別碼：A 文獻編號：1005-6114（2024）06-006-03

植食性害螨繁殖能力強、生命周期短，易產生抗藥性，是造成農作物減產的主要害蟲。近年來，該類害螨危害形勢加重，化學防治仍是目前最有效防治的手段。現有的殺螨劑導致螨蟲抗藥性增加，因而迫切需要開發新型藥劑，其中丁氟螨酯因具有高效低毒、作用方式新穎等優點，是受到廣泛關注的殺螨劑［1］；同時，因其速效性好、藥效持久，且對環境友好、對非靶標生物安全，極大地促進了其在有害生物綜合治理上的應用［1］。本文就丁氟螨酯的研發歷程、作用機理、環境影響及應用現狀等方面進行綜述，展望了其發展前景。

1 研發歷程

20世紀90年代后期開始新型殺蟲劑和殺螨劑研究，有農業技術研究人員發現吡唑烷二酮衍生物具有殺蟲、殺螨和除草活性，其獨特的酮-烯醇互變異構結構（1）提供了獨特的研究視角，探索中發現，在吡唑烷酮衍生物的活潑甲基中引入鹵原子和硝基后所形成的化合物（2）具有良好的殺螨活性，對其結構進行優化，得到了化合物（3）并將其作為開發殺蟲劑的候選化合物；1988年經過田間實驗發現，該化合物具有很好的殺蟲活性，但由于合成工藝問題，不得不放棄對化合物（3）的開發（圖1）［2］。但這一研究為丁氟螨酯的探索打下了良好的基礎。

在之后的研究中，嘗試將氯原子引入酮式結構中的活性亞甲基碳原子上，在苯甲酰基丙烯腈衍生物中引入氯原子后，化合物展現出顯著的殺蟲和殺螨效果，形成了首個先導化合物，隨后開展了當取代基Z為鹵原子時的合成研究。經過不斷試驗，最后確定丁氟螨酯（圖2）對螨類活性最高，因此將其確定為最終的殺螨化合物［2］。

2 理化性質及作用機制

丁氟螨酯的理化性質見表1 ［3］。作為一種固體化合物，其具有標志性的晶體結構，正常環境壓力下的熔點在80℃左右，其沸點較高，超過200℃，在常壓條件下的揮發性較低。丁氟螨酯的熔點和沸點證明了其穩定的固態性質，使其在多種環境條件下依然保持良好的效力和持久性。

丁氟螨酯在水中的溶解度相對較低，報告值約為0.0281 mg/L，表明其在水環境中的遷移性較弱。然而，在有機溶劑中，如丙酮、二氯甲烷和乙醇、丁氟螨酯則展現出更好的溶解性，使得其成為配制農藥噴灑液的理想選擇，其疏水性質也決定了丁氟螨酯在處理作物時能夠更加持久地附著在植物表面，從而保證了施用效果。

已有研究表明，丁氟螨酯在螨體內經羧酸酯酶代謝后轉化為其去酯化代謝產物［螨的主要代謝產物AB-1（C20H18F3NO，圖3）］，AB-1能以極低的濃度強烈抑制線粒體復合物II，影響丙酮酸羧化酶（PDC）的活性，螨蟲的呼吸作用受到抑制，最終導致死亡［4，5］。由于這一靶標在哺乳動物體內不是必需的，使得丁氟螨酯對人類和其他非靶標生物的毒性較低，因而具有巨大的應用前景。

3 代謝及環境行為

丁氟螨酯易降解，能被特定的酯酶水解為活性烯醇代謝物，不僅清除目標生物效果好，且對非目標生物安全，不具有生物放大作用。目前，其環境行為研究主要集中在水、土壤介質和水-沉積物系統中［1］。李敏敏［6］發現丁氟螨酯在環境中能代謝為鄰三氟甲基苯甲酰胺和鄰三氟甲基苯甲酸，其水解速度受多種環境因素的影響，在堿性條件下和較高溫度下水解較快，并且不同水質也會影響其降解速度。

盡管目前的試驗和田間應用均表明丁氟螨酯對非靶標生物的影響相對較低，但在農藥大量使用與環境累積下，對土壤微生物群落結構可能產生影響，尤其是長期超量使用會對生態系統的自凈作用與生物多樣性造成威脅。楊靜等［7］研究發現，丁氟螨酯及其代謝物在枸杞中的降解率均小于30%，消解動態試驗表明，環境對枸杞中丁氟螨酯的降解有一定的影響。因此，研究和分析丁氟螨酯在不同環境條件下的行為和效果變化具有重要意義。通過了解其在環境中的行為和歸宿，可以為農藥合理使用、環境風險評估以及農藥管理政策制定提供科學依據［8］。

4 應用現狀與未來展望

丁氟螨酯產品于2007年上市，市場價值達到千萬美元。世界各大洲都有一定量的銷售，其中以巴西、美國、日本等為主，達到全球銷售額的70%左右，主要防治柑橘、蘋果等果樹螨蟲［9］。由于其在地下水和地表水中的代謝物B-3（C8H6F3NO，圖4）可能存在潛在的基因毒性，歐盟委員會綜合考慮評估國和EFSA評估草案以及同行評議結果，決定修改丁氟螨酯批準法規（EU）No 22/2013和歐盟活性物質批準清單（EU）No 540/2011：除施用于溫室內的非土培作物之外，每年7-9月不得使用含丁氟螨酯的植物保護產品。但在國內仍沒有明確的法律法規對其使用進行限制［10］。

由于丁氟螨酯對葉螨科害螨具有高度的選擇性，對天敵等非靶標生物具有安全性以及對環境的友好性，因此丁氟螨酯可以與害螨的天敵一起使用，應用于害螨綜合管理。喬巖等［11］將葉螨天敵智利小植綏螨與丁氟螨酯聯合使用，應用于草莓二斑葉螨防治時發現，丁氟螨酯對智利小植綏螨的毒性低，且聯合應用時能顯著提高對草莓二斑葉螨的防治效果，28 d防治效率仍保持在95%以上，表明智利小植綏螨與丁氟螨酯聯合使用具有協同增效的作用。

由于丁氟螨酯作用于葉螨科害螨各個生長階段，對環境友好，且對天敵等非靶標生物安全，與現有的殺蟲、殺螨劑多無交互抗性，具有寬廣的潛在應用市場，該化合物專利于2020年8月10日到期，市場上可能會有更多的廠家生產和銷售丁氟螨酯，從而促進更多相關產品的研發和應用，因此以丁氟螨酯為先導化合物的新藥研發也將會是未來發展趨勢，目前正在研發中的高活性化合物SYP-10898就是以丁氟螨酯為基礎，使用苯基替換甲氧基進行合成［12］。

綜上，丁氟螨酯作為一類高效的殺螨劑，在化學農藥發展史上占有重要地位，因其用途廣泛以及對環境友好，使其成為研究和應用熱點。隨著技術進步，丁氟螨酯有望在未來殺螨劑市場占據更加重要的作用。值得注意的是，未來研究在保持其殺蟲效果的同時，還需關注其環境安全與生態影響，推動農藥科學向著環境更為友好的方向發展。

參考文獻

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［2］ 張一賓.新穎殺螨劑cyflumetofen的開發沿革［J］.世界農藥，2007（2）：14-18.

［3］ 李魏紅.丁氟螨酯的合成工藝研究［D］.石家莊：河北科技大學，2020.

［4］ Wei P，Chen M，Nan C，et al. Downregulation of carboxylesterase contributes to cyflumetofen resistance in Tetranychus cinnabarinus（Boisduval）［J］.Pest Management Science，2019，75（8）：2166-2173.

［5］ Hayashi N，Sasama Y，Takahashi N，et al. Cyflumetofen，a novel acaricide-its mode of action and selectivity［J］.Pest Management Science，2013，69（9）：1080-1084.

［6］ 李敏敏.殺螨劑丁氟螨酯殘留分析及環境降解行為研究［D］.哈爾濱：東北農業大學，2013.

［7］ 楊靜，吳燕，劉霞，等.丁氟螨酯在枸杞上的儲藏穩定性和殘留消解研究［J］.保鮮與加工，2022，22（12）：78-84.

［8］ Shi L，Zhang P，He Y，et al. Enantioselective effects of cyflumetofen on microbial community and related nitrogen cycle gene function in acid-soil［J］.Science of the Total Environment，2021，DOI：10.1016/j.scitotenv.2020.144831

［9］ 譚衛軍，朱永基，梁居林.3種殺螨劑防治柑橘紅蜘蛛的田間藥效評價［J］.湖北植保，2023（6）：35-37.

［10］ 歐盟即將限用含丁氟螨酯的農藥［EB/OL］.農藥快訊，2019（2）：5.

［11］ 喬巖，張正偉，張濤，等.聯合應用智利小植綏螨與丁氟螨酯防治草莓二斑葉螨［J］.中國生物防治學報，2018，34（4）：514-519.

［12］ 李洋，張弘，劉遠雄，等.新型殺螨劑Cyflumetofen的合成與殺螨活性［J］.農藥，2009，48（7）：474-475，478.