作用機理

溴氰蟲酰胺與氯蟲苯甲酰胺一樣,都是魚尼丁受體殺蟲劑,主要通過激活靶標害蟲體內的魚尼丁受體,魚尼丁受體被激活后,可釋放橫紋肌和平滑肌細胞內貯存的鈣離子,可在幾分鐘內引起害蟲的肌肉運動調節紊亂,麻痹,使害蟲快速停止取食,最終死亡。

溴氰蟲酰胺具有內吸性、滲透和傳導作用,噴施后可快速傳輸至植株各個部位,分布于整個植株。有效阻止害蟲危害,被處理的作物長勢健壯、葉片光亮,還可提高作物產量。

開發歷程

雙酰胺類化合物是殺蟲劑中的新類型,其首個上市產品是日本農藥株式會社開發的氟苯蟲酰胺。該類產品因高活性而引起了杜邦的高度關注,通過構效關系的研究設計合成了許多新化合物。其中2008年推向市場的氯蟲苯甲酰胺是雙酰胺類殺蟲劑中較成功典范,2014年的全球銷售額已達14.80億美元,成為全球第一大殺蟲劑。

與氟苯蟲酰胺的鄰苯二甲酰胺結構不同,氯蟲苯甲酰胺為鄰甲酰氨基苯甲酰胺類化合物。而溴氰蟲酰胺(Cyantraniliprole)是杜邦繼氯蟲苯甲酰胺(Chlorantraniliprole)之后成功開發的第二代魚尼丁受體作用劑類殺蟲劑,兩產品在結構上高度重合,只是苯環上的氯(Cl)換成了氰基(CN)(如下圖所示)。

雖然只是官能團的變化,卻使溴氰蟲酰胺更高效,活性譜更廣,可有效防治鱗翅目、半翅目和鞘翅目害蟲,對環境非常安全,美國環保署將其作為“低風險”農藥予以登記。溴氰蟲酰胺被視為氯蟲苯甲酰胺的完美補充。

2008年,杜邦就溴氰蟲酰胺與先正達的硝磺草酮達成了相互授權協議。根據協議,先正達獲得了杜邦關于溴氰蟲酰胺用于復配產品的獨家授權,并可開發一些非農用市場等；兩公司共同分擔溴氰蟲酰胺的登記費用,以開發該產品的市場。與此同時,先正達授權杜邦開發其玉米田除草劑硝磺草酮,將硝磺草酮與杜邦的專利除草劑復配,用于玉米和甘蔗等。這是杜邦和先正達繼氯蟲苯甲酰胺和啶氧菌酯相互授權后的又一聯姻之作。

合成路線

溴氰蟲酰胺主要有2種合成路線,如下所示。

路線一：

由嗪酮與甲胺開環得到溴氰蟲酰胺,如下圖所示。該方法反應時間短,操作簡單,而中間體嗪酮由吡唑羧酸與苯胺酸或者呲唑酰氯與靛紅酸酐制得,操作相對繁瑣,反應時間較長。

路線二：

路線二是由此唑羧酸與鄰氨基苯甲酰胺在甲基磺酰氯、縛酸劑存在下反應生成溴氰蟲酰胺,如下圖所示。

專利情況

溴氰蟲酰胺是一個專利保護產品,于2024年1月專利到期,其專利概況為：

世界專利(WO2004067528)申請于2004年1月21日,終止于2024年1月20日。

歐洲專利(EP2264022)申請于2004年1月21日,終止于2024年1月20日。

美國專利(US7247647)申請于2004年1月21日,終止于2024年1月21日。

中國專利(CN100441576C)申請于2004年1月21日,終止于2024年1月20日。

也就是說,至2024年1月20日,溴氰蟲酰胺在世界許多國家和地區的化合物專利將要到期。

全球登記

溴氰蟲酰胺于2012年上市,現已覆蓋全球30多個國家,其中包括巴西、中國、印度、日本、美國和加拿大等。

2012年7月,杜邦溴氰蟲酰胺首先在阿根廷登記,同年上市,商品名為Benevia,用于番茄；繼而于2013年在加拿大取得登記,葉面噴霧和種子處理,用于許多作物。

2012年9月13日,美國杜邦公司在我國臨時登記了94%溴氰蟲酰胺原藥；同時,臨時登記了10%溴氰蟲酰胺可分散油懸浮劑。

2013年,先正達在阿根廷上市了溴氰蟲酰胺與噻蟲嗪的復配產品,作為種子處理劑,用于大豆、玉米和向日葵等；2014年底,在加拿大獲準登記。

2014年,拜耳的Routine Duo Box GR(溴氰蟲酰胺＋isotianil)在日本取得登記；Agro-Kanesho登記和上市了溴氰蟲酰胺產品Benevia；組合化學上市了溴氰蟲酰胺單劑產品Esperansa、Kumiai Benevia、Kumiai Verimark、Kumiai Exirel、Kumiai Padeet和Buzz,以及溴氰蟲酰胺與isotianil的復配產品Twin Padeet Box G和Routine Punch Box G等；日本曹達上市了溴氰蟲酰胺產品Verimark；日產化學登記和上市了溴氰蟲酰胺單劑Exirel SE和Prirosso G。

2014年2月13日,國杜邦的94%溴氰蟲酰胺原藥和10%溴氰蟲酰胺可分散油懸浮劑,皆已在我國取得正式登記。

2014年,杜邦在加拿大上市了溴氰蟲酰胺種子處理劑Lumiderm,用于油菜。

2015年,Lumivia(溴氰蟲酰胺)在美國上市,用于先鋒玉米雜交種子。

2015年,日本曹達在日本登記了Nisso Verimark(溴氰蟲酰胺懸浮劑)和Avail(啶蟲脒＋溴氰蟲酰胺,顆粒劑)；住友化學在日本上市了Stout Padeet(isotianil＋溴氰蟲酰胺)。

2015年,先正達在美國登記了Ference(溴氰蟲酰胺),用于草坪。

2015年4月28日,杜邦公司的維瑞瑪19%溴氰蟲酰胺懸浮劑在中國正式上市。該產品專為苗期護理而開發,具有環境友好、殺蟲譜廣、防效優異、持效期長、省工省時等特點,幫助作物贏在起跑線。

2015年,福亮(溴氰蟲酰胺+噻蟲嗪)在中國上市,此乃該產品的全球首發。福亮由噻蟲嗪與溴氰蟲酰胺強強組合,噻蟲嗪對刺吸式口器害蟲和咀嚼式口器的鞘翅目害蟲防效優秀,同時具有卓越的壯苗效果；溴氰蟲酰胺能有效控制咀嚼式口器的鱗翅目和鞘翅目害蟲。溴氰蟲酰胺與噻蟲嗪復配優勢互補,擴大了殺蟲譜,在有效防治作物苗期害蟲的同時,還能強化噻蟲嗪的壯苗效果。福亮是目前中國登記的第一個能夠同時防治刺吸式和咀嚼式口器害蟲的具有劃時代意義的殺蟲種子處理劑。

2016年9月14日,杜邦雙酰胺類殺蟲劑溴氰蟲酰胺在歐盟正式登記,10年有效期至2026年9月14日。溴氰蟲酰胺在歐盟的登記將成為其開發史上的又一重要里程碑。

溴氰蟲酰胺小節

一、廣譜性

溴氰蟲酰胺防治范圍之廣極為罕見,鱗翅目、同翅目、半翅目等蟲害皆有可用于防治煙粉虱、白粉虱、二化螟、三化螟、薊馬、蚜蟲、美洲斑潛蠅、瓜絹螟、棉鈴蟲、甜菜夜蛾、菜青蟲等幾十種害蟲,還可防治蠐螬、地老虎、二點委夜蛾等地下害蟲,尤其對薊馬、蚜蟲、斑潛蠅、煙粉虱、白粉虱等害蟲特效。

二、在水稻上面的推廣

意義不大,首先價位高,溴氰蟲酰胺價位大概比康寬高40%左右,兩者對鱗翅目防效相當；其次溴氰蟲酰胺對刺吸類害蟲防效一般,按照農業部登記的劑量,對蚜蟲的用量要有防治菜青蟲的3倍之多才有較好防效,看來對稻飛虱防效遠遠低于烯啶蟲胺、吡蚜酮。

三、溴氰蟲酰胺與氯蟲苯甲酰胺的對比

溴氰蟲酰胺的活性要比氯蟲苯甲酰胺的活性高,而且內吸性比氯蟲苯甲酰胺好很多,由此可推斷溴氰蟲酰胺的殺蟲活性要比康寬強。

四、合成

溴氰蟲酰胺的合成原藥不難,溴氰蟲酰胺和氯蟲苯甲酰胺通用K酸合成。不久的將來,國產溴氰蟲酰胺可能會大量面世,價格優勢很大。

五、值得關注

溴氰蟲酰胺對霜霉病也有較好的防治效果,或許此藥劑在經濟作物上的發展潛力極大,可能是個跨時代的好產品。

主要參考資料：楊桂秋,張宇,楊輝斌,吳鴻飛,新方法合成溴氰蟲酰胺