新一代卵菌纲病害杀菌剂——氟噻唑吡乙酮,对卵菌纲病害特效

阳阳深度 2025-01-21 03:53:40

氟噻唑吡乙酮(oxathiapiprolin)是2007年由杜邦研发的哌啶基噻唑异噁唑啉类杀菌剂,现由科迪华和先正达合作开发。氟噻唑吡乙酮化学结构独特,结构中由苯环、异噁唑环、噻唑环、哌啶环和吡唑环构成;作用机理新颖,属于氧化固醇结合蛋白(简称OSBP)抑制剂,OSBP也是新发现的作用靶标;杀菌性能优异,对晚疫病、霜霉病、根腐病、茎腐病、疫病等由卵菌纲病原菌引起的植物病害有特效;活性高,在极低的用量下对各个时期的病害都有较好的防效,并且具有优良的内吸传导性,耐雨水冲刷,对新生组织也具有保护作用。

作为首个哌啶基噻唑异噁唑啉类杀菌剂,杜邦、拜耳等企业以氟噻唑吡乙酮为先导又研发出了氟噁菌磺酯等一系列的哌啶基噻唑骨架结构的化合物,对氟噻唑吡乙酮以及其结构的研究对我国新农药的创制和发展也具有现实的意义。

01 产品简介

英文名称:oxathiapiprolin

中文名称:氟噻唑吡乙酮

其他名称:Segovis、Zorvec

化学名称:rac-1-[4-[4-[(5R)-5-(2,6-二氟苯基)-4,5-二氢-1,2-噁唑-3-基]-1,3-噻唑-2-基]哌啶-1- 基]-2-[5-甲基-3-(三氟甲基)吡唑-1-基]乙酮

分子式:C24H22F5N5O2S

相对分子质量:539.521

CAS登录号:1003318-67-9

结构式:

理化性质:纯品为灰白色结晶固体,质量分数为98.9%。其熔点为146.4℃,沸点前分解,分解温度为289.5℃。在20℃时,氟噻唑吡乙酮在水中的溶解度为0.1749mg/L,在正己烷中为10mg/L,在邻二甲苯中为5.8g/L,在二氯甲烷中为352.9g/L,在丙酮中为162.8g/L。在25℃时,其蒸气压为1.141×10-3mPa,亨利常数为3.521×10-3Pa·m3·mol-1。

02 作用机理

氟噻唑吡乙酮属于氧化固醇结合蛋白抑制剂,氧化固醇结合蛋白OSBP是存在于真核细胞内的一类参与脂质代谢的非囊泡运输蛋白质,通过对OSBP抑制而表现出抑菌活性。

氟噻唑吡乙酮对病原菌生命周期中的多个阶段皆有效,包括游动孢子释放、休眠孢子萌发、孢囊梗发育、孢子囊形成等,且作用快速,用药后1~3 d即可见效。施用后氟噻唑吡乙酮被植物蜡质层快速吸收,因此其具有优异的耐雨水冲刷性能。

氟噻唑吡乙酮不仅具有治疗活性还具有预防保护作用。叶面喷雾用于预防病害时,能够抑制游动孢子释放、休眠孢子萌发;当用于治疗病害时,接种后1 d或2d,病害就能够得到控制。氟噻唑吡乙酮还具有良好的移动性及内吸向顶传导作用,可在寄主植物体内长距离输导,不仅能从老叶向新叶转移 ,也能由根部向叶部移动。

03 应 用

应用作物:番茄、荔枝、葡萄、西瓜、辣椒、马铃薯、黄瓜、观赏玫瑰、大白菜等。

防治病害:疫病、霜霉病等包括但不限于马铃薯晚疫病,球茎蔬菜霜霉病、生菜霜霉病、芸薹类、叶菜类霜霉病、仁果类蔬菜晚疫病、马铃薯疫病、洋葱、大蒜、大葱霜霉病、烟草黑胫病等。

常见剂型:10 %氟噻吡唑乙酮OD,可与嘧菌酯、氟吡菌胺、双炔酰菌胺、噁唑菌酮、四唑吡氨酯、苯噻菌胺等制成复配制剂。

04 登记情况

国内登记情况

其他国家登记情况

05 专利情况

2007年7月27日杜邦在美国、中国等37个国家和地区申请了包括氟噻唑吡乙酮在内的氮环酰胺类化合物的专利。

专利名称:杀真菌的氮环酰胺

申请号:CN200780028120.0

申请日:2007/07/27

公开(公告)号:CN102459256A

原始申请(专利权)人:纳幕尔杜邦公司

当前申请(专利权)人:科迪华农业科技有限责任公司

其他国家专利:JP2012524784A、CN102459256A、CN102459256B、IL215206A、ES2402113T3、TWI508962B、DK2421861T3、RU2528975C2、RU2011147184A、EP2421861B1、WO2010123791A1、PE20151725A1、ZA201106981B、BRPI1006581A2、KR20120007056A

06 合成路线

路线一:原研路线,专利CN102459256A,中描述了氟噻吡唑乙酮的合成路线,即以N‐叔丁基‐4‐哌啶甲酰胺(2)为起始原料,与2‐氯‐乙酰氯反应得到1‐(2‐氯乙酰基)‐N‐叔丁基‐4‐哌啶甲酰胺(3);化合物(3) 与三氯氧磷反应得1‐(2‐氯乙酰基)‐4‐哌啶腈(4),然后与5‐甲基‐3‐三氟甲基‐1H‐吡唑生成1‐[2‐(5‐甲基‐3‐三氟甲基‐1H‐吡唑‐1‐基)乙酰基]‐4‐哌啶腈(5);化合物(5)在二乙胺作用下与硫化氢制得关键中间体1‐[2‐(5‐甲基‐3‐三氟甲基‐1H‐吡唑‐1‐基)‐乙酰基]‐4‐硫代甲酰胺哌啶(6);2‐(二甲氨基)‐N‐羟基‐2‐氧代‐乙亚胺酰氯(7)与2,6‐二氟苯乙烯反应生成5‐(2,6‐二氟苯基)‐4,5‐二氢‐N,N‐二甲基‐3‐异噁唑甲酰胺(8),化合物(8)与甲基溴化镁反应得 到1‐[5‐(2,6‐二氟苯基)‐4,5‐二氢异噁唑‐3‐基]乙酮 (9) ;化合物(9)与液溴反应得到2‐溴‐1‐[ 5‐( 2,6‐二氟苯基)‐4,5‐二氢异噁唑‐3‐基]乙酮(10);最后,化合物(10)与化合物(6)反应得到目标产物氟噻唑吡乙酮(1)。

该反应路径,原料昂贵,而且条件苛刻,特别用到格式试剂和溴化反应,应用于工业化生产难度较大。

路线二:以4‐哌啶腈(11)为起始原料,与氯乙酰氯反应得到 1‐(2‐氯乙酰基)‐4‐哌啶腈(4);化合物(4)与5‐甲基‐3‐三氟甲基‐1H‐吡唑反应得到1‐[2‐(5‐甲基‐3‐三氟甲基‐1H‐吡唑‐1‐基)乙酰基]‐4‐哌啶腈(5);化合物(5)在二乙胺作用下与硫化氢制得关键中间体1‐[2‐(5‐甲基‐3‐三氟甲基‐1H‐吡唑‐1‐基)‐乙酰基]‐4‐硫代甲酰胺哌啶(6) ;1,3‐二氯丙酮(12)与亚硝酸叔丁基酯在氯化氢的作用下进行肟化制得3‐氯‐N‐羟基‐2‐羰基-丙烷亚氨基(13);化合物(13)与2,6‐二氟苯乙烯反应得到中间体2‐氯‐1‐[4,5‐二氢‐5‐(2,6‐二氟苯基)‐3‐异噁唑]乙酰(14);最后,化合物(14)与化合物(6)反应制得目标产物氟噻唑吡乙酮(1)。

此合成路线反应条件相对温和,但原料昂贵,整个反应收率仅 为25%左右,整个原药合成成本较高。

路线三:世界农药,以2-(N-Boc-哌啶基)-4-噻唑甲醛为原料,与羟胺反应得到2-(N-Boc-哌啶基)-4-噻唑甲醛肟,随后与2,6-二氟苯乙烯关环反应得到1-[4-(4-[5-(2,6-二氟苯基)4,5-二氢-3-异恶唑基]-2-噻唑基]-N-Boc-哌啶。最后与第二条路线进行相同的步骤,脱Boc保护基,然后再与吡唑羧酸反应得到氟噻唑吡乙酮。

该路线将肟的合成由亚硝酸叔丁基酯与1,3-二氯丙酮反应改成甲醛与羟胺反应,该路线条件可能更加温和,但是原材料更加复杂。之后的步骤与第二条工艺改变不大,因此成本也是该路线的问题。

路线四:泰禾路线,以4‐(4,4,5,5‐四甲基‐1,3,2‐二氧杂硼戊烷‐2‐基)‐5,6‐二氢吡啶‐1(2H)‐羧酸叔丁酯和2‐溴‐噻唑‐4‐甲醇为起始路线,经过取代、还原、氧化、肟化、成环、脱保护、酰基化和取代等8步反应最后得到目标化合物氟噻唑吡乙酮。

路线五:生物有机和药用化学,第24卷,第3期,以4-氰基哌啶为起始原料,参考原研路线制备,合成路线如下:

07 复配推介

氟噻唑吡乙酮+四唑吡氨酯:两种组分组合具有协同增效作用,特别是对卵菌纲病原菌引起的植物病害有特效,对霜霉病特效。

氟噻唑吡乙酮+唑嘧菌胺:两成分组合可以灵活高效地防治霜霉病和晚疫病,而且两者作用机制新颖,与其他商业化杀菌剂无交互抗性,是管理特种作物上抗性真菌治理的理想工具。

氟噻唑吡乙酮+络氨铜:该组合混配后增效作用明显,对葡萄霜霉病、黄瓜霜霉病、番茄晚疫病等病害有显著的治疗作用。

氟噻唑吡乙酮+噻霉酮+氟吡菌胺:该组合具有新颖的作用机理,针对瓜类、葫芦科作物霜霉病,茄属作物晚疫病等有较好的防效。

08 前景展望

作为新一代的卵菌纲病害杀菌剂,氟噻唑吡乙酮作用机制新颖,对卵菌纲病害特效,具有预防、治疗和抑制产孢作用。用药后氟噻唑吡乙酮可以快速被蜡质层吸收,具有优秀的耐雨水冲刷作用;同时具有内吸向顶传导、保护新生组织的特点。氟噻唑吡乙酮高效、速效、持效,比现有的卵菌纲杀菌剂用药量更低。但其作用位点单一,在实际应用中应注意与不同作用机理的杀菌剂复配和轮换用药。作为具有新的作用靶标的新化合物,基于OSBP的哌啶基噻唑类化合物正逐渐成为新农药创制的一个重要研究方向。

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