杀菌剂的分类及应用

【背景及概述】^[1][2][3]

1990年以来，世界农药及转基因种子销售额总体呈上行趋势。2013年，全球作物用农药销售额为542.08亿美元，同比增长9.4%；非作物用农药的销售额为64.81亿美元，同比增长1.7%。这一年，全球农药总销售额为606.89亿美元，同比增长8.5%。2012年全球杀菌剂总销售额为141.15亿美元，2013年全球杀菌剂总销售额为140.08亿美元，同比下降0.8%。预计2018年，全球杀菌剂销售额可达163.87亿美元，2013-2018年复合年增长率为3.2%。2012年，全球杀菌剂总销售额为141.15亿美元，占全球537.32亿美元农药总销售额的26.3%。其中，甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂销售额占据首位，所占份额为22.8%.在目前应用的杀菌剂品种中，销售额超过1亿美元的品种有35个。嘧菌酯、唑菌胺酯、代森锰锌、肟菌酯、丙硫菌唑、铜类杀菌剂、氟环唑、戊唑醇、甲霜灵、环唑醇成为排在杀菌剂销售额前10位的品种，其销售额均超过了3.5亿美元。在十大杀菌剂品种中，甲氧丙烯酸酯类三唑类是最重要的结构类型。十大品种2007年销售额合计为35.7亿美元，而在2011年达58.8亿美元，年平均增长率为16.2%。在这十大杀菌剂品种中，嘧菌酯、唑菌胺酯、丙硫菌唑是近年来杀菌剂市场增长最快的品种，4年时间里，销售额扩大了1倍。

【分类及应用】^[4]

2000年后开发、报道的新杀菌剂按结构不同分为三唑类、Strobilurin类、氨基酸衍生物、磺酰胺类及其他共5类。

1. 三唑类

三唑类化合物是甾醇生物合成中C -14脱甲基化酶抑制剂。 该类化合物特点是对白粉病、锈病、黑星病、网斑病、灰霉病、眼纹病等多种病害有很好的活性，且持效期长。该类化合物如丙硫菌唑(prothioconazole)，它是拜耳公司在2002年英国Brighton会议报道的三唑硫酮类杀菌剂，几乎对麦类所有病害都有很好的防效，于2004年上市。该杀菌尽管是基于传统的三唑类杀菌剂研制出来的，但其结构变化较大，其创新点在于将三唑基团变成三唑硫酮，

2. Strobilurin类化合物

Strobilurin类杀菌剂来源于天然产物，是线粒体呼吸抑制剂，即通过在细胞色素b和C1间电子转移抑制线粒体的呼吸，对14- 脱甲基化酶抑制剂、苯甲酰胺类、二羧酰胺类和苯并咪唑类产生抗性的菌株有效，具有保护、治疗、铲除、渗透、内吸活性。尽管该类化合物作用机理独特，但某些病原菌对其产生抗性的速度也很快，如醚菌酯在实际使用一年后就有关于白粉病抗性发生的报道，故应用时多以混剂出现。拜耳公司开发的氟嘧菌酯(fluoxastrobin)，是将日本北兴化学工业公司早期报道的用作杀菌剂的结构Ⅰ引入到嘧菌酯(azoxystrobin)的结构上，并经进一步优化得到。 氟嘧菌酯适用期广，无论在真菌侵染早期如孢子萌发、芽管生长以及浸入叶部，还是在菌丝生长期都能对作物提供很好的保护和治疗作用，对孢子萌发和初期浸染最有效；同时具有优异的内吸活性和很好的耐雨水冲刷能力。

另外的商品化品种有日本盐野义公司研制且与巴斯夫公司共同开发的广谱内吸性杀菌剂醚菌胺(dimoxystrobin)，主要用于防治白粉病、霜霉病、稻瘟病、纹枯病等；巴斯夫公司研制的肟醚菌胺(orysastrobin)，主要用于水田；唑菌胺酯(pyraclostrobin)是巴斯夫公司继醚菌酯之后于1993年发现的另一种新型广谱甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂，由于其毒性低，对非靶标生物安全，对使用者和环境均安全友好，被US-EPA列为减小风险的候选药剂商品化。

国内对该类化合物研究也比较多，目前发现的活性好且具有工业化前景的有多个，都是在国外已有品种或已知化合物基础上演变而来，多具广谱杀菌活性。

其中唑菌酯(pyraoxystrobin，试验代号SYP-3343)不仅具有很好的杀菌活性，同时具有杀虫、杀螨活性，可达到病虫兼治之目的。 唑菌酯和丁香菌酯(SYP-3375)都是采用中间体衍生化方法，结合生物等排理论得到的结构新颖的化合物[21]。 另外还有SYP-7017、烯肟菌胺(SYP-1620)、烯肟菌酯(enestroburin，SYP-Z071)、苯醚菌酯(ZJ 0712)等来自活性亚结构的拼接或对已知结构稍加修饰得到。

3. 氨基酸衍生物

氨基酸类化合物因其对人类、环境安全，目前亦是世界农药公司研究的热点之一，近期开发的该类化合物主要有两个，均是在拜耳公司先前开发的异丙菌胺(iprovalicarb)基础上经过进一步优化得到。苯噻菌胺(benthiavalicarb-isopropyl)是日本组合化学公司研制、与拜耳公司共同开发的，可能是细胞壁合成抑制剂。对卵菌纲病原菌引起的病害具有很好的杀菌活性，对苯酰胺类杀菌剂有抗性的马铃薯晚疫病菌以及对甲氧基丙烯酸酯类有抗性的瓜类霜霉病都有很好的活性[25]。Isagro研发的化合物valiphenal(试验代号IR 5885)对葡萄霜霉病等具有很好的活性。

4.磺酰胺类化合物

磺酰胺类杀菌剂主要有以下几个。氰霜唑是由日本石原产业公司开发的，是线粒体呼吸抑制剂。主要防治霜霉病、疫病如黄瓜霜霉病、葡萄霜霉病、番茄晚疫病、马铃薯晚疫病等。其创制可能是在法国罗纳普朗克公司早期报道的杀菌活性的化合物Ⅱ以及英国先令公司早期报道的具有杀菌活性的氰基咪唑类化合物Ⅲ基础上开发出来的。日本日产化学工业公司开发的用于防治果树、蔬菜等的霜霉病和晚疫病的吲唑磺菌胺的创制过程和氰霜唑非常类似，其最初可能也是在Ⅲ基础上研究，后又在石原产业公司、三菱油化公司报道的具有杀菌活性的三唑磺酰胺类化合物Ⅳ和Ⅴ的基础上，同时考虑到II得到了苯并咪唑类化合物(VI) ；在结构优化中用吲哚替换苯并咪唑，得到吲哚类化合物；再经进一步优化得到了吲唑磺菌胺。甲磺菌胺由日本武田药品化学公司研制开发，可能是在日本三井东亚化学品公司早期开发的磺菌胺基础上开发出来的，具有较高活性，但杀菌谱较窄，用于防治黑星病菌，可用作土壤处理和种子处理剂。

5. 其他类化合物

丙氧喹啉(proquinazid)是由杜邦公司研制的新型杀菌剂。 主要用于防治白粉病等病害。 其研制可能是在研究氟喹(fluquinconazole)类似物基础上，或在中间体喹唑啉酮研究过程中发现的。苯菌酮(metrafenone)是德国巴斯夫公司开发的二苯酮类杀菌剂，主要用于防治白粉病等。 其可能是在研究烯酰吗啉中间体二芳酮的基础上，经优化得到。吡啶唑啉类杀菌剂啶菌唑(SYP-Z048)结构新颖，对由灰葡萄孢引起的黄瓜、番茄、韭菜等多种蔬菜病害有效。 其创制是在壳牌(Shell)公司早期报道的具有杀菌活性化合物Ⅶ的基础上，经优化得到的。其他品种还有道化学公司开发的meptyldinocap，组合化学公司开发的对菌核病、灰霉病有特效的新型含吡啶基团的氨基甲酸酯类杀菌剂pyribencarb，上海市农药研究所开发的对果蔬白粉病、早疫病、黑星病等多种病害有效的氯苯肟唑(SPRI-WM-005)，江苏省农药研究所创制的对小麦赤霉病、纹枯病、棉花立枯病、辣椒疫病、黄瓜灰霉病、小麦纹枯病及水稻恶苗病等有很好抑制作用的氰基丙烯酸类杀菌剂氰烯菌酯。

【主要参考资料】

[1] 杨吉春, et al. 国内外杀菌剂进展. 现代农药, 2015, 2015 年 05: 1-9, 17.

[2] 孙克. 全球十大杀菌剂的市场与展望. 农药, 2013, 52.7: 469-475.

[3] 吴峤, 焦姣, 刘长令, & 杨吉春. (2012). 杀菌剂开发的新进展. 农药, (1), 4-7.

[4] 杨吉春, 吴娇, 刘若霖, 马士纯, & 刘长令. (2008). 杀菌剂开发的新进展. 農藥, 47(6), 402-405.