要解决全球的粮食供应，提高耕地单位面积产量必不可少的手段之一就是使用农药。不少传统农药由于毒性、残留性及抗性等问题，人们要求有新的农药予以替代。对于新开发的农药，要求其：(1)对抗性品系有效；(2)对非靶标安全；(3)对环境相容性好等，这也是新农药创制者的职责。 
     刺吸性害虫是危害作物的主要害虫之一，且也是传播病毒病的媒介。一些农药由于长期使用已产生抗性，为此需开发具有新作用机理的药剂，氟啶虫酰胺即为其中之一。该药剂于1998年开始进行正式药效试验，2003年上市，为日本石原产业公司开发的新颖杀虫剂，目前已在全球23个国家获得登记。2007年该药剂已有0.42亿美元的销售额。
1、开发沿革

    石原产业公司在新农药研发中发现以三氟甲基取代的吡啶化合物具有特异的生理活性，为此进行了深入研究。通过努力，该公司创制了一系列含有三氟甲基吡啶的农药品种，如除草剂吡氟禾草灵、杀虫剂氟啶脲、除草剂啶嘧磺隆和杀菌剂氟啶胺。图1即为它们的结构式。同时，世界其他农药企业也开发了一批含三氟甲基吡啶的农药品种，其中近年开发的有孟山都公司的除草剂氟硫草定、住友化学公司的杀虫剂啶虫醚、先正达公司的杀菌剂啶氧菌酯、拜耳公司的杀菌剂啶氧菌酯和fluopyram、陶农科公司的除草剂pyroxsulam。图2即为它们的结构式。
    为了进一步开发含三氟甲基吡啶的农药品种，石原产业对当今此类农药进行分析后认为：(1)大部分三氟甲基吡啶衍生物的三氟甲基取代多在毗啶的B-位。(2)对三氟甲基吡啶以碳链延长的化合物知之不多。为此，该公司科技人员进一步以在吡啶环B-位以外的位置予以三氟甲基取代，以及从毗啶环延伸的碳链与新的取代基为着眼点进行探索研究，结果发现了图3所示的先导化合物A。
    通过对化合物A进行生物活性测定，结果发现其对桃蚜的LC90值为12.5 mg/L，为中等杀虫活性。而它对其他害虫（斜纹夜蛾、梨叶螨）以800 mg/L处理时亦无效。此现象饶人趣味。进一步将与化合物A连接的酰胺基中的N，以不同位置的吡啶取代，其生物活性结果如表1所示。
    为此，将固定在吡啶环v一位上由CF3取代，并大量合成了4一三氟甲基吡啶酸。其对甲基吡啶类同时进行气相的氯化、氟化反应得到氯氟甲基吡啶，拟以此为原料作为衍生物制备的核心。但此法很难进一步制取烟碱酸衍生物，故探索新的合成方法。 如图4所示，利用已知的将4，4，4一三氟乙酰乙酸乙酯(1)与氰基酰胺进行环化反应制取4一三氟甲基吡啶的方法，制取化合物(2)，再与氧氯化磷反应将2个羟基变为氯原子制得化合物(3)。接着以铂化合物为触媒，通过加氢反应进行脱氯制取化合物(4)。将此氰基吡啶衍生物加碱水解即得目的关键中间体4一三氟甲基吡啶酸（5）。将化合物(5)与氯化亚砜及取代胺反应制得相应的酰胺。进而合成了各种衍生物，并比较它们的生物活性。结果发现，在酰胺基的N原子上用各种取代苯取代时，以对位上由三氟甲基取代的化合物活性最高（表2），并与化合物A相当。由此确定该化合物为先导化合物。也用各种烷基取代氮原子上的苯基，并测定生物活性，结果如表3所示。由表可见，当以甲基取代时，活性最高，LC90仅为3.1 mg/L，高于前述的先导化合物。而当改换成乙基时，则与化合物A的活性相同；但当以正丁基取代时活性下降。接着，在上述甲基中再引入各种基团并测定了它们的生物活性（表4）。由表可见当引入氰基及氨基硫代甲基时则活性与上述引入甲基时相当，而引入特丁基时则明显下降。
    经过各种筛选及经综合考虑后，最后挑选图5的化合物作为深入研究的对象，并一举成功，开发了新颖杀虫剂氟啶虫酰胺。
2、氟啶虫酰胺的理化性质
    氟啶虫酰胺的通用名为flonicamid、flunicotamid;试验代号：1KI-220、F-1785;商品名，ARIA、BELEAF、CARBINE、MAlNMAN、SETIS. TEPPEKI. TURBINE. ULALA。CA登录号：158062-67-0。化学名称为N-氰甲基．（三氟甲基）烟酰胺。其结构式如图5所示。
     本品外观为白色无味固体粉末，熔点157.5℃，蒸气压(20℃)2.55x 10-6 pa，溶解度(g/L，20℃)：水5.2、丙酮157.1、甲醇89.0，对热稳定。
3、剂型
     制剂为10%水分散粒剂。
4、氟啶虫酰胺的安全性
    原药对大鼠（雄）急性经口LD50为884 mg/kg，急性经皮LD50大于5 000 mg/kg。对大小鼠（雌、雄）急性吸入LD50大于4.90 mg/L。对兔皮肤无刺激，对眼睛有极轻微刺激，无致敏性。其对变异性、染色体异常及DNA修复等均为阴性。
    该药剂对水生动植物无影响。它对鲤鱼LC50(96 h)大于100 mg/L;对大型水蚤EC50(48 h)大于100 mg/L;对藻类EbC50(0~72 h)大于100 mg/L。
    该药剂以100 mg/L混饵对蚕无影响，对鹌鹑（雌、雄）急性经口大于2 000 mg/L，以大于1 000 mg/kg的剂量对蚯蚓无影响。土壤中半衰期DT50小于3d。
5、生物活性
     本剂对各种刺吸式口器害虫有效，并具有良好的渗透作用。它可从根部向茎部、叶部渗透，但由叶部向茎、根部渗透作用相对较弱。该药剂通过阻碍害虫吮吸作用而致效。害虫摄入药剂后很快停止吮吸，最后饥饿而死。据电子的昆虫吮吸行为(EMⅢ)解析，本剂可使蚜虫等吮吸性害虫的口针组织无法插入植物组织而致效。
6、使用方法
     在防治黄瓜等蔬菜蚜虫等害虫时每667 m2使用10%水分散粒剂30-50 9对水喷洒。当用于防治苹果等果树蚜虫时，用10%水分散粒剂加水2 500-5 000倍喷洒。
7、结束语
     由于氟啶虫酰胺独特的作用机理和极高的生物活性，以及其对人、畜、环境极高的安全性，同时对其他杀虫剂具抗性的害虫有效，本剂有很大的发展余地。同时，该药剂的开发过程也值得我们在新农药创制中借鉴。
(上海市农药研究所，上海200032   张亦冰)

世界农药2010.2