內(nèi)蒙古嘧啶關(guān)注：脲嘧啶類除草劑的研究與進展

由于人類越來越重視內(nèi)蒙古嘧啶環(huán)境保護和食品安全，新時代新農(nóng)藥創(chuàng)造的主題仍然是高效、低毒、安全，這也是新農(nóng)藥的發(fā)展趨勢。脲嘧啶除草劑是原啉原氧化酶抑制劑的除草劑。研究表明，這種除草劑具有效率高、選擇性強、環(huán)境污染少、非目標生物安全等特點。據(jù)統(tǒng)計，在西方國家，原啉原氧化酶抑制劑已成為目前發(fā)展很快的除草劑品種之一。然而，近年來，大量除草劑的濫用導(dǎo)致許多商業(yè)品種對雜草的防治效果越來越低，因此開發(fā)出無交互抗性、選擇性高、除草譜廣、污染小的新型除草劑具有重要意義。

脲嘧啶類除草劑的發(fā)展歷程。1963年上市了作用于光合作用II受體的除草定[圖1(1)]和異草定[圖1(2)]、1966年開發(fā)的特草定[圖1(3)]、環(huán)草定[圖1(4)]等[4]。研究發(fā)現(xiàn)，這些很早出現(xiàn)的脲嘧啶類除草劑是電子傳遞抑制劑，分析其結(jié)構(gòu)。這些化合物只在嘧啶環(huán)的三位氮原子上替代烷烴鏈，直到化合物1[圖1(5)]出現(xiàn)。新化合物5的作用機制不同于以往除草劑的作用機制，但尚不明確。1986年，瑞士Hoffman-Laroche公司在優(yōu)化改造杜邦公司開發(fā)的早期脲嘧啶類除草劑結(jié)構(gòu)時，將三氟甲基引入脲嘧啶環(huán)的6位，并將一個高度官能化的苯基引入到3位。研究發(fā)現(xiàn)，三氟甲基是一種非常重要的替代品，它的引入對于改善化合物的活性至關(guān)重要。同年，瑞士Hoffffman-Laroche公司在優(yōu)化和改造杜邦公司開發(fā)的早期脲嘧啶類除草酶結(jié)構(gòu)時，將三氟甲基引入脲酶引入到脲嘧啶環(huán)的6位，并將一種高度引入到3位。如圖1(7)~(10)所示，1991年，報脲嘧啶環(huán)6位引入甲基(化合物3.4).苯基(化合物5)或并環(huán)(化合物6)時，所得化合物的活性與三氟甲基除草劑相似。基于這一階段的研究成果，研究人員對6-3氟甲基脲嘧啶的結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化、升級和修改，從未停止過。特別突出的是，美國尤尼羅伊爾公司開發(fā)的化合物7圖1(11)對一年生雜草起到了有效的除草作用，并在水稻領(lǐng)域得到了很好的應(yīng)用。因此，許多農(nóng)藥公司開始參與脲嘧啶除草劑的研發(fā)，并開發(fā)了許多高效的新品種，如苯嘧磺草胺和氟嘧啶，使脲啶除草劑成為開發(fā)的熱點。到目前為止，相關(guān)數(shù)百項，近年來開發(fā)的高效品種不多，為脲嘧啶除草劑的研究提供了更多信息資源內(nèi)蒙古嘧啶價格。

2.作用機制和結(jié)構(gòu)特征。除草劑種類繁多，各種除草劑的作用受體各不相同。實驗研究發(fā)現(xiàn)，脲嘧啶類除草劑屬于原啉原氧化酶抑制劑，是一種光合抑制劑。在植物的光合作用中，原啉原氧化酶是一種至關(guān)重要的合成酶，其作用機制是原啉原氧化酶抑制劑不斷占據(jù)原啉原氧化酶的催化活性空腔，成為催化活性空間的主導(dǎo)，抑制原啉原氧化酶在反應(yīng)過程中的活性。由于缺乏這種酶的催化作用，植物葉綠體中的原啉原物質(zhì)會過度積累，使植物自身的調(diào)節(jié)能力失效，導(dǎo)致有害物質(zhì)原啉原物質(zhì)流入細胞質(zhì)，氧化成原啉原物質(zhì)。原啉是葉綠素合成過程中的一種一定需要需物質(zhì)。它能在光照條件下與氧氣發(fā)生光解反應(yīng)，損傷植物細胞膜中的磷脂雙分子層，或?qū)е录毎て屏?，使?nèi)源物不斷從細胞中流出，導(dǎo)致細胞干枯死亡，結(jié)果對植物造成不可逆轉(zhuǎn)的損傷甚至死亡。研究表明，原啉原氧化酶抑制劑的分子與原啉原分子的結(jié)構(gòu)相同，除草劑的活性越強，其作用機理見圖2。如圖3所示，R2為甲基或氨基；R1為苯基。取代苯基。苯氧基。苯硫基和吡啶基，其中取代苯基的特征是兩個氫原子被氟取代，四個氫原子被氯或氰基取代，五個氫被烷基。烯基。酯基等。同時，一些研究結(jié)果表明，當R1和R2上的替代基被替換時，獲得的化合物也具有較高的除草活性，這對除草劑的研究具有重要的指導(dǎo)意義。

品種介紹及合成路線。脲嘧啶骨架作為一種先導(dǎo)化合物，在作物保護方面具有很高的價值，尤其是在抗性除草劑領(lǐng)域。目前市場上的流通的脲嘧啶除草劑主要有氟丙嘧啶酯、苯嘧磺草胺和氟嘧啶硫草酯。現(xiàn)簡要介紹這三個品種的現(xiàn)狀和合成路線。

氟丙嘧草酯3.1。

氟丙嘧草酯是先正達公司開發(fā)的脲嘧啶類非選擇性除草劑。氟丙嘧草酯的英文通用名稱：Butafenacil；商品名稱：Inspire；CAS號：134605-64-4。C20H18ClF3N2O6為化學(xué)分子型。

瑞士諾華公司推出的氟丙嘧草酯是以氟嘧苯甲酸為先導(dǎo)化合物的優(yōu)化產(chǎn)品。本產(chǎn)品屬于接觸式除草劑，可用于大型果園基地、大型棉地和非農(nóng)業(yè)基地。氟丙嘧草酯主要用于禾本科雜草、一年生和多年生闊葉雜草、莎草等。，對雜草有很強的除草作用。由于施藥階段不同，劑量也會有所不同。一般為苗后2kg/hm2或苗前4kg/hm2，僅供參考。在其他國家和地區(qū)，氟丙嘧草酯主要用于小麥田和其他谷類作物田，因其優(yōu)異的除草效果而得到廣泛應(yīng)用和廣泛推廣。文獻報道的氟丙嘧草酯合成方法如下。

苯嘧磺草胺3.2。苯嘧磺草胺是巴斯夫公司開發(fā)的脲嘧啶類除草劑。這種除草劑的英文通用名稱:Saflufenacil；商品名稱:Kixor；CAS號:3-72137-35-4。化學(xué)分子類型為C17H17ClF4N4O5S，化學(xué)結(jié)構(gòu)類型如圖7所示。苯嘧磺草胺的設(shè)計理念是以氟丙嘧磺草酯的結(jié)構(gòu)為主體，將酰亞胺和磺酰脲兩種除草劑的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢拼接在一起，使苯嘧磺草胺在結(jié)構(gòu)上具有雙重結(jié)構(gòu)的特點。2009年，苯嘧磺草胺在尼加拉瓜、智利、阿根廷和中國注冊。同年，苯嘧磺草胺在中國以水分散粒劑的劑型上市量產(chǎn)，可以有效預(yù)防和控制各種雜草，主要用于谷類田地、棉花地、果園和堅果生產(chǎn)基地。它還具有良好的預(yù)防效果，一般用于18~25g/hm2。苯嘧磺草胺在活性和創(chuàng)新方面都有獨特的特點，被譽為20多年來成功的除草劑，是除草劑的又一里程碑。

路線一:以2-氯-5-硝基苯甲酸為反應(yīng)的起始原料，通過酯化反應(yīng)、還原反應(yīng)和縮合反應(yīng)制得到中間體A化合物，然后以中間體A化合物為反應(yīng)原料，經(jīng)胺解反應(yīng)成環(huán)反應(yīng)、甲基化反應(yīng)得到中間體B；然后以中間體B為原料，通過加氫反應(yīng)、酰氯化反應(yīng)和縮合反應(yīng)得到然后目標化合物氟丙嘧草酯。在反應(yīng)路線中，很重要的一點是保護活性基團羧基。經(jīng)過一系列反應(yīng)，羧基被去除并保護，然后內(nèi)蒙古嘧啶通過縮合產(chǎn)生所需的目標化合物氟丙嘧草酯。