含1_2_4_三氮唑类杀菌剂的研究进展

第21卷第3期2000年9月

青　岛　化　工　学　院　学　报

Journal of Qingdao Institute of Chemical Technology

Vol.21　No.3

Sep.2000

文章编号:1001-4764(2000)03-0201-05

含1,2,4-三氮唑类杀菌剂的研究进展Ξ

许良忠,　李惠静,　张书圣

(青岛化工学院应用化学系,青岛266042)

摘　要:综述了国内外含1,2,4-三氮唑类杀菌剂的研究进程,讨论了结构与活性的关系,总结了1,2,4-三氮唑类杀菌剂的应用现状及存在问题,提出了一些改进措施与建议。

关键词:1,2,4-三氮唑;杀菌剂;综述

中图分类号:S482 文献标识码:A

真菌病害是农作物三大病害之一,也是目前最重要的植物病害。自1998年第一个非商品化的杀菌剂“波尔多液”的问世[1,2],到1934年福美类杀菌剂[3,4]的诞生,实现了无机杀菌剂到有机杀菌剂的过渡。随后出现的一些内吸性杀菌剂[5～8]丰富和发展了有机杀菌剂的内涵,与福美类杀菌剂一并成为植物病害化学防治百年史中最重要的两件事。60年代诞生的三氮唑类杀菌剂与其它内吸性杀菌剂具有不同的杀菌机制,它通过阻碍真菌麦角甾醇的生物合成而影响真菌细胞壁的形成,对危害作物生长的多数真菌病害均有良好防治效果[9]。三氮唑类杀菌剂同时具有一定的植物生长调节活性[10-12],通过抑制植物体内赤霉素的合成,消除植物顶端优势,具有增产、早熟、抗倒、抗逆等多种功能。三氮唑类杀菌剂与其它杀菌剂相比,具有高效、广谱、低毒、低抗性、双效性(杀菌、控长)等特点,成为最有前途的杀菌剂类型[13]。

1　发展简史

60年代中期,荷兰的Philiph-Dupher公司开发了第一个1,2,4三唑类杀菌剂———威菌灵[14,15],但是随后出现的几个1,2,4-三唑类杀菌剂都因其较窄的抑菌谱而未引起足够的重视。60年代末,西德拜尔(Bayer)公司和比利时Janssen药物公司首先报道了1-取代唑类衍生物的杀菌活性[16]。拜尔公司研究人员从一个结构假设出发研究唑类化合物的杀菌活性,即在“生物体内凡能生成高反应性能的碳酰离子的化合物,必然具有某种活性[17,18]。”基于这种设想,酰基咪唑类化合物(1),因酰胺中氮的孤对电子与咪唑环的π电子交迭,可提高酰基碳的反应性能,使其极易于水解。B¨

u chel等认为三苯甲基咪唑(化合物2,X=H)中的季碳离子与酰基碳以同样的理由被活化,使它在生物体内生成苯基碳酰离子。经生物鉴定验证,它对酵母和植物病原菌有显著的抗菌活性。其取代类似物中的氯代三苯甲基咪唑(克霉唑)(化合物2,X=Cl)是全身性真菌的冶疗药。

为了验证这一假设,合成了一系列N-三苯甲基唑类衍生物,并测定其生物活性。试验结果表明,当唑类成分主要是以咪唑和1,2,4-三唑为基本结构时,即使改变其取代基部分,并不丧失生物活性,并由此开发了代表性化合物氟三唑[19,20](化合物3),已作为谷类和蔬菜白粉病防治药而应用。

C

N N

O

CH3　C

N N

X

　C

N N

N

CF3

　化合物(1)化合物(2)化合物(3) 70年代,唑类化合物的高效杀菌活性引起国际农药界的高度重视,各大公司先后开发研究表明,苯基可广泛地被其它基团所取代,其生物活性保持不变,或更加提高[17]。例如,苯基可被五元

Ξ收稿日期:2000-02-24

基金项目:山东省青年科学基金资助项目(Q99B16) 作者简介:许良忠(1963～),男,硕士,副教授

或六元杂环,各种类型的饱和或不饱和的烷基、酯、酮等官能团或桥苄基所取代。这种结构甚至可进一步改变,以至于中心碳原子不再带有芳香基。这类化合物的生物活性极高,以后就被开发成最具代表性的内吸性杀菌剂三唑酮和三唑醇等系列优秀品种[21,22]。在实践中,人们发现,有些三唑类化合物不仅具有杀菌活性,同时对植物生长有一定的调节活性。B¨

u chel等人首先报道了具有植物生长活性的三唑类化合物,在含0105%时可使豆类增产40%。三唑衍生物植物生长调节活性的发现使该类杀菌剂的研究更加活跃,各大公司先后开发并相继推出高效植物生长延缓剂PP333[10],植物生长抑制剂“抑芽唑[11]”等三唑化合物。这类化合物在植物生长调节方面所表现出的特异性能,为植物生长调节剂的研究开辟了新的领域。

2　开发现状

到目前为止,人们已经合成了数以万计的唑类化合物以供筛选,不少化合物都具有良好的杀菌和植物生长调节作用。其中绝大多数为1,2,4 -三氮唑类化合物,已商品化的三唑类杀菌剂和开发公司见表1。

211　手性特征的应用

随着对三唑类化合物的深入研究,以及环境学家提出越来越多的限制,新化合物的开发过程愈来愈困难,投资增加(>1亿美元),周期延长(>10年),风险更大[27]。在此形势下,遍及世界各地的农药研究集团都在积极筹划和开发新的技术,以应付明天的农业需要。

对三唑类化合物的手性特征进行研究,以合成生物活性更高的单种异构体,是近年来出现的一种新技术。大多数对映异构体是以外消旋混合物的形式生产和使用,然而,当它们参与生化反应和作用于受体时,在手性异构体之间会显示出差异。在某些情况下,两种异构体之间的活性差别不大,而有时会差别很大[28]。

表1　商品化三唑类杀菌剂和开发公司

商品名(通用名称)开发公司商品名(通用名称)开发公司

三唑酮(Bayleton)瑞士Bayer A G环唑醇(Cyproconazol)瑞士Sandoz A G

三唑醇(Triadimenol)瑞士Bayer A G戊唑醇(Tebuconazole)瑞士Bayer A G

口恶醚唑(Difenoconazole)日本住友糠菌唑(Bromuconazol)Rhone-Poulene-rochimie

苄氯三唑醇(Diclo-Butrazole)ICI Agrochemicals丙环唑[24](Propiconazole)Ciba-G eigy A G

双苯三唑醇(Bitertanol)德国Bayer A G戊环唑(Azaconazole)Jansen Pharmaceuticals

辛唑酮(PP969)日本山道士呋醚唑(Furconazole-cis)Rhone-Poulene-rochimie

戊菌唑[23](Penconazol)Jansen Pharmaceuticals呋菌唑(Furconazole)Rhone-Poulene-rochimie

酰胺唑(Imibenconazol)日本北兴化学工业乙环唑(Etaconazole)Ciba-G eigy A G

氟醚唑(Tetraconazol)Agrimont S.p.A氟硅唑[25](Flusilazole) E.I.du P ont de Nem o urs&C o.Inc 腈菌唑(Myclobutanil)Rohm&Haas Co.三氟苯唑[26](Fluotrimazole)瑞士Bayer A G

唑菌腈(Propanenitrile)Rohm&Haas Co.多效唑(Pacloeutrazol)ICI Agrochemicals

己唑醇(Hexaconazole)ICI Agrochemicals S-3307(Pentefezol)日本住友

粉唑醇(Flutriaol)ICI Agrochemicals S-3308(Penteconazol)日本住友

三唑酮是第一个商品化具有手性碳的杀菌剂,研究结果表明,三唑酮的两个对映体在杀菌性能上没有区别,而三唑酮经还原所得的三唑醇有高度的立体选择性。酮基被还原后又增加一个手性碳原子,其四个光学异构体的活性不一样,活性最高的是1S2R;其次是1R2S;1R2R、1S2S异构体的活性比1S2R低70倍。如果比较一下三唑酮和多效唑及Diclosutrazol,就会发现当-O-被-CH2-取代后,多效唑和Diclosutrazol的立体选择性发生了显著的变化,与三唑醇相反,后两者的IR2R异构体呈现的活性最高,其次才是1S2S异构体[29],见表2。在多效唑中,2R3R-异构体只表现出杀菌活性,而2S3S只表现出植物生长调节作用,在Diclosutrazol中,2R3R的抑菌活性大于2S3S。

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