甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂简介

甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂简介

甲氧基丙烯酸酯类农药

一、发现过程

甲氧基丙烯酸酯类化合物开始的研究开始于1969年，捷克科学家Musilek等人在一种蘑菇（oudemansiella mucida）中首次发现了strobilurin A ，并将这种物质用于治疗人类的皮肤病。Oudemansin A是继Strobilurin A之后从腐朽的松木长出的蘑菇中分离出来的具有抗菌活性的天然抗生素。

O

O

O strobilurin A

O O oudemansin A

随着越来越多具有杀菌活性的β-甲氧基丙烯酸酯类天然抗生素的相继发现，有关其生物活性、结构确证、作用机理和全合成的研究也越来越多，从而也引起了农药公司和研究人员的极大兴趣。

1982年，英国捷利康公司和德国巴斯夫公司最早展开了该方面的研究工作。捷利康公司人员研究人员在Strobilurin A的结构基础上进行改造，打破其共轭三烯结构，合成了大量的以β-甲氧基丙烯酸酯衍生物为先导的杀菌剂，但仍未达到田间试用的要求。生测表明含(E)-β-甲氧基丙烯酸酯的化合物具有一定的生物活性,而含(Z)-式的则没有活性。1986年获得含天然(E)-β-甲氧基丙烯酸甲酯基团的strobilurins合成物的专利权，1992年成功开发出了嘧菌酯(azoxystrobin)，并于1996年成功上市。2000年又公布了啶氧菌酯，并于2002年上市。捷利康公司这类最早专利的发布阻碍了巴斯夫公司对该天然毒性基团的研究工作,但是巴斯夫公司发现了(E)-β-甲氧基丙烯酸甲酯的电子等排体,即(E)-甲氧基亚氨基乙酸甲酯基团。与合适骨架连接后也能提供活性, 并最终实现了醚菌酯(kresoxim-methyl)，在1996年上市。巴斯夫继1996年向市场推出醚菌酯以来,于2002年、2004年和2007年又成功上市了吡唑菌酯、醚菌胺和肟醚菌胺, 其中吡唑菌酯是目前活性最高的丙烯酸酯类杀菌剂。拜耳1998年公布了肟菌酯，1999年该产品推向市场。1994年发现氟嘧菌酯，于2004年投放市场。1998年发现、2001年上市的咪唑菌酮虽然结构上不同于strobilurins类杀菌剂, 但与strobilurins类

杀菌剂具有同样的交互抗性基团, 目前该产品也归于拜耳。日本盐野义是从事该领域研究最早的公司之一,1993年研究发现的苯氧菌胺, 1999年上市, 成为防治

水稻稻瘟病的优良杀菌剂。

二、作用机制

甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的活性来源于它们能键合在细胞色素b ( Cytb) 的还原型辅酶Q的氧化位点(Qo位点) , 从而抑制线粒体的呼吸作用, 也因此称为Qo抑制剂。细胞色素b是细胞色素bc1复合物的一部分, 位于真菌和其他真核体的线粒体内膜, 一旦某个抑制剂与之键合,将阻止细胞色素b和c1之间的电子传递, 通过阻止三磷酸腺苷(ATP) 的产生, 从而干扰真菌体内的能量循环。

三、结构与活性：

N O

N N O OCH 3

O OCH

3侧链

桥

活性基团

strobilurins 杀菌剂的活性结构（以嘧菌酯为例）

活性基团大致可分为：（1）甲氧基丙烯酸酯类，这类品种有嘧菌酯、啶氧菌酯、烯肟菌酯、苯醚菌酯、UBF-307和嘧螨酯(杀螨剂) ；（2）甲氧基氨基甲酸酯类，这类品种有唑菌胺酯；（3）肟基乙酸酯类，这类品种有醚菌酯和肟菌酯；（4）肟基乙酰胺类，这类品种有：苯氧菌胺、醚菌胺、肟醚菌胺和烯肟菌胺；（5）唑烷二酮类，这类品种有恶唑菌酮；（6）咪唑啉酮类，这类品种有咪唑菌酮；（7）肟基二恶嗪类，这类品种有氟嘧菌酯。这些活性基团基本处于同一活性水平，并优于其它活性基，当其几何异构体由反式E 变为顺式Z 时，活性降低；当羰基C=O 变为硫代羰基C=S 时，活性亦骤减。

大多数化合物中的活性基团都是与苯环相连接的。苯环则被视为

strobilurins 类杀菌剂的桥。变化较多的是侧链，且侧链大多在活性基团的邻位。在侧链结构中，有芳氧基、杂芳氧基、芳氧烷基和杂芳氧烷基等，有的还在侧链中引入氟原子、氯原子和三氟甲基等吸电子基团，以优化strobilurins 类杀菌剂的活性。

四．甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的品种

2009年甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂总销售额26.28亿美元，占全球市场的5.7%，占杀菌剂市场23.5%。销售额较004年增长14.8%。甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂主要品种见下表。

活性成分

2009年销售额/亿美元

上市时间/年

公司

商品名

2009/2004年增长/% 嘧菌酯azoxystrobin 9.10 1997 先正达 Amistar 12.5 吡唑醚菌酯pyraclostrobin

7.35

2002

BASF

Headline 、Cabrio 、Insignia

20.0

肟菌酯trifloxystrobin

4.90

2000

Bayer

Flint

14.0

氟嘧菌酯fluoxastrobin 1.50 2004 Bayer Flint 71.9

啶氧菌酯picoxystrobin 1.45 2001 DuPont Flint 23.7

醚菌酯kresoxim-methyl 1.30 1996 BASF，Rallis Stroby -6.6

醚菌胺dimoxystrobin 0.5 2004 BASF Swing Gold 58.5

烯肟菌酯enestroburin ＜0.1 2006 沈阳化工研究院n.a.

苯氧菌胺metaminostrobin ＜0.1 2000 Shionogi Oribright

肟醚菌胺orysastrobin ＜0.1 2007 BASF Arashi n.a.

唑菌酯pyraoxystrobin ＜0.1 2009 沈阳化工研究院n.a.

烯肟菌胺SYP-1620 ＜0.1 2008 沈阳化工研究院n.a.

总计26.28 14.8

1、嘧菌酯

嘧菌酯(Azoxystrobin)是世界上第一个商品化的甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂。其作用谱广，几乎可以防治所有真菌(子囊菌纲、担子菌纲、卵菌纲和半知菌类)病害。适用于谷物、水稻、葡萄、水果、香蕉、大豆、蔬菜、草坪和观赏植物等。它在对稻瘟病的防治中，既能抑制稻瘟病菌丝生长，又能抑制孢子萌发，对孢子产生、黑色素合成和孢子致病力等都有显著的影响。这表明嘧菌酯在稻瘟病菌整个生活史中都能起作用，不仅抗真菌侵入、抗真菌扩展，而且能明显地降低再侵染和初侵染的孢子基数并达到防治病害的目的。嘧菌酯是目前世界上销量最大的杀菌剂，己在72个国家取得登记，用于防治84种不同作物上的400多种病害。

合成方法：

HO

H3CO2C

OMe

N N

Cl Cl

N N

O

H3CO2C

OMe

OH

N N

O O

H3CO2C

OMe

2.醚菌酯