氟啶虫胺腈是由美国陶氏益农公司(现科迪华)开发的亚砜亚胺(sulfoximine)类杀虫剂,作用于昆虫乙酰胆碱受体,为乙酰胆碱受体激动剂。
氟啶虫胺腈对蚜虫、飞虱、粉虱等刺吸式口器害虫高效,且因其化学结构新颖,与新烟碱类杀虫剂无交互抗性,可用于抗性管理,防治对新烟碱类、菊酯类、有机磷类、氨基甲酸酯类杀虫剂产生抗性的害虫。得益于其优异的防效、广泛的防治谱,氟啶虫胺腈上市后销售额基本保持高速增长态势,2014—2019年复合年增长率为18.3%。
1理化性质及毒理学
图1氟啶虫胺腈的结构式
氟啶虫胺腈纯品为略带酸臭味的白色固体,熔点为112.9℃,沸腾前分解,分解温度为167.7℃。密度:1.519g/cm3;蒸气压:1.4×10-6Pa(20℃);分配系数(辛醇/水)KowlogP=0.802(pH7,20℃)。其在水中的溶解度(20℃)为0.568g/L,在1,2-二氯乙烷中的溶解度为39.6g/L,在甲醇中的溶解度为93.1g/L,在二甲苯中的溶解度为0.743mg/L。
氟啶虫胺腈土壤降解DT50(有氧):2.2d(典型土壤)、2.2d(实验室,20℃)、3.54d(大田);DT90(有氧):21.5d(实验室,20℃)、11.74d(大田)。
氟啶虫胺腈对大鼠的急性经口LD50为1,000mg/kg,急性经皮LD50>5,000mg/kg。对山齿鹑(Colinusvirginianus)的急性LD50为676mg/kg,短期饲喂LD50>5,620mg/kg。氟啶虫胺腈对水生生物和无脊椎动物几乎没有风险,对虹鳟(Oncorhynchusmykiss)的急性LC50(96h)>101mg/L;对大型溞(Daphniamagna)的急性EC50(48h)>399mg/L,慢性NOEC(21d)为50mg/L。氟啶虫胺腈对赤子爱蚯蚓(Eiseniafoetida)的急性LC50(14d)为0.855mg/kg,慢性NOEC(繁殖)为0.10mg/kg。
氟啶虫胺腈对蜜蜂高毒,意蜂(Apismellifera)接触毒性LD50(48h)为0.379μg/蜂,急性经口LD50(48h)为0.146μg/蜂;对欧洲熊蜂(Bombusterrestris)接触毒性LD50(48h)为7.55μg/蜂,急性经口LD50(48h)为0.027μg/蜂。制剂产品22%氟啶虫胺腈SC对蜜蜂的急性经口、急性接触LD50(48h)分别为0.060μg/蜂和0.643μg/蜂。
2作用机理及应用
氟啶虫胺腈为烟碱乙酰胆碱受体激动剂,与受体结合后,激活受体的内在活性,受体通道打开,细胞膜外的Na+向细胞内流动,通过神经细胞间的电信号传递来控制神经系统的机能。其具有内吸传导活性,用药后,通过植株木质部由下而上进行传导。
国际杀虫剂抗性行动委员会(IRAC)将氟啶虫胺腈归类为Group4中的4C(亚砜亚胺类)亚组,它是该亚组中的唯一有效成分。
氟啶虫胺腈兼具胃毒和触杀作用,杀虫谱广,对多种刺吸式口器害虫有效,如半翅目害虫盲蝽,同翅目害虫蚜虫、介壳虫、飞虱、粉虱等,适用于多种作物,如柑橘、棉花、甘蓝、花卉、蔬菜和果树等。其对靶标害虫防效优异,且速效性好,持效期长;可用于抗性治理,有效防治对新烟碱类、菊酯类、有机磷类和氨基甲酸酯类杀虫剂产生抗性的刺吸式口器害虫。
3开发与登记
氟啶虫胺腈为美国陶氏益农研制的第1个新颖亚砜亚胺类杀虫剂,2010年11月在英国伦敦召开的世界农药研究会议上公布。陶氏益农以砜亚胺类化合物A为前体,通过对R1、R2和R3结构的变化,得到一类具有良好杀蚜虫活性的N-硝基砜亚胺类化合物C,进而通过构效关系研究和优化得到高杀虫活性的化合物氟啶虫胺腈。
自2012年上市后,氟啶虫胺腈全球销售额基本保持高速增长态势。2015年因其登记遭遇变故,市场出现短暂下滑,销售额降至0.80亿美元;2016年,因其在美登记恢复,以及在更多市场上市,销售额实现了强劲反弹,氟啶虫胺腈迈入销售额超亿美元产品行列;2018—2019年,得益于其优异的性能,以及在更多地区、更多作物上的应用,氟啶虫胺腈全球销售额依然保持大幅增长。2014—2019年复合年增长率为18.3%。
表1氟啶虫胺腈的全球销售额
年份
销售额(亿美元)
同比(%)
2013年
0.55
2014年
0.90
63.6
2015年
0.80
-11.1
2016年
1.05
31.3
2017年
1.31
24.8
2018年
1.72
2019年
1.90
10.5
2011年,氟啶虫胺腈首先在韩国登记,此后在全球开展登记。目前,氟啶虫胺腈已经在中国、巴拿马、巴西、阿根廷、印度尼西亚、危地马拉、越南、美国、加拿大、澳大利亚、新西兰、肯尼亚、英国、欧盟等众多国家和地区登记、上市。
3.1在中国的登记
2010年6月,陶氏益农在中国取得50%氟啶虫胺腈水分散粒剂防治棉花烟粉虱、棉花盲蝽蟓和小麦蚜虫的田间试验批准证书;同年7月取得22%氟啶虫胺腈悬浮剂防治黄瓜粉虱和21.8%氟啶虫胺腈悬浮剂防治水稻飞虱田间试验批准证书。
2013年,氟啶虫胺腈原药(95.9%)和2个单剂产品(22%悬浮剂和50%水分散粒剂)在中国取得临时登记,2016年取得正式登记。2017年,氟啶虫胺腈2个复配制剂获得我国正式登记。具体登记情况见表2。
表2氟啶虫胺腈在我国的登记情况
登记证号
农药产品
登记作物及防治对象
登记证持有人
PD20160337
95.9%氟啶虫胺腈原药
科迪华农业科技有限责任公司
PD20160336
22%氟啶虫胺腈悬浮剂
白菜蚜虫,棉花蚜虫,马铃薯蚜虫,桃树桃蚜,水稻稻飞虱,葡萄盲蝽蟓,苹果树黄蚜,黄瓜蚜虫、烟粉虱,柑橘树矢尖蚧
PD20160335
50%氟啶虫胺腈水分散粒剂
小麦蚜虫,西瓜蚜虫,桃树蚜虫,棉花蚜虫、盲蝽蟓、烟粉虱
PD20172560
40%氟虫·乙多素水分散粒剂(氟啶虫胺腈20%+乙基多杀菌素20%)
甘蓝小菜蛾、蚜虫,西瓜蓟马、蚜虫,观赏月季蓟马、蚜虫
PD20172310
37%氟啶·毒死蜱悬乳剂(氟啶虫胺腈3.4%+毒死蜱33.6%)
水稻稻飞虱,小麦蚜虫、粘虫
3.2在欧盟的登记
2015年8月18日,氟啶虫胺腈在欧盟正式登记,有效期至2025年8月18日。截至2022年3月,氟啶虫胺腈在奥地利、比利时、保加利亚、塞浦路斯、捷克、德国、EL、西班牙、克罗地亚、匈牙利、爱尔兰、意大利、荷兰、波兰、葡萄牙、罗马尼亚、斯洛文尼亚、斯洛伐克等18个欧盟国家登记,爱尔兰为文件起草国,也是第1个批准氟啶虫胺腈登记的欧盟成员国。
2019年年底法国宣布禁止氟吡呋喃酮和氟啶虫胺腈的生产和销售。法国政府称,两者作用机理与新烟碱类杀虫剂相同,禁用这两个品种旨在降低对传粉昆虫和生态系统的影响。
3.3在美国的登记
早在2012年,氟啶虫胺腈就获得美国环保署(EPA)紧急豁免使用,临时允许其用于美国阿肯色州、密西西比州、田纳西州和路易斯安那州等地方州棉花牧草盲蝽的防治。2013年,其多个产品陆续在美登记并上市,用于大麦、蔬菜、柑橘、棉花、油菜、大豆、小麦等,后应用作物扩展至苜蓿、可可、谷物(如小米和燕麦)、玉米、菠萝、画眉草、高粱、蜀黍,以及种植园等。
表3氟啶虫胺腈在美国的登记情况
农药名称
有效成分及剂型
应用
SulfoxaflorTechnical
97.9%原药
2013-5-6
TRANSFORMWG
50%WG
紫花苜蓿蚜虫,洋蓟蚜虫、盲蝽、粉虱,芦笋蚜虫、蓟马,鳄梨蚜虫、蓟马,大麦、燕麦、黑麦、画眉草、小黑麦、小麦蚜虫和麦二叉蚜,玉米蚜虫,棉花蚜虫、盲蝽、银叶粉虱、蓟马,十字花科蔬菜蚜虫,观赏植物蚜虫、网蝽,鳞茎类蔬菜蓟马,蓝莓、蔓越莓等浆果蚜虫、叶蝉、盲蝽、蓟马,可可蚜虫,黑莓、覆盆子、黑莓蚜虫、叶蝉、盲蝽、蓟马,油菜蚜虫,柑橘蚜虫、木虱、粉蚧、桔盾蚧,苦瓜、哈密瓜、甜瓜、黄瓜、秋葵蚜虫、银叶粉虱,根茎或球茎蔬菜蚜虫、叶蝉、银叶粉虱,梨果蚜虫、盲蝽、梨木虱,水稻褐飞虱、盲蝽,大豆蚜虫,向日葵蚜虫等
XXpire?
20%乙基多杀菌素+20%氟啶虫胺腈
2014-3-5
温室和苗圃观赏植物蚜虫、食叶甲虫、粉蚧、蓟马、白蝇、甜菜夜蛾、茶尺蠖、小菜蛾、美国白蛾、浅棕色苹果蛾、云杉蚜虫、丛生蛾、西方毛虫、冬天蛾、锯蝇
CloserSC
21.8%SC
紫花苜蓿蚜虫,洋蓟蚜虫、盲蝽、粉虱,芦笋蚜虫、蓟马,鳄梨蚜虫、蓟马,大麦、燕麦、黑麦、画眉草、小黑麦、小麦蚜虫和麦二叉蚜,十字花科蔬菜蚜虫、银叶粉虱、蓟马,鳞茎类蔬菜蓟马,蓝莓、蔓越莓等浆果蚜虫、叶蝉、盲蝽、蓟马,可可蚜虫,黑莓、罗甘莓、覆盆子、黑莓蚜虫、叶蝉、盲蝽、蓟马,油菜蚜虫,柑橘蚜虫、木虱、粉蚧、桔盾蚧,玉米蚜虫,棉花蚜虫、盲蝽、银叶粉虱、蓟马,苦瓜、哈密瓜、甜瓜、黄瓜、秋葵蚜虫、银叶粉虱,甜椒、茄子、番茄蚜虫、盲蝽、粉虱,绿叶蔬菜蚜虫、银叶粉虱、蓟马,根茎蔬菜蚜虫、叶蝉、银叶粉虱,观赏植物蚜虫、网蝽,菠萝粉蚧,梨果蚜虫、盲蝽、梨木虱,水稻褐飞虱、盲蝽,大豆蚜虫,草莓盲蝽、蓟马,向日葵蚜虫
SequoiaCA
2018-3-22
紫花苜蓿蚜虫,洋蓟蚜虫、盲蝽、粉虱,芦笋蚜虫、蓟马,鳄梨蚜虫、蓟马,大麦、燕麦、黑麦、画眉草、小黑麦、小麦蚜虫和麦二叉蚜,十字花科蔬菜蚜虫、银叶粉虱、蓟马,鳞茎类蔬菜蓟马,蓝莓、蔓越莓等浆果蚜虫、叶蝉、盲蝽、蓟马,可可蚜虫,黑莓、罗甘莓、覆盆子蚜虫、叶蝉、盲蝽、蓟马,油菜蚜虫,柑橘蚜虫、木虱、粉蚧、桔盾蚧,玉米蚜虫,棉花蚜虫、盲蝽、银叶粉虱、蓟马,苦瓜、哈密瓜、甜瓜、黄瓜、秋葵蚜虫、银叶粉虱,甜椒、茄子、番茄蚜虫、盲蝽、粉虱,绿叶蔬菜蚜虫、银叶粉虱、蓟马,根茎蔬菜蚜虫、叶蝉、银叶粉虱,观赏植物蚜虫、网蝽,菠萝粉蚧,梨果蚜虫、盲蝽、梨木虱,水稻褐飞虱、盲蝽,大豆蚜虫,草莓盲蝽、蓟马,向日葵蚜虫
Ridgeback?
3.7%氟啶虫胺腈+11.2%联苯菊酯
2021-2-4
甘蓝、花椰菜、卷心菜等十字花科蔬菜、油菜蚜虫、粘虫、跳甲、小菜蛾、粉虱、叶蝉、蓟马、蝽蟓、盲蝽、红蜘蛛,玉米蚜虫、甜菜夜蛾、叶蝉、甲虫、麦虱虫、玉米螟、蝽蟓、蓟马、粘虫,棉花蓟马、象鼻虫、茶尺蠖、蚜虫、盲蝽、棉潜叶蛾、粘虫、粉虱、叶蝉、红蜘蛛、甜菜夜蛾、红铃虫,苦瓜、哈密瓜、甜瓜、佛手瓜、黄瓜、秋葵、南瓜、葫芦、芒果、西瓜等瓜类蚜虫、粘虫、茶尺蠖、甲虫、叶蝉、草地小爪螨、叶螨、银叶粉虱、盲蝽等
3.4在巴西的登记
2019年,基于氟啶虫胺腈的多款产品获得巴西登记,并在巴西上市。氟啶虫胺腈在巴西的登记情况见表4。
表4氟啶虫胺腈在巴西的登记情况
Closer
240g/LSC
2019-7-16
棉花棉蚜,柑橘木虱、褐色橘蚜,番茄粉虱,小麦麦二叉蚜、禾谷缢管蚜
2019-2-26
棉花棉蚜、柑橘木虱、褐色橘蚜,番茄粉虱,小麦、燕麦、黑麦麦二叉蚜、禾谷缢管蚜、麦无网蚜、麦长管蚜,大豆粉虱
Exor
2019-7-10
棉花棉蚜,柑橘木虱、褐色橘蚜,番茄粉虱,小麦麦二叉蚜
ExorSC
棉花棉蚜、烟粉虱,柑橘木虱、褐色橘蚜,番茄粉虱,大豆粉虱,甜瓜、西瓜粉虱、蚜虫,小麦麦二叉蚜
Expedition
100g/L氟啶虫胺腈+150g/L高效氯氟氰菊酯SE
2019-8-15
水稻Oebaluspoecilus,玉米Dichelopsmelacanthus,大豆Nezaraviridula、Piezodorusguildinii、Euschistusheros
Haffor
2019-9-9
Sortic
2019-8-28
Verter
棉花棉蚜,柑橘木虱、褐色橘蚜,番茄粉虱,大豆粉虱,甜瓜粉虱、蚜虫,小麦麦二叉蚜
VerterSC
棉花棉蚜、烟粉虱,柑橘木虱、褐色橘蚜,番茄粉虱,大豆粉虱,西瓜、甜瓜粉虱、蚜虫,小麦麦二叉蚜
3.5在澳大利亚的登记
科迪华在澳大利亚登记了氟啶虫胺腈原药及两款单剂产品,具体登记情况见表5。
表5氟啶虫胺腈在澳大利亚的登记情况
SULFOXAFLOR
原药
2013-9-13
EXPEDITEFULLINSECTICIDE
500g/kgWG
2014-8-1
柑橘斑须蝽,棉花蚜虫、粉蚧、绿盲蝽、粉虱、金龟子,瓜类蚜虫、白蝇、金龟子,果蔬蚜虫、白蝇、金龟子,番茄、马铃薯木虱,葡萄长尾粉蚧,榛子蚜虫(成虫、幼虫),叶菜蚜虫、白蝇、金龟子,核桃蚜虫(成虫、幼虫),块茎蔬菜、鲜食玉米蚜虫,葡萄蚜虫,草莓蚜虫、绿盲蝽,豆类作物白蝇、蚜虫,梨果长尾粉蚧,山核桃蚜虫(成虫、幼虫)
TransformIsoclastactiveInsecticide
2010-8-10
棉花棉蚜、粉蚧、绿盲蝽、白蝇,黄瓜、葫芦、茄子蚜虫、白蝇,葡萄长尾粉蚧,小麦蚜虫,核桃蚜虫(成虫、幼虫),块茎蔬菜蚜虫,番茄、马铃薯木虱,鲜食玉米蚜虫,大豆白蝇、蚜虫,草莓蚜虫,甜菜蚜虫、白蝇
3.6在加拿大的登记
2013年,氟啶虫胺腈获得加拿大登记,商品名分别为Closer和Transform。截至2022年3月,共有5个氟啶虫胺腈产品获得加拿大登记(见表6)。
表6氟啶虫胺腈在加拿大的登记情况
登记公司
ISOCLAST?
科迪华
Transform?WG
谷物、油菜蚜虫和盲蝽
Closer?
蔬菜、水果、坚果蚜虫、盲蝽、叶蝉和介壳虫
TwinGuard?
40%氟啶虫胺腈·乙基多杀菌素WG(20%氟啶虫胺腈+20%乙基多杀菌素)
苹果、亚洲梨、木瓜、山楂、枸杞、梨等梨果蚜虫、微刺盲蝽、梨圆蚧、牧草盲蝽、苹果绵蚜、蠹蛾、果实蝇、象甲;李子、杏子、樱桃、桃、油桃等核果梨小食心虫、蚜虫、梨圆蚧;马铃薯蚜虫、盲蝽、甲虫、叶蝉等
RASCENDO?
500g/LFS
先正达
油菜、芥菜型油菜跳甲
氟啶虫胺腈仍在专利保护期内,其在欧洲、美国和中国的化合物专利都将于2027年期满。这些专利皆由美国陶氏益农公司申请。
欧洲专利:EP1989184,申请于2007年2月9日,2027年2月8日专利到期;发明名称:InsecticidalN-substituted(6-haloalkylpyridin-3-yl)alkylsulfoximines)。
美国专利:US7687634,申请于2007年2月9日,2027年2月9日专利到期;发明名称:InsecticidalN-substituted(6-haloalkylpyridin-3-yl)alkylsulfoximines)。
中国专利:CN101384552,申请于2007年2月9日,2027年2月8日专利到期;发明名称:杀虫N-取代的(6-卤代烷基吡啶-3-基)烷基亚磺酰亚胺。
5总结
氟啶虫胺腈是由美国陶氏益农公司(现科迪华)开发的亚砜亚胺类杀虫剂,该杀虫剂作用于昆虫的乙酰胆碱受体,具有内吸性,可被植物的茎、叶、根吸收。其杀虫谱广,高效,用量少,持效期长,对刺吸式口器害虫有特效;且其化学结构新颖,与新烟碱类杀虫剂无交互抗性,可用于防治对新烟碱类、菊酯类、有机磷类、氨基甲酸酯类杀虫剂产生抗性的害虫。
尽管氟啶虫胺腈在法国遭遇监管问题,但其在发展中国家销售前景良好。2019年,氟啶虫胺腈在拉丁美洲及亚太地区取得了良好的销售业绩,推动了开发公司全年业绩的增长。
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