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简述高效内吸性杀菌剂烯酰吗啉
中国农药网  2017-06-07 14:59:09   来源:中国农药网   【

  烯酰吗啉(dimethomorph)是一种肉桂酸类化合物的衍生物,属于吗啉类杀菌剂。1988年首次在法国报道,用于防治葡萄霜霉病和马铃薯、番茄晚疫病,是一种新的防治霜霉属病原真菌病害的高效内吸性杀菌剂,并对苯酰胺类杀菌剂的抗性和敏感菌株都有较高活性。在实际应用中,烯酰吗啉是继甲霜灵之后的防治卵菌纲病害的又一个理想的杀菌剂,特别适合于苯酰胺类杀菌剂抗性病原个体占优势的田间进行抗药性治理的药剂。

  它是由壳牌公司(现巴斯夫公司)研发的以吗啉环为基础的杀菌剂产品,于1992年进入市场,主要用于马铃薯、葡萄等作物。该产品随着公司的转让与收购,先后归属于壳牌公司、氰胺公司、巴斯夫公司,在世界各个地区均有广泛应用,近几年来它的全球销售额一直位于吗啉类杀菌剂(主要包括烯酰吗啉、氟吗啉、丁苯吗啉、十三吗啉和十二环吗啉)的首位。

  一、 烯酰吗啉市场

  烯酰吗啉登记的主要剂型产品:商品名Forum,用于防治葡萄霜霉病;Acrobat用于防治马铃薯疫病。2002年在美国取得进一步的登记,也在欧盟重新登记,自2007年烯酰吗啉成功获得重新登记后,其主要市场在欧洲,其次为亚洲。

  由于烯酰吗啉是针对卵菌纲病害的产品,在世界各个地区,尤其在欧洲、美国、澳洲、亚洲等均有广泛应用。主要用于防治马铃薯、葡萄、葫芦和蔬菜霜霉病、疫病、苗期猝倒病、烟草黑胫病等由鞭毛菌亚门卵菌纲真菌引起的病害,并且还用于番茄和其他作物的病害。烯酰吗的使用增长也带动了疫病杀菌剂的增长,2005年烯酰吗啉销售额为0.65亿美元,2008年销售额达到0.95亿美元。随后,烯酰吗啉销售额下降的一个重要原因是由于马铃薯占主导地位的杀菌剂市场,2008?2009年种植面积下降了7.5%(为124,000 hm2),杀菌剂市场下降了3%。另一个原因是法国是葡萄杀菌剂主要市场,用于防治葡萄霜霉病的产品,一般占据60%的市场份额,2009年受漫长冬季的影响,库存量大,造成烯酰吗啉产品价格下降,导致烯酰吗啉销售额下降。第3个原因是由于有更多针对卵菌纲病害的产品进入市场,也造成烯酰吗啉全球销售额下降。

  烯酰吗啉销售额开始平稳下滑,2009年销售额为0.85亿美元,2010年销售额降到0.80亿美元。然后烯酰吗啉销售额几乎维持在一定的水平,巴斯夫公司2013年烯酰吗啉销售额为0.75亿美元。2013年烯酰吗啉全球销售额中,在葡萄用杀菌剂品种中位列第7,在马铃薯用杀菌剂品种中位列第10位。

  二、烯酰吗啉作用机理

  烯酰吗啉具有预防和治疗活性,在作物叶片上具有残留活性,提供优秀的预防作用。当烯酰吗啉喷雾于作物上,药剂能通过叶片表面渗入叶片组织,通过扩散,在叶片内局部传导,可用于防治多种重要作物的病害。这些包括黄瓜霜霉病、葡萄霜霉病、马铃薯晚疫病、番茄晚疫病、烟草黑胫病等。烯酰吗啉与目前应用最广泛的苯基酰胺类杀菌剂(如甲霜灵)无交互抗性,且亲和性好,可与其他不同类型杀菌剂,如代森锰?等混用,从而扩大杀菌谱和使用范围。

  吗啉类杀菌剂多数为防治白粉病,而烯酰吗啉的杀菌作用是通过直接破坏真菌细胞的形成,引起细胞壁的分解,从而导致真菌细胞死亡,并不具备防治白粉病的作用。烯酰吗啉虽含有吗啉环基团,但起作用的并非吗啉环活性基团,而实际上归属于丙烯酰胺类杀菌剂;其作用机理和特点为抑制卵菌细胞壁的形成,具有内吸性,通常用于防治马铃薯、葡萄、葫芦霜霉病、疫病,并且也用于番茄和其他作物的病害。在不考虑病原真菌抗药性的情况下,使用烯酰吗啉与目前广泛使用的甲霜灵、霜脲氰、?霜灵、三乙膦酸铝等药剂相比较,药效还是较高的。

  三、烯酰吗啉理化性质

  烯酰吗啉存在(Z)和(E)两种异构体,仅(Z)-异构体具有活性,而(E)-异构体并无活性。但是异构体在光下能够快速互变,在实际上(E)-异构体的存在并无坏处,因此可以不必介意,也无需分离。

  烯酰吗啉原药由(E)和(Z)异构体组成,比例为1∶1。外观为无色晶体,熔点127~148℃;(E)异构体熔点为135.7~137.5.2℃;(Z)异构体熔点为169.2~170.2℃。密度1.318 g/cm3(20℃)。溶解度:在水中<50 mg/L(20~23℃);丙酮88(E),15(Z);环己酮27(Z);二氯甲烷315(Z);二甲基甲酰胺272(Z);己烷0.04(E),0.02(Z);甲醇7(Z);甲苯7(Z)(所有以g/L计,20~23℃)。稳定性:在正常条件下不水解和对热稳定;在黑暗条件下稳定>5年,在日光下(Z)和(E)两种异构体互变。药剂应该密封储存于阴凉、干燥的库房内。

  岑江杰等对杀菌剂烯酰吗啉的毒性研究,结果表明,烯酰吗啉经口毒性、经皮毒性均属于低毒级。该药剂对雌鼠比雄鼠敏感,对家兔皮肤和眼睛无刺激性,对皮肤无致敏作用,未显示有遗传毒性作用,与国内外报道相近。烯酰吗啉的亚慢性经口最大无作用剂量为30 mg/(kg?d)。结合国内外已有资料,可以认为,烯酰吗啉作为农药应用是比较安全的。

  石洁等针对烯酰吗啉在空气、水、土壤的挥发性进行研究,样品以HPLC-UV检测,试验结果表明,烯酰吗啉在3种介质中的挥发性均<1%,说明其在空气、水、土壤中难挥发。

  四、烯酰吗啉原药和剂型

  烯酰吗啉原药在国内第1个登记是2002年山东先达化工公司,主要作为防治霜霉病、疫病的新药剂使用,当时烯酰吗啉市场量很小。随后国内生产烯酰吗啉发展到近10家企业,如山东先达、江苏常隆、江苏耕耘等总年产能达到千吨以上,原药含量在95%~97%之间。

  国内市场容量在500吨/年左右,出口在200~300吨/年,主要销往东南亚和南美等地区。烯酰吗啉在国外的主要市场为巴西、欧洲、美国、澳大利亚等国家,主要用于马铃薯、葡萄等作物。

  国外市场烯酰吗啉原药主要以巴斯夫公司产品为主,但其生产工厂在巴西,生产能力不足500吨;由于国内烯酰吗啉原药价格成本较低,烯酰吗啉原药产品有一定的竞争能力,随着国内烯酰吗啉原药产品进入国外市场,其市场前景也比较广阔。

  烯酰吗啉加工剂型较多,主要有:EC、WP、WG、SC、EW、ME等。

  国外公司爱利思达在国内登记的剂型产品为80%烯酰吗啉水分散粒剂,商品名“爱谐”。

  目前国内登记的剂型产品:单剂有WP(50%居多),WG(40%、50%、80%,目前以80%居多,达数十家),SC(10%、20%、25%、40%),EW(10%、20%),80% EC(仅天津施普乐农药公司),25% ME(仅海南正业公司)。

  由于烯酰吗啉单剂使用有较高的抗性风险,所以常与其他如代森锰锌、霜脲氰、甲霜灵、丙森锌、百菌清、三乙膦酸铝、吡唑醚菌酯、松脂酸酮等保护性杀菌剂复配使用,以延缓抗性产生,也扩大了杀菌谱。

  国内复配混剂有WP(50%烯酰?福美双、69%烯酰?锰锌)等;WG(69%烯酰?锰锌、57%烯酰?丙森锌)等;SC(35%烯酰?霜脲氰);EW(25%烯酰?松铜)。

  1、悬浮剂

  如李刚等对高浓度烯酰吗啉悬浮剂进行了研制,采用流点法和粘度法对50%烯酰吗啉悬浮剂的润湿分散剂和抗沉淀剂进行了筛选。最终得到的最优配方为:烯酰吗啉原药(96%)50%(折百)、T2020(亨斯迈公司)1.34%、WPJ 2.66%、黄原胶0.05%、硅酸镁铝0.5%、乙二醇3.0%、水补足至100%。得到的产品外观为易流动、易测量体积的悬浮液体,存放过程中没有结块。热贮14 d后含量降低0.3%,分解率小于0.6%,悬浮率降低1.6%,但仍在90%以上,倾倒性仍合格,表明产品热稳定性好。制剂在(0±2)℃存放7 d后,筛析降低0.4%,悬浮率降低1.3%,但仍在91%以上,倾倒性仍然合格,说明产品冷贮稳定性好。其他测定的指标均符合悬浮剂的要求。

  2、水分散粒剂配方研发

  水分散粒剂是一种兼有可湿性粉剂和悬浮剂两者优点,同时又克服其缺点的环保安全剂型,该剂型具有无粉尘、不使用有机溶剂、流动性好、易计量、易包装、贮运安全方便;制剂含量高、水中崩解分散性好、悬浮率高、稳定性好、使用方便等特点。烯酰吗啉比起加工其他剂型,更适合加工成水分散粒剂,因此国内外都喜欢把烯酰吗啉加工成水分散粒剂产品使用。

  4.2.1 水分散粒剂单剂配方研发

  (1)刘勤冬进行了40%烯酰吗啉水分散粒剂的配方研究,通过对润湿分散剂、助崩解剂、粘结剂、填料等助剂及用量的筛选,确定最佳配方为:烯酰吗啉原药(含量≥95%)40%(折百)、萘磺酸盐分散剂SF 6%、润湿剂BX(拉开粉)2%、助崩解剂尿素5%、粘结剂果糖0.3%、高岭土补足至100%。配方样品进行检测,外观为浅黄色柱状颗粒、烯酰吗啉含量40.3%、润湿时间13 s、崩解时间48 s、悬浮率92.2%、水分含量1.2%、pH值6.8、热贮稳定性合格,各项指标都符合水分散粒剂的要求。

  (2)程小虎等对50%烯酰吗啉水分散粒剂配方(挤压造粒法)进行研究。通过对制剂性能影响较大的润湿剂、分散剂、崩解剂和填料的筛选及其用量的选择,选用润湿剂K12和FLA-1(竹本油脂产品)搭配使用,对烯酰吗啉起到良好的润湿作用。采用优秀分散剂FLB-1(竹本油脂产品)用量达到4%时,悬浮率达到90%。通过对崩解剂的选择,尿素比硫酸铵和FLB-3(竹本油脂产品)有更好的崩解性能。由于50%烯酰吗啉水分散粒剂配方中填料占40%,对水分散粒剂产品性能影响很大。一般选用在水中易于崩解的填料,通过实验选用无水硫酸钠为填料比用硅藻土和膨润土得到的制剂有更好的崩解性,悬浮率高,再分散性好。最终得到50%烯酰吗啉水分散粒剂最佳配方为:烯酰吗啉原药(97%)50%(折百)、润湿剂K12 1%和FLA-1 6%、分散剂FLB-1 4%、尿素5%、无水硫酸钠补足至100%。对该配方样品进行检测结果:外观为柱状颗粒、烯酰吗啉含量≥50%、悬浮率≥90%、润湿时间≤60 s、崩解性≤60 s、pH值范围5~8、湿筛试验(通过75 μm试验筛)≥98%、稳定性合格。

  (3)周泽怡研制60%烯酰吗啉水分散粒剂,采用流点法对润湿分散剂进行了筛选,并用正交设计法优化了分散剂、粘结剂、崩解剂的用量。表明润湿分散剂的选择对加工制剂悬浮率高低影响较大,分散剂NNO相对于分散剂GY-D900和GY-D10都要差,而使用分散剂GY-D900和GY-D10的效果相差不大。得到60%烯酰吗啉水分散粒剂最佳配方为:烯酰吗啉原药60%(折百)、SP-2836 5%、GY-D900 5%、L-HPC1.0%、载体补至100%。通过对水分散粒剂质量控制标准检测,该制剂配方的崩解时间为42 s,悬浮率94%。

  (4)尚纪兵等研制80%烯酰吗啉WG配方。以改性木质素磺酸钠GCL4-1作为分散剂,通过对润湿剂、崩解剂和助分散剂以及用量的筛选,最终确定2个优选配方有优异性能。配方A:烯酰吗啉(含量≥95%)80%(折百)、分散剂GCL4-1 8%、助分散剂萘系NMS-90(萘磺酸甲醛缩合物钠盐)3%、拉开粉(丁基萘磺酸钠)5%、硫酸铵4%、皂土补足至100%。配方B:烯酰吗啉(含量≥95%)80%(折百)、分散剂GCL4-1 10%、拉开粉(丁基萘磺酸钠)5%、硫酸铵4%、皂土补足至100%。

  烯酰吗啉两种配方与市售对照产品的应用性能进行了比较,见表1。

表1  3种80%烯酰吗啉水分散粒剂产品应用性能及助剂成本
WG产品种类
悬浮率(%)
润湿性(s)
崩解性(s)
助剂成本 
(元/吨)
热贮前
热贮后
热贮前
热贮后
热贮前
热贮后
配方A
96.67
90.65
17
17
42
48
920
配方B
95.47
88.65
18
23
43
46
790
市售产品
95.03
89.60
36
38
44
52
2,000
 

  从中可见,优选配方A和配方B在应用性能上与对照产品相近(特别是配方A各项指标都优于对照产品),但水分散粒剂中使用的成本,配方A和配方B远低于对照产品成本。

  配方A和配方B经测定,热贮前悬浮率分别为96.67%和95.47%,热贮后悬浮率分别为基本与市售对照产品(热贮前后悬浮率分别为95.03%和89.60%)持平。

  上述3种80%烯酰吗啉水分散粒剂产品,用Turbiscan LabExpert分散稳定仪(法国Formulaction公司)测定水分散粒剂悬浮液稳定性,均发现3种配方的悬浮液稳定性变差。但A和B配方的水分散粒剂悬浮液相对较稳定,配方A和配方B热贮后悬浮液初始粒径在4 μm左右,2 h沉淀层厚度及粒径分别为0.4 mm和5 μm左右;分别比市售对照产品(0.54 mm和8.73 μm)要优,特别是助剂成本仅在900元/吨,远比对照产品2000元/吨成本更低,性价比更高。

  4.2.2 水分散粒剂复配制剂研发

  (1)李建辉采用挤压造粒法,进行了69%烯酰?锰锌(9+60)WG配方研究,确定的最优配方为:烯酰吗啉(含量95%)9%(折百)、代森锰锌(含量90%)60%(折百)、RNF066(复配分散剂)3.5%、木质素磺酸盐3.0%、BNY088(复配润湿剂)1.5%、果糖补足至100%。得到的产品,外观为淡黄色圆柱型颗粒;经性能指标测定,烯酰吗啉和代森锰锌热贮后分解率均小于5%,烯酰吗啉和代森锰锌悬浮率分别为89.0%和83.0%,润湿时间6 s,pH 7.3,水分1.8%,崩解性(静止时间)33 s,贮存稳定性合格。

  (2)巴斯夫公司开发的复配制剂为18.7%吡唑醚菌酯?烯酰吗啉(6.7+12.0)WG产品,商品名凯特。

  国内王铁威等用流化床造粒法也研制了18.7%吡唑醚菌酯?烯酰吗啉WG。最终确定的最优配方组成为:吡唑醚菌酯原药6.7%(折百)、烯酰吗啉(含量98%)12%、润湿剂TERWET 1004 4%、分散剂D-425+T/36 9%、硫酸铵8%、膨润土补足至100%。

  得到的产品性能指标为悬浮率93.68%,润湿时间11.23 s,崩解时间35.36 s,热贮稳定性合格。通过对18.7%吡唑醚菌酯?烯酰吗啉WG进行防治马铃薯晚疫病效果试验,结果表明,该产品对马铃薯晚疫病有明显的防效,为82.3%~90.6%,而且有明显治疗作用。

作者:中国农药网    来源:中国农药网     编辑:xwbj1    讨论:[农业论坛]
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