近年来国内外除草剂的研究开发进展及趋势课件.ppt

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1、近年来国内外除草剂的研究开发进展及趋势,全球除草剂市场概述抗性 转基因作物 草甘膦应用及抗性近5年研发进展与趋势除草化合物3356介绍,主要内容,新农药创新中间体衍生化方法,大众创业、万众创新,2,1、全球除草剂市场概述 抗性 转基因作物,3,全球除草剂市场概述,4,全球除草剂市场概述 转基因作物,5,转基因作物,6,转基因作物,7,全球除草剂市场概述 转基因作物,8,全球除草剂市场概述 转基因作物,9,2019/2014,全球除草剂市场概述 转基因作物,10,除草剂抗性,11,一般而言，单一作用机制除草剂的大量连续使用，一般3-5年就容易使杂草产生抗药性。,除草剂抗性,12,全球抗除草剂杂草

2、的发展情况,13,除草剂抗性杂草在全球的分布情况,1-145是各国家和地区的抗性杂草数量，红色颜色越深表明数量越大,14,15,除草剂抗性,16,水田：慈姑、鸭舌草、稗草、千金子等；玉米田：马唐、反枝苋等；小麦田：看麦娘、日本看麦娘、菵草、播娘蒿、猪殃殃、麦家公、牛繁缕等；,全球除草剂市场概述抗性 转基因作物 草甘膦应用、抗性及其治理近5年研发进展与趋势除草化合物3356介绍,主要内容,新农药创新中间体衍生化方法,大众创业、万众创新,17,18,草甘膦属内吸传导型除草剂，植物的绿色部分均能吸收。它可被茎叶吸收向下传导，杀死多年生深根植物的地下根茎；也可在同一植株的不同分蘖间进行传导，杀死未接触

3、到药剂的分蘖或分枝。草甘膦是通过茎叶吸收后传导到植物各部位的，可防除单子叶和双子叶、一年生和多年生、草本和灌木等40多科的植物。草甘膦入土后很快与铁、铝等金属离子结合而失去活性，对土壤中潜藏的种子和土壤微生物无不良影响。,草甘膦作用特点,能杀死多年生深根性难除杂草,19,草甘膦及其应用情况概述,果园-定向喷雾,20,应用 免耕,大豆、玉米、小麦、水稻、油菜、甜菜、甘蔗、向日葵、棉花、马铃薯、葡萄、坚果、蔬菜与水果、非耕地春夏玉米田行间杂草、一年生及多年生杂草冬菜油田一年生杂草、多年生杂草棉花行间杂草、杂草甘蔗田行间杂草、一年生及多年生杂草果园行间杂草、一年生杂草、多年生恶性杂草梨园行间杂草、一

4、年生杂草、多年生恶性杂草柑橘园、苹果园行间杂草、多年生杂草、一年生杂草橡胶园、桑园行间杂草、一年生杂草、多年生恶性杂草非耕地多年生杂草、行间杂草、一年生杂草防火隔离带、森林防火道一年生及多年生杂草、杂灌公路、铁路行间杂草、一年生及多年生杂草,21,2014年草甘膦全球销售额57.2亿美元,22,美国,巴西,中国,阿根廷,澳大利亚,草甘膦,23,日本,草甘膦抗性,24,由于草甘膦优异的杀草活性、广泛的杀草谱、较低的土壤残留、较长的控草时间，加上抗除草剂转基因作物的广泛种植，使其成为全球销量第一的除草剂品种。然而由于长时间大量单一连续使用草甘膦，杂草的抗性问题已经非常突出。到目前已经公布了有31种

5、100多个生物的杂草对草甘膦产生抗性。,全球抗草甘膦杂草增长情况,草甘膦抗性,25,草甘膦抗性,26,草甘膦抗性,27,草甘膦抗性,28,禾本科、阔叶杂草 都有,29,不同杂草对草甘膦的敏感性有差异，有一些杂草对草甘膦的耐药能力较强，单一使用草甘膦不能有效防除，这些杂草包括通泉草、鸭跖草、黄鹌菜、马齿苋、鼠曲草、铁苋菜、田旋花、苣荬菜等等，对这些杂草的防除都是亟待解决的问题。,我国分别于2006年、2010年报道了小飞蓬、牛筋草对草甘膦产生抗性，尤其是牛筋草已经在我国南方免耕种植区、种植园成为优势杂草和恶性杂草，其抗性蔓延日趋严重，成为难以解决的问题。,我国杂草对草甘膦抗性现状(截至2014年

6、10月8日),30,与茎叶处理除草剂的混用 草甘膦对一些多年生草 如苣荬菜、飞廉、问荆等的防效不理想。在生产上与苯氧羧酸类除草剂如2,4-滴等混用。这样既可以提高杂草防效，也解决了难防杂草问题。不仅对小飞蓬等恶性杂草防治效果好，而且能提高对莎草、阔叶杂草防治效果。与土壤处理除草剂的混用草甘膦的土壤活性较低，只能有效防除出土的杂草。而生产上的杂草一般是点片、陆续发生，不断造成危害。针对这一个问题，可以将草甘膦与一些土壤处理活性高的除草剂混用。这样“一杀一封”既能显著延长除草剂的持效期，又可以节约重复施药成本，减轻杂草危害。,研制新作用机理的化合物/除草剂混用,抗性治理,31,除了大家熟悉的草甘膦

7、与2,4-滴、麦草畏的复配，文献报道了几乎可以与所有除草剂类型进行二元或者三元复配。如将草甘膦与莠去津+噻吩磺隆+砜嘧磺隆等除草剂混用，取得良好的防效。孟山都最近在澳大利亚以草甘膦+异丙甲草胺和莠去津三元混用，获得登记。,草甘膦和草铵膦混配,芳氧乙酸类如2,4-滴取代苯甲酸类如麦草畏酰胺类如乙草胺脲类磺酰脲类咪唑啉酮类二苯醚类如乙氧氟草醚芳氧苯氧丙酸类-精喹禾灵酰亚胺类三嗪类吡啶类如三氯吡氧乙酸、氯氟吡氧乙酸等。吡唑类、环己烯酮类、三酮类、三唑并嘧啶磺酰胺类等等,除草剂混用,32,全球除草剂市场概述抗性 转基因作物 草甘膦应用及抗性近5年研发进展与趋势除草化合物3356介绍,主要内容,33,2

8、010年以来共公开了9个除草剂：Cyclopyrimorate-水稻Fenquinotrione-水稻Iofensulfuron-水稻、小麦等napropamide-M-油菜、果园Tiafenacil-玉米、小麦Tolpyralate-玉米Triafamone-水稻Trifludimoxazin-甘蔗等氟氯吡啶酸-小麦,34,Cyclopyrimorate（试验代号H-965、SW-065）是日本三井化学株式会社开发的哒嗪类水稻田用除草剂。以50250g/ha的用量即可有效防除稗草及多种阔叶杂草。其创制可能是基于哒草特（pyridate）及达草醚（credazine）结构衍生而来。,35,Fe

9、nquinotrione（试验代号KIH-3653 和 KUH-110）是日本组合化学株式会社开发的三酮类水稻田除草剂，苗前苗后防除阔叶杂草和禾本科杂草。,36,Iofensulfuron（试验代号BCS-AA10579）是由拜耳公司开发的三嗪磺酰脲类除草剂，将以钠盐形式推向市场。可用于苗前、苗后防除小麦、水稻、谷类、棉花以及大豆等田间的剪股颖属杂草。可以与安全剂cyprosulfamide以及其他一些除草剂如苯草醚、烯草酮、稀禾定、吡喃草酮、硝磺草酮、双环磺草酮、苯草酮（traloxydim）及tembotrione等混配。,37,38,Napropamide-M是敌草胺异构体。敌草胺可用于

10、油菜、果园等防除稗草、马唐、狗尾草、野燕麦、千金子、看麦娘、早熟禾、雀稗等一年生禾本科杂草，也能杀部分双子叶杂草，如猪殃殃、藜、繁缕、马齿苋等。(R)-异构体具有更高的活性，其实国内早就有报道利用成盐结晶法、优先结晶法或者手性柱进行拆分，但是最终还是印度联合磷化取得R异构体的ISO临时批准。,39,Tiafenacil（试验代号为DCC-3825）是韩国东部韩农化工有限公司开发的脲嘧啶类除草剂。在32 g(a.i.)/ha剂量下苗前苗后对禾本科杂草及阔叶杂草均有很好的防除效果，且对玉米和小麦安全。,40,Tolpyralate（试验代号SL-573）是石原产业株式会社开发的苯甲酰吡唑类除草剂，

11、主要用于玉米田苗后防除阔叶杂草，使用剂量30-50 g/ha。,41,Triafamone（试验代号AE 1887196、BCS-BX60309）拜耳公司开发的磺酰胺类水稻田除草剂。它可能是结合嘧啶水杨酸类除草剂及日本组合化学开发的pyrimisulfan的结构设计开发的。,42,Trifludimoxazin是巴斯夫公司开发的三嗪酮类除草剂。用于甘蔗田等。,43,氟氯吡啶酸（halauxifen，试验代号DE-729、XDE-729、XR-729）是美国陶氏益农公司开发的吡啶甲酸类除草剂，主要以甲酯的形式商品化。93%原药已在国内登记，同时还登记了其与双氟磺草胺混配的20%水分散粒剂，可用于

12、防除冬小麦田的阔叶杂草，用药量15-19.5 g/ha。氟氯吡啶酯在加拿大市场中与双氟磺草胺和氯氟吡氧乙酸异辛酯两种活性成分混配。防除抗性杂草如猪殃殃、繁缕和大麻类杂草等。该产品可能是陶氏益农公司在他们自身开发的氨氯吡啶酸（picloram）和氯氨吡啶酸（aminopyralid）基础上结合杜邦公司近期开发的环丙嘧啶酸（aminocyclopyrachlor）结构设计而得到的。,44,45,发展趋势与展望1、抗性发生-与草甘膦互补的除草剂，全新作用机理除草剂尽管抗草甘膦等转基因作物的发展对化学除草剂有一定的冲击，但化学除草剂仍是需要的，是最重要的作物保护手段。纵观除草剂的发展，其市场销售额及在

13、市场所占份额均有下降趋势。近20年来尽管报道不少新品种，却没有一个新作用机制的除草剂出现。这也主要是由于抗草甘膦作物的出现，使得非草甘膦类除草剂的市场份额有所降低，由于市场份额的降低，国外大农药公司对除草剂的研发投入有所减少所导致的。但是在过去十年内杂草种类倍增，尤其是抗草甘膦杂草品系，研究表明一个杂草品种已经达到对四种作用机制的除草剂产生抗性，抗性的严重程度可想而知。2、水稻田、小麦田、蔬菜用除草剂 替代、互补,46,全球除草剂市场概述抗性 转基因作物 草甘膦应用及抗性近5年研发进展与趋势除草化合物3356介绍,主要内容,新农药创新中间体衍生化方法,大众创业、万众创新,47,除草化合物335

14、6特点,结构独特 是脲嘧啶与异恶唑结构的结合,性能独特 禾本科、阔叶杂草效果都好,企业的发展或者出路-创新,新农药创新中间体衍生化方法,48,中间体衍生化方法,该方法雏形早在1997年发表了浅谈农药中间体的共用性论文，收录在2002年出版的新农药研究与开发文集中。该方法我曾在973会议、新农药创制会议中多次讲过。也曾于2010年2月在美国道化学、2010年7月在墨尔本IUPAC国际农药会议上、2011年3月洛杉矶241届ACS会议上,2012年8月北京国际农药会议上做过介绍。,49,2014年8月14日受邀在美国旧金山召开的13届IUPAC国际农药会议-主题大会报告-全面介绍了中间体衍生化方法

15、及其应用。,50,中间体衍生化方法 是通过多年的研究实践，并在总结他人研究成果的基础上发现的一种新农药创新研究方法。实质就是利用有机中间体可进行多种有机化学反应的特性，从化学的角度出发，把新药先导发现的复杂过程简单化。,农药创制新思路中间体衍生化方法,任何一个产品，都是由一个、两个或多个中间体或原料经过化学反应得到。,50,51,51,实际应用中 分三种：,中间体衍生化方法,大众创业、万众创新,直接合成法替换法 衍生法,52,53,International Presentations,2014 13th IUPAC international pesticide conference in

16、San Francisco,Plenary Speaker,54,1）直接合成法：利用中间体进行化学反应，设计合成新化合物，然后筛选，发现先导化合物，再经优化发现新农药品种；属于随机筛选，可以研制出结构全新的化合物，需要长期的积累与努力。,中间体衍生化方法,me first,54,55,Michael C.Cramp.Pesticide Science(1987),18(1),15-28,Example-除草剂 吡氟酰草胺,55,Example-Herbicide SUs,chlorsulfuron,56,Milestone Herbicide,56,57,2）替换法：利用简单的原料，通过化学

17、反应合成新的中间体，利用该中间体替换已知农药或医药品种化学结构中的一部分，得到新的化合物，经筛选，发现新的先导化合物，尤其是发现专利保护范围外的新先导化合物，再经优化、快速发现新农药品种。Me better,57,中间体衍生化方法,58,2,3-dichloro-5-trifluoromethylpyridine,58,59,氟吡菌胺,氟吡菌酰胺,Discovery of fluopicolide 氟吡菌胺,60,1988 1999,WO9942447,EP314422,US6503933,US4957533,60,61,氟醚菌酰胺,医药中间体替换法衍生法,239110-39-5,130985

18、9-39-9,62,3）衍生法：利用已知的具有活性的化合物或农药品种作为中间体，进行进一步的化学反应，设计合成新化合物，经筛选、优化研究发现新农药品种。利用此方法，不仅可以研制出结构相似的产品，也可以研制出性能不同、结构新颖的新产品。,Example-除草剂氟磺胺草醚（三氟羧草醚的衍生物）杀菌剂稻瘟酰胺（来自除草剂）,中间体衍生化方法,Me better,Me first,62,63,已知物 新产品,64,唑菌胺酯pyraclostrobin,嘧菌酯azoxystrobin,醚菌酯kresoxin-methyl,丁香菌酯 结构新颖,屈指可数，两个天然产物片段组成;仅含碳、氢、氧三种元素,同类

19、唯一一个,除草化合物3356特点,结构独特 是脲嘧啶与异恶唑结构的结合,性能独特 禾本科、阔叶杂草效果都好,65,苯嘧磺草胺缺陷对禾本科杂草效果很差,草甘膦抗性杂草：禾本科、阔叶杂草-都有,66,灭生性除草剂-室内除草结果,67,杀草谱试验（目测%）,68,杀草谱试验（目测%）,69,杀草谱试验（目测%）,70,杀草谱试验（目测%）,71,杀草谱试验（目测%）,72,不同叶期禾本科杂草的防效,73,不同叶期阔叶杂草的防效,74,果园15天株目测防效,75,空白对照,草甘膦1500g/ha,3356-60g/ha,苯嘧磺草胺60g/ha,76,3356-120g/ha,苯嘧磺草胺120g/ha,77,谢谢!,78,