烯酰嗎啉(dimethomorph)是一種肉桂酸類化合物的衍生物,屬于嗎啉類殺菌劑。1988年首次在法國(guó)報(bào)道,用于防治葡萄霜霉病和馬鈴薯、番茄晚疫病,是一種新的防治霜霉屬病原真菌病害的高效內(nèi)吸性殺菌劑,并對(duì)苯酰胺類殺菌劑的抗性和敏感菌株都有較高活性。在實(shí)際應(yīng)用中,烯酰嗎啉是繼甲霜靈之后的防治卵菌綱病害的又一個(gè)理想的殺菌劑,特別適合于苯酰胺類殺菌劑抗性病原個(gè)體占優(yōu)勢(shì)的田間進(jìn)行抗藥性治理的藥劑。
它是由殼牌公司(現(xiàn)巴斯夫公司)研發(fā)的以嗎啉環(huán)為基礎(chǔ)的殺菌劑產(chǎn)品,于1992年進(jìn)入市場(chǎng),主要用于馬鈴薯、葡萄等作物。該產(chǎn)品隨著公司的轉(zhuǎn)讓與收購(gòu),先后歸屬于殼牌公司、氰胺公司、巴斯夫公司,在世界各個(gè)地區(qū)均有廣泛應(yīng)用,近幾年來(lái)它的全球銷售額一直位于嗎啉類殺菌劑(主要包括烯酰嗎啉、氟嗎啉、丁苯嗎啉、十三嗎啉和十二環(huán)嗎啉)的首位。
一、 烯酰嗎啉市場(chǎng)
烯酰嗎啉登記的主要?jiǎng)┬彤a(chǎn)品:商品名Forum,用于防治葡萄霜霉??;Acrobat用于防治馬鈴薯疫病。2002年在美國(guó)取得進(jìn)一步的登記,也在歐盟重新登記,自2007年烯酰嗎啉成功獲得重新登記后,其主要市場(chǎng)在歐洲,其次為亞洲。
由于烯酰嗎啉是針對(duì)卵菌綱病害的產(chǎn)品,在世界各個(gè)地區(qū),尤其在歐洲、美國(guó)、澳洲、亞洲等均有廣泛應(yīng)用。主要用于防治馬鈴薯、葡萄、葫蘆和蔬菜霜霉病、疫病、苗期猝倒病、煙草黑脛病等由鞭毛菌亞門卵菌綱真菌引起的病害,并且還用于番茄和其他作物的病害。烯酰嗎的使用增長(zhǎng)也帶動(dòng)了疫病殺菌劑的增長(zhǎng),2005年烯酰嗎啉銷售額為0.65億美元,2008年銷售額達(dá)到0.95億美元。隨后,烯酰嗎啉銷售額下降的一個(gè)重要原因是由于馬鈴薯占主導(dǎo)地位的殺菌劑市場(chǎng),2008—2009年種植面積下降了7.5%(為124,000
hm2),殺菌劑市場(chǎng)下降了3%。另一個(gè)原因是法國(guó)是葡萄殺菌劑主要市場(chǎng),用于防治葡萄霜霉病的產(chǎn)品,一般占據(jù)60%的市場(chǎng)份額,2009年受漫長(zhǎng)冬季的影響,庫(kù)存量大,造成烯酰嗎啉產(chǎn)品價(jià)格下降,導(dǎo)致烯酰嗎啉銷售額下降。第3個(gè)原因是由于有更多針對(duì)卵菌綱病害的產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng),也造成烯酰嗎啉全球銷售額下降。
烯酰嗎啉銷售額開(kāi)始平穩(wěn)下滑,2009年銷售額為0.85億美元,2010年銷售額降到0.80億美元。然后烯酰嗎啉銷售額幾乎維持在一定的水平,巴斯夫公司2013年烯酰嗎啉銷售額為0.75億美元。2013年烯酰嗎啉全球銷售額中,在葡萄用殺菌劑品種中位列第7,在馬鈴薯用殺菌劑品種中位列第10位。
二、烯酰嗎啉作用機(jī)理
烯酰嗎啉具有預(yù)防和治療活性,在作物葉片上具有殘留活性,提供優(yōu)秀的預(yù)防作用。當(dāng)烯酰嗎啉噴霧于作物上,藥劑能通過(guò)葉片表面滲入葉片組織,通過(guò)擴(kuò)散,在葉片內(nèi)局部傳導(dǎo),可用于防治多種重要作物的病害。這些包括黃瓜霜霉病、葡萄霜霉病、馬鈴薯晚疫病、番茄晚疫病、煙草黑脛病等。烯酰嗎啉與目前應(yīng)用最廣泛的苯基酰胺類殺菌劑(如甲霜靈)無(wú)交互抗性,且親和性好,可與其他不同類型殺菌劑,如代森錳鋅等混用,從而擴(kuò)大殺菌譜和使用范圍。
嗎啉類殺菌劑多數(shù)為防治白粉病,而烯酰嗎啉的殺菌作用是通過(guò)直接破壞真菌細(xì)胞的形成,引起細(xì)胞壁的分解,從而導(dǎo)致真菌細(xì)胞死亡,并不具備防治白粉病的作用。烯酰嗎啉雖含有嗎啉環(huán)基團(tuán),但起作用的并非嗎啉環(huán)活性基團(tuán),而實(shí)際上歸屬于丙烯酰胺類殺菌劑;其作用機(jī)理和特點(diǎn)為抑制卵菌細(xì)胞壁的形成,具有內(nèi)吸性,通常用于防治馬鈴薯、葡萄、葫蘆霜霉病、疫病,并且也用于番茄和其他作物的病害。在不考慮病原真菌抗藥性的情況下,使用烯酰嗎啉與目前廣泛使用的甲霜靈、霜脲氰、噁霜靈、三乙膦酸鋁等藥劑相比較,藥效還是較高的。
三、烯酰嗎啉理化性質(zhì)
烯酰嗎啉存在(Z)和(E)兩種異構(gòu)體,僅(Z)-異構(gòu)體具有活性,而(E)-異構(gòu)體并無(wú)活性。但是異構(gòu)體在光下能夠快速互變,在實(shí)際上(E)-異構(gòu)體的存在并無(wú)壞處,因此可以不必介意,也無(wú)需分離。
烯酰嗎啉原藥由(E)和(Z)異構(gòu)體組成,比例為1∶1。外觀為無(wú)色晶體,熔點(diǎn)127~148℃;(E)異構(gòu)體熔點(diǎn)為135.7~137.5.2℃;(Z)異構(gòu)體熔點(diǎn)為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);環(huán)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計(jì),20~23℃)。穩(wěn)定性:在正常條件下不水解和對(duì)熱穩(wěn)定;在黑暗條件下穩(wěn)定>5年,在日光下(Z)和(E)兩種異構(gòu)體互變。藥劑應(yīng)該密封儲(chǔ)存于陰涼、干燥的庫(kù)房?jī)?nèi)。
岑江杰等對(duì)殺菌劑烯酰嗎啉的毒性研究,結(jié)果表明,烯酰嗎啉經(jīng)口毒性、經(jīng)皮毒性均屬于低毒級(jí)。該藥劑對(duì)雌鼠比雄鼠敏感,對(duì)家兔皮膚和眼睛無(wú)刺激性,對(duì)皮膚無(wú)致敏作用,未顯示有遺傳毒性作用,與國(guó)內(nèi)外報(bào)道相近。烯酰嗎啉的亞慢性經(jīng)口最大無(wú)作用劑量為30
mg/(kg?d)。結(jié)合國(guó)內(nèi)外已有資料,可以認(rèn)為,烯酰嗎啉作為農(nóng)藥應(yīng)用是比較安全的。
石潔等針對(duì)烯酰嗎啉在空氣、水、土壤的揮發(fā)性進(jìn)行研究,樣品以HPLC-UV檢測(cè),試驗(yàn)結(jié)果表明,烯酰嗎啉在3種介質(zhì)中的揮發(fā)性均<1%,說(shuō)明其在空氣、水、土壤中難揮發(fā)。
四、烯酰嗎啉原藥和劑型
烯酰嗎啉原藥在國(guó)內(nèi)第1個(gè)登記是2002年山東先達(dá)化工公司,主要作為防治霜霉病、疫病的新藥劑使用,當(dāng)時(shí)烯酰嗎啉市場(chǎng)量很小。隨后國(guó)內(nèi)生產(chǎn)烯酰嗎啉發(fā)展到近10家企業(yè),如山東先達(dá)、江蘇常隆、江蘇耕耘等總年產(chǎn)能達(dá)到千噸以上,原藥含量在95%~97%之間。
國(guó)內(nèi)市場(chǎng)容量在500噸/年左右,出口在200~300噸/年,主要銷往東南亞和南美等地區(qū)。烯酰嗎啉在國(guó)外的主要市場(chǎng)為巴西、歐洲、美國(guó)、澳大利亞等國(guó)家,主要用于馬鈴薯、葡萄等作物。
國(guó)外市場(chǎng)烯酰嗎啉原藥主要以巴斯夫公司產(chǎn)品為主,但其生產(chǎn)工廠在巴西,生產(chǎn)能力不足500噸;由于國(guó)內(nèi)烯酰嗎啉原藥價(jià)格成本較低,烯酰嗎啉原藥產(chǎn)品有一定的競(jìng)爭(zhēng)能力,隨著國(guó)內(nèi)烯酰嗎啉原藥產(chǎn)品進(jìn)入國(guó)外市場(chǎng),其市場(chǎng)前景也比較廣闊。
烯酰嗎啉加工劑型較多,主要有:EC、WP、WG、SC、EW、ME等。
國(guó)外公司愛(ài)利思達(dá)在國(guó)內(nèi)登記的劑型產(chǎn)品為80%烯酰嗎啉水分散粒劑,商品名“愛(ài)諧”。
目前國(guó)內(nèi)登記的劑型產(chǎn)品:?jiǎn)蝿┯蠾P(50%居多),WG(40%、50%、80%,目前以80%居多,達(dá)數(shù)十家),SC(10%、20%、25%、40%),EW(10%、20%),80% EC(僅天津施普樂(lè)農(nóng)藥公司),25% ME(僅海南正業(yè)公司)。
由于烯酰嗎啉單劑使用有較高的抗性風(fēng)險(xiǎn),所以常與其他如代森錳鋅、霜脲氰、甲霜靈、丙森鋅、百菌清、三乙膦酸鋁、吡唑醚菌酯、松脂酸酮等保護(hù)性殺菌劑復(fù)配使用,以延緩抗性產(chǎn)生,也擴(kuò)大了殺菌譜。
國(guó)內(nèi)復(fù)配混劑有WP(50%烯酰?福美雙、69%烯酰?錳鋅)等;WG(69%烯酰?錳鋅、57%烯酰?丙森鋅)等;SC(35%烯酰?霜脲氰);EW(25%烯酰?松銅)。
1、懸浮劑
如李剛等對(duì)高濃度烯酰嗎啉懸浮劑進(jìn)行了研制,采用流點(diǎn)法和粘度法對(duì)50%烯酰嗎啉懸浮劑的潤(rùn)濕分散劑和抗沉淀劑進(jìn)行了篩選。最終得到的最優(yōu)配方為:烯酰嗎啉原藥(96%)50%(折百)、T2020(亨斯邁公司)1.34%、WPJ
2.66%、黃原膠0.05%、硅酸鎂鋁0.5%、乙二醇3.0%、水補(bǔ)足至100%。得到的產(chǎn)品外觀為易流動(dòng)、易測(cè)量體積的懸浮液體,存放過(guò)程中沒(méi)有結(jié)塊。熱貯14
d后含量降低0.3%,分解率小于0.6%,懸浮率降低1.6%,但仍在90%以上,傾倒性仍合格,表明產(chǎn)品熱穩(wěn)定性好。制劑在(0±2)℃存放7
d后,篩析降低0.4%,懸浮率降低1.3%,但仍在91%以上,傾倒性仍然合格,說(shuō)明產(chǎn)品冷貯穩(wěn)定性好。其他測(cè)定的指標(biāo)均符合懸浮劑的要求。
2、水分散粒劑配方研發(fā)
水分散粒劑是一種兼有可濕性粉劑和懸浮劑兩者優(yōu)點(diǎn),同時(shí)又克服其缺點(diǎn)的環(huán)保安全劑型,該劑型具有無(wú)粉塵、不使用有機(jī)溶劑、流動(dòng)性好、易計(jì)量、易包裝、貯運(yùn)安全方便;制劑含量高、水中崩解分散性好、懸浮率高、穩(wěn)定性好、使用方便等特點(diǎn)。烯酰嗎啉比起加工其他劑型,更適合加工成水分散粒劑,因此國(guó)內(nèi)外都喜歡把烯酰嗎啉加工成水分散粒劑產(chǎn)品使用。
4.2.1 水分散粒劑單劑配方研發(fā)
(1)劉勤冬進(jìn)行了40%烯酰嗎啉水分散粒劑的配方研究,通過(guò)對(duì)潤(rùn)濕分散劑、助崩解劑、粘結(jié)劑、填料等助劑及用量的篩選,確定最佳配方為:烯酰嗎啉原藥(含量≥95%)40%(折百)、萘磺酸鹽分散劑SF 6%、潤(rùn)濕劑BX(拉開(kāi)粉)2%、助崩解劑尿素5%、粘結(jié)劑果糖0.3%、高嶺土補(bǔ)足至100%。配方樣品進(jìn)行檢測(cè),外觀為淺黃色柱狀顆粒、烯酰嗎啉含量40.3%、潤(rùn)濕時(shí)間13 s、崩解時(shí)間48 s、懸浮率92.2%、水分含量1.2%、pH值6.8、熱貯穩(wěn)定性合格,各項(xiàng)指標(biāo)都符合水分散粒劑的要求。
(2)程小虎等對(duì)50%烯酰嗎啉水分散粒劑配方(擠壓造粒法)進(jìn)行研究。通過(guò)對(duì)制劑性能影響較大的潤(rùn)濕劑、分散劑、崩解劑和填料的篩選及其用量的選擇,選用潤(rùn)濕劑K12和FLA-1(竹本油脂產(chǎn)品)搭配使用,對(duì)烯酰嗎啉起到良好的潤(rùn)濕作用。采用優(yōu)秀分散劑FLB-1(竹本油脂產(chǎn)品)用量達(dá)到4%時(shí),懸浮率達(dá)到90%。通過(guò)對(duì)崩解劑的選擇,尿素比硫酸銨和FLB-3(竹本油脂產(chǎn)品)有更好的崩解性能。由于50%烯酰嗎啉水分散粒劑配方中填料占40%,對(duì)水分散粒劑產(chǎn)品性能影響很大。一般選用在水中易于崩解的填料,通過(guò)實(shí)驗(yàn)選用無(wú)水硫酸鈉為填料比用硅藻土和膨潤(rùn)土得到的制劑有更好的崩解性,懸浮率高,再分散性好。最終得到50%烯酰嗎啉水分散粒劑最佳配方為:烯酰嗎啉原藥(97%)50%(折百)、潤(rùn)濕劑K12
1%和FLA-1 6%、分散劑FLB-1
4%、尿素5%、無(wú)水硫酸鈉補(bǔ)足至100%。對(duì)該配方樣品進(jìn)行檢測(cè)結(jié)果:外觀為柱狀顆粒、烯酰嗎啉含量≥50%、懸浮率≥90%、潤(rùn)濕時(shí)間≤60
s、崩解性≤60 s、pH值范圍5~8、濕篩試驗(yàn)(通過(guò)75 μm試驗(yàn)篩)≥98%、穩(wěn)定性合格。
(3)周澤怡研制60%烯酰嗎啉水分散粒劑,采用流點(diǎn)法對(duì)潤(rùn)濕分散劑進(jìn)行了篩選,并用正交設(shè)計(jì)法優(yōu)化了分散劑、粘結(jié)劑、崩解劑的用量。表明潤(rùn)濕分散劑的選擇對(duì)加工制劑懸浮率高低影響較大,分散劑NNO相對(duì)于分散劑GY-D900和GY-D10都要差,而使用分散劑GY-D900和GY-D10的效果相差不大。得到60%烯酰嗎啉水分散粒劑最佳配方為:烯酰嗎啉原藥60%(折百)、SP-2836
5%、GY-D900 5%、L-HPC1.0%、載體補(bǔ)至100%。通過(guò)對(duì)水分散粒劑質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè),該制劑配方的崩解時(shí)間為42
s,懸浮率94%。
(4)尚紀(jì)兵等研制80%烯酰嗎啉WG配方。以改性木質(zhì)素磺酸鈉GCL4-1作為分散劑,通過(guò)對(duì)潤(rùn)濕劑、崩解劑和助分散劑以及用量的篩選,最終確定2個(gè)優(yōu)選配方有優(yōu)異性能。配方A:烯酰嗎啉(含量≥95%)80%(折百)、分散劑GCL4-1
8%、助分散劑萘系NMS-90(萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽)3%、拉開(kāi)粉(丁基萘磺酸鈉)5%、硫酸銨4%、皂土補(bǔ)足至100%。配方B:烯酰嗎啉(含量≥95%)80%(折百)、分散劑GCL4-1
10%、拉開(kāi)粉(丁基萘磺酸鈉)5%、硫酸銨4%、皂土補(bǔ)足至100%。
烯酰嗎啉兩種配方與市售對(duì)照產(chǎn)品的應(yīng)用性能進(jìn)行了比較,見(jiàn)表1。
表1 3種80%烯酰嗎啉水分散粒劑產(chǎn)品應(yīng)用性能及助劑成本
WG產(chǎn)品種類 | 懸浮率(%) | 潤(rùn)濕性(s) | 崩解性(s) | 助劑成本 (元/噸) | |||
熱貯前 | 熱貯后 | 熱貯前 | 熱貯后 | 熱貯前 | 熱貯后 | ||
配方A | 96.67 | 90.65 | 17 | 17 | 42 | 48 | 920 |
配方B | 95.47 | 88.65 | 18 | 23 | 43 | 46 | 790 |
市售產(chǎn)品 | 95.03 | 89.60 | 36 | 38 | 44 | 52 | 2,000 |
從中可見(jiàn),優(yōu)選配方A和配方B在應(yīng)用性能上與對(duì)照產(chǎn)品相近(特別是配方A各項(xiàng)指標(biāo)都優(yōu)于對(duì)照產(chǎn)品),但水分散粒劑中使用的成本,配方A和配方B遠(yuǎn)低于對(duì)照產(chǎn)品成本。
配方A和配方B經(jīng)測(cè)定,熱貯前懸浮率分別為96.67%和95.47%,熱貯后懸浮率分別為基本與市售對(duì)照產(chǎn)品(熱貯前后懸浮率分別為95.03%和89.60%)持平。
上述3種80%烯酰嗎啉水分散粒劑產(chǎn)品,用Turbiscan
LabExpert分散穩(wěn)定儀(法國(guó)Formulaction公司)測(cè)定水分散粒劑懸浮液穩(wěn)定性,均發(fā)現(xiàn)3種配方的懸浮液穩(wěn)定性變差。但A和B配方的水分散粒劑懸浮液相對(duì)較穩(wěn)定,配方A和配方B熱貯后懸浮液初始粒徑在4
μm左右,2 h沉淀層厚度及粒徑分別為0.4 mm和5 μm左右;分別比市售對(duì)照產(chǎn)品(0.54 mm和8.73
μm)要優(yōu),特別是助劑成本僅在900元/噸,遠(yuǎn)比對(duì)照產(chǎn)品2000元/噸成本更低,性價(jià)比更高。
4.2.2 水分散粒劑復(fù)配制劑研發(fā)
(1)李建輝采用擠壓造粒法,進(jìn)行了69%烯酰?錳鋅(9+60)WG配方研究,確定的最優(yōu)配方為:烯酰嗎啉(含量95%)9%(折百)、代森錳鋅(含量90%)60%(折百)、RNF066(復(fù)配分散劑)3.5%、木質(zhì)素磺酸鹽3.0%、BNY088(復(fù)配潤(rùn)濕劑)1.5%、果糖補(bǔ)足至100%。得到的產(chǎn)品,外觀為淡黃色圓柱型顆粒;經(jīng)性能指標(biāo)測(cè)定,烯酰嗎啉和代森錳鋅熱貯后分解率均小于5%,烯酰嗎啉和代森錳鋅懸浮率分別為89.0%和83.0%,潤(rùn)濕時(shí)間6
s,pH 7.3,水分1.8%,崩解性(靜止時(shí)間)33 s,貯存穩(wěn)定性合格。
(2)巴斯夫公司開(kāi)發(fā)的復(fù)配制劑為18.7%吡唑醚菌酯?烯酰嗎啉(6.7+12.0)WG產(chǎn)品,商品名凱特。
國(guó)內(nèi)王鐵威等用流化床造粒法也研制了18.7%吡唑醚菌酯?烯酰嗎啉WG。最終確定的最優(yōu)配方組成為:吡唑醚菌酯原藥6.7%(折百)、烯酰嗎啉(含量98%)12%、潤(rùn)濕劑TERWET
1004 4%、分散劑D-425+T/36 9%、硫酸銨8%、膨潤(rùn)土補(bǔ)足至100%。
得到的產(chǎn)品性能指標(biāo)為懸浮率93.68%,潤(rùn)濕時(shí)間11.23 s,崩解時(shí)間35.36
s,熱貯穩(wěn)定性合格。通過(guò)對(duì)18.7%吡唑醚菌酯?烯酰嗎啉WG進(jìn)行防治馬鈴薯晚疫病效果試驗(yàn),結(jié)果表明,該產(chǎn)品對(duì)馬鈴薯晚疫病有明顯的防效,為82.3%~90.6%,而且有明顯治療作用。