高效內吸性殺菌劑烯酰嗎啉

 

它是由殼牌公司（現巴斯夫公司）研發的以嗎啉環為基礎的殺菌劑產品，于1992年進入市場，主要用于馬鈴薯、葡萄等作物。該產品隨著公司的轉讓與收購，先后歸屬于殼牌公司、氰胺公司、巴斯夫公司，在世界各個地區均有廣泛應用，近幾年來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、十三嗎啉和十二環嗎啉）的首位。

 

烯酰嗎啉登記的主要劑型產品：商品名Forum，用于防治葡萄霜霉??；Acrobat用于防治馬鈴薯疫病。2002年在美國取得進一步的登記，也在歐盟重新登記，自2007年烯酰嗎啉成功獲得重新登記后，其主要市場在歐洲，其次為亞洲。

 

由于烯酰嗎啉是針對卵菌綱病害的產品，在世界各個地區，尤其在歐洲、美國、澳洲、亞洲等均有廣泛應用。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。烯酰嗎的使用增長也帶動了疫病殺菌劑的增長，2005年烯酰嗎啉銷售額為0.65億美元，2008年銷售額達到0.95億美元。隨后，烯酰嗎啉銷售額下降的一個重要原因是由于馬鈴薯占主導地位的殺菌劑市場，2008—2009年種植面積下降了7.5%（為124,000 hm2），殺菌劑市場下降了3%。另一個原因是法國是葡萄殺菌劑主要市場，用于防治葡萄霜霉病的產品，一般占據60%的市場份額，2009年受漫長冬季的影響，庫存量大，造成烯酰嗎啉產品價格下降，導致烯酰嗎啉銷售額下降。第3個原因是由于有更多針對卵菌綱病害的產品進入市場，也造成烯酰嗎啉全球銷售額下降。

 

烯酰嗎啉銷售額開始平穩下滑，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、烯酰嗎啉作用機理
 

烯酰嗎啉具有預防和治療活性，在作物葉片上具有殘留活性，提供優秀的預防作用。當烯酰嗎啉噴霧于作物上，藥劑能通過葉片表面滲入葉片組織，通過擴散，在葉片內局部傳導，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。烯酰嗎啉與目前應用最廣泛的苯基酰胺類殺菌劑（如甲霜靈）無交互抗性，且親和性好，可與其他不同類型殺菌劑，如代森錳鋅等混用，從而擴大殺菌譜和使用范圍。

 

嗎啉類殺菌劑多數為防治白粉病，而烯酰嗎啉的殺菌作用是通過直接破壞真菌細胞的形成，引起細胞壁的分解，從而導致真菌細胞死亡，并不具備防治白粉病的作用。烯酰嗎啉雖含有嗎啉環基團，但起作用的并非嗎啉環活性基團，而實際上歸屬于丙烯酰胺類殺菌劑；其作用機理和特點為抑制卵菌細胞壁的形成，具有內吸性，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。

 

烯酰嗎啉存在(Z)和(E)兩種異構體，僅(Z)-異構體具有活性，而(E)-異構體并無活性。但是異構體在光下能夠快速互變，在實際上(E)-異構體的存在并無壞處，因此可以不必介意，也無需分離。

烯酰嗎啉原藥由(E)和(Z)異構體組成，比例為1∶1。外觀為無色晶體，熔點127～148℃；(E)異構體熔點為135.7～137.5.2℃；(Z)異構體熔點為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，20～23℃）。穩定性：在正常條件下不水解和對熱穩定；在黑暗條件下穩定＞5年，在日光下(Z)和(E)兩種異構體互變。藥劑應該密封儲存于陰涼、干燥的庫房內。

 

岑江杰等對殺菌劑烯酰嗎啉的毒性研究，結果表明，烯酰嗎啉經口毒性、經皮毒性均屬于低毒級。該藥劑對雌鼠比雄鼠敏感，對家兔皮膚和眼睛無刺激性，對皮膚無致敏作用，未顯示有遺傳毒性作用，與國內外報道相近。烯酰嗎啉的亞慢性經口最大無作用劑量為30 mg/(kg?d)。結合國內外已有資料，可以認為，烯酰嗎啉作為農藥應用是比較安全的。

 

石潔等針對烯酰嗎啉在空氣、水、土壤的揮發性進行研究，樣品以HPLC-UV檢測，試驗結果表明，烯酰嗎啉在3種介質中的揮發性均＜1%，說明其在空氣、水、土壤中難揮發。

 

　　
烯酰嗎啉原藥在國內第1個登記是2002年山東先達化工公司，主要作為防治霜霉病、疫病的新藥劑使用，當時烯酰嗎啉市場量很小。隨后國內生產烯酰嗎啉發展到近10家企業，如山東先達、江蘇常隆、江蘇耕耘等總年產能達到千噸以上，原藥含量在95%～97%之間。

 

國內市場容量在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。烯酰嗎啉在國外的主要市場為巴西、歐洲、美國、澳大利亞等國家，主要用于馬鈴薯、葡萄等作物。

 

國外市場烯酰嗎啉原藥主要以巴斯夫公司產品為主，但其生產工廠在巴西，生產能力不足500噸；由于國內烯酰嗎啉原藥價格成本較低，烯酰嗎啉原藥產品有一定的競爭能力，隨著國內烯酰嗎啉原藥產品進入國外市場，其市場前景也比較廣闊。

 

烯酰嗎啉加工劑型較多，主要有：EC、WP、WG、SC、EW、ME等。

國外公司愛利思達在國內登記的劑型產品為80%烯酰嗎啉水分散粒劑，商品名“愛諧”。

 

目前國內登記的劑型產品：單劑有WP（50%居多），WG（40%、50%、80%，目前以80%居多，達數十家），SC（10%、20%、25%、40%），EW（10%、20%），80% EC（僅天津施普樂農藥公司），25% ME（僅海南正業公司）。

 

由于烯酰嗎啉單劑使用有較高的抗性風險，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、松脂酸酮等保護性殺菌劑復配使用，以延緩抗性產生，也擴大了殺菌譜。

 

國內復配混劑有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
 

如李剛等對高濃度烯酰嗎啉懸浮劑進行了研制，采用流點法和粘度法對50%烯酰嗎啉懸浮劑的潤濕分散劑和抗沉淀劑進行了篩選。最終得到的最優配方為：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%、水補足至100%。得到的產品外觀為易流動、易測量體積的懸浮液體，存放過程中沒有結塊。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，表明產品熱穩定性好。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，說明產品冷貯穩定性好。其他測定的指標均符合懸浮劑的要求。

 

水分散粒劑是一種兼有可濕性粉劑和懸浮劑兩者優點，同時又克服其缺點的環保安全劑型，該劑型具有無粉塵、不使用有機溶劑、流動性好、易計量、易包裝、貯運安全方便；制劑含量高、水中崩解分散性好、懸浮率高、穩定性好、使用方便等特點。烯酰嗎啉比起加工其他劑型，更適合加工成水分散粒劑，因此國內外都喜歡把烯酰嗎啉加工成水分散粒劑產品使用。

 

4.2.1  水分散粒劑單劑配方研發

（1）劉勤冬進行了40%烯酰嗎啉水分散粒劑的配方研究，通過對潤濕分散劑、助崩解劑、粘結劑、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%、潤濕劑BX（拉開粉）2%、助崩解劑尿素5%、粘結劑果糖0.3%、高嶺土補足至100%。配方樣品進行檢測，外觀為淺黃色柱狀顆粒、烯酰嗎啉含量40.3%、潤濕時間13 s、崩解時間48 s、懸浮率92.2%、水分含量1.2%、pH值6.8、熱貯穩定性合格，各項指標都符合水分散粒劑的要求。

 

（2）程小虎等對50%烯酰嗎啉水分散粒劑配方（擠壓造粒法）進行研究。通過對制劑性能影響較大的潤濕劑、分散劑、崩解劑和填料的篩選及其用量的選擇，選用潤濕劑K12和FLA-1（竹本油脂產品）搭配使用，對烯酰嗎啉起到良好的潤濕作用。采用優秀分散劑FLB-1（竹本油脂產品）用量達到4%時，懸浮率達到90%。通過對崩解劑的選擇，尿素比硫酸銨和FLB-3（竹本油脂產品）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%，對水分散粒劑產品性能影響很大。一般選用在水中易于崩解的填料，通過實驗選用無水硫酸鈉為填料比用硅藻土和膨潤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）、潤濕劑K12 1%和FLA-1 6%、分散劑FLB-1 4%、尿素5%、無水硫酸鈉補足至100%。對該配方樣品進行檢測結果：外觀為柱狀顆粒、烯酰嗎啉含量≥50%、懸浮率≥90%、潤濕時間≤60 s、崩解性≤60 s、pH值范圍5～8、濕篩試驗（通過75 μm試驗篩）≥98%、穩定性合格。

 

（3）周澤怡研制60%烯酰嗎啉水分散粒劑，采用流點法對潤濕分散劑進行了篩選，并用正交設計法優化了分散劑、粘結劑、崩解劑的用量。表明潤濕分散劑的選擇對加工制劑懸浮率高低影響較大，分散劑NNO相對于分散劑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%、載體補至100%。通過對水分散粒劑質量控制標準檢測，該制劑配方的崩解時間為42 s，懸浮率94%。

 

（4）尚紀兵等研制80%烯酰嗎啉WG配方。以改性木質素磺酸鈉GCL4-1作為分散劑，通過對潤濕劑、崩解劑和助分散劑以及用量的篩選，最終確定2個優選配方有優異性能。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%、拉開粉（丁基萘磺酸鈉）5%、硫酸銨4%、皂土補足至100%。配方B：烯酰嗎啉（含量≥95%）80%（折百）、分散劑GCL4-1 10%、拉開粉（丁基萘磺酸鈉）5%、硫酸銨4%、皂土補足至100%。

 

烯酰嗎啉兩種配方與市售對照產品的應用性能進行了比較，見表1。

 

從中可見，優選配方A和配方B在應用性能上與對照產品相近（特別是配方A各項指標都優于對照產品），但水分散粒劑中使用的成本，配方A和配方B遠低于對照產品成本。

 

配方A和配方B經測定，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照產品（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品，用Turbiscan LabExpert分散穩定儀（法國Formulaction公司）測定水分散粒劑懸浮液穩定性，均發現3種配方的懸浮液穩定性變差。但A和B配方的水分散粒劑懸浮液相對較穩定，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；分別比市售對照產品（0.54 mm和8.73 μm）要優，特別是助劑成本僅在900元/噸，遠比對照產品2000元/噸成本更低，性價比更高。

 

4.2.2  水分散粒劑復配制劑研發
 

（1）李建輝采用擠壓造粒法，進行了69%烯酰?錳鋅（9＋60）WG配方研究，確定的最優配方為：烯酰嗎啉（含量95%）9%（折百）、代森錳鋅（含量90%）60%（折百）、RNF066（復配分散劑）3.5%、木質素磺酸鹽3.0%、BNY088（復配潤濕劑）1.5%、果糖補足至100%。得到的產品，外觀為淡黃色圓柱型顆粒；經性能指標測定，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%，潤濕時間6 s，pH 7.3，水分1.8%，崩解性（靜止時間）33 s，貯存穩定性合格。

 

（2）巴斯夫公司開發的復配制劑為18.7%吡唑醚菌酯?烯酰嗎啉（6.7＋12.0）WG產品，商品名凱特。

 

國內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%、潤濕劑TERWET 1004 4%、分散劑D-425+T/36 9%、硫酸銨8%、膨潤土補足至100%。

 

得到的產品性能指標為懸浮率93.68%，潤濕時間11.23 s，崩解時間35.36 s，熱貯穩定性合格。通過對18.7%吡唑醚菌酯?烯酰嗎啉WG進行防治馬鈴薯晚疫病效果試驗，結果表明，該產品對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。