新型喹啉类杀虫杀螨剂Flometoquin及其开发

 

Flometoquin是由日本Meiji Seika Kaisha公司（现Meiji Seika Pharma公司）与Nippon Kayaku公司共同开发，并于2004年报道的新型喹啉类杀虫杀螨剂。2011年6月英文通用名获ISO批准，2018年在日本登记后上市。其化学结构新颖、作用机理和位点独特，主要用于控制小型刺吸式害虫，对缨翅目（Thysanoptera）、半翅目（Hemiptera）、鞘翅目（Coleoptera）、蜱螨目（Acari）、鳞翅目（Lepidoptera）、膜翅目（Hymenoptera）、直翅目（Orthoptera）、双翅目（Diptera）害虫及抗性靶标害虫都具有较高杀虫活性。同时，flometoquin还可减轻因蓟马等害虫传播引起的病毒感染[3]，可用于蔬菜、水果、茶树和花卉等农业园艺的害虫综合治理。

 

Flometoquin对蓟马等缨翅目害虫有特效，速效性优异且持效期长，对环境友好，对有益昆虫和天敌影响小。因此，其市场潜力巨大，值得重点研发。

 

 

本文对flometoquin的创制过程、理化性质、毒理学、代谢与残留、作用方式与活性、原药合成供应、制剂开发与应用等进行了介绍。

 

 

Meiji Seika Kaisha公司在1988年合成微生物代谢产物时，对所有的中间体进行逐级筛选，发现了4-酰氧喹啉类化合物的生物活性，继而对其进行了衍生合成和农药创制。Meiji Seika Kaisha公司与Nippon Kayaku公司自2001年开始联合开发，研究合成了大量的4-酰氧喹啉类衍生物，通过对杀虫谱、杀虫效果、使用成本和安全性等多方面的评估，flometoquin最终被遴选为有市场开发潜力的化合物。

 

2007年开始的毒性、环境和残留等试验研究证实，flometoquin安全性高；2008年开始以代号ANM-138和ME5915开展的田间试验结果表明，flometoquin对烟粉虱、蜱螨目和小型鳞翅目害虫有较高防除效果。

 

 

Flometoquin的IUPAC化学名称为2-乙基-3,7-二甲基-6-[4-(三氟甲氧基)苯氧基]-4-喹啉基碳酸甲酯，CAS登录号为875775-74-9，分子式为C₂₂H₂₀F₃NO₅，相对分子质量为435.39。

 

Flometoquin纯品为白色疏松粉末，略带芳香味，密度0.304 g/cm³（21℃），熔点116.6～118.3℃，蒸气压9.04×10^-9 Pa（25℃），沸点248.1℃（2.23 kPa），270℃左右分解（100.1～101.4 kPa）。水解半衰期：pH值为4时，DT₅₀值为2.0 d（25℃）；pH值为7时，DT₅₀值为11 d（25℃）；pH值为9时，DT₅₀值为2.1 d（25℃）。水中光解半衰期：DT₅₀值为0.46～0.47 d（25℃，pH值7，47～48 W/m²，300～400 nm）。溶解度（g/L，20℃）：水1.203×10^-5，正己烷11.1，甲苯283，二氯甲烷＞500，丙酮373，甲醇33.7，乙酸乙酯297。正辛醇-水分配系数logP_ow为5.41（室温）。

 

 

Flometoquin属于中毒杀虫剂，对鸟类和蜜蜂低毒，对有益生物安全，但对蚕和甲壳类水生生物有一定的影响。

 

 

Flometoquin对雌性大鼠急性经口毒性LD50值为50～300 mg/kg；大鼠急性经皮毒性LD50值为933 mg/kg；大鼠急性吸入毒性：雄鼠LC50值为0.67 mg/L，雌鼠LC50值为0.93 mg/L。其对兔眼睛有刺激性，对兔皮肤无刺激性，对豚鼠皮肤有较强致敏性。每日允许摄入量（ADI）为0.008 mg/kg，急性参考剂量（ARfD）为0.044 mg/kg。

 

 

日本鹌鹑急性经口LD₅₀值为1630 mg/kg，鲤鱼（Cyprinus carpio）LC₅₀值（96 h）＞20 μg/L，绿藻（Pseudokirchneriella subcapitata）ErC₅₀值（72 h）＞6.3 μg/L，大型溞（Daphnia magna）EC₅₀值（48 h）为0.23 μg/L，淡水虾（Paratya compressa）LC₅₀值（96 h）＞15 μg/L，淡水钩虾（Hyalella azteca）LC₅₀值（96 h）为0.65 μg/L，蜜蜂（Apis mellifera）急性经口和接触LD₅₀值（48 h）＞100 μg/蜂，家蚕（Bombyx mori）急性经口LC₁₀₀值（24 h）为100 mg/L。

 

Flometoquin对丽草蛉（Chrysopa formosa）、七星瓢虫（Coccinella septempunctata）、星豹蛛（Pardosa astrigera）、智利小植绥螨（Phytoseiulus persimilis）、东亚小花蝽（Orius sauteri）等有益昆虫和天敌安全，但对蚜茧蜂（Aphidius colemani）的毒性需要关注。

 

 

Flometoquin在土壤及水中的主要代谢物为2-乙基-3,7-二甲基-6-[4-(三氟甲氧基)苯氧基]喹啉-4-酮（M1）和4-三氟甲氧基苯酚（TFMP），在植物中的主要代谢物为M1。M1和TFMP的化学结构见图2。

 

 

对样品进行残留检测时，样品经预处理和C₁₈色谱柱纯化后，flometoquin及其代谢物M1和TFMP的残留用液相色谱-质谱仪串联（LC-MS/MS）进行定量分析，检测限为0.01～0.05 mg/L。植物和土壤样品的预处理方法不同：植物样品粉碎后，用丙酮＋水（体积比80∶20）提取，茶叶样品提取液加入4%甲酸水溶液和乙腈后再纯化；土壤样品直接用乙腈＋水（体积比70∶30）或乙腈＋0.5 mol/L盐酸（体积比70∶30）进行提取。

 

日本食品安全委员会建议食品中flometoquin最大残留限量如表1所示。

 

 

 

 

Flometoquin被认为是昆虫线粒体电子传递链上的膜蛋白复合体Ⅲ（细胞色素bc1复合物）抑制剂，作用于线粒体内膜醌还原Qi位点，通过抑制电子传递和呼吸作用，阻断能量转换而最终杀死害虫。其作用机理新颖，与IRAC分类同组第20组中灭螨醌、嘧螨酯和联苯肼酯的Qo作用位点不同，用于防治对现有药剂产生抗性的害虫，如蓟马和小菜蛾等。

 

Flometoquin可用于作物的花蕾、果实和茎叶，对缨翅目害虫具有触杀和胃毒双重作用，但无内吸活性。其速效性优异，在质量浓度为5 mg/L时，30 min内杀死全部的西花蓟马成虫；质量浓度为50 mg/L时，5.5 min内杀死一半棕榈蓟马成虫。Flometoquin持效期长，约14～20 d。

 

 

Flometoquin可用于蔬菜、水果、谷物、茶叶和花卉，对缨翅目害虫如蓟马有特效，对半翅目、蜱螨目、膜翅目和鳞翅目类害虫也具有较高杀虫活性，其主要杀虫谱如表2所示，对部分靶标害虫的室内生物活性测试结果如表3所示。

 

 

Flometoquin对烟粉虱（Bemisia tabaci）成虫的LC50值为0.783 mg/L，对蚜虫（Aphis craccivora）成虫的LC₅₀和LC₉₀值分别为2.1635 mg/L和22.752 mg/L。温室条件下，flometoquin对辣椒上的粉虱蛹和蚜虫成虫具有优异的防治效果。

 

鉴于对缨翅目害虫的有效控制，flometoquin有望减轻由蓟马等缨翅目害虫为媒介传播感染的番茄斑萎病、凤仙花坏死斑病和虹膜黄斑病等。

 

 

日本Meiji Seika Kaisha公司与Nippon Kayaku公司于2018年取得flometoquin 10% SC在日本的农药登记。登记作物为甘蓝、萝卜、白菜、西瓜、番茄、青椒、茄子、草莓、洋葱、菠菜、葱、柑橘和茶，有效成分用量为10～70 g/hm²，药剂稀释1,000～2,000倍后喷雾使用。茄子、番茄、青椒、西瓜和草莓的安全间隔期仅1 d。

 

Flometoquin可与多种杀虫剂、杀菌剂、杀螨剂、除草剂、植物生长剂和肥料桶混或复配。但当所制flometoquin单剂或复配制剂为固体制剂，需使用热力学稳定的flometoquin晶体。目前，尚无相关制剂的专题报道。随着该品种的不断推广应用，将会有更多的复配产品被开发和登记。

 

 

由日本Meiji Seika Kaisha公司和Nippon Kayaku公司共同开发的新型喹啉类杀虫杀螨剂flometoquin，化学结构新颖，作用机理和位点独特。其对缨翅目、蜱螨目、半翅目和小型鳞翅目及其抗性害虫等均有效，且速效性和持效性显著，对果蔬类和水果的安全间隔期短，对蜜蜂、鸟和有益生物影响小，适用于有害生物综合治理。Flometoquin对蓟马等缨翅目害虫有特效，在一定程度上可减轻由该类害虫传播的病毒感染。

 

Flometoquin可与多种杀虫剂、杀菌剂、杀螨剂、除草剂、植物生长剂和肥料混用。Flometoquin原药可由多条路线合成。目前flometoquin处于专利保护初期，其产品开发和应用研究还需要一定的时间。但随着该产品在日本及其他国家的登记和应用推广，其市场潜力巨大。