丁氟螨酯研发历程及其在作物害虫防控中应用前景

摘要：丁氟螨酯是一种新型酰基乙腈类非内吸性杀螨剂，对各形态害螨都有很高活性，是一种具有较高应用价值的杀螨剂，在农业虫害防控中发挥重要作用。本文介绍了丁氟螨酯的化学性质及特有的生物活性机制，阐述了丁氟螨酯的研发历程、理化性质及作用机理、环境相容性和应用现状，展望了未来农药发展的方向。

关键词：丁氟螨酯；作用机制；化学性质；杀螨剂；农药研发

中图分类号：TQ454.2 文献识别码：A 文献编号：1005-6114（2024）06-006-03

植食性害螨繁殖能力强、生命周期短，易产生抗药性，是造成农作物减产的主要害虫。近年来，该类害螨危害形势加重，化学防治仍是目前最有效防治的手段。现有的杀螨剂导致螨虫抗药性增加，因而迫切需要开发新型药剂，其中丁氟螨酯因具有高效低毒、作用方式新颖等优点，是受到广泛关注的杀螨剂［1］；同时，因其速效性好、药效持久，且对环境友好、对非靶标生物安全，极大地促进了其在有害生物综合治理上的应用［1］。本文就丁氟螨酯的研发历程、作用机理、环境影响及应用现状等方面进行综述，展望了其发展前景。

1 研发历程

20世纪90年代后期开始新型杀虫剂和杀螨剂研究，有农业技术研究人员发现吡唑烷二酮衍生物具有杀虫、杀螨和除草活性，其独特的酮-烯醇互变异构结构（1）提供了独特的研究视角，探索中发现，在吡唑烷酮衍生物的活泼甲基中引入卤原子和硝基后所形成的化合物（2）具有良好的杀螨活性，对其结构进行优化，得到了化合物（3）并将其作为开发杀虫剂的候选化合物；1988年经过田间实验发现，该化合物具有很好的杀虫活性，但由于合成工艺问题，不得不放弃对化合物（3）的开发（图1）［2］。但这一研究为丁氟螨酯的探索打下了良好的基础。

在之后的研究中，尝试将氯原子引入酮式结构中的活性亚甲基碳原子上，在苯甲酰基丙烯腈衍生物中引入氯原子后，化合物展现出显著的杀虫和杀螨效果，形成了首个先导化合物，随后开展了当取代基Z为卤原子时的合成研究。经过不断试验，最后确定丁氟螨酯（图2）对螨类活性最高，因此将其确定为最终的杀螨化合物［2］。

2 理化性质及作用机制

丁氟螨酯的理化性质见表1 ［3］。作为一种固体化合物，其具有标志性的晶体结构，正常环境压力下的熔点在80℃左右，其沸点较高，超过200℃，在常压条件下的挥发性较低。丁氟螨酯的熔点和沸点证明了其稳定的固态性质，使其在多种环境条件下依然保持良好的效力和持久性。

丁氟螨酯在水中的溶解度相对较低，报告值约为0.0281 mg/L，表明其在水环境中的迁移性较弱。然而，在有机溶剂中，如丙酮、二氯甲烷和乙醇、丁氟螨酯则展现出更好的溶解性，使得其成为配制农药喷洒液的理想选择，其疏水性质也决定了丁氟螨酯在处理作物时能够更加持久地附着在植物表面，从而保证了施用效果。

已有研究表明，丁氟螨酯在螨体内经羧酸酯酶代谢后转化为其去酯化代谢产物［螨的主要代谢产物AB-1（C20H18F3NO，图3）］，AB-1能以极低的浓度强烈抑制线粒体复合物II，影响丙酮酸羧化酶（PDC）的活性，螨虫的呼吸作用受到抑制，最终导致死亡［4，5］。由于这一靶标在哺乳动物体内不是必需的，使得丁氟螨酯对人类和其他非靶标生物的毒性较低，因而具有巨大的应用前景。

3 代谢及环境行为

丁氟螨酯易降解，能被特定的酯酶水解为活性烯醇代谢物，不仅清除目标生物效果好，且对非目标生物安全，不具有生物放大作用。目前，其环境行为研究主要集中在水、土壤介质和水-沉积物系统中［1］。李敏敏［6］发现丁氟螨酯在环境中能代谢为邻三氟甲基苯甲酰胺和邻三氟甲基苯甲酸，其水解速度受多种环境因素的影响，在碱性条件下和较高温度下水解较快，并且不同水质也会影响其降解速度。

尽管目前的试验和田间应用均表明丁氟螨酯对非靶标生物的影响相对较低，但在农药大量使用与环境累积下，对土壤微生物群落结构可能产生影响，尤其是长期超量使用会对生态系统的自净作用与生物多样性造成威胁。杨静等［7］研究发现，丁氟螨酯及其代谢物在枸杞中的降解率均小于30%，消解动态试验表明，环境对枸杞中丁氟螨酯的降解有一定的影响。因此，研究和分析丁氟螨酯在不同环境条件下的行为和效果变化具有重要意义。通过了解其在环境中的行为和归宿，可以为农药合理使用、环境风险评估以及农药管理政策制定提供科学依据［8］。

4 应用现状与未来展望

丁氟螨酯产品于2007年上市，市场价值达到千万美元。世界各大洲都有一定量的销售，其中以巴西、美国、日本等为主，达到全球销售额的70%左右，主要防治柑橘、苹果等果树螨虫［9］。由于其在地下水和地表水中的代谢物B-3（C8H6F3NO，图4）可能存在潜在的基因毒性，欧盟委员会综合考虑评估国和EFSA评估草案以及同行评议结果，决定修改丁氟螨酯批准法规（EU）No 22/2013和欧盟活性物质批准清单（EU）No 540/2011：除施用于温室内的非土培作物之外，每年7-9月不得使用含丁氟螨酯的植物保护产品。但在国内仍没有明确的法律法规对其使用进行限制［10］。

由于丁氟螨酯对叶螨科害螨具有高度的选择性，对天敌等非靶标生物具有安全性以及对环境的友好性，因此丁氟螨酯可以与害螨的天敌一起使用，应用于害螨综合管理。乔岩等［11］将叶螨天敌智利小植绥螨与丁氟螨酯联合使用，应用于草莓二斑叶螨防治时发现，丁氟螨酯对智利小植绥螨的毒性低，且联合应用时能显著提高对草莓二斑叶螨的防治效果，28 d防治效率仍保持在95%以上，表明智利小植绥螨与丁氟螨酯联合使用具有协同增效的作用。

由于丁氟螨酯作用于叶螨科害螨各个生长阶段，对环境友好，且对天敌等非靶标生物安全，与现有的杀虫、杀螨剂多无交互抗性，具有宽广的潜在应用市场，该化合物专利于2020年8月10日到期，市场上可能会有更多的厂家生产和销售丁氟螨酯，从而促进更多相关产品的研发和应用，因此以丁氟螨酯为先导化合物的新药研发也将会是未来发展趋势，目前正在研发中的高活性化合物SYP-10898就是以丁氟螨酯为基础，使用苯基替换甲氧基进行合成［12］。

综上，丁氟螨酯作为一类高效的杀螨剂，在化学农药发展史上占有重要地位，因其用途广泛以及对环境友好，使其成为研究和应用热点。随着技术进步，丁氟螨酯有望在未来杀螨剂市场占据更加重要的作用。值得注意的是，未来研究在保持其杀虫效果的同时，还需关注其环境安全与生态影响，推动农药科学向着环境更为友好的方向发展。

参考文献

［1］左巍.新型杀螨剂β-酮腈及其衍生物的研究进展［J］.现代农药，2022（4）：10.

［2］ 张一宾.新颖杀螨剂cyflumetofen的开发沿革［J］.世界农药，2007（2）：14-18.

［3］ 李魏红.丁氟螨酯的合成工艺研究［D］.石家庄：河北科技大学，2020.

［4］ Wei P，Chen M，Nan C，et al. Downregulation of carboxylesterase contributes to cyflumetofen resistance in Tetranychus cinnabarinus（Boisduval）［J］.Pest Management Science，2019，75（8）：2166-2173.

［5］ Hayashi N，Sasama Y，Takahashi N，et al. Cyflumetofen，a novel acaricide-its mode of action and selectivity［J］.Pest Management Science，2013，69（9）：1080-1084.

［6］ 李敏敏.杀螨剂丁氟螨酯残留分析及环境降解行为研究［D］.哈尔滨：东北农业大学，2013.

［7］ 杨静，吴燕，刘霞，等.丁氟螨酯在枸杞上的储藏稳定性和残留消解研究［J］.保鲜与加工，2022，22（12）：78-84.

［8］ Shi L，Zhang P，He Y，et al. Enantioselective effects of cyflumetofen on microbial community and related nitrogen cycle gene function in acid-soil［J］.Science of the Total Environment，2021，DOI：10.1016/j.scitotenv.2020.144831

［9］ 谭卫军，朱永基，梁居林.3种杀螨剂防治柑橘红蜘蛛的田间药效评价［J］.湖北植保，2023（6）：35-37.

［10］ 欧盟即将限用含丁氟螨酯的农药［EB/OL］.农药快讯，2019（2）：5.

［11］ 乔岩，张正伟，张涛，等.联合应用智利小植绥螨与丁氟螨酯防治草莓二斑叶螨［J］.中国生物防治学报，2018，34（4）：514-519.

［12］ 李洋，张弘，刘远雄，等.新型杀螨剂Cyflumetofen的合成与杀螨活性［J］.农药，2009，48（7）：474-475，478.