三唑類化合物在農(nóng)藥上的應(yīng)用與開發(fā)

三唑是咪唑環(huán)的一個碳原子被氮取代而得到的五元雜環(huán)，作為藥效團三唑比咪唑具有更低的毒性而廣泛用于目前許多農(nóng)藥產(chǎn)品上，至今已有眾多的三唑類化合物用于農(nóng)藥工業(yè)上。三唑類農(nóng)藥經(jīng)過將近二十年的發(fā)展，拓展了其應(yīng)用范圍和防治對象，由過去主要用作殺菌劑，到現(xiàn)在已開發(fā)出多種高效、低毒的除草劑、殺蟲劑、植物生長調(diào)節(jié)劑，顯示出強大的生命力，目前，三唑類化合物已成為新型農(nóng)藥開發(fā)的重要領(lǐng)域。

一、 殺菌劑

  隨著殺菌劑的廣泛應(yīng)用，其范圍已逐漸擴大到包括真菌在內(nèi)的細菌、病毒等微生物。三唑類殺菌劑具有高效、廣譜、低毒、持續(xù)時間長的優(yōu)點，有良好的內(nèi)傳導(dǎo)兼具保護和治療作用的殺菌特性，是農(nóng)用殺菌劑開發(fā)應(yīng)用的一個里程碑。它通過與細胞色素P450作用而抑制麥角甾醇的生物合成，從而起到殺菌的作用。

目前，三唑類殺菌劑已有三十幾個品種上市。1974年拜耳公司研發(fā)成功的三唑酮是三唑類殺菌劑的第一個商品化產(chǎn)品，以及拜耳公司于20世紀70年代開發(fā)的三唑醇、20世紀80年代開發(fā)的烯唑醇和丙環(huán)唑、20世紀90年代初期研發(fā)的戊唑醇都是目前國內(nèi)常用的防治小麥病害的三唑類殺菌劑。近年中研發(fā)出來的氟醚唑、羧菌唑、丙硫菌唑、氟硅唑等新型的三唑類化合物與常用的三唑酮等三唑類殺菌劑相比較，分子結(jié)構(gòu)變化很大且大多含氟，除對禾谷類作物銹病、白粉病有活性之外，對紋枯病等病害也有很好的活性且持效期長，特別是丙硫菌唑代表了三唑啉硫酮這類新化合物，具有保護、治療和鏟除作用。幾乎對所有小麥病害都可以防治，并能防治非谷物的多種病害，如油菜和花生的土壤傳播病害與葉面病害。

病毒唑有抑制植物病毒的能力，目前已成為抗植物病毒研究的熱點，它對馬鈴薯病毒、煙草斑紋病毒、黃瓜花葉病毒、煙草壞死病毒等多種常見的植物病毒有抗病毒活性。病毒唑?qū)�這些病毒的大田防效一般在30%~60%之間。雙三唑類化合物對煙草花葉病毒的活體外抑制活性高達75%，而且毒性較低。

二、 除草劑

目前除草劑開發(fā)在強調(diào)高活性的同時，更注重安全性，確保非靶標生物、人類和環(huán)境的安全。以三唑為代表的一系列雜環(huán)化合物以其高效、選擇性好，生物降解率高的特點而成為除草劑開發(fā)的主要方面。根據(jù)其作用的靶點不同將三唑類除草劑分為以下幾類。

1. 乙酰乳酸合成酶（ALS）/乙酸羧酸合成酶（AHAS）抑制劑

通過抑制ALS而破壞植物體內(nèi)纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸的合成，作用靶點單一，同時對人和動物不產(chǎn)生作用，安全有效。氟酮磺隆是拜耳公司2001年上市的磺酰脲類除草劑，主要用于苗后防除小麥田禾本科雜草和一些重要的闊葉雜草，對抗性雜草如野燕麥和狗尾草等有很好的防效。雙氟磺草胺為三唑并嘧啶磺酰胺類基礎(chǔ)上由陶氏益農(nóng)公司研發(fā)的新型旱田除草劑，使用劑量為3~60g/hm2，對后茬作物安全，現(xiàn)已成為ALS新制劑研究熱點。

2. 原卟啉氧化酶（Protox）抑制劑

該類觸殺型除草劑通過莖葉處理后，可被敏感植物或雜草迅速吸收到組織中，使植株壞死或在陽光照射下使莖葉脫水干枯而死，對作物和環(huán)境安全，殘效適中，對后茬作物無影響。用于大豆和玉米播后苗前或苗后除草的磺酰三唑酮和用于作物苗后除草的三唑酮草酯，是三唑啉酮類除草劑作為Protox抑制劑的典型代表。

1975年第一個三唑類旱田除草劑三唑磺問世。以此為模板，日本中外制藥公司研制的苯酮唑是三唑類除草劑研發(fā)的一個重大突破，它可以用于水稻田的除草，對除稗草有強效，并能防除千金子等雜草，殘效期長，除草活性很好，但現(xiàn)在尚未商品化，商品化的THF-450同樣對稗草有特效。由近些年已商品化及正研究開發(fā)的已知結(jié)構(gòu)的殺蟲殺螨劑品種可得知，傳統(tǒng)的有機磷、氨基甲酸酯類殺蟲劑研發(fā)日趨回落，具有新的作用方式的雜環(huán)化合物已成為主要的發(fā)展方向。

三、 植物生長調(diào)節(jié)劑

大多數(shù)的三唑類農(nóng)藥兼有殺菌和植物生長調(diào)節(jié)作用，一些三唑類化合物能夠阻止植物體內(nèi)生長素和赤霉素的形成，表現(xiàn)出強效的植物生長抑制作用，另外還有抗倒伏和殺菌作用。三唑類化合物作為植物生長調(diào)節(jié)應(yīng)用研究十分活躍，并已取得很好的實際效果。在禾本科、豆科、菊科等很多常見的植物中都有應(yīng)用。根據(jù)應(yīng)用的主要目的分為種質(zhì)保存、塑造理想株型和增強抗逆性提高農(nóng)作物產(chǎn)量三方面�，F(xiàn)在已商品化的三唑類植物生長調(diào)節(jié)劑主要是多效唑、烯效唑、抑芽唑、縮株唑。多效唑的出現(xiàn)在生長調(diào)節(jié)劑發(fā)展中具有突破性意義，將無毒且易通過生物膜的二茂鐵引入到三唑酮結(jié)構(gòu)中，雖然殺菌活性很低，但生物活性具有明顯的植物生長調(diào)節(jié)活性，達到98.2%。

四、 在殺蟲劑中的應(yīng)用

三唑類化合物在殺蟲劑中的應(yīng)用可分為以下幾類：

1. 有機磷殺蟲劑

有機磷殺蟲劑合成方便、殺蟲譜廣、生物降解率高，在高等動物體內(nèi)不易積累，易于解毒，目前仍是殺蟲劑中品種最多、市場占有率最大的種類。如1970年德國赫斯特公司開發(fā)的三唑磷和1973年汽巴-嘉基公司開發(fā)的氯唑磷。三唑磷作為第一個上市的三唑類殺蟲劑，具有廣譜殺蟲殺螨的特性，用于防治水稻二、三化螟、縱卷葉螟等。它可以滲入植株內(nèi)層，對害蟲和害螨起觸殺作用，故防治一些藥劑不易直接觸到的害蟲效果更佳。  

2. 氨基甲酸酯類殺蟲劑

氨基甲酸酯殺蟲劑結(jié)構(gòu)簡單、合成簡便、作用迅速、持效期短、選擇性好，對高等動物的毒性低。1988年羅姆-哈斯公司開發(fā)的氨基甲酸酯類殺蟲劑唑蚜威，對有機磷殺蟲劑產(chǎn)生耐藥性的蚜蟲防治效果很好，而且對多種蚜蟲均有效，并兼具防治耐藥性的桃蚜，但屬高毒農(nóng)藥品種。歐盟已決定于2006年1月4日撤銷唑蚜威的登記，并撤回對含有該物質(zhì)的植物保護產(chǎn)品的授權(quán)。

3. γ-氨基丁酸（GABA）抑制的門控氯化物通道抑制劑

該類殺蟲劑作用于GABA受體，阻斷氯離子通道，阻礙了神經(jīng)細胞的正常抑制過程，使昆蟲神經(jīng)系統(tǒng)過度興奮而逐漸衰弱并可能死亡。將氟蟲腈中的咪唑基團換成三唑取代基，所得的化合物對蟑螂有很好的殺滅作用。

1982年拜耳公司開發(fā)的三唑錫藥效期長，可以與多種殺蟲劑、殺菌劑混合作用，對哺乳動物毒性低，三唑錫可殺成螨、若螨和螨卵，但對越冬卵無效。

三唑的特殊結(jié)構(gòu)使三唑類化合物在農(nóng)藥領(lǐng)域中得到了異常廣泛的應(yīng)用。隨著對三唑類化合物的進一步研究必將有更多的三唑類化合物應(yīng)用于農(nóng)藥領(lǐng)域，造福于人類，其廣闊的市場前景已引起業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注。