科迪华(原陶氏益农)在除草剂市场的贡献有目共睹,在合成激素类除草剂领域也已形成独特的产品系列,尤其在吡啶羧酸类化合物研发上,更是积累了丰富的经验。公司1963年上市的氨氯吡啶酸、1975年上市的二氯吡啶酸、2006年上市的氯氨吡啶酸,长期服务于市场。
科迪华研发人员独辟蹊径,在吡啶羧酸的6-位上引入芳基,于2014年成功上市了首款、第一代6-芳基吡啶甲酸酯类除草剂氟氯吡啶酯,开启了该类化合物发展的新纪元;2018年,再次推出第二代该类除草剂氯氟吡啶酯,该产品成为公司继氰氟草酯、五氟磺草胺之后又一重磅水稻田除草剂。最近,科迪华宣布推出第三代6-芳基吡啶甲酸酯类除草剂吲哚吡啶酯(indolauxipyr-cyanomethyl),该产品将成为氟氯吡啶酯的重要补充,进一步加强公司在谷物田除草剂市场的地位。
据科迪华预测,氟氯吡啶酯、氯氟吡啶酯的年峰值销售额将分别达6.00亿、4.00亿美元。2028年或将上市的吲哚吡啶酯,是对6-芳基吡啶甲酸酯类除草剂进一步扩容,公司同样对其寄予了厚望。

图1 氟氯吡啶酯(左)、氯氟吡啶酯、吲哚吡啶酯(右)的结构式
1 作用机理及应用
合成激素类(或合成生长素类)除草剂是除草剂中的重要类型,目前已有20多个产品上市。该类除草剂为天然激素模拟物,通过破坏植物生长调节进程而起效。当该类产品与靶标位点结合后,会诱导细胞内相关生命活动暴增,导致敏感植物生长失控,最终导致其死亡。该类除草剂因靶标比较复杂,目前确定的靶标位点就有6个,因此不易产生抗性。
国际除草剂抗性行动委员会(HRAC)将合成激素类除草剂归为第4组(或“O”组)。根据化学结构,这些除草剂又被细分成8类,其中,氟氯吡啶酯、氯氟吡啶酯属于6-芳基吡啶甲酸酯类(6-Arylpicolinate;简称“6-AP”),未来,吲哚吡啶酯或将被归入此类。
氟氯吡啶酯等6-芳基吡啶甲酸酯类除草剂拥有独特的作用机理,它们模拟了高剂量天然植物生长激素的作用,引起特定生长素调节基因的过度刺激,干扰敏感植物的多个生长过程。与传统合成激素类除草剂相比,氟氯吡啶酯等6-芳基吡啶甲酸酯类除草剂与受体结合的方式独特,它们的靶标位点不同,且其与位点间的亲和力更强。TIR1、AFB5是合成激素类除草剂中两个最重要的靶标位点。氟氯吡啶酯等6-芳基吡啶甲酸酯类除草剂与AFB5紧密结合,导致其用药量显著降低,除草速度更快,且与其他除草剂无交互抗性,是防除抗性杂草的重要工具。
6-芳基吡啶甲酸酯类除草剂苗后施用,经由植物的茎、叶及根部吸收,通过与植物体内的激素受体结合,刺激植物细胞过度分裂,阻塞传导组织,破坏杂草生长调节的正常过程,中断各种细胞过程使其产生畸变,导致杂草根部附近或下部尤其是茎组织坏死,最后导致植株营养耗尽死亡。
吲哚吡啶酯(英文通用名:indolauxipyr-cyanomethyl;开发代号:XDE-521、XR-521;商品名:Bexoveld™)是陶氏益农(现科迪华)在氟氯吡啶酯、氯氟吡啶酯基础上研发的第三代6-芳基吡啶甲酸酯类除草剂,以解决谷物田抗性杂草问题。2022年12月,吲哚吡啶酸(indolauxipyr)获得ISO英文通用名,科迪华计划上市indolauxipyr的氰基甲酯产品indolauxipyr-cyanomethyl(吲哚吡啶酯)。2023年5月,科迪华宣布将吲哚吡啶酯的品牌命名为Bexoveld™。

图2 吲哚吡啶酯的结构式
据科迪华介绍,大量的试验已经证实,Bexoveld™用于谷物田,对阔叶杂草具有出色的防除效果,包括谷物田主要的抗性杂草。公司强调,在低用药量下,Bexoveld™即可有效防除北美谷物田主要阔叶杂草,包括排名第一的地肤,以及欧洲地区影响小麦、黑麦、黑小麦和大麦生长的罂粟、婆婆纳、野芥菜等。
吲哚吡啶酯具有良好的毒理学和环境特性,在土壤中快速降解,对下季作物种植限制小。吲哚吡啶酯及其代谢物在谷物中的残留水平低于定量限值。
2 产品登记及开发
吲哚吡啶酯是对科迪华现有谷物田除草剂产品组合的高度补充,将与科迪华多种市场领先的除草剂预混使用,形成综合的杂草解决方案,从而进一步提升公司在谷物田除草剂市场的地位。
科迪华希望,2028年在北美上市吲哚吡啶酯产品,2030年在欧洲上市;公司还计划在未来几年里,在包括中国在内的多个市场开展登记。吲哚吡啶酯系列产品的上市将为谷物种植者控制阔叶杂草提供新利器。
3 化合物专利
美国陶氏益农公司(现科迪华)申请了吲哚吡啶酯的许多化合物专利,包括PCT专利、欧洲专利、美国专利、中国专利等,这些专利将于2038年到期。
PCT专利:WO2018208582A1,申请于2018年5月4日。
欧洲专利:EP3621439B1,申请于2018年5月4日,2038年5月3日到期。
美国专利:US11363816B2,申请于2018年5月4日,2038年5月4日到期。
中国专利:CN111065269B(ZL201880042410.9),申请于2018年5月4日,2038年5月3日到期;发明名称:4-氨基-6-(杂环)吡啶甲酸酯和6-氨基-2-(杂环)嘧啶-4-羧酸酯及其作为除草剂的用途。
