大农化
除草剂抗药性持续蔓延，给全球农户带来了严峻挑战。研发高效、安全的新化合物是解决杂草对现有除草剂产生抗性的重要举措。
面对杂草抗药性挑战，富美实科学家采用前沿技术进行攻关，发现了一个颇具市场潜力的新化合物——rimisoxafen。该除草剂拥有双重作用机理，同时靶标杂草体内的2个关键酶——八氢番茄红素去饱和酶和茄尼基焦磷酸合酶。
相对于单一作用机理除草剂，rimisoxafen能使杂草更难存活和产生抗药性。该产品将有助于防控对现有除草剂产生抗性的阔叶杂草，尤其是玉米、大豆等重要大田作物的恶性苋属杂草。
目前，富美实已提交rimisoxafen的登记申请，一旦登记成功，公司有望于2030年前上市多款rimisoxafen产品，这将成为富美实创新发展史上的重要里程碑。
1 化学结构及创制
Rimisoxafen是新型嘧啶基苯基醚类（或苯基醚类、苯联异噁唑类、异噁唑类）除草剂，为新型嘧啶氧基苯衍生物；2021年3月获得ISO通用名。
Rimisoxafen，中文建议名称：嘧啶草噁唑；IUPAC化学名称：3-氯-2-[3-(二氟甲基)异噁唑-5-基]苯基5-氯嘧啶-2-基醚；CAS化学名称：5-氯-2-[3-氯-2-[3-(二氟甲基)-5-异噁唑基]苯氧基]嘧啶；CAS登录号：1801862-02-1；分子式：C14H7Cl2F2N3O2；相对分子质量：358.127；结构式如图1。
图1 Rimisoxafen的结构式
Rimisoxafen的结构主要包括两部分：嘧啶部分及苯联异噁唑部分。早在20世纪80年代，该类含有嘧啶醚的苯联杂环类化合物就被报道具有一定的除草活性，国内外研究人员对该类化合物展开了大量的研究工作，但难以跳出乙酰乳酸合成酶（ALS）抑制剂的范围。直至2015年，原杜邦公司才公开了rimisoxafen 及其类似物的化合物专利，实现了公司研发史上的重大突破。公司研究人员一改传统的4,6-二甲氧基嘧啶片段，将其修饰为5-氯嘧啶基团；同时，对异噁唑部分进行了大量的基团替换和修饰，最终在异噁唑的3位上引入二氟甲基基团。从而使rimisoxafen的除草活性和作物安全性均达到最佳水平，并成功将两种作用机理集于一身，实现了除草剂发展史上里程碑式的飞跃。
2 作用机理及应用
经rimisoxafen药剂处理后，杂草表现出明显的白化现象。研究人员围绕类胡萝卜素、质体醌生物合成和使用等多个除草剂靶标进行调查，研究发现，rimisoxafen同时抑制杂草体内的2个关键酶——茄尼基焦磷酸合酶（solanesyl diphosphate synthase，SDPS）和八氢番茄红素去饱和酶（phytoene desaturase；PDS）的活性。离体试验表明，rimisoxafen对SDPS和PDS酶活性的干扰水平分别与单个靶标的对照药剂相当；活体试验结果也表明，rimisoxafen同时具有明显的PDS、SDPS抑制作用。另外，在紫外（UV）诱变的莱茵衣藻（Chlamydomonas reinhardtii）品系中，rimisoxafen能有效防治对SDPS或PDS抑制剂产生抗性的突变体，只有同时对SDPS和PDS抑制剂产生抗性的突变体，才对rimisoxafen产生抗性。
由此可见，rimisoxafen拥有独特的双重作用机理。其通过抑制杂草体内八氢番茄红素去饱和酶的活性，抑制类胡萝卜素的生物合成，导致杂草白化而死亡；同时，通过抑制杂草体内茄尼基焦磷酸合酶的活性，引起杂草体内质体醌水平急剧下降，最终导致杂草白化而死亡。
经查国际除草剂抗性行动委员会（HRAC）网站，目前，被HRAC归入茄尼基焦磷酸合酶抑制剂的产品仅有1个，即aclonifen（苯草醚；二苯醚类）；归入八氢番茄红素去饱和酶抑制剂的产品有7个，分别为：fluridone（氟啶草酮；二苯基杂环类）、flurtamone（呋草酮；二苯基杂环类）、flurochloridone（氟咯草酮；N-苯基杂环类）、norflurazon（氟草敏；N-苯基杂环类）、beflubutamid（氟丁酰草胺；苯基醚类）、diflufenican（吡氟酰草胺；苯基醚类）、picolinafen（氟吡酰草胺；苯基醚类）。
Rimisoxafen高效、低毒，对作物安全，可用于玉米、大豆等作物田，防除阔叶杂草，还可用于防除对ALS抑制剂类除草剂和草甘膦产生抗性的杂草，尤其对抗性苋属杂草高效。
国内研究人员对rimisoxafen进行的温室苗后除草活性测定结果表明，rimisoxafen对阔叶杂草苘麻、百日草具有优异的防治效果，在18.75 g a.i./hm2剂量下，防除效果可达100%。
3 化合物专利
Rimisoxafen为原杜邦公司在2015年公开专利中的化合物，后转让给美国富美实公司。
2015年1月9日，富美实公司在我国申请了发明名称为“作为除草剂的嘧啶氧基苯衍生物”的化合物专利（ZL201580004764.0），2020年7月7日获得授权，授权公告号CN105916849B，该专利将于2035年1月8日到期。
其PCT专利为WO2015108779A1，申请于2015年1月9日；发明名称为：PYRIMIDINYLOXY BENZENE DERIVATIVES AS HERBICIDES。
4 市场前景
Rimisoxafen低毒，对作物安全，高效防除玉米、大豆等作物田阔叶杂草、顽固杂草及抗性杂草，尤其对抗性苋属杂草、苘麻、百日草等防效优异。
将两种作用机理同时引入单个分子中，可以有效延缓靶标位点对rimisoxafen的抗性风险，这是目前通过复配才能获得的效果。因此，rimisoxafen的上市，不仅可以降低除草剂用药量，而且可以减少药剂在作物（尤其是玉米和大豆）中的残留，其市场前景可期。
