砜吡草唑（pyroxasulfone，开发代号：KIH-485）是日本组合化学工业株式会社（以下简称“组合化学”）开发的新型广谱、高活性的苗前土壤处理除草剂，其结构式如图1，首件化合物专利申请于2002年。除草剂抗性行动委员会（HRAC）根据作用机理将砜吡草唑列为K3：极长链脂肪酸（细胞分裂）抑制剂，通过抑制植物体内超长链脂肪酸延伸酶（VLCFAs）合成，进而阻碍分生组织和胚芽鞘生长。
图1 砜吡草唑
作为第3代VLCFAs抑制剂类除草剂的代表，砜吡草唑凭借其广谱、高效、低残留的特性，已成为全球苗前封闭除草领域的核心品种。砜吡草唑中国专利ZL02804675.7申请于2002年2月7日，2006年5月31日获中国授权，保护期至2022年2月25日届满。尽管该化合物专利已到期，但原研企业组合化学在全球范围内布局的外围专利，如合成方法、中间体、复配制剂等依然有效，相关的专利侵权风险依然存在。组合化学曾宣布与一家中国公司就砜吡草唑专利纠纷达成有利和解，并对4家公司分别提起砜吡草唑专利侵权诉讼：安徽久易农业股份有限公司及其子公司安徽久凯农化有限公司、杭州金尔太化工有限公司及其生产工厂鹤壁市宝瑞德化工有限公司、江苏省农用激素工程技术研究中心有限公司和内蒙古永太化学有限公司。2024年12月27日，组合化学再次在中国对上海浓辉化工有限公司提起砜吡草唑专利侵权诉讼。这是组合化学近期就砜吡草唑在中国发起的第5个专利侵权诉讼，也是第6个专利维权行动。
随着杂草抗药性加剧及环保政策趋严，基于砜吡草唑的复配技术成为农药研发的热点方向。然而，企业在开发复配产品时，仍需全面识别并规避相关专利保护范围，警惕专利侵权风险。为此，本文系统梳理砜吡草唑的复配组合物、制剂专利申请情况，并详细分析已授权砜吡草唑复配组合物、制剂中国专利现状，剖析砜吡草唑复配组合物、制剂专利技术演进路线与创新方向，为砜吡草唑相关产品研发及知识产权布局提供参考。
1 砜吡草唑复配组合物、制剂专利分析
本文数据来源Himmpat全球数据。数据统计截至日期为2025年1月31日。
1.1 专利申请趋势及主要申请人
全球砜吡草唑复配组合物、制剂专利累计有效申请量近300件（同族计为1件），专利申请趋势如图2所示。
图2 2007—2024年砜吡草唑复配组合物、制剂专利申请
图2中砜吡草唑复配组合物、制剂专利申请情况表明，2007—2014年，申请量处于低位，年均不足10件；2015—2019年，申请量快速增长，年均申请量高达28.4件；2019至今，申请量进入平稳期，年均申请量17件（由于专利公开滞后性，未统计2023—2024年申请但尚未公开的专利）。
综合分析砜吡草唑复配组合物、制剂的专利申请可以发现，相关技术发展呈现3阶段：
技术萌芽期（2007—2014年）：组合化学主导的WO2008075743A1等基础专利布局，重点开发砜吡草唑与硫代氨基甲酸酯类（苄草丹、禾草丹、野燕畏等）、脲类（敌草隆、异丙隆等）、嘧啶基氧（硫）基苯甲酸类（嘧草硫醚、双草醚等）、咪唑啉酮类（咪唑喹啉酸等）、磺酰脲类（甲磺隆、氯嘧磺隆等）、苯氧基羧酸类（2,4-滴等）、三唑啉酮类（甲磺草胺等）、氧乙酰胺类（氟噻草胺等）、氯乙酰胺类（二甲吩草胺等）复配体系，解决在水田、旱田、非农耕地等造成问题的各种阔叶杂草防效不足问题。巴斯夫迅速察觉到市场的需求变化，积极进行WO2009112486A2专利布局，将研发重点聚焦于砜吡草唑与微管组装抑制剂（如二甲戊乐灵等）的复配体系。实践证明，在玉米、向日葵、大豆、油菜、土豆和小粒谷物等作物的种植中，这种复配体系能够在降低施药剂量的情况下，有效提升对杂草的防治效果，并显著减少对作物的潜在损害风险。
技术成长期（2015—2018年）：跨国企业（如巴斯夫、拜耳）及国内企业（如清原公司、滨农科技、龙灯化学等）纷纷积极引入HPPD类抑制剂（如硝磺草酮、环磺酮）或酰基载体蛋白（ACP）脂肪酸硫酯酶（FAT）选择性抑制剂（如环庚草醚）等新型除草剂成分，构建出适用于玉米田、大豆田以及禾谷类作物田的封闭-茎叶处理一体化综合解决方案。此阶段相关的专利申请量呈现出显著的增长态势，这表明各企业在技术研发与知识产权保护方面投入了更多的精力与资源，以期在激烈的市场竞争中占据优势地位。
技术深化期（2019年至今）：随着抗性杂草问题的日益严峻，中国企业正加速在相关领域的专利布局。众多企业将研发重点聚焦于抗性杂草管理，尤其是针对抗ALS抑制剂的稗草等难治性杂草的防治技术。同时，在剂型开发方面，微胶囊制剂、干悬浮剂等新型剂型的研发工作也在紧锣密鼓地推进，这些剂型能够有效提高药剂的稳定性和利用率。此外，生物农药复配技术也成为了研究热点之一，例如将植物源除草成分如黑苦荞与胜红蓟提取物进行科学复配，以实现更好的防治效果。相关专利申请如CN113396921A、CN114651823A、CN115568479A等，充分体现了中国企业在该领域的创新活力和竞争意识，目前专利争夺已经进入白热化阶段。
目前，砜吡草唑复配组合物、制剂专利主要申请人分布如图3所示。
图3 砜吡草唑复配组合物、制剂中国专利主要申请人及其申请专利数量
由图3可知：目前专利申请数量排名前10的申请人依次为巴斯夫、拜耳、清原农冠、组合化学、滨农科技、龙灯化学、河南农科院、颖泰生物、润丰股份及安道麦。与跨国企业相比，国内企业在砜吡草唑复配组合物、制剂方面的专利布局数量相对较少，仍具有较大的提升空间。具体来看，跨国企业如巴斯夫、拜耳等在专利申请方面具有明显的优势，这主要得益于他们在研发能力、资金投入以及全球市场布局等方面的强大实力。而国内企业虽然在专利申请数量上与跨国企业存在差距，但近年来也在不断加大研发投入，积极追赶。清原农冠等国内企业在砜吡草唑复配组合物、制剂的研发上取得了一定的进展。
随着国内企业对知识产权保护意识的增强和技术创新能力的提升，未来在砜吡草唑复配组合物、制剂等领域的专利布局有望进一步加强，逐步缩小与跨国企业的差距。
1.2 专利申请公开地域分布
砜吡草唑复配组合物、制剂专利申请公开地域分布如图4所示。
图4 砜吡草唑复配组合物、制剂专利申请公开地域分布
由图4可知：各地域按照专利申请公开数量排名前10的依次为中国、印度、美国、欧专局、日本、越南、阿根廷、南非、印度尼西亚和巴西，在中国的专利公开量远高于其他国家和地区，显示国内外企业对中国市场的重视。图4也反映出近几年跨国公司加强在印度、越南、阿根廷、南非、印度尼西亚、巴西和澳大利亚等国专利布局，体现跨国公司对新兴市场的战略卡位。从绝对数量来看，目前中国仍然是砜吡草唑复配组合物、制剂的最重要市场。
可以预见，未来在中国农药市场，企业间围绕砜吡草唑在知识产权、技术创新、产品质量、市场份额等方面将展开全方位激烈竞争。因此，作者重点针对砜吡草唑复配组合物、制剂中国有效专利展开分析。
1.3 主要专利权人分析
砜吡草唑复配组合物、制剂中国专利权人分布如图5所示。
图5 砜吡草唑复配组合物、制剂中国专利权人及其专利数量
由图5可知：目前砜吡草唑复配组合物、制剂中国专利的专利权人有组合化学、润丰股份、巴斯夫、润博生物、泰安农科院、河南省农科院、拜耳、清原农冠、辉隆集团和龙灯化学。组合化学持有10件砜吡草唑复配组合物、制剂有效专利，虽失去化合物独占权，但在复配组合物及制剂领域依然保持竞争优势。组合化学、润丰股份和巴斯夫所持有的有效专利数量占总量的50%，是砜吡草唑复配组合物、制剂中国专利的主要专利权人。
2 砜吡草唑复配组合物、制剂专利技术
表1、表2展示了当前在中国有效的砜吡草唑复配组合物及制剂专利的整体状况，这些专利不仅彰显了各企业在该领域的创新实力，也反映了市场对高效除草解决方案的迫切需求。
表1 砜吡草唑复配组合物有效中国专利
表1中所列专利为砜吡草唑复配组合物的有效中国专利，这些专利涵盖了多种创新的复配方案，为解决日益严重的抗性杂草问题提供了多样化的策略。
表2 砜吡草唑制剂有效中国专利
表2中的专利则聚焦于砜吡草唑制剂，展示了不同制剂形式的创新与优化。这些制剂专利旨在提高药效、降低环境污染，满足不同应用场景的需求。
深入分析这些专利，不仅能洞察当前砜吡草唑技术的发展趋势，还能为未来的产品研发和市场布局提供宝贵的参考。通过对这些专利的剖析，可以清晰地看到各企业在技术创新上的独特路径，以及如何通过专利保护来巩固自身的市场地位。
2.1 作用机理互补型复配
如前所述，砜吡草唑是通过抑制VLCFAs合成，进而阻碍分生组织和胚芽鞘的生长，主要用作苗前土壤处理。通过与茎叶处理除草剂复配实现土壤封闭与茎叶处理双重作用，延长药剂持效期，为杂草治理提供一体化方案。巴斯夫专利ZL200980108960.7中指出砜吡草唑是高度有效的出苗前除草剂，然而出苗后活性较差。将砜吡草唑与茎叶处理剂麦草畏的复配，药剂可在杂草出苗之前、之中、之后施用，且在出苗后施用中具有良好的除草活性。组合化学专利ZL201310113632.4中公开砜吡草唑和茎叶处理剂2,4-滴的除草组合物，通过土壤处理剂和茎叶处理剂的复配，使得药剂在杂草发芽前、发芽时、发芽后均可使用，除草效果较早地得到实现，效果也持久，从发芽前至生长期的较宽的范围内进行防除，仅1次处理就可发挥足够的除草效果。
选择作用机理完全不同的除草剂组合使用是杂草抗药性治理，延缓杂草抗药性发生的重要策略。通过药剂复配，降低交互抗性，对抗性杂草进行有效治理。泰安农科院专利ZL201610246945.0中公开砜吡草唑与双唑草酮复配用于防治小麦田抗药性杂草，特别是对ALS抑制剂类除草剂（苯磺隆、甲基二磺隆、氟唑磺隆、啶磺草胺）产生抗性的播娘蒿、荠菜、麦家公等阔叶杂草，及对Accase抑制剂（精噁唑禾草灵、炔草酸、唑啉草酯、肟草酮）产生抗性的看麦娘、日本看麦娘等禾本科杂草除草效果显著。河南农科院专利ZL202110556244.8指出小麦田禾本科杂草日本看麦娘、看麦娘等对精噁唑禾草灵、炔草酯抗性严重。砜吡草唑与甲基二磺隆复配用于防除小麦田抗性日本看麦娘取得优异的防除效果。广西亚热带作物所专利ZL202210210155.2中公开草甘膦抗性使得牛筋草的防除较难，将砜吡草唑与苯嘧草酮复配能较好地杀灭抗草甘膦的牛筋草。
2.2 杀草谱扩展型复配
砜吡草唑可用于防除多种一年生禾本科杂草和阔叶杂草。从现有的登记数据看，砜吡草唑可有效防除稗草、早熟禾、马唐、狗尾草属、牛筋草、野燕麦、黑麦草、野黍等十几种一年生禾本科杂草，防除或抑制长芒苋、反枝苋、马齿苋、龙葵、繁缕、藜、曼陀罗、苘麻、荠菜、宝盖草等部分一年生阔叶杂草。然而，单一组分杀草谱毕竟是有限的，且长期使用易诱发抗药性的发生。通过与其它除草剂的复配实现对大多数禾本科和阔叶杂草的有效防除，扩大杀草谱，延缓抗药性的发生发展。拜耳作物专利ZL201780078486.2指出迄今已知的除草剂普遍防治谱不够宽，将吡氟草胺、砜吡草唑和嗪草酮复配得到三元除草剂结合物，可显著拓宽可防治的有害植物谱，还提高了药剂使用安全性。清原农冠专利ZL201811536381.X公开砜吡草唑、三唑磺草酮与第3组分噁草酮、环戊噁草酮、双唑草腈或乙氧氟草醚的除草组合物，通过除草化合物的合理复配或混配扩大杀草谱，提高防除效果、延缓杂草耐药性和抗药性的发生与发展。
2.3 功能助剂协同型复配
砜吡草唑的制剂在使用中会因气象条件、土壤条件等因素影响导致药效不能得到充分发挥，且可能对作物造成药害，因此，目前砜吡草唑使用场景受到限制。功能性助剂的使用能够协助砜吡草唑药效的发挥，同时保证作物的安全性。
目前，市售砜吡草唑除草剂的剂型主要是悬浮剂和水分散粒剂。然而，悬浮剂易分解和分层，稳定性差；水分散粒剂在使用的过程中需要2次分散，分散后的颗粒细度较粗，崩解时间长，悬浮剂低，现有制剂影响了砜吡草唑药效的发挥。为此，先锋植保专利ZL202110319560.3提供了一种砜吡草唑干悬浮剂，其理化性能稳定，不易分解变质，流动性好，使用过程简单，田间药效要优于水分散粒剂。
传统微胶囊制剂中，土壤处理用活性成分的溶出往往需借助土壤内的水进行，因此在水资源丰富的环境中，农药的微胶囊化是有用的技术。然而，微胶囊化难以应用于缺乏水的旱地等田块中。组合化学专利ZL201980071938.3指出通过使用聚酯嵌段共聚物能够解决这一问题，将聚酯嵌段共聚物和砜吡草唑一起封入微胶囊中，能够在旱田环境中保证砜吡草唑的溶出，从而发挥砜吡草唑优异的除草活性。
3 结论与展望
3.1 结论
基于对现有砜吡草唑复配组合物、制剂专利申请状况及有效专利的系统分析，作者认为未来砜吡草唑复配组合物、制剂技术可以从以下3个方面探索：
3.1.1 复配体系多元化
多活性成分组合已成为除草剂复配技术开发的主流方向。通过几种不同作用机理的除草剂复配实现扩大防治谱，延长药剂持效期，延缓杂草抗性发展，为杂草治理提供一体化方案。与生物农药复配，如微生物制剂、天然提取物等，通过多种防治手段的联合使用，实现化学除草与生物防治协同增效，减少对单一化学农药的依赖。
3.1.2 环境友好型创新
随着环保法规的日益严格，开发符合法规要求的环境友好型砜吡草唑复配制剂是必然趋势。采用微胶囊技术控制砜吡草唑或其复配制剂的释放速度，延长持效期，提高施药效率。将纳米技术应用于砜吡草唑复配制剂的开发中，将砜吡草唑制成纳米级颗粒，提高其分散性和稳定性，降低施药剂量，增强药效，实现农药减量增效。
3.1.3 数字化技术融合
借助大数据、人工智能等技术，实现智能配方设计。根据杂草种类、作物种类、环境条件等因素，通过智能算法快速筛选出最佳的复配方案，提高复配的精准性和生测效率。
3.2 展望
砜吡草唑作为第3代VLCFAs抑制剂类除草剂的代表品种，其全球市场正呈现出强劲的增长态势。当前砜吡草唑复配技术已进入多维创新阶段，跨国公司通过机理研究深化与数字化技术融合巩固优势地位，而中国等新兴市场力量正通过应用场景创新实现局部突破。
随着全球农业可持续发展需求升级，绿色高效复配体系的开发将成为专利竞争主战场。为此，企业未来的研发应重点关注抗性治理、环境兼容性及智能化施药技术的整合创新，同时加强基础研究以突破专利封锁，建立“基础研究-应用开发-商业转化”的全链条创新体系，加强创新成果的知识产权创造、保护、运用和管理，在绿色农药赛道增强核心竞争力。
