三唑类化合物在农药上的应用与开发

三唑是咪唑环的一个碳原子被氮取代而得到的五元杂环，作为药效团三唑比咪唑具有更低的毒性而广泛用于目前许多农药产品上，至今已有众多的三唑类化合物用于农药工业上。三唑类农药经过将近二十年的发展，拓展了其应用范围和防治对象，由过去主要用作杀菌剂，到现在已开发出多种高效、低毒的除草剂、杀虫剂、植物生长调节剂，显示出强大的生命力，目前，三唑类化合物已成为新型农药开发的重要领域。

一、 杀菌剂

  随着杀菌剂的广泛应用，其范围已逐渐扩大到包括真菌在内的细菌、病毒等微生物。三唑类杀菌剂具有高效、广谱、低毒、持续时间长的优点，有良好的内传导兼具保护和治疗作用的杀菌特性，是农用杀菌剂开发应用的一个里程碑。它通过与细胞色素P450作用而抑制麦角甾醇的生物合成，从而起到杀菌的作用。

目前，三唑类杀菌剂已有三十几个品种上市。1974年拜耳公司研发成功的三唑酮是三唑类杀菌剂的第一个商品化产品，以及拜耳公司于20世纪70年代开发的三唑醇、20世纪80年代开发的烯唑醇和丙环唑、20世纪90年代初期研发的戊唑醇都是目前国内常用的防治小麦病害的三唑类杀菌剂。近年中研发出来的氟醚唑、羧菌唑、丙硫菌唑、氟硅唑等新型的三唑类化合物与常用的三唑酮等三唑类杀菌剂相比较，分子结构变化很大且大多含氟，除对禾谷类作物锈病、白粉病有活性之外，对纹枯病等病害也有很好的活性且持效期长，特别是丙硫菌唑代表了三唑啉硫酮这类新化合物，具有保护、治疗和铲除作用。几乎对所有小麦病害都可以防治，并能防治非谷物的多种病害，如油菜和花生的土壤传播病害与叶面病害。

病毒唑有抑制植物病毒的能力，目前已成为抗植物病毒研究的热点，它对马铃薯病毒、烟草斑纹病毒、黄瓜花叶病毒、烟草坏死病毒等多种常见的植物病毒有抗病毒活性。病毒唑对这些病毒的大田防效一般在30%~60%之间。双三唑类化合物对烟草花叶病毒的活体外抑制活性高达75%，而且毒性较低。

二、 除草剂

目前除草剂开发在强调高活性的同时，更注重安全性，确保非靶标生物、人类和环境的安全。以三唑为代表的一系列杂环化合物以其高效、选择性好，生物降解率高的特点而成为除草剂开发的主要方面。根据其作用的靶点不同将三唑类除草剂分为以下几类。

1. 乙酰乳酸合成酶（ALS）/乙酸羧酸合成酶（AHAS）抑制剂

通过抑制ALS而破坏植物体内缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的合成，作用靶点单一，同时对人和动物不产生作用，安全有效。氟酮磺隆是拜耳公司2001年上市的磺酰脲类除草剂，主要用于苗后防除小麦田禾本科杂草和一些重要的阔叶杂草，对抗性杂草如野燕麦和狗尾草等有很好的防效。双氟磺草胺为三唑并嘧啶磺酰胺类基础上由陶氏益农公司研发的新型旱田除草剂，使用剂量为3~60g/hm2，对后茬作物安全，现已成为ALS新制剂研究热点。

2. 原卟啉氧化酶（Protox）抑制剂

该类触杀型除草剂通过茎叶处理后，可被敏感植物或杂草迅速吸收到组织中，使植株坏死或在阳光照射下使茎叶脱水干枯而死，对作物和环境安全，残效适中，对后茬作物无影响。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，是三唑啉酮类除草剂作为Protox抑制剂的典型代表。

1975年第一个三唑类旱田除草剂三唑磺问世。以此为模板，日本中外制药公司研制的苯酮唑是三唑类除草剂研发的一个重大突破，它可以用于水稻田的除草，对除稗草有强效，并能防除千金子等杂草，残效期长，除草活性很好，但现在尚未商品化，商品化的THF-450同样对稗草有特效。由近些年已商品化及正研究开发的已知结构的杀虫杀螨剂品种可得知，传统的有机磷、氨基甲酸酯类杀虫剂研发日趋回落，具有新的作用方式的杂环化合物已成为主要的发展方向。

三、 植物生长调节剂

大多数的三唑类农药兼有杀菌和植物生长调节作用，一些三唑类化合物能够阻止植物体内生长素和赤霉素的形成，表现出强效的植物生长抑制作用，另外还有抗倒伏和杀菌作用。三唑类化合物作为植物生长调节应用研究十分活跃，并已取得很好的实际效果。在禾本科、豆科、菊科等很多常见的植物中都有应用。根据应用的主要目的分为种质保存、塑造理想株型和增强抗逆性提高农作物产量三方面。现在已商品化的三唑类植物生长调节剂主要是多效唑、烯效唑、抑芽唑、缩株唑。多效唑的出现在生长调节剂发展中具有突破性意义，将无毒且易通过生物膜的二茂铁引入到三唑酮结构中，虽然杀菌活性很低，但生物活性具有明显的植物生长调节活性，达到98.2%。

四、 在杀虫剂中的应用

三唑类化合物在杀虫剂中的应用可分为以下几类：

1. 有机磷杀虫剂

有机磷杀虫剂合成方便、杀虫谱广、生物降解率高，在高等动物体内不易积累，易于解毒，目前仍是杀虫剂中品种最多、市场占有率最大的种类。如1970年德国赫斯特公司开发的三唑磷和1973年汽巴-嘉基公司开发的氯唑磷。三唑磷作为第一个上市的三唑类杀虫剂，具有广谱杀虫杀螨的特性，用于防治水稻二、三化螟、纵卷叶螟等。它可以渗入植株内层，对害虫和害螨起触杀作用，故防治一些药剂不易直接触到的害虫效果更佳。  

2. 氨基甲酸酯类杀虫剂

氨基甲酸酯杀虫剂结构简单、合成简便、作用迅速、持效期短、选择性好，对高等动物的毒性低。1988年罗姆-哈斯公司开发的氨基甲酸酯类杀虫剂唑蚜威，对有机磷杀虫剂产生耐药性的蚜虫防治效果很好，而且对多种蚜虫均有效，并兼具防治耐药性的桃蚜，但属高毒农药品种。欧盟已决定于2006年1月4日撤销唑蚜威的登记，并撤回对含有该物质的植物保护产品的授权。

3. γ-氨基丁酸（GABA）抑制的门控氯化物通道抑制剂

该类杀虫剂作用于GABA受体，阻断氯离子通道，阻碍了神经细胞的正常抑制过程，使昆虫神经系统过度兴奋而逐渐衰弱并可能死亡。将氟虫腈中的咪唑基团换成三唑取代基，所得的化合物对蟑螂有很好的杀灭作用。

1982年拜耳公司开发的三唑锡药效期长，可以与多种杀虫剂、杀菌剂混合作用，对哺乳动物毒性低，三唑锡可杀成螨、若螨和螨卵，但对越冬卵无效。

三唑的特殊结构使三唑类化合物在农药领域中得到了异常广泛的应用。随着对三唑类化合物的进一步研究必将有更多的三唑类化合物应用于农药领域，造福于人类，其广阔的市场前景已引起业内人士的关注。