稻飛虱屬于同翅目（Homoptera）飛虱科（Delpha-cidae），是水稻種植中的主要害蟲之一。其不僅直接刺吸植株汁液，為害水稻，還能傳播水稻鋸齒葉矮縮病毒、水稻草矮病毒和水稻條紋病毒等，嚴(yán)重影響水稻的產(chǎn)量和品質(zhì)。為害亞太地區(qū)水稻的飛虱主要有3種：褐飛虱、白背飛虱和灰飛虱，其中以褐飛虱發(fā)生和為害較重，白背飛虱次之。隨著稻飛虱對(duì)常規(guī)藥劑抗性的不斷增強(qiáng)，其發(fā)生危害程度逐年加重，迫切需要開發(fā)新型殺蟲劑來解決這一難題。
三氟苯嘧啶是美國杜邦公司專門為亞太市場(chǎng)開發(fā)的新型介離子嘧啶酮類殺蟲劑，開發(fā)代號(hào)DPX-RAB55，其化學(xué)結(jié)構(gòu)和作用機(jī)理新穎，高效、低毒、對(duì)環(huán)境友好，可有效防治各種抗性飛虱和葉蟬等害蟲。
本文對(duì)三氟苯嘧啶的理化性質(zhì)、毒理學(xué)、代謝與殘留、作用特點(diǎn)、生物活性、產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)用等進(jìn)行了介紹。
1 理化性質(zhì)
三氟苯嘧啶的化學(xué)結(jié)構(gòu)核心為吡啶并嘧啶二酮，同時(shí)具有正負(fù)電荷離域的偶極化合物特征，因而具有3種正負(fù)電荷互變異構(gòu)體。其中前兩種比較常用，分別為SciFinder檢索表達(dá)式和杜邦專利表達(dá)式。
三氟苯嘧啶為黃色無味固體，熔點(diǎn)為188.8～190℃，205～210℃開始分解；蒸汽壓為2.88×10-8 Pa（30℃），亨利常數(shù)4.19×10-8 Pa·m3/mol，相對(duì)密度1.450 2±0.009 6（20℃），堆密度0.835 g/cm3，實(shí)密度0.913 g/cm3，pH值（1%水懸浮液）為8.0±0.05，正辛醇-水分配系數(shù)LogPow=1.23±0.01（pH=4，20℃）；水和有機(jī)溶劑中的溶解度（g/L）：水0.23±0.01（20℃），N，N-二甲基甲酰胺377.62，乙腈65.87，甲醇7.65，丙酮71.85，乙酸乙酯14.65，二氯甲烷76.07，鄰二甲苯0.702，正辛醇1.059，正己烷0.000 5。
三氟苯嘧啶的穩(wěn)定性：pH值為4、7和9時(shí)對(duì)水解穩(wěn)定（50℃）；自然水中光解（25℃）DT50值為2.8 d，緩沖液中光解DT50值為2.1 d；對(duì)金屬和金屬離子穩(wěn)定（54℃，14 d）；不易燃、不自燃，對(duì)熱、摩擦和擠壓等不敏感。
2 毒理學(xué)
2.1 哺乳動(dòng)物毒性
三氟苯嘧啶對(duì)大鼠急性經(jīng)口LD50值＞4 930 mg/kg，大鼠急性經(jīng)皮LD50值＞5 000 mg/kg，大鼠吸入LC50值（4 h）＞5 mg/L；對(duì)家兔眼睛有輕微刺激性，對(duì)家兔皮膚無刺激性，對(duì)豚鼠皮膚無致敏性；每日允許攝入量約為0～0.2 mg/kg。三氟苯嘧啶無體外基因毒性、致畸性、免疫毒性和神經(jīng)毒性。
2.2 生態(tài)毒性
三氟苯嘧啶對(duì)有益生物的影響較小。北美鶉（Colinus virginianus）急性經(jīng)口LD50值為2 109 mg/kg，短期飼喂LD50值＞935 mg/kg；鯉魚（Cyprinus carpio）急性LC50值（96 h）＞100 mg/L，虹鱒魚（Oncorhynchus mykiss）急性LC50值（96 h）＞107 mg/L；大型溞（Daphnia magna）EC50值（48 h）＞122 mg/L。
三氟苯嘧啶對(duì)赤子愛勝蚓（Eisenia foetida）的LC50值（14 d）＞1000 mg/kg；對(duì)西方蜜蜂（Apis mellifera）接觸LD50值（72 h）為0.39 μg/只，經(jīng)口LD50值（72 h）為0.51 μg/只，毒性高于其他煙堿類殺蟲劑、乙基多殺菌素、氟蟲腈和茚蟲威。
三氟苯嘧啶在實(shí)驗(yàn)室和田間條件下對(duì)多種寄生蜂、瓢蟲、捕食天敵（如蜘蛛、小花蝽、盲蝽）等或微毒，田間使用濃度200 g/hm2對(duì)肉食性天敵蜘蛛無不良影響，與自然天敵具有良好的相容性，可用于有害生物綜合防治和生態(tài)工程項(xiàng)目。
3 代謝與殘留
3.1 體內(nèi)代謝
在動(dòng)物體內(nèi)，幾乎所有標(biāo)記的化合物都通過尿液（40%～48%）和糞便（43%～53%）排出，主要排泄物為母體化合物三氟苯嘧啶（在尿液中占比約為41%，糞便中占比約為18%），還有部分去羥基、水解、氧化和去羰基等代謝途徑產(chǎn)物。
三氟苯嘧啶在植物體內(nèi)的代謝產(chǎn)物主要為母體化合物三氟苯嘧啶，還有葉片中的IN-RPA19、葉片和秸桿中的IN-R6U72、谷粒中的IN-Y2186和谷殼中的IN-R3Z91；在土壤中具有潛在的富集性，其殘留不會(huì)從土壤中轉(zhuǎn)移到后茬作物。代謝產(chǎn)物IN-SBY68僅在土壤中出現(xiàn)；在水中的光解產(chǎn)物為INRUB93。
3.2 殘留限量與檢測(cè)
美國于2017年對(duì)三氟苯嘧啶的殘留限量進(jìn)行了規(guī)定，在去殼大米和含殼大米中的殘留限量分別為0.4 mg/kg和1.0 mg/kg。日本于2018年發(fā)布的大米中三氟苯嘧啶的殘留限量為0.01 mg/kg。農(nóng)藥殘留聯(lián)席會(huì)議（JMPR）和歐洲食品管理局（EFSA）建議的三氟苯嘧啶的殘留限量，除JMPR對(duì)大米建議為0.2 mg/kg外，其余均為0.01 mg/kg。
三氟苯嘧啶在植物和動(dòng)物中都可使用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜（LC-MS/MS）進(jìn)行殘留檢測(cè)，但前處理方法不同：植物基質(zhì)使用乙醇＋水（體積比7∶3）萃取后，用HLB固相萃取柱凈化；動(dòng)物組織、奶和蛋的基質(zhì)使用乙腈＋水（體積比1∶1）萃取后直接分析。QuEChERS多殘留檢測(cè)法也適用于三氟苯嘧啶。彭家慧等用乙腈萃取基質(zhì)后，以分散固相萃取凈化結(jié)合高效液相色譜儀（DSPE-LC）對(duì)水稻（糙米、谷殼和植株）、土壤和田水中的三氟苯嘧啶殘留進(jìn)行了測(cè)定。
4 作用特點(diǎn)與活性
4.1 作用特點(diǎn)
與吡蟲啉、氟啶蟲胺腈和氟吡呋喃酮等新煙堿類殺蟲劑不同，三氟苯嘧啶是現(xiàn)有作用于煙堿乙酰膽堿受體的殺蟲劑中起抑制作用的藥劑，即為煙堿乙酰膽堿受體抑制劑。與吡蟲啉等煙堿乙酰膽堿受體競(jìng)爭(zhēng)調(diào)節(jié)劑一樣，三氟苯嘧啶通過與煙堿乙酰膽堿受體的正性位點(diǎn)結(jié)合，阻斷靶標(biāo)害蟲的神經(jīng)傳遞而發(fā)揮殺蟲活性。但由于與煙堿乙酰膽堿受體競(jìng)爭(zhēng)調(diào)節(jié)劑對(duì)受體的結(jié)合方式不同，且與之存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，三氟苯嘧啶能夠有效防治對(duì)新煙堿類殺蟲劑產(chǎn)生抗性的稻飛虱等害蟲，國際殺蟲劑抗性行動(dòng)委員會(huì)將其歸屬于第4E亞組。
在攝入三氟苯嘧啶后15 min至數(shù)小時(shí)，美洲大蠊、桃蚜和褐飛虱等害蟲即出現(xiàn)中毒癥狀，呆滯不動(dòng)，無興奮或痙攣現(xiàn)象，隨后麻痹、癱瘓，直至死亡。
三氟苯嘧啶具有內(nèi)吸傳導(dǎo)活性，可在植物木質(zhì)部移動(dòng)，既可用于葉面噴霧，也可用于育苗箱土壤處理。
4.2 生物活性
三氟苯嘧啶對(duì)飛虱等同翅目害蟲及其傳播的病毒具有很好的防控效果，增產(chǎn)效果明顯，可用于水稻、玉米、馬鈴薯、棉花和大豆等作物及其溫室苗圃種植。研究表明，三氟苯嘧啶對(duì)玉米蠟蟬、馬鈴薯葉蟬、水稻褐飛虱和二點(diǎn)黑尾葉蟬均具有較高活性，其LC50值為0.2～1.6 mg/kg，對(duì)水稻稻飛虱的活性明顯高于吡蟲啉，但對(duì)小菜蛾、秋黏蟲和桃蚜等其他害蟲的活性相對(duì)較低。三氟苯嘧啶對(duì)水稻褐飛虱和白背飛虱有，可用于該類害蟲的抗性管理。
5 原藥的合成供應(yīng)
5.1 合成路線
三氟苯嘧啶可由中間體2-[3-（三氟甲基）苯基]丙二酸二（2，4，6-三氯苯酚）酯或2-[3-（三氟甲基）苯基]丙二酰氯（Ⅰ）與中間體N-（5-嘧啶基）甲基-2-吡啶胺（Ⅱ）縮合稠環(huán)化得到。結(jié)合原料、操作、反應(yīng)條件、原子利用率和三廢等因素，中間體（Ⅰ）優(yōu)選2-[3-（三氟甲基）苯基]丙二酰氯（Ⅰ-Cl）。
以間三氟甲基碘苯（Ⅲ）或間三氟甲基苯乙酸（Ⅴ）為起始原料，經(jīng)合成共同的中間體2-[3-（三氟甲基）苯基]丙二酸甲酯（Ⅶ）后，在堿性條件下水解、酰氯化得到中間體2-[3-（三氟甲基）苯基]丙二酰氯（Ⅰ-Cl）。其中，共同的中間體（Ⅶ）可由間三氟甲基碘苯（Ⅲ）與丙二酸二甲酯（Ⅳ）偶聯(lián)得到，或由間三氟甲基苯乙酸（Ⅴ）經(jīng)酯化后取代得到。
中間體N-（5-嘧啶基）甲基-2-吡啶胺（Ⅱ）的合成，以2-氨基吡啶（Ⅸ）和5-醛基嘧啶（Ⅹ）為原料，經(jīng)縮合還原或一步合成得到。
5.2 原藥分析
三氟苯嘧啶原藥可使用帶二極管陣列檢測(cè)器的高效液相色譜儀，用外標(biāo)法測(cè)定其有效成分含量。標(biāo)樣和試樣用乙腈溶解，以乙腈＋0.1%乙酸水溶液（體積比5∶5）為流動(dòng)相，選擇波長(zhǎng)264 nm進(jìn)行檢測(cè)。
5.3 原藥供應(yīng)
目前三氟苯嘧啶的化合物和合成路線還處于專利期，僅有美國杜邦公司生產(chǎn)。該公司的三氟苯嘧啶原藥在我國率先的登記含量為94%，現(xiàn)已更新為98%；目前在印度的登記含量為94%。三氟苯嘧啶化合物在我國的專利（CN102665415A）將于2030年8月3日屆滿。
6 制劑的開發(fā)應(yīng)用
6.1 制劑及其應(yīng)用
目前開發(fā)的三氟苯嘧啶單劑主要有10% SC和10.6% SC，于水稻生長(zhǎng)早期、稻飛虱蟲口密度始繁時(shí)莖葉噴霧，可顯著防控敏感和抗性稻飛虱。10.6%三氟苯嘧啶SC在印度按劑量237 mL/hm2處理防治水稻褐飛虱和白背飛虱，防效優(yōu)于其他常規(guī)藥劑，且增產(chǎn)效果明顯。用于玉米灰飛虱防治的50%三氟苯嘧啶FS和其他單劑及新應(yīng)用也正在開發(fā)中。
三氟苯嘧啶的復(fù)配和混用研究開發(fā)主要集中在以下2個(gè)方面：（1）與不同作用靶標(biāo)的殺蟲劑復(fù)配或混用，如魚尼丁受體抑制劑氯蟲苯甲酰胺和溴氰蟲酰胺、鈉通道抑制劑茚蟲威、蛻皮激素生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑甲氧蟲酰肼、谷氨酸門控氯離子通道調(diào)節(jié)劑阿維菌素以及甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽等；（2）與相同作用靶標(biāo)但不同作用方式的殺蟲劑復(fù)配或混用，如噻蟲嗪、吡蟲啉、烯啶蟲胺、噻嗪酮、噻蟲啉、噻蟲胺、啶蟲脒、呋蟲胺、氟吡呋喃酮等。
通過與不同作用機(jī)理的殺蟲劑復(fù)配，實(shí)現(xiàn)協(xié)同增效，降低用量和成本，減少抗性風(fēng)險(xiǎn)。研究表明，三氟苯嘧啶與氯蟲苯甲酰胺桶混或復(fù)配（8.3%三氟苯嘧啶＋10.7%氯蟲苯甲酰胺SC）于稻縱卷葉螟卵孵化高峰期、稻飛虱若蟲高峰期施用，可有效防控水稻田中的稻飛虱、稻縱卷葉螟和二化螟等多種害蟲，防效顯著且性較好，持效期較長(zhǎng)，對(duì)水稻生長(zhǎng)，對(duì)天敵蜘蛛和黑肩綠盲蝽的影響較小。此外，三氟苯嘧啶與氟吡呋喃酮等一種或多種新煙堿類殺蟲劑復(fù)配后對(duì)多種同翅目、鱗翅目、雙翅目、纓翅目和半翅目害蟲均具有較好的防效。
6.2 制劑登記
三氟苯嘧啶早期由美國杜邦公司于2016年在我國獲得臨時(shí)登記，商品名為佰靚瓏（10%三氟苯嘧啶SC），葉面噴霧用于防治水稻稻飛虱。國內(nèi)公司通過授權(quán)將其與阿維菌素、氯蟲苯甲酰胺和溴氰蟲酰胺等鄰甲酰氨基苯甲酰胺類殺蟲劑進(jìn)行復(fù)配登記，用于水稻上的多種害蟲防治。
國外登記方面，美國杜邦公司于2017年在美國獲得了三氟苯嘧啶的進(jìn)口許可，商品名為Pyraxalt（10%三氟苯嘧啶SC）。三氟苯嘧啶于2018年在越南獲得登記，商品名為Pexena（106 g/L三氟苯嘧啶SC），用于防治水稻褐飛虱、白背飛虱和灰飛虱。同年，10%三氟苯嘧啶SC在印度的9（3）類制劑登記也獲得批準(zhǔn)。三氟苯嘧啶在日本、韓國、菲律賓、馬來西亞、印度尼西亞和泰國等國家的登記正在進(jìn)行中。
7 小結(jié)
作為商業(yè)化的介離子嘧啶酮類殺蟲劑，三氟苯嘧啶以其新穎的作用機(jī)理和對(duì)同翅目害蟲的高防效、長(zhǎng)持效性，對(duì)哺乳動(dòng)物和有益生物的無影響或低毒性，對(duì)水稻等作物的突出特點(diǎn)而被高度關(guān)注。三氟苯嘧啶能夠有效防控對(duì)現(xiàn)有藥劑產(chǎn)生抗性的水稻褐飛虱和白背飛虱，同時(shí)可控制由稻飛虱傳播的多種病毒病害，用于有害生物的綜合防治。通過其與不同或相似作用機(jī)理的殺蟲劑復(fù)配，可以擴(kuò)大殺蟲譜，發(fā)揮協(xié)同防除效果，減緩抗性風(fēng)險(xiǎn)。
由于目前三氟苯嘧啶還處于專利保護(hù)初期，其深度開發(fā)和研究應(yīng)用有待進(jìn)行。隨著三氟苯嘧啶在多國登記的陸續(xù)獲批和應(yīng)用推廣的不斷深入，其市場(chǎng)潛力巨大。
來源： 現(xiàn)代農(nóng)藥