煙堿乙酰膽堿受體是殺蟲劑重要的作用靶標，也是研究熱點。氟吡呋喃酮也是一款作用于煙堿乙酰膽堿受體的新殺蟲劑，由拜耳公司創制。其分子結構中包含丁烯酸內酯基團，不僅傳承了其他作用于煙堿乙酰膽堿受體殺蟲劑擁有的對刺吸式口器害蟲的良好防效，而且選擇性更強，與吡蟲啉等無交互抗性。與其他大多數作用于煙堿乙酰膽堿受體殺蟲劑相比，其對蜜蜂相對安全。因此，氟吡呋喃酮可以在部分地區替代吡蟲啉、噻蟲嗪等的使用。

1  理化性質

       氟吡呋喃酮英文通用名flupyradifurone，試驗代號BAY102960，商品名Sivanto Prime、Altus等。其CAS登錄號：951659-40-8；IUPAC名稱：4-[(6-氯-3-吡啶基甲基)(2,2-二氟乙基)氨基]呋喃-2(5H)-酮；分子式：C12H11ClF2N2O2；相對分子質量288.68。其結構式如圖1。

圖1  氟吡呋喃酮的結構式

       氟吡呋喃酮質量分數99.4%的純品為白色粉末狀固體。熔點：69℃；沸點：沸騰前分解；辛醇-水分配系數（pH 7，20℃）：15.8；密度：1.43 g/mL；蒸氣壓（20℃）：9.1×10-7 Pa；亨利常數（25℃）：8.2×10-8 Pa·m3·mol-1。溶解度（20℃）：在水中的溶解度為3.2 g/L；在甲苯中的溶解度為3.7 g/L，在乙酸乙酯和甲醇中溶解度均為250 g/L。

       氟吡呋喃酮土壤降解DT50（有氧）：57.1 d （典型土壤；實驗室，20℃）、130 d（大田）。在水-沉積物系統DT50：230 d；水中DT50：31.4 d。其在土壤中的主要分解物為6-氯煙酸和二氟乙酸。

2  毒理學

2.1  哺乳動物毒性

       氟吡呋喃酮對哺乳動物具有中等急性毒性。大鼠急性經口毒性LD50＞300 mg/kg，大鼠急性經皮毒性LD50為2,000 mg/kg(體重)，大鼠急性吸入毒性LC50＞4.67 mg/L；大鼠每日允許攝入量（ADI）為0.064 mg/kg(bw d)，急性參考劑量（ArfD）為0.15 mg/kg(bw d)，AOEL為0.06 mg/kg(bw d)。氟吡呋喃酮對兔皮膚和眼睛無刺激性。氟吡呋喃酮無致突變、致癌作用，也無神經毒性，非內分泌干擾物。

2.2  生態毒性

       氟吡呋喃酮對魚類、鳥類、蚯蚓等毒性中等。山齒鶉（Colinus virginianus）急性LD50為232 mg/kg。魚類：黑頭呆魚（Pimephales promelas）LC50（96 h）＞70.5 mg/L，慢性NOEC（21 d）為4.4 mg/L。大型溞（Daphnia magna）急性EC50（48 h）＞77.6 mg/L，慢性NOEC（21 d）為3.2 mg/L。其他水生生物：浮萍（Lemna gibba）急性EC50（7 d，生物量）＞67.7 mg/L；月牙藻（Pseudokirchneriella subcapitata）急性EC50（72 h，生長）＞100 mg/L。蜜蜂LD50（24、48、72 h）：意蜂（Apis mellifera）（接觸)＞200 μg/蜂、（經口）＞1.2 μg/蜂；歐洲熊峰（Bombus terrestris）（接觸）＞100 μg/蜂；紅壁蜂（Osmia bicornis）（接觸）為10.59 μg/蜂。蚯蚓：赤子愛蚯蚓（Eisenia foetida）急性LC50（14 d）為185.6 mg/kg。拜耳開展的實驗室、半田間和大田蜜源植物試驗結果顯示：氟吡呋喃酮按標簽推薦劑量用藥，其對蜜蜂的覓食行為、幼蜂和蜂群發育等無不良影響，對蜜蜂種群、蜂巢活力、蜜蜂健康或越冬無不利影響；同時在推薦劑量下，對大部分果樹、蔬菜上的益蟲安全。

3  作用機理及應用

       昆蟲神經系統是新型殺蟲劑創制的重要靶標，而煙堿乙酰膽堿受體作為昆蟲神經系統重要的組成部分，人們利用作用于該靶標的新煙堿類殺蟲劑來防治害蟲已有多年歷史。氟吡呋喃酮作用于煙堿乙酰膽堿受體，與吡蟲啉、烯啶蟲胺、噻蟲嗪等作用方式相同，均為激動劑，其鍵合到受體蛋白后，激活受體產生生物反應，誘導去極化離子流，使得靶標害蟲神經細胞一直處于興奮、紊亂、失調狀態，最終因中樞神經系統崩潰而死亡。

       國際殺蟲劑抗性行動委員會（IRAC）將氟吡呋喃酮歸類為Group 4中的4D（丁烯酸內酯）亞組，它是該亞組中的唯一有效成分。

       氟吡呋喃酮的創制受天然化合物百部葉堿的啟發，百部葉堿為化學結構復雜的生物堿，多年來一直被認為是簡單的nAChR激動劑的優良前體，具有擊倒、拒食和趨避等活性，被用作先導結構。該天然產物中含有殺蟲活性的丁烯酸內酯基團，拜耳公司將丁烯酸內酯基團與另外兩個化學碎片相結合，創制得到氟吡呋喃酮，大大提高了殺蟲效果和選擇性。氟吡呋喃酮結構新穎，其與吡蟲啉等新煙堿類殺蟲劑幾乎沒有交互抗性，因此，適用于害蟲抗性治理（IRM）和有害生物綜合管理（IPM）。

       氟吡呋喃酮具有良好的內吸性和層移活性。施藥后，活性成分被植物的根、莖、葉吸收，在木質部隨蒸騰作用向頂傳導，也可通過層移作用傳導到葉背面或分布到鄰近的植物細胞。因此，其能夠有效防治隱蔽處害蟲。氟吡呋喃酮施用方式靈活，葉面噴霧、土壤澆灌或滴灌皆可，也可用于種子處理。拜耳開發的BYI 02960 480 FS（氟吡呋喃酮40.68%）就是一款種子處理懸浮劑，用于大豆等。氟吡呋喃酮葉面噴霧施用時，其通過葉和莖吸收；土壤施用時，其通過根部吸收。

       氟吡呋喃酮適用作物眾多，防治譜廣，可用于蔬菜、果樹、咖啡、可可、棉花、大豆（種子處理）以及其他大田作物等，高選擇性地防治主要刺吸式口器害蟲，如蚜蟲、粉虱、木虱、葉蟬、介殼蟲、甲蟲、潛葉蠅、粉蚧、軟蚧、柑橘木虱、象甲和薊馬等，對包括幼蟲和成蟲在內的所有生長期害蟲皆有效。氟吡呋喃酮用量根據作物種類和果樹樹冠來確定，通常有效成分用藥量為50～200 g/hm2。

       氟吡呋喃酮用藥適期寬，甚至可在花期施藥，對各生長階段的作物均安全。

       氟吡呋喃酮能使害蟲迅速停止取食，擊倒速度快，藥后2～3天即見死蟲，因此，其能快速阻斷傳毒媒介，有效降低媒介害蟲傳播的病毒病、煤煙病、柑橘黃龍病等病害的發生。拜耳公司開展的田間試驗顯示：200 g/L氟吡呋喃酮可溶液劑對保護地番茄上煙粉虱具有較好的防治效果，且速效性好，持效期長，藥后3 d的防效為92.87%～95.87%。此外，200 g/L氟吡呋喃酮可溶液劑可以快速停止煙粉虱成蟲取食，阻斷傳毒媒介，進而抑制番茄黃化曲葉病毒（TYLCV）的發生。

       柑橘木虱是柑橘黃龍病田間自然傳播的唯一媒介，其分泌物也會誘發煤煙病。拜耳公司17%氟吡呋喃酮可溶液劑（商品名：極顯?）能高效防治柑橘木虱，且速效性好。17%氟吡呋喃酮可溶液劑藥后3、7、14 d的田間防效均高于88.5%，甚至高達100%；藥后21 d，防效依舊高達98.4%～100%，表現出良好的速效性和持效性。取食氟吡呋喃酮處理的葉片，柑橘木虱蜜露排泄量顯著減少。

4  登記開發

       2014年，氟吡呋喃酮產品Sivanto Prime首先在中美洲洪都拉斯和危地馬拉上市，用于防治番茄、辣椒、馬鈴薯、黃瓜、西瓜和柑橘等作物上的刺吸式口器害蟲。同年，氟吡呋喃酮在多米尼加和哥斯達黎加上市。2015年，氟吡呋喃酮在墨西哥和尼加拉瓜上市。

       2015年1月15日，氟吡呋喃酮原藥和制劑產品在美國登記，同年上市。其制劑產品Sivanto 200 SL登記用于果樹、蔬菜和絕大多數大田作物，防治刺吸式口器害蟲。2016年，氟吡呋喃酮產品Altus（17.096%）和FDF 50 SL（4.24%）在美國登記，前者用于觀賞植物、溫室蔬菜，以及果樹和堅果樹，后者用于蔬菜、堅果樹、水果和一年生花卉。2018年，BYI 02960 480 FS（氟吡呋喃酮40.68%）和Sivanto 400 SL（氟吡呋喃酮33.61%）在美國登記，前者用于大豆，后者用于谷物（水稻除外）、棉花、瓜類蔬菜、豆類蔬菜、葉類蔬菜、根類蔬菜（甜菜除外），以及球莖類蔬菜等。

       2015年11月25日，拜耳公司氟吡呋喃酮原藥及其兩個產品Sivanto Prime和BUTEO Start 480 FS在加拿大獲準正式登記。原藥產品含量為99.9%，有效期至2023年12月31日。Sivanto Prime葉面和土壤處理，用于根菜類蔬菜如食用牛蒡、胡蘿卜、芹菜、人參、歐芹、蘿卜、蕪菁等，莖類蔬菜如洋薊、美人蕉、荸薺、芋頭、馬鈴薯、甘薯、山藥等，防治蚜蟲、葉蟬、煙粉虱等，有效期至2025年12月31日。BUTEO Start 480 FS（480 g/L）作為種子處理劑，用于防治大豆蚜蟲、豆葉跳甲，油菜跳甲等，有效期至2025年12月31日。2018年，基于氟吡呋喃酮的兩個產品BCS 2960（200 g/L）、Altus（200 g/L）獲得加拿大登記。BCS 2960登記用于圣誕樹，溫室番茄、辣椒、黃瓜、生菜，觀賞植物等，防治蚜蟲、葉蟬、煙粉虱，有效期至2024年12月31日；Altus登記用于溫室番茄、黃瓜、生菜、辣椒/茄子，草莓，觀賞植物，圣誕樹等，防治蚜蟲、葉蟬、煙粉虱等，有效期至2025年12月31日。2020年，拜耳公司BYI 02960 200SL和Acceleron? I-425在加拿大登記。BYI 02960 200SL用于水果、蔬菜、大田作物和圣誕樹，防治蚜蟲、葉蟬、白粉虱等。Acceleron? I-425（480 g/L）為種子處理劑，用于防治大豆早期蟲害。

       2015年12月9日，氟吡呋喃酮被列入歐盟農藥登記指令Reg. (EC) No 1107/2009，有效期10年。現已在歐盟21個成員國登記，包括奧地利、比利時、保加利亞、塞浦路斯、捷克、德國、丹麥、EL、西班牙、芬蘭、克羅地亞、匈牙利、意大利、盧森堡、拉脫維亞、馬耳他、荷蘭、波蘭、葡萄牙、瑞典、斯洛伐克等。此外，氟吡呋喃酮還在英國登記。2019年，Sivanto Prime獲得意大利登記，用于果樹、葡萄和觀賞植物防治蚜蟲、葉蟬；2020年1月，該產品在意大利的使用期限被延長，并擴展至蘋果樹和梨樹，開花后施用，防控蘋果蚜蟲（Dysaphis plantaginea）、蘋果紅西圓尾蚜（Dysaphis  devecta）和梨西圓尾蚜（Dysaphis pyri）。2019年年底法國禁用氟吡呋喃酮和氟啶蟲胺腈。法國政府稱，氟吡呋喃酮和氟啶蟲胺腈的作用機理與新煙堿類殺蟲劑相同，禁用這兩個品種，旨在降低使用植保產品對傳粉昆蟲和生態系統的影響。

       2016年氟吡呋喃酮獲得我國臨時登記；2018年8月29日，拜耳股份公司96%氟吡呋喃酮原藥和17%氟吡呋喃酮可溶液劑在我國正式登記，有效期均至2023年8月29日。17%氟吡呋喃酮可溶液劑登記用于防治柑橘樹木虱和番茄煙粉虱。2022年，其擴作至辣椒和茄子，防治煙粉虱。用于防治煙粉虱，其制劑用量為30～40毫升/畝；用于防治柑橘樹木虱，用藥量為3,000～4,000倍液。

       2016年8月30日，氟吡呋喃酮原藥在澳大利亞登記。其單劑產品Sivanto Prime 200 SL Insecticide于2018年8月20日取得澳大利亞登記，有效期至2026年6月30日，用于牛油果、番茄、辣椒、葫蘆、茄子、青豆、澳洲堅果、芒果、木瓜、甘薯等，防治蚜蟲、白粉虱、銀葉粉虱等。2020年5月26日，氟吡呋喃酮復配劑（四氟苯菊酯52.5 g/L+氟吡呋喃酮26.3 g/L）獲得澳大利亞登記，有效期至2025年6月30日，用于室內外蚊蟲防治。

       2017年1月，巴西國家衛生監督局批準氟吡呋喃酮在巴西登記，商品名Sivanto，用于咖啡、柑橘、甘藍和煙草。

       氟吡呋喃酮2016年全球銷售額小于1,000萬美元；2018年全球銷售額為3,500萬美元；2019年全球銷售額升至5,500萬美元。2014—2019年復合年增長率為94%。預計其年峰值銷售額可達2.00億美元。

5  專利概況

       氟吡呋喃酮在歐洲、美國、中國的化合物專利都將于2027年3月到期。這些專利皆由拜耳作物科學公司申請。

       歐洲專利：EP2004606，申請于2007年3月19日，2027年3月18日專利期滿；發明名稱為：Substituted Enaminocarbonyl Compounds。

       美國專利：US2009247551，申請于2007年3月19日，2027年3月19日專利期滿；發明名稱為：Substituted Enaminocarbonyl Compounds。

       中國專利：CN101415682A，申請于2007年3月19日，2027年3月18日專利期滿；發明名稱為：被取代的烯氨羰基化合物。

6  小結

       氟吡呋喃酮作用于煙堿乙酰膽堿受體，但其化學結構獨特，含有丁烯酸內酯結構，因此與吡蟲啉等不存在交互抗性。其適用作物眾多，防治譜廣，對刺吸式口器害蟲、鱗翅目害蟲等均有效，可作為吡蟲啉等新煙堿類殺蟲劑在特定地區、特定作物上的替代藥劑，也將在抗性綜合治理中發揮重要作用。特別需要強調的是，氟吡呋喃酮對蜜蜂相對安全，按照劑量使用，不會影響蜜蜂行為，這也是其區別于其他作用于煙堿乙酰膽堿受體殺蟲劑的地方。

       目前，作用于煙堿乙酰膽堿受體的殺蟲劑已成為防治刺吸式口器害蟲最有效的殺蟲劑之一，但由于作用于煙堿乙酰膽堿受體作用劑如吡蟲啉、噻蟲嗪、噻蟲胺等的長期、過量使用，導致多種害蟲出現不同程度的抗藥性，且其表現出的嚴重蜜蜂毒性限制了使用，全球多個國家和地區，對部分作用于煙堿乙酰膽堿受體的殺蟲劑采取了禁限用措施。而氟吡呋喃酮在歐盟第一大農業國法國的禁用，或將影響其市場發展，未來也許會在更多地區禁用或限用。

       此外，更多新穎殺蟲劑的上市也影響了氟吡呋喃酮的市場發展，如拜耳四唑蟲酰胺、三井化學溴蟲氟苯雙酰胺、日本農藥benzpyrimoxan、明治制果flupyrimin、住友化學oxazosulfyl、先正達甲氧哌啶乙酯（spiropidion）等的上市將與其激烈競爭。