四氟咯草胺（tetflupyrolimet）是2014年由杜邦公司公开的新型芳基吡咯烷酮苯胺类除草剂，2018年，杜邦将其专利权转让给富美实，现由富美实和先正达进行商业化开发。
四氟咯草胺主要用于防除水稻田禾本科杂草、部分阔叶杂草及莎草科杂草。从结构上看四氟咯草胺可看作是在先正达吡咯烷酮类除草剂氟咯草酮（fluorochloridone）的基础上通过不断衍生优化而创制出的具有全新作用机理的化合物。
据报道，四氟咯草胺属于全新作用机理的化合物，其属于二氢乳清酸脱氢酶（DHODH）抑制剂，DHODH存在于大多数生物体内，对生物体内嘧啶的合成起到关键作用，笔者此前了解的二氢乳清酸脱氢酶曾作为喹啉类杀菌剂（如异丁乙氧喹啉、异丙菌喹啉、氟菌喹啉）的作用位点，用于防治广谱的植物真菌性病害，和作为靶标位点用作医药抗生素、抗病毒、降血脂、抗炎和抗癌的药物（如Leflunomide、Brequinar 、BAY-2402234、(E/Z)-Teriflunomide、Farudodstat等）。四氟咯草胺也是首次报道的以二氢乳清酸脱氢酶作为靶标的具有除草活性的化合物。
四氟咯草胺对于我国自主创制化合物具有现实的意义，比如清原农冠近期报道的创新化合物二甲吡草胺就是在四氟咯草胺的基础上通过中间体衍生化法优化得到的自主创新化合物。
01
产品简介
英文名称：tetflupyrolimet
中文名称：四氟咯草胺
其他名称：四氟络草胺、Dodhylex
化学名称：(3S,4S)-N-(2-氟苯基)-1-甲基-2-氧亚基-4-(3-(三氟甲基)苯基)吡咯烷-3-甲酰胺
分子式：C19H16F4N2O2
相对分子质量：380.336
CAS登录号：2053901-33-8
结构式：
理化性质：外观为白色、米色或粉色固体，水溶性：4.7mg/L，蒸气压：4.8 x 10-8 (PAI)mPa，亨利常数(20°C, Pa m3/mol)：3.9 x 10-6 (PAI) at pH 7，沸点：在380°C开始分解，溶点：137.8 -139.1°C，表面张力：67.8 mN/m (PAI)，比重：1.417。
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作用机理
四氟咯草胺属于二氢乳清酸脱氢酶(DHODH)抑制剂。通过竞争DHODH上的泛醌结合位点，抑制杂草体内关键生长分子嘧啶的合成，从而中断正常的细胞功能，使杂草生长发育停滞或阻止幼苗出苗。
一般情况下，大多数禾本科杂草在施药7-10天后就会出现死亡，对部分阔叶杂草和莎草科杂草防效有限，但对鸭舌草，漂浮草防效较好，杂草中毒症状表现包括但不限于生长受阻、畸形生长、无法正常展开叶片、黑色和紫色色素沉着以及坏死。
嘧啶从头生物合成由6个酶促步骤组成，其中，第4步由二氢乳清酸脱氢酶（DHODH）催化，将泛醌介导的二氢乳清酸（DHO）氧化为乳清酸。值得注意的是植物成熟后的细胞可以不利用DHODH酶的回收过程来满足其代谢需求，这意味着四氟咯草胺在杂草幼苗生长期活性最高，因为幼苗中的大多数细胞都在快速生长和分裂。所以建议该类除草剂的应用时期为苗前或苗后早期。
国际除草剂抗性行动委员会将其分类为 HRAC/WSSA 28组。目前是唯一一个成分。
03
应用
应用作物：玉米、水稻、大豆、棉花、花生、高粱、小麦、甘蔗、柑橘、李子、胡桃、坚果等，也可尝试在部分药材如白术、牛蒡、万寿菊等作物推广，（下图为富美实在以上作物的安全性生测数据）
靶标杂草：稗草、马唐、千金子、地肤、沼生异蕊花、大狗尾草、鸭舌草、日照漂浮草等，（下图为富美实给出的靶标杂草范围）
最佳施用时期：禾本科杂草，出苗前至三叶期，(取决于施用方法和栽培实践)；阔叶杂草在出苗至子叶期最佳。用量范围从75到250克/公顷，取决于使用模式(出苗前和出苗后施用)，每个种植季最多施用2次，每年最大用量为400克/公顷。实际应用请遵循标签上的使用说明。
04
登记情况
目前富美实已向多个国家申请登记了四氟咯草胺，主要登记和推广作物为水稻，登记剂型包括400G/L悬浮剂和0.5%或1%颗粒剂。
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专利情况
专利名称：PYRROLIDINONES AS HERBICIDES
申请号：WO2014US68073
申请日：2014.12.02
公开（公告）号：WO2015084796A1
申请（专利权）人：DU PONT
摘要：Disclosed are compounds of Formula 1, including all stereoisomers, N-oxides, and salts thereof;. whereinRl,R2,R3,R4, R5, R6, Ql, Q2,yl, and Y2are as defined in the disclosure. Also disclosed are compositions containing the compounds of Formula 1 and methods for controlling undesired vegetation comprising contacting the undesired vegetation or its environment with an effective amount of a compound or a composition of the invention.
其他国家专利：EP3077374、US2016297756、CN106414403B
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合成路线
路线一：原创化合物专利中报道的合成工艺是以3-(三氟甲基)苯甲醛和硝基甲烷为起始原料制备四氟咯草胺，合成路线如下：
路线二：在路线一的基础上在步骤4得到(3R，4S)-2-氧代基-4-[3-(三氟甲基)苯基]-3-吡咯烷羧酸乙酯之后进行N-甲基化，然后羧酸甲酯水解，再与2-氟苯胺进行酰胺化反应，得到四氟络草胺。合成路线如下：
路线三：以2-溴-1-(3-(三氟甲基)苯基)乙酮为起始原料制备，合成路线如下：
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复配推介
四氟咯草胺作用机理新颖与常规除草剂无交互抗性，可选择与四唑酰草胺、呋喃磺草酮、氟酮磺草胺、嘧氟磺草胺、苯噻草胺、苄嘧磺隆、嘧啶肟草醚、灭草松等除草剂复配以延缓抗性的产生和加速杂草的死亡速度。
08
前景展望
四氟咯草胺通过抑制杂草体内嘧啶生物合成途径中的二氢乳清酸脱氢酶（DHODH），阻断嘧啶的合成，从而有效抑制杂草生长和发芽。这种作用机理是30年来首次出现的新作用模式，对现有除草剂如ALS、ACCase和HPPD抑制剂产生抗性的杂草具有显著防控效果，且无已知交互抗性，可作为抗性管理工具。并且四氟咯草胺在各种土壤类型和环境条件下，对移栽或直播的粳稻和籼稻都表现出卓越的安全性，可被开发成多种剂型和复配剂型，在苗前和苗后都可配合使用，用于防除水稻田的多种禾本科杂草，部分阔叶杂草和一些莎草，控草期可达50+天，同时可被尝试推广到苜蓿、大麦、棉花、小麦、油菜、甜菜、玉米、高粱、大豆、花生、坚果、茶以及草坪等多种关键作物。目前富美实已向全球多个国家申请登记，未来其有望成为水稻田杂草防控的核心工具，同时对该作用机理的研究对于我国在自主创新药方面也有借鉴意义。
来源: 公众号：李祝明