双环炔草（metproxybicyclone）是先正达公司2015年研发的新型双环辛烯三酮类除草剂，其二酮结构与双环磺草酮和氟吡草酮结构一致，且合成共用中间体双环[3.2.1]辛烷-2,4-二酮(74896-14-3)。双环炔草也被认为是继芳氧苯氧丙酸酯类(如精喹禾灵、炔草酯、氰氟草酯)、环己烯酮类(如烯草酮、环苯草酮、三甲苯草酮)、苯基吡唑啉类(如唑啉草酯)之后开发的第四代乙酰辅酶A羧化酶（ACCase）抑制剂类除草剂。其可被开发用于双子叶作物(如大豆、棉花、甜菜等)的杂草防治和种植前的灭荒，试验表明，双环炔草对多种禾本科杂草如黑麦草、牛筋草、毛花雀稗、石茅高粱和稗草等都有较好的防效。
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产品简介
英文名称：metproxybicyclone
中文名称：双环炔草
化学名称：rac-(1R,5S)-3-[2-甲氧基-4-(丙-1-炔-1-基)苯基]-4-氧代双环[3.2.1]辛-2-烯-2-基碳酸甲酯
分子式：C20H20O5
相对分子质量：340.370
CAS登录号：1848207-89-5
结构式：
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作用机理
双环炔草属于乙酰辅酶A羧化酶(acetyl CoA carboxylase, ACC)抑制剂。
乙酰辅酶A羧化酶在生物体内催化乙酰辅酶A羧化形成丙二酰辅酶A，为脂肪酸和许多次生代谢产物的合成提供底物，是脂肪酸生物合成的关键酶或限速酶。ACCase抑制剂以ACCase为作用靶标，通过抑制禾本科植物体内的脂肪酸合成，来实现杀死杂草的作用。
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应用
应用作物：大豆、棉花、甜菜、马铃薯、油菜等双子叶作物。
防治杂草：臂形草、稗草、马唐、牛筋草 、法氏狗尾草 、稷、假高粱 、野燕麦 、鼠尾看麦娘、旱雀麦、多年生黑麦草、 早熟禾等。
试验数据：
1、试验表明在植物2叶期使用双环炔草15、30、60、130 和 250 克有效成分/公顷 (g ai/ha) 及 表面活化剂Genapol 0.2% 的剂量处理，喷雾处理后 14 天，对大豆和甜菜表现出100%的安全性，30g/公顷基本可控制所测试杂草。
2、在大豆三叶期，使用双环炔草和表面活化剂 Adigor 0.5%以（30、60、125 和 250 g ai/ha ）处理，对大豆安全，对臂形草、稗草、毛花雀稗、牛筋草、法氏狗尾草的防效接近100%，对长芒苋、齿裂大戟和圆叶牵牛的防效较差。
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专利情况
2015年6月先正达在世界知识产权组织、欧盟、中国、美国等22个国家和地区申请了基于双环炔草在内的丙炔基-苯基化合物。
专利名称：除草丙炔基-苯基化合物
专利号：CN106458958A、CN106458958B
申请号：CN201580034508.6
申请日：2015/06/18
失效日：2035/06/18
当前专利权人：先正达参股股份有限公司
其他国家专利：GB201411418D0 、AU2015279453A1 、EP3160950A1 、EA201790077A1 、JP2017520568A 、WO2015197468A1 、US2017183281A1 、PL3160950T3
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合成路线
以双环[2.2.1]庚烷-2-酮为起始原料，a经溴化生成3-溴降冰片烷-2-酮，b然后在二甲基亚砜中用叔丁醇钾去质子化，与4-溴-2-甲氧基苯甲醛反应，得到所需的环氧化物（收率80%），c随后在二氯乙烷中使用伊顿试剂在70°C下进行扩环，得到所需的碳环芳基二酮（收率86%），d碳环芳基二酮在标准条件下（碘甲烷、碳酸钾和丙酮）保护为甲基烯醇醚（收率90%），e使用丁-2-炔酸、四丁基氟化铵、催化量的二氯双(三苯基膦)钯(II)和 1,4-双(二苯基膦)丁烷进行脱羧炔丙基化，得到偶联产物（收率87%），f随后脱除甲基烯醇醚保护，g然后使用氯甲酸甲酯和三乙胺进行再保护，得到最终产物双环炔草（收率82%）。
合成路线如下：
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复配推介
双环炔草+溴噁草松/异噁草松：该组合可应用于油菜田、大豆田防除对环己烯酮类除草剂产生抗性的禾本科杂草和阔叶杂草。
双环炔草+草甘膦/草胺膦/敌草快：应用于灭荒，针对ALS抑制剂产生抗性的杂草。
双环炔草+氟草啶/苯嘧磺草胺/氟嘧硫草酯：应用于果园，除草速度和安全性高。
双环炔草+丙炔氟草胺/甲磺草胺/三氟草嗪：针对大豆、棉花田禾本科杂草和部分阔叶杂草，特别是苘麻、龙葵、马齿苋等。
双环炔草+二氯吡啶酸：应用于甜菜田，提高对于部分阔叶杂草的防效。
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前景展望
双环炔草代表了近二十年来ACCase抑制剂领域的重大突破，面对日益严重的耐药性杂草的挑战，双环炔草的研发为全球种植者提供了一种全新的解决方案。在应用方面先正达首先瞄准的是大豆和棉花市场，市场主要集中在南美和阿根廷，针对欧洲市场抗性日益严重的黑麦草、野燕麦等双环炔草具有一定的开发空间，但要面临PPO类除草剂的竞争，在亚洲，东南亚市场对水稻、玉米等的抗性稗草、牛筋草、狗尾草等的开发，还需验证双环炔草的安全性，同时也会面对新型三酮类除草剂的市场竞争。
合成方面双环炔草的合成路线涉及多个高价值中间体，部分中间体的工艺技术仅少数跨国公司如先正达、润丰等有接触，同时涉及多步催化反应，包括Sonogashira偶联（钯/铜催化）、选择性氧化和分子内环化等关键步骤，现有工艺偶联反应中使用的钯催化剂成本高昂，回收技术和催化剂寿命将直接影响生产成本，同时由于分子含两个手性中心，双环炔草在合成过程中需精确控制(1RS,5SR)构型，需要开发不对称合成或高效拆分工艺。但随着工艺的优化和市场规模的扩大，双环炔草的成本有望进一步降低。更值得关注的是双环炔草分子中不含卤族元素，相比含氟除草剂更易降解，符合全球对于农药环保安全要求，同时对哺乳动物毒性低，在不考虑抗性的情况下，这些特性可延长产品的商业生命周期，有利于全球市场布局。
双环炔草预计2026年在阿根廷上市，但其专利期较晚要到2035年，这对我国自主创新的农药企业而言提供了研发的时间窗口，我国企业可探索开发C-O键或C=O键修饰的衍生化合物，以提高我国农药企业在同质化竞争中的全球竞争力。
来源: 公众号：李祝明
