可以看出4-（三氟甲基）煙酰胺是氟啶蟲酰胺的代謝產(chǎn)物，具有殺蟲活性，而氟啶蟲酰胺是作為殺蟲前體存在，在動(dòng)植物體內(nèi)代謝為4-（三氟甲基）煙酰胺等物質(zhì)，需要一定的時(shí)間轉(zhuǎn)化，而直接添加4-（三氟甲基）煙酰胺在產(chǎn)品里，可以提高靶標(biāo)對(duì)象的速效性和防效。

       這也讓黑科技這層神秘面紗被揭開，未來我國執(zhí)法可能會(huì)更加注重于對(duì)隱性成分的抽查，有可能這是一個(gè)標(biāo)志的信號(hào)，畢竟近些年部分廠家添加宣稱是添加了某某的高效異構(gòu)體、中間體、二鹵代等，而其效果確實(shí)是非常明顯，獲利頗豐，而本次的代謝物又讓大家對(duì)藥劑有了更深的理解。

       下面我們來詳細(xì)了解氟啶蟲酰胺的信息。

       而石原產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步在吡啶環(huán)β-位以外的位置予以三氟甲基取代，以及在吡啶環(huán)延伸的碳鏈與新的取代基為著眼點(diǎn)進(jìn)行探索研究，發(fā)現(xiàn)了下圖的先導(dǎo)化合物A:

       通過對(duì)化合物A進(jìn)行生物活性測(cè)定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其對(duì)桃蚜的LC₉₀值為12.5mg/L,為中等殺蟲活性。而它對(duì)其他害蟲（斜紋葉蛾、梨葉螨）以800mg/L處理時(shí)無效。進(jìn)一步將于化合物A連接的酰胺基中的N，以不同位置的吡啶取代，其生物活性結(jié)果如下圖所示：

       將雜環(huán)位置上取代在不同位置上合成了多種衍生物，并比較他們的生物活性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在酰胺基的N原子上用各種取代苯取代時(shí)，以對(duì)位上由三氟甲基取代的化合物活性最高（如下圖），并與化合物A相當(dāng)，由此確定該化合物為先導(dǎo)化合物。

       經(jīng)過最終篩選和綜合考慮，挑選出下圖化合物作為深入研究的對(duì)象，即是今天見到的氟啶蟲酰胺。

       氟啶蟲酰胺(flonicamid)是由日本石原產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社發(fā)現(xiàn)的新型低毒吡啶酰胺(或煙酰胺) 昆蟲生長調(diào)節(jié)劑類殺蟲劑，具有觸殺和胃毒作用，還具有很好的神經(jīng)毒劑和快速拒食作用，它可以有效防治作物上的刺吸式口器害蟲，對(duì)蚜蟲尤其高效。其作用機(jī)理新穎，與目前市售其他殺蟲劑無交互抗性，對(duì)蜜蜂低毒。

       與包括美國富美實(shí)、韓國東部韓農(nóng)株式會(huì)社、比利時(shí)Belchim作物保護(hù)公司、印度聯(lián)合磷化物等簽署了合作協(xié)議,進(jìn)行全球市場(chǎng)的開發(fā)，該產(chǎn)品由石原產(chǎn)業(yè)和聯(lián)合磷化物公司生產(chǎn)。

       ●1998年該藥劑開始進(jìn)行正式藥效試驗(yàn)；

       ●2000年首次在英國布賴頓植保會(huì)議上報(bào)道；

       ●2003年9月26日首先在美國取得登記并上市；

       ●2005-2008年，在法國、英國、荷蘭、韓國、巴西、意大利等國登記和上市；

       ●2007年在中國取得原藥和制劑10%水分散粒劑臨時(shí)登記；

       ●2010年9月1日，氟啶蟲酰胺被列入歐盟農(nóng)藥登記條例 (1107/2009) 已登記有效成分名單，有效期至2023年8月31日。

       截止 2021年10月13日，氟啶蟲酰胺已在歐盟26個(gè)成員國取得登記。

       氟啶蟲酰胺在土壤中的持效期為22d，在酸性和中性條件下穩(wěn)定，PH值大于9時(shí)，半衰期為24d。從數(shù)據(jù)可以看出該化合物的油水分配系數(shù)很低，溶解性很高，有利于該化合物的內(nèi)吸及傳導(dǎo)活性的發(fā)揮，由于易于降解在土壤中的持效期不長。

        雄大鼠急性經(jīng)口LD₅₀為884mg/kg，雌大鼠為1768mg/kg。大鼠急性經(jīng)皮LD₅₀＞5000mg/kg；對(duì)兔皮膚和眼睛無刺激性，對(duì)豚鼠皮膚無致敏作用。雄、雌大鼠吸入LC₅₀(4h)＞4.9mg/L。對(duì)人、畜、環(huán)境有極高的安全性。

        該藥對(duì)水生動(dòng)植物無影響。對(duì)鯉魚LC₅₀（96 h）大于100 mg/L；對(duì)大型水蚤EC₅₀（48 h）大于100 mg/L；對(duì)藻類EbC₅₀（0～72 h）大于100 mg/L。

       以100 mg/L混餌對(duì)蠶無影響，對(duì)鵪鶉（雌、雄）急性經(jīng)口大于2000 mg/L，以大于1000 mg/kg的劑量對(duì)蚯蚓無影響。土壤中半衰期DT₅₀小于3d。

       氟啶蟲酰胺對(duì)蜜蜂的安全性顯著高于新煙堿類殺蟲劑。其經(jīng)口LD₅₀＞60.5 μg/蜂（噻蟲嗪、噻蟲胺、呋蟲胺分別為0.005、0.00379、0.023μg/蜂），接觸LD₅₀＞100μg/蜂（噻蟲嗪、噻蟲胺、呋蟲胺分別為0.024、0.0439、0.047 μg/蜂）。

       防治蚜蟲的藥劑對(duì)蜜蜂的毒性次序?yàn)椋亨缦x嗪＞呋蟲胺＞噻蟲胺＞吡蟲啉＞烯啶蟲胺＞氟啶蟲胺腈＞氯噻啉＞啶蟲脒＞噻蟲啉＞氟啶蟲酰胺、吡蚜酮，排名越是靠前的毒性越大，按毒性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估只有最后四種對(duì)蜜蜂屬于低風(fēng)險(xiǎn)殺蟲劑。

        歐盟制定了食品中氟啶蟲酰胺最高殘留限量（MRL）為0.02～2.0mg/kg,以親體、TFNG和TFNA的總和計(jì)算。

       氟啶蟲酰胺的化合物專利申請(qǐng)于1993年7月23日,并已于2013年7月22日專利到期。其在歐洲、美國和中國的專利保護(hù)幾乎同時(shí)到期；2013年9月25日，其在美國的登記資料保護(hù)期滿；歐洲專利對(duì)應(yīng)的SPC也已于2018年7月15日到期。2020年8月31日，它在歐盟的登記資料保護(hù)終止。

       在中國氟啶蟲酰胺化合物及制備專利均已到期，2017 年 3 月 24日。氟啶蟲酰胺原藥也過正式登記保護(hù)期，國內(nèi)已經(jīng)有不少企業(yè)先行開發(fā)登記。

       其他專利(Dispersble pesticidal compositions，可分散農(nóng)藥組合物)，WO2005104846，其專利保護(hù)期至2025年4月13 日。

       該藥劑通過阻礙害蟲吮吸作用而致效。刺吸式口器害蟲取食帶有氟啶蟲酰胺的植物汁液后，30min內(nèi)迅速停止取食，1小時(shí)內(nèi)完全沒有排泄物出現(xiàn)，且這種拒食作用具有不可恢復(fù)性，害蟲攝入藥劑后很快停止吮吸，最后饑餓而死。由于該藥劑為昆蟲拒食劑，因此施藥后2-3天肉眼才能看到蚜蟲死亡。

       氟啶蟲酰胺對(duì)成蟲和幼蟲都具有殺蟲活性。多數(shù)處理過的蚜蟲表現(xiàn)運(yùn)動(dòng)失調(diào)，一些蚜蟲腿部關(guān)節(jié)腫大，無法正常爬行。

       氟啶蟲酰胺還通過神經(jīng)系統(tǒng)作用于蚜蟲。但氟啶蟲酰胺及其衍生物對(duì)典型的神經(jīng)毒劑作用靶標(biāo)，如乙酰膽堿酯酶、煙堿乙酰膽堿受體等，沒有作用。

       殺蟲劑抗性行動(dòng)委員會(huì)（Insecticide Resistance Action Committee，IRAC）早期把氟啶蟲酰胺和另一個(gè)作用機(jī)制類似的殺蟲劑吡蚜酮都?xì)w類到第9族，即屬于弦音器調(diào)節(jié)劑類殺蟲劑，也即選擇性同翅目昆蟲攝食阻滯劑，但分為不同亞類，如下圖所示：

       2015年巴斯夫和哥廷根大學(xué)的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)吡蚜酮是弦音器上的TRPV離子通道的激動(dòng)劑，氟啶蟲酰胺隨之被IRAC分到新的第29族，即靶標(biāo)位點(diǎn)未知的弦音器調(diào)節(jié)劑。

       已知氟啶蟲酰胺引起蚜蟲產(chǎn)生類似于弦音器TRPV通道(tansient receptor potential vanilloid, 香草酸通道)調(diào)節(jié)劑殺蟲劑吡蚜酮、pyrifluquinazon和雙丙環(huán)蟲酯所致的癥狀。然而，雖然研究表明氟啶蟲酰胺不作用于TRPV通道，但之前的文獻(xiàn)中也沒記載其對(duì)弦音器的作用。

       氟啶蟲酰胺能引起蝗蟲伸展后足，這表明其對(duì)腿節(jié)弦音器有作用。施用于果蠅后，氟啶蟲酰胺通過干擾觸角弦音感受器（antennal chordotonal neuron）的轉(zhuǎn)導(dǎo)和機(jī)械擴(kuò)增作用來消除負(fù)重力趨向行為（negative gravitaxis behavior）。雖然氟啶蟲酰胺對(duì)蝗蟲弦音器只有微弱的作用，但其主要的動(dòng)物代謝物4-三氟甲基煙酰胺（TFNA-AM）對(duì)蝗蟲和蠅的弦音器有強(qiáng)的刺激作用。和吡蚜酮一樣，TFNA-AM迅速增加野生型蠅的觸角弦音感受器中Ca²⁺，但不增加iav1突變體，該效果與TRPV 通道激動(dòng)劑作用無關(guān)。

       氟啶蟲酰胺是TFNA-AM的前體殺蟲劑，是有效的弦音器調(diào)節(jié)劑。TFNA-AM對(duì)蝗蟲和蠅的弦音器的作用與TRPV激動(dòng)劑吡蚜酮、pyrifluquinazon和雙丙環(huán)蟲酯的沒有區(qū)別。因?yàn)橐郧暗难芯勘砻鱐FNA-AM不直接作用于TRPV通道，推斷其作用于激活TRPV通道的作用途徑的上游。

       2022年11月24日，浙江大學(xué)黃佳課題組在Science Advances發(fā)表題為“An insecticide target in mechanoreceptor neurons”的論文，通過果蠅揭示殺蟲劑氟啶蟲酰胺的作用機(jī)制，發(fā)現(xiàn)了昆蟲神經(jīng)系統(tǒng)中第9個(gè)分子靶標(biāo)——煙酰胺酶（Naam）。

       通過果蠅行為遺傳學(xué)、酶動(dòng)力學(xué)、比較藥理學(xué)等一系列實(shí)驗(yàn)，論文作者發(fā)現(xiàn)煙酰胺酶特異性的在果蠅的弦音器神經(jīng)元表達(dá)，氟啶蟲酰胺在蟲體內(nèi)的代謝產(chǎn)物TFNA-AM通過抑制煙酰胺酶活性導(dǎo)致底物煙酰胺的累積，從而過度激活TRPV離子通道產(chǎn)生中毒癥狀（上圖）。通過過度刺激弦音器（ChOs）中的Nan和Iav通道來破壞昆蟲的協(xié)調(diào)和抑制攝食。

       通過CRISPR-Cas9基因組編輯技術(shù)在煙酰胺酶的催化位點(diǎn)引入一個(gè)降低對(duì)TFNA-AM親和力的點(diǎn)突變，會(huì)導(dǎo)致突變體果蠅對(duì)氟啶蟲酰胺產(chǎn)生很高抗性并同時(shí)伴有重力感知的缺陷。體外重組表達(dá)的蚜蟲和煙粉虱的煙酰胺酶對(duì)TFNA-AM更加敏感，而蜜蜂因?yàn)榛驈?fù)制產(chǎn)生了一個(gè)較高抗性的煙酰胺酶同源基因，這可能是氟啶蟲酰胺對(duì)不同物種具有較高毒力選擇性的主要原因。

       煙酰胺酶在線蟲和病原菌中都廣泛存在并具有重要生理功能，而在脊椎動(dòng)物的基因組中不存在編碼煙酰胺酶的基因，意味著TFNA-AM和潛在的煙酰胺酶抑制劑還可以開發(fā)為殺線蟲劑和殺菌劑在農(nóng)業(yè)上使用，也可以開發(fā)為抗寄生蟲藥和抗生素在醫(yī)學(xué)上使用。

未完待續(xù)······