| 為了改變我國(guó)農(nóng)藥品種大多為仿制國(guó)外產(chǎn)品的局面,農(nóng)藥創(chuàng)制被列入2006~2020年國(guó)家中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃綱要。在南開大學(xué)農(nóng)藥國(guó)家工程研究中心李正名院士的主持下,歷經(jīng)十幾年研制的磺酰脲類除草劑,以超高效、低毒和環(huán)境友好的特性,成為中國(guó)農(nóng)藥研究史上的一個(gè)里程碑,也使我國(guó)成為世界上第七個(gè)具有獨(dú)立創(chuàng)制新農(nóng)藥能力的國(guó)家。憑借兩個(gè)創(chuàng)制除草劑'單嘧磺隆'和'單嘧磺酯',以及對(duì)國(guó)際上公認(rèn)的磺酰脲構(gòu)效關(guān)系理論的修正和發(fā)展,李正名院士的研究組獲得2007年度國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。由此,中國(guó)的除草劑不再是跟在國(guó)外技術(shù)后面,而進(jìn)入了理論指導(dǎo)下的創(chuàng)制階段。
單嘧磺隆屬于磺酰脲類除草劑。自上世紀(jì)80年代初美國(guó)杜邦公司發(fā)現(xiàn)磺酰脲類ALS酶抑制劑以來(lái),磺酰脲類超高效除草劑以超高效、低毒性、超低用量,成為農(nóng)藥創(chuàng)制史上的一個(gè)里程碑。它的使用大大改善了農(nóng)藥使用對(duì)環(huán)境的影響,迅速在國(guó)際上掀起一股熱潮。迄今為止,美國(guó)、日本、瑞士開發(fā)的磺酰脲類除草劑已有十余種。我國(guó)不少企業(yè)缺乏自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
自1990年開始,李正名院士研究組開始對(duì)磺酰脲類除草劑進(jìn)行系統(tǒng)的研究,利用與國(guó)外不同的優(yōu)化策略,固定磺酰脲苯環(huán)上的取代基和脲橋,對(duì)嘧啶環(huán)上的取代基進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,并進(jìn)行了除草活性的測(cè)定,首次發(fā)現(xiàn)個(gè)別含單取代嘧啶環(huán)的磺酰脲分子同樣具有超高效除草活性。他們?cè)O(shè)計(jì)合成了近800個(gè)新型單取代磺酰脲類化合物,從中篩選出兩個(gè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的除草劑——單嘧磺隆和單嘧磺酯。
2007年1月,國(guó)際科技合作項(xiàng)目驗(yàn)收專家認(rèn)為:'李正名課題組首次獲得了單嘧磺隆和單嘧磺酯與擬南芥AHAS對(duì)接形成的復(fù)合物晶體,闡明了含單取代磺酰脲類除草劑的活性分子作用機(jī)制,提出了獨(dú)到的學(xué)術(shù)觀點(diǎn);首次對(duì)單取代磺酰脲鹽類中金屬離子在配位鍵中的歸屬問(wèn)題進(jìn)行了科學(xué)論證,并填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)空白;發(fā)現(xiàn)了3個(gè)非磺酰脲類新穎結(jié)構(gòu),能夠在不同程度上抑制AHAS,可供進(jìn)一步進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化參考,有望突破現(xiàn)有AHAS抑制劑的結(jié)構(gòu)限制,以期發(fā)現(xiàn)非磺酰脲類AHAS抑制劑。'
李正名課題組還首次建立了自己的磺酰脲類化合物活性三要素理論,修正和發(fā)展了國(guó)際上公認(rèn)的磺酰脲構(gòu)效關(guān)系理論;先后發(fā)現(xiàn)了92825(單嘧磺。、94827(單嘧磺酯)、9285、01806和01808等五個(gè)具有超高效除草活性單取代嘧啶環(huán)的新磺酰脲化合物,其中單嘧磺隆成為我國(guó)第一個(gè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)制除草劑;單嘧磺隆與'撲滅津'復(fù)配可用于谷田除草,填補(bǔ)了我國(guó)谷田專用除草劑的空白。具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的單嘧磺隆技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的成功,標(biāo)志著我國(guó)磺酰脲類除草劑已經(jīng)進(jìn)入理論指導(dǎo)下的創(chuàng)制,修正了國(guó)際上有關(guān)新磺酰脲類除草劑創(chuàng)制的理論。該項(xiàng)目達(dá)到了國(guó)際同類研究的先進(jìn)水平。 2001年,單嘧磺隆被科技部列為國(guó)家重點(diǎn)推廣項(xiàng)目。李正名研制的單嘧磺隆經(jīng)室內(nèi)試驗(yàn)證實(shí),與美國(guó)杜邦公司的同類超高效除草劑氯磺隆、甲磺隆、豆草隆的活性相當(dāng),而其對(duì)玉米和谷子的安全性優(yōu)于氯磺隆和苯磺隆。
南開大學(xué)農(nóng)藥國(guó)家工程研究中心堅(jiān)持基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究、科學(xué)研究與技術(shù)創(chuàng)新、開發(fā)研究與產(chǎn)業(yè)化緊密結(jié)合,在天津郊區(qū)建立了中試產(chǎn)業(yè)化基地,完成了從基礎(chǔ)研究到產(chǎn)品開發(fā),從中試化到產(chǎn)業(yè)化的全過(guò)程。
田間試驗(yàn)表明,單嘧磺隆除草劑對(duì)北方冬小麥田常見惡性難治雜草——雜草堿茅有特效,其防效率最高可達(dá)97.4%,對(duì)小麥增產(chǎn)也有顯著效果。李正名院士開發(fā)的44%谷草靈可濕性粉劑,對(duì)谷田闊葉雜草的防效率達(dá)到90%以上,對(duì)禾本科雜草也有較好效果,填補(bǔ)了我國(guó)谷田專用除草劑的空白。使用該除草劑后,谷田每畝除草成本降低60%。課題組開發(fā)的18.2%玉草靈,在推薦劑量下,對(duì)玉米田雜草防效優(yōu)秀,對(duì)玉米安全,無(wú)需二次用藥,優(yōu)于常規(guī)夏玉米除草劑乙阿合劑,且無(wú)后茬藥害。2001~2006年間, 兩個(gè)品種累計(jì)推廣131.18萬(wàn)畝次,獲得社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益7449萬(wàn)元。該項(xiàng)目共申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利8項(xiàng),授權(quán)6項(xiàng)。
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