磺酰脲除草剂sulfonylurea herbicides

分子中具有磺酰脲结构的一类除草剂，是迄今活性最高、用量最低的一类除草剂。化学结构通式包括芳环、磺酰脲桥及杂环三部分：

其中 X=N 、CH;Y=Cl,F,Br,CH₃,COOCH₃,SO₂CH₃,SCH₃,SO₂N( CH₃) ₂,CF₃,CH₂Cl,OCH₃,OCF₃,NO₂;R=CH₃，烷基；R1=CH₃,Cl;R²＝CH₃O,CH₃,Cl。
简史 列维特(G.Levitt,1978)与芬纳蒂(D.W.Finnerty,1979)最早报道了N-(1,3,5-三氮苯基氨基羰基)苯磺酰胺的活性并开发了第一个品种氯磺隆，在此基础上，以美国杜邦公司(Du Pont Co.)为主，在短短的10年期间，相继开发出一系列用途各异的新品种，成为除草剂新品种开发最活跃的领域。目前已有11个品种商品化。目前，研究工作主要集中于以下领域： ❶根据结构与活性的关系，设计和开发用于不同作物的新品种；
❷研究适用于不同土壤、气候及持效期适中的最佳品种的筛选、生物测定方法及计算机技术；
❸研究现有品种在土壤中降解、消失的规律及最佳使用的技术；
❹ 利用生物工程技术，如细胞培养与基因工程，选育抗药性作物新品种，以扩大现有品种的应用范围。
分类 磺酰脲除草剂主要品种见表1。
性能 大部分为白色固体，蒸气压低，低毒、活性高，用量低，广谱，选择性强。除草活性随各取代

表1 磺酰脲除草 剂 主要品种

（续）

基的性质和位置不同而异： 含前列取代基的化合物均有活性，而以芳环邻位含上述取代基的化合物活性最强； 当杂环为嘧啶环时，环上第4与6位含取代基如CH3与OCH3时，化合物活性最强，第5位引入取代基，活性下降，用卤取代时，活性丧失； 用芳环取代杂环，活性显著下降。在苯环邻位引入官能团能取得活性化合物，其中含两个取代基时保持活性，2,6-二氯衍生物的活性与2-氯衍生物近似； 在磺酰脲桥上引入取代基，活性下降； 将苯环改为吡啶、噻吩、呋喃以及萘环时，化合物也有较强的活性。高活性化合物必备的结构是： ❶苯环或杂环邻位含取代基，
❷磺酰脲桥上无取代基，
❸含三氮环或嘧啶环，环上间位含CH₃、OCH₃、C1、CH₂SePH等取代基。
作用机制 这类除草剂通过植物的根和叶吸收，药效缓慢，主要通过抑制乙酰乳酸合成酶(ALS)的活性来抑制植物生长。此种酶是支链氨基酸缬氨酸与异亮氨酸生物合成第一阶段所必需的酶，在缬氨酸合成中，两个丙酮酸分子结合形成乙酰乳酸；在异亮氨酸合成中，丙酮酸与α-丁酮酸结合形成α-乙酰-α-羟基丁酸。磺酰脲除草剂严重抑制乙酰乳酸合成酶的活性，导致缬氨酸与异亮氨酸缺乏，使植物细胞有丝分裂停止于间隙1(G1)与间隙2(G2)阶段，影响细胞分裂，造成杂草生长停止而死亡。
不同种植物对磺酰脲除草剂的敏感性差异很大，这种差异的原因在于它们对药剂在体内的代谢能力不同，抗药性作物的代谢作用强，药剂在体内迅速分解(表2)。此类除草剂在植物体内主要进行水解作用，水解产物迅速与葡萄糖轭合； 双功能氧化酶和细胞色素P-450酶是促使此类除草剂在抗药性作物体内代谢为无活性化合物的主要酶系统。在土壤中降解： 磺酰脲除草剂在土壤中主要通过酸催化的水解作用而消失，故持效期随pH上升而延长，如氯磺隆在土壤pH6.2时，持效期33天；pH7.1时60天；pH7.7时82天；pH8.1时99天。不同品种的持效期存在着差异： 氯磺隆>甲磺嘧隆≃甲磺隆≃ Triasulfuron≃乙磺隆>阔叶散≃阔叶净。

表2 磺酰脲除草剂在敏感与抗药性植物离体叶片内的代谢

植 物	除草剂	代谢半衰期(h)	相对抗药性
小 麦 大 麦 玉 米 大 豆 野田芥 小 麦 大 豆 野田芥 水 稻 绿千金子 泽 泻 慈 姑 大 豆 苍耳、反枝苋	氯磺隆 氯磺隆 氯磺隆 氯磺隆 氯磺隆 甲磺隆 甲磺隆 甲磺隆 苄嘧磺隆 苄嘧磺隆 苄嘧磺隆 苄嘧磺隆 乙磺隆 乙磺隆	0.8～2.2 0.8 3.5～5.0 >30 >30 2.0～3.9 >30 >30 2.6～4.2 1.5 >50 >50 1.0～3.0 >30	抗 抗 敏感～抗 敏感 敏感 抗 敏感 敏感 抗 抗 敏感 敏感 抗 敏感

应用 ❶大多数品种适用于麦类，除阔叶散与阔叶净因在土壤中持效期短而进行茎叶处理外，其他品种既进行茎叶处理，也进行土壤处理。由于它们防治阔叶杂草特效，所以，为了扩大杀草谱，可与一些防治禾本科杂草的除草剂混用。
❷茎叶处理时，溶液pH对药效有影响，如pH2.5与3.4时比pH4.3与5.6能促进氯磺隆向叶片的进入； 加入表面活性剂能提高活性。
❸在土壤中持效期较长，而以氯磺隆最长，持效期与土壤pH关系密切，安排好后茬作物是使用中的重要问题。
❹施用石灰可加速药剂在土壤中分解，缩短持效期。