甲基咪草烟是由美国氰胺公司(现属巴斯夫)开发的咪唑啉酮类除草剂,也叫做百垄通,纯品为灰白色至粉色固体,主要通过抑制植物的乙酰乳酸合成酶,阻止支链氨基酸合成,导致杂草死亡。甲基咪草烟主要用于花生田及甘蔗田,防除禾本科杂草、阔叶杂草及莎草科杂草如香附子等。

图1 甲基咪草烟的性状图
特性
甲基咪草烟在酸性及中性环境中保持稳定,但接触碱类物质时会分解。该药剂既可采用土壤处理方式施用,也可进行茎叶喷雾。由于甲基咪草烟的有效期较长,可能存在残留药害的风险,因此在使用时需特别注意安全间隔期,并合理安排下茬作物。甲基咪草烟是磺酰脲类内吸传导型芽后选择性除草剂,茎叶处理后可被杂草茎叶、根吸收,通过阻碍乙酰乳酸合成酶,使缬氨酸、异亮氨酸的生物合成受抑制,阻止细胞分裂,致使杂草死亡。
研究历史
甲基咪草烟作为一种咪唑啉酮类乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制剂,在作物抗性育种研究中被用作关键的研究工具。在抗除草剂小麦品种的研究中,甲基咪草烟被用于验证ALS突变基因的功能。实验表明,含有特定ALS突变蛋白的小麦1叶1芯幼苗在施用3mL甲基咪草烟/L水(9倍推荐使用浓度)后,植株仍然正常生长发育和结实,而野生型小麦幼苗在施用1mL甲基咪草烟/3L水(1倍推荐使用浓度)后,植株生长逐渐停止并最终整株死亡。此外,甲基咪草烟还可用于转基因植株的功能验证:将小麦ALS突变基因转化本氏烟获得的转基因植株,在喷施4mL甲基咪草烟/L水(12倍推荐使用浓度)30天后生长状态良好,而非转基因烟草则全部枯死。同样,该突变基因转化的拟南芥幼苗在喷施3mL甲基咪草烟/L水(9倍推荐使用浓度)30天后生长状态良好,而非转基因拟南芥枯死。
合成方法
研究人员报道了一种甲基咪草烟的合成方法,其中甲基咪草烟是以5-甲基吡啶-2,3-二羧酸为原料,先与乙酸酐反应生成5-甲基吡啶-2,3-二酸酐。在低温条件下,该中间体继续与醇反应,然后再在碱性条件下与2-氨基-2,3-二甲基丁酰胺发生合环反应,生成甲基咪草烟钠盐,最后通过萃取和调节pH得到甲基咪草烟产品。甲基咪草烟的该合成方法优点在于提供了一种制备该化合物的新方法。该合成路线反应速度快,所制得的甲基咪草烟产物纯度高、收率高,且反应条件温和、无同分异构体生成、无需催化剂、三废少。合成过程粗放,不仅优化了反应条件、降低了设备成本,而且产物易于分离,简化了生产工艺。[1]
使用说明
甲基咪草烟是一种内吸传导型芽后选择性除草剂,甲基咪草烟主要用于花生田早期苗后除草。此外,甲基咪草烟对恶性杂草香附子(莎草科)具有防除效果,也可用于甘蔗田等豆科作物的杂草防除,能够控制多种一年生禾本科杂草和阔叶杂草。甲基咪草烟具有内吸性,对单子叶和双子叶杂草均有防除效果,甲基咪草烟能杀死杂草地上部分,并对地下部的根与地下茎也有防除效果。该药剂一次用药可以控制杂草达三个月。但甲基咪草烟残留期较长,下茬不宜种植甜菜、蔬菜、油菜等敏感经济作物,对水稻、玉米、小麦等粮食作物也有影响。安全间隔期分别为:小麦4个月,玉米、大豆、烟草9个月,棉花、谷物、甜玉米18个月,马铃薯、红薯至少需间隔5个月以上。
参考文献
[1] 孙国庆,侯永生,朱素娟等. 一种甲基咪草烟的合成方法, 中国发明专利,专利号:CN201910565310.0[P].