[00949904]以丙酮酸脱氢酶系为靶标的除草剂的分子设计、合成、研究与应用

至今国内外尚无以丙酮酸脱氢酶系(PDHc)为靶标的商品化除草剂。本项目以植物PDHc为靶标，在五项省部级项目、三项国家自然科学基金、一项国家973课题、五项国家科技攻关项目或支撑计划的资助下，通过十六年的基础研究及应用开发，发明了以HW02、HWS、HW03、HWT为代表的高效、低毒的丙酮酸脱氢酶系抑制剂，首创了具有全新结构的新型除草剂氯酰草膦(HW02)以及候选除草剂品种HWS、HW03、HWT。共获八项中国发明专利授权，一项湖北省自然科学一等奖，发表论文55篇。成果鉴定评价：达到国际同类研究先进水平。主要发明包括：1.提出了除草剂分子合理设计的新思路。以PDHc为靶标，发明了高活性的全新先导母体结构。2.以先导母体结构为模板，根据PDHc催化脱羧反应的特点设计合成目标分子，通过活性筛选、结构优化、定量构效关系的深入研究，发现了以HW02、HWS为代表的一批具有全新膦酸酯结构的高除草活性化合物。3.运用计算化学及分子生物学方法探明了除草作用机理，证实了本研究设计的目标化合物为PDHc的竞争性强抑制剂而具有高效除草活性。4.以HW02、HWS为先导，进一步优化设计发明了具有更强分子识别能力以HW03、HWT为代表具有全新膦酸酯单盐结构的高效PDHc抑制剂，显示了高效除草活性及独特的生物活性。5.首次发明了催化合成HW02系列化合物的合成工艺技术以及关键中间体羟基膦酸酯的新工艺技术，其收率显著高于国外收率。建成了HW02年产100吨原药和1000吨制剂生产线。6.首次发现PDHc抑制剂HW02、HWS、HW03、HWT的生物特性与农业应用价值，具有高效低毒、高选择性、低残留，对蜂、鸟、鱼、蚕安全的特点。使作物增产10%以上，与国外进口除草剂使它隆和玉农乐药效相当或更优，使用成本可降低50%以上。目前HW02（氯酰草膦）己获准农药临时登记。在十七个省市305.8万亩的面积上进行了应用与推广。推广应用以来，企业实现销售额914.4万元，新增利税292.6万元，因作物增产累计为农民增收18314.4万元，因降低使用成本和节省人工累计为农民节支14831.3万元，总计33438.3万元。