作为全球重要粮食作物，水稻是约60%人口主要食物组成。水稻种植关乎全球约1.5亿农民的生计，提供着世界五分之一的膳食能量。杂草，不仅与作物争夺水分、肥料、光照、空间，还是水稻病虫的寄生之所。未能控制水稻杂草会导致重大甚至毁灭性的产量损失，尤其是抗性杂草的蔓延，现已成为水稻种植面临的严峻挑战。目前，全球水稻田抗性杂草分布广、种类多、抗性重、危害大，已经严重影响防治效果和增产收益。为此，引进全新作用机理的除草剂迫在眉睫。

       四氟咯草胺是由杜邦（现科迪华）发现、现为富美实旗下专利产品、由富美实和先正达联袂开发的拥有独特化学结构和全新作用机理的除草剂，与现有除草剂无交互抗性，是抗性杂草综合管理的重要工具。作为一项创新技术，四氟咯草胺将率先发力水稻市场，缓解日益严重的杂草抗性挑战，继而为数百万水稻种植户带来革命性变化，也为水稻可持续生产释放更多潜力。

       四氟咯草胺可整季防除水稻田禾本科杂草、部分阔叶杂草及莎草，其用药量低，对作物安全，可用于移栽水稻和直播水稻田，有效提升水稻产量和质量，同时为匹配未来更加现代、环保的种植模式奠定基础。

       2025年初，富美实成功生产出首批商业化的四氟咯草胺原药，这是公司在四氟咯草胺开发进程中取得的突破性进展，标志着该产品即将正式推向市场。据富美实预测，四氟咯草胺的年峰值销售额将达3.00亿～4.00亿美元。

1  化学结构及创制

       四氟咯草胺（英文通用名：tetflupyrolimet；开发代号：F9960；商品名：Dodhylex™ active）是由杜邦公司于2015年公开的新型芳基吡咯烷酮苯胺类（Aryl pyrrolidinone anilide）除草剂，2018年，杜邦将其专利权转让给富美实。据富美实介绍，四氟咯草胺的开发代表了一种全新的化学类别和新颖的作用机理，是一款革命性的除草剂。

       四氟咯草胺的IUPAC化学名称：(3S,4S)-2′-氟-1-甲基-2-氧代-4-[3-(三氟甲基)苯基]吡咯烷-3-甲酰苯胺；CAS登录号：2053901-33-8；分子式：C₁₉H₁₆F₄N₂O₂；相对分子质量：380.34。

图1  四氟咯草胺的结构式

       据中国中化集团公司资深高级专家刘长令教授从中间体衍生化法角度分析，四氟咯草胺的发现可能是在氟咯草酮的基础上，通过不断衍生和替换，后经优化研究得到的。

       最早商品化的吡咯烷酮类除草剂是美国Stauffer公司（现先正达）开发的氟咯草酮（英文通用名：fluorochloridone），其与四氟咯草胺在结构上仍有较大差异。

图2  氟咯草酮的结构式

       1989年，ICI美洲公司公开了一个具有除草活性的化合物专利，它是在氟咯草酮基础上进行衍生得到的，但并没有进行商品化开发。直到2015年，杜邦公司创造性地将吡咯烷酮1位的芳基移到了4位，得到了新的芳基吡咯烷酮类化合物，同时还提升了其除草活性，继而通过取代基的优化得到了该化合物的异构体混合物，再经过拆分得到了(3S,4S)型单一光学异构体四氟咯草胺。

2  作用机理及应用

       四氟咯草胺为二氢乳清酸脱氢酶（Dihydroorotate dehydrogenase；DHODH）抑制剂。2021年，国际除草剂抗性行动委员会（HRAC）和美国杂草科学协会（WSSA）将其归类至第28组（HRAC/WSSA Group 28），它是进入该组中的第1个有效成分，也是目前该组中唯一的化合物，同时还是30多年来植保行业首个具有全新作用机理的新型除草剂。

       四氟咯草胺通过抑制嘧啶从头生物合成途径中（in the de Novo pyrimidine biosynthesis pathway）的二氢乳清酸脱氢酶（DHODH）而发挥作用。

       嘧啶从头生物合成由6个酶促步骤组成，其中，第4步由二氢乳清酸脱氢酶（DHODH）催化，将泛醌介导的二氢乳清酸（DHO）氧化为乳清酸。所有杂草的DHODH都是位于线粒体内膜外表面的黄素蛋白，由于核苷酸的核心作用，该途径的抑制对大多数生物都是致命的。

       四氟咯草胺竞争DHODH上的泛醌结合位点，并不直接导致杂草黄化死亡，而是抑制杂草体内关键生长分子嘧啶的合成，从而使杂草生长发育停滞。四氟咯草胺尚无已知交互抗性，将成为抗性杂草管理的有效工具。

       四氟咯草胺主要用于玉米、水稻、大豆、小麦、甘蔗、柑橘、坚果等作物田，防除一年生杂草及抗性杂草，如稗草、地肤、沼生异蕊花、大狗尾草等，苗前使用效果更好。其用药量低，持效期长。

       大量田间试验表明，四氟咯草胺用于直播水稻和移栽水稻田时，具有较好的选择性。

       四氟咯草胺适用于移栽水稻和直播水稻田，苗前或苗后早期施用，一次用药可整季防除水稻田重要的禾本科杂草，如大狗尾草（Setaria faberi）、稗草（Echinochloa crus-galli）、马唐（Digitaria sanguinalis）、水稗（Echinochloa phyllopogon）、丛生千金子（Leptochloa fascicularis）、千金子等；对一些难除的阔叶杂草和莎草也有效；并能防除抗性杂草。具有较好的作物安全性，对生态友好，有利于农药减量。

       四氟咯草胺通过显著减少杂草根系、抑制杂草生长和出苗以及优越的持效活性，高效防除水稻田稗草、千金子等，被誉为抗性禾本科杂草治理专家，将开创水稻田除草新纪元。

3  产品登记及开发

       四氟咯草胺将率先推向水稻市场，并逐渐向其他领域拓展。除水稻外，富美实还在探索四氟咯草胺在大豆、玉米、向日葵、甘蔗等其他作物田的应用潜力 。

       2023年8月，富美实宣布了四氟咯草胺的全球品牌Dodhylex™ active。不难发现，这一名称与其作用靶标（二氢乳清酸脱氢酶；dihydroorotate dehydrogenase）不无关系。

       富美实亦已启动四氟咯草胺的全球登记工作，目前，公司已经向印度、巴西、美国、菲律宾、哥伦比亚、韩国、秘鲁、中国台湾、日本、马来西亚等市场提交了登记申请，这些地区约占全球1.65亿公顷水稻种植面积的35%。

       2025年初，富美实首批商业化的四氟咯草胺原药成功下线，这是公司在四氟咯草胺开发进程中取得的突破性进展，标志着该产品即将正式推向市场。

       2025年初，富美实在菲律宾获得了有条件的监管批准，并计划于2025年下半年在该国进行首次销售。预计该产品将于2026年首次全面上市。

       基于四氟咯草胺新颖的作用机理及优秀的产品性能，富美实预测，其年峰值销售额将达3.00亿～4.00亿美元。

3.1  两大巨头联袂开发

       四氟咯草胺在水稻市场的开发将展现两大农药巨头的推广实力。2023年5月16日，富美实和先正达植保（简称“先正达”）宣布达成协议，在亚洲联合推出一项突破性的水稻田杂草防控技术。该技术所运用的有效成分“四氟咯草胺”是富美实的专利产品，在先正达的支持下开发用于水稻。该技术的成型标志着30多年来首次出现了应用全新作用机理的除草剂，有望缓解因水稻田杂草对现有除草剂产生抗性而给农民带来的挑战。

       根据协议，富美实和先正达将在亚洲主要水稻市场推广含有四氟咯草胺的产品。富美实将在整个亚洲登记和商业化四氟咯草胺及其用于水稻田的系列制剂产品。在中国水稻市场，富美实将只专注于混配制剂的开发和推广。先正达将在中国登记并商业化四氟咯草胺及其系列制剂用于水稻市场，同时还将在印度、越南、印度尼西亚、日本、韩国推出其混配制剂，并将在孟加拉独家推出用于水稻田的该化合物产品。此外，富美实将在全球登记和商业化四氟咯草胺及其全套制剂产品，用于水稻和其他作物。

3.2  四氟咯草胺在中国的应用开发

       先正达正积极推动四氟咯草胺在中国水稻市场的本地化应用。2024年1月10日，先正达集团中国与湖南省农业科学院签署了“新型除草剂四氟咯草胺的研究与开发”合作开发协议。院企双方充分发挥各自优势，推动四氟咯草胺的技术研究与本地化应用落地。据介绍，本次合作的创新除草剂四氟咯草胺，可以有效应对当下中国水稻田杂草抗药性严峻的巨大难题，该产品具有杂草早防除、省工省力、杂草防治活性高、施药窗口广、适用栽培模式多、作物安全性好等特点。

       在2024年11月召开的“中国植保双交会”上，先正达集团中国表示，公司即将在中国上市突破性产品四氟咯草胺，该产品可大幅减少农药用量，为水稻种植提供绿色解决方案。

       富美实表示，公司将在中国推出全新作用机理的水稻田除草剂四氟咯草胺，该产品用量低、持效期长，对水稻田抗性禾本科杂草及部分阔叶杂草高效；公司将专注四氟咯草胺混剂的开发和推广，以满足不同草相及用药场景的需求。

3.3  四氟咯草胺在美国的应用开发

       2024年，富美实美国产品开发、技术服务和商业团队与路易斯安那州立大学的著名杂草科学家Conner Webster博士联手举办了一场别开生面的互动式客户活动。本次活动邀请了覆盖约美国中南部230,000英亩土地的水稻种植者、零售和独立技术顾问，首次在美国向参会者展示了具有开创性的除草剂Dodhylex™ active（四氟咯草胺）在水稻田间应用中的显著优势，展现其在水稻田除草剂市场的巨大潜力。

       本次活动作为富美实和大学相关领域专家创立的平台，验证了Dodhylex™ active活性成分在中南部稻田杂草管理策略中最佳方案的有效性，标志着30多年来首次引入创新作用机理的除草剂这一重要的里程碑。

       参会者观察到Dodhylex™ active通过显著减少杂草根系、抑制杂草生长和出苗以及优越的持效活性，从而高效防除水稻田稗草和千金子。本次展示涵盖Dodhylex™ active广泛的应用条件，包括灭茬、水直播和旱直播（机器条播）、品种耐受性评估、常规水稻和杂交水稻之间的比较、与各类水稻田除草剂技术的整合、桶混的兼容性以及在综合水稻田除草剂方案的作用。

       目前，除了位于路易斯安那州克劳利和阿肯色州克劳福德斯维尔的展示区将专注于提供给种植者了解Dodhylex™ active活性和其他富美实核心产品以外，同时在密西西比河三角洲还建立了超过10英亩的田间试验区域，为密西西比州格林维尔、阿肯色州克劳福德斯维尔以及密苏里州的波蒂奇维尔三大核心区域提供Dodhylex™ active的效果展示提供支持，旨在不断加速完善Dodhylex™ active的田间应用方案。

       2025年，富美实宣布将在美国推出两款基于四氟咯草胺的除草剂产品Keenali Complete和Keenali GR，旨在为美国水稻种植者提供更有效、更全面的杂草管理解决方案，尤其是防除日益严重的抗性杂草。

       Keenali Complete将采用联合包装的形式，结合Dodhylex™ active有效成分和Command 3ME微囊化除草剂。这种组合不仅能扩大杂草防治谱，还有利于杂草的抗性管理。Keenali Complete适用于美国中南部水稻种植区（包括阿肯色州、路易斯安那州、密西西比州、密苏里州、德克萨斯州），在水稻播前使用，有效防除抗性稗草及其他杂草。该产品预计将于2027年种植季上市。

       Keenali GR将作为一款独立产品推向加利福尼亚州水稻市场，播前使用，防除稗草、水草、千金子等。作为一种残效除草剂，Keenali GR将为整季抗性禾本科杂草防控奠定坚实基础。该产品预计将于2028年种植季上市。

       美国各地的大学研究人员在过去5年间对Keenali GR和Keenali Complete除草剂进行了数百次试验，测试结果表明，两产品在不同土壤类型和条件下均表现出色。研究人员指出，四氟咯草胺对稗草的防效尤为突出，粘质土壤上的防效最好。此外，该活性成分在残留和飘移研究中也表现出色，能够安全施用。

4  化合物专利概况

       2018年，杜邦（现科迪华）将四氟咯草胺的专利权转让给富美实。四氟咯草胺现已成为富美实旗下的专利产品，公司拥有其许多化合物专利，包括PCT专利、欧洲专利、美国专利、中国专利等。

       PCT专利：WO2015084796A1，申请于2014年12月2日。

       欧洲专利：EP3077374，申请于2014年12月2日，2034年12月1日到期。

       美国专利：US2016297756，申请于2014年12月2日，2034年12月2日到期。

       中国专利：CN106414403B（ZL201480074726.8），申请于2014年12月2日，2019年8月30日获得授权，2034年12月1日到期；发明名称：吡咯烷酮除草剂。

5  市场前景

       水稻是重要的粮食作物，水稻病虫草害的有效防控是保障粮食安全的重要基础。全球水稻用农药市场约占作物用农药市场的10%，而85%的水稻用农药市场又集中于亚太地区。在水稻用农药市场中，水稻田除草剂成为主力，约占40%的份额。

       由于草相复杂多变，加之抗性杂草的不断蔓延，推动水稻田除草剂不断迭代升级。乙酰乳酸合成酶（ALS）抑制剂、乙酰辅酶A羧化酶（ACCase）抑制剂、原卟啉原氧化酶（PPO）抑制剂、合成激素类除草剂、对羟基苯基丙酮酸双氧化酶（HPPD）抑制剂等多种作用机理的众多除草剂纷纷入场，共同应对水稻田抗性杂草的严峻挑战。

       富美实开发的四氟咯草胺，不仅拥有独特的化学结构，而且拥有全新的作用机理，是DHODH抑制剂类除草剂中的首款产品，也是目前唯一的一款产品，与现有除草剂无交互抗性。该产品活性高，用药量低，杀草谱丰富，应用领域广泛。基于四氟咯草胺优秀的产品性能，富美实和先正达两大跨国巨头强强合作，共同开发四氟咯草胺率先进入的水稻市场。该产品一次用药，可整季防除水稻田禾本科杂草、部分阔叶杂草及莎草，是水稻田抗性杂草防控的有力武器，将开创水稻除草新纪元，拥有广阔的市场前景。