环磺酮是拜耳公司2007年开发的苯甲酰环己二酮类除草剂，为对羟基苯基丙酮酸双氧化酶（HPPD）抑制剂，HPPD催化对羟基丙酮酸转化为尿黑酸（homogentisic acid），进而转化为光合作用中电子传递所需要的质体醌（plastoquinone）和生育酚（tocopherol）。HPPD抑制剂的作用结果是引起植物体内质体醌和生育酚减少，植物出现失绿、褪色症状，组织坏死，最终植物在2周内死亡。

        环磺酮主要用于玉米，对众多一年生禾本科杂草和阔叶杂草高效，此外，其对一些抗性杂草也具有防除效果；与同类品种硝磺草酮相比，环磺酮活性更高，更耐雨水冲刷，且防治适期更长。

        为了延缓其抗性产生，拜耳将其与多个品种复配，其中，环磺酮与噻酮磺隆的复配尤为成功。目前，环磺酮已在美国、欧洲、拉美等多个国家和地区上市，取得令人瞩目的成绩。

        自2007年上市以来，环磺酮总体保持高速增长态势，2009—2014年复合年增长率高达51.6%，远高于HPPD抑制剂类其他品种；2015年，其全球销售额为2.3亿美元，同比略有下降。

        2015年，环磺酮在玉米田除草剂中排第7位，在HPPD抑制剂类除草剂中排第2位；2019年，根据Kleffmann数据统计，环磺酮全球销售额为1.84亿美元，基本与硝磺草酮等三酮类除草剂处于类似的发展步调。

1  市场发展分析

1.1  市场概况

        环磺酮自2007年上市以来，受到市场的欢迎，销售额一路攀升。2014年环磺酮全球销售额达2.4亿美元；2015年受全球农药市场的影响，其销售额略有下降，2010—2015年复合年增长率为19.3%；2016年，其全球市场继续下行，销售额下降至2.1亿美元。环磺酮是拜耳十大畅销产品之一，其销售额见表1。

        在环磺酮的地区市场中，拉丁美洲市场地位最为重要，其后依次为欧洲、北美自由贸易区（NAFTA）。2016年，环磺酮在拉丁美洲的销售额为0.97亿美元，较上年上升26.0%，占总市场的46.2%；在欧洲和NAFTA的销售额分别为0.46亿美元、0.26亿美元，其中NAFTA地区销售额与上年相比降幅显著。

        2016年，环磺酮在巴西销售额最高，为0.96亿美元，占总市场的45.7%；在美国销售额居第二，为0.22亿美元，与2015年相比，销售额下降57.7%，这也是2016年环磺酮全球市场下降的主要原因；在匈牙利销售额居第三。

        根据Kleffmann统计，2017-2019年，环磺酮的销售情况如表2所示。

        从销售情况中可以看出，2017—2019年，环磺酮均价变化很大，销售量变化也较大，有相当规模的体量增长。从各国环磺酮销售数据来看，主要市场国家美国、巴西、墨西哥等国的销售量历年保持稳定，且价格随其他三酮类玉米除草剂的价格呈现同幅度波动；但2018年以来，环磺酮在小宗作物上的应用得到了巨大提升，2019年，小宗作物上的制剂折百销量从2018年的90余吨提升到约360吨，小宗作物上的销售量分布已达到环磺酮总量的30%左右。

        这体现了环磺酮作为除草剂在玉米之外作物上的推广潜力，但拜耳在小宗作物上的积极推广，不利于仿制企业在同类作物上开发仿制产品，也进一步提高了拜耳在专利上的壁垒。

1.2  环磺酮主要国家和地区的销售额

        根据Kleffmann数据库显示，环磺酮2017—2019年分国家、分作物销售额情况详见表3，仅统计销售额超过50万美元的国家。

        目前环磺酮的销售区域主要在以下地区。

        （1）拉美市场。拉美是环磺酮最重要的市场之一，市场份额占全球市场的25%左右，主要作物为巴西和墨西哥的玉米，销售额为0.42亿美元。近年来由于成本原因，巴西环磺酮销售额有所下降，墨西哥基本稳定。

        （2）北美市场。北美是环磺酮第二个重要的销售市场，市场份额占全球市场的25%，主要作物为玉米，销售国家为美国，3年来销售额、销售量、价格均保持稳定。

        （3）欧洲市场。欧洲匈牙利、德国、法国、保加利亚等14个国家是环磺酮目前最主要的销售市场，市场份额占全球市场的40%左右，主要作物为玉米；在罗马尼亚，环磺酮在向日葵上也有少量应用，销售额约为0.5亿美元。特别是在东欧国家，如罗马尼亚和保加利亚，环磺酮的增长较为迅速。

        （4）印度市场。近年来印度市场环磺酮常年保持在2,000万美元以上的销售额，占全球市场的10%。印度环磺酮为美国拜耳进口原药至印度，当地进行制剂加工；采购季节集中在每年4～7月。

1.3  主要作物上的销售额

        从作物分布来看，环磺酮目前全球市场主要使用领域为玉米，销售额为1.62亿美元；2017年以来，小宗作物上的销售持续增加，环磺酮在非作物上销售额可观，销售额高达0.43亿美元，目前已占到环磺酮全球销售额的30%左右。

        目前环磺酮销售基本还是活跃在玉米作物上，但由于硝磺草酮的竞争，目前玉米上的增长非常有限，基本处在与硝磺草酮进行价格竞争的态势下。

        小宗作物虽然销售活跃，但所有制剂都为拜耳投放，仿制企业的参与度有限。

        值得注意的是，几乎所有环磺酮制剂都需要配套相当于环磺酮质量比50%的双苯噁唑酸作为安全剂使用，此配套安全剂对于环磺酮开发企业来说需要特别关注。

        另外，目前在美国和巴西市场，环磺酮制剂在牧草种植上的开拓非常活跃，未来需要重点关注此作物板块。目前牧场除草剂相对产品单一，超过50%的销售在2,4-滴 + 毒莠定制剂上。

1.4  近几年海外市场热点

        对于国内企业来说，以下市场目前是登记与海外开拓关注较多的热点：

        （1）欧盟原药等同登记。主要着眼于开发欧洲玉米田，与特丁津（目前唯一可以使用的三嗪类除草剂）进行配套使用。

        （2）巴西。主要着眼于硝磺草酮的替代与竞争产品，目前拥有硝磺草酮登记的巴西企业，大多已提交或准备提交环磺酮的原药与制剂登记。

        （3）印度。印度环磺酮为拜耳进口；印度当地企业希望获得中国进口原药登记，或基于中国的核心中间体和合成技术，在印度进行环磺酮的合成。

        （4）土耳其。主要考虑基于土耳其当地制剂加工，由中国贸易企业提供原药，制剂完成加工后销往罗马尼亚、保加利亚等现有环磺酮市场。

        以上市场方向，国内企业需要加以关注。

1.5  市场中的主要参与者及进口商

        目前，磺草酮市场中主要生产商为拜耳，拜耳的环磺酮原药合成工厂在美国境内。除拜耳外，国内主要的环磺酮生产企业包括：

        （1）安徽久易。主要立足于自主研发环磺酮合成技术，目前产能500吨，基于拜耳2023年新采购合约，有计划将产能扩展至700吨。但安徽久易仅考虑原药布局，目前并没有投入制剂海外开发和登记动向。

        （2）泰禾。基于泰禾江西天宇工厂，泰禾对环磺酮进行了较为系统的开发。根据目前掌握的信息，江西天宇第一期产能为300吨。由于泰禾目前在南美2,4-滴的作物应用与客户关系上有较大资源优势，因此，考虑环磺酮作为其2,4-滴相关作物方案的补充产品。

        （3）中山化工设计产能500吨，张掖大弓设计产能300吨。这2家企业主要考量点是为其现有硝磺草酮提供补充方案，一旦客户硝磺草酮采购量下降，则可以通过环磺酮进行补充。但以上企业目前均未实现成熟的量产技术，尚无原药产品出口。

        目前没有观察到印度企业参与环磺酮合成、代工相关业务，但是考虑到印度的环磺酮市场与其代工业务现状，未来出现印度环磺酮合成企业的可能性较大，需要加以关注。

2  主要工艺简介

        以3-氯-2-甲基苯胺为原料，合成环磺酮，反应方程式如下：

        （1）3-氯-2-甲基苯甲硫醚（中间体1）合成路线

        起始原料3-氯-2-甲基苯胺首先与亚硝酸钠反应，制得的重氮盐产物，再与二甲基二硫醚反应得到3-氯-2-甲基苯甲硫醚（中间体1）。

        （2）2-氯-3-甲基-4-甲磺酰基苯甲酸甲酯（中间体2）合成路线

        中间体1与乙酰氯经傅克反应，制得2-氯-3-甲基-4-甲硫基苯乙酮，后与双氧水及次氯酸钠溶液反应，得到2-氯-3-甲基-4-甲磺酰基苯甲酸，再经酯化反应制得中间体2。

        （3）[2-氯-4-甲磺酰基-3-(2,2,2-三氟乙氧基)甲基]苯甲酸甲酯（中间体3）合成路线

        中间体2进行侧链溴化转化为溴甲基衍生物后，再与三氟乙醇钠进行取代反应，制得[2-氯-4-甲磺酰基-3-(2,2,2-三氟乙氧基)甲基]苯甲酸甲酯（中间体3）。

        （4）环磺酮合成路线

        中间体3经水解、酰氯化转化为相应的苯甲酰氯，再与1,3-环己二酮反应制得烯醇酯，最后在丙酮氰醇存在下进行重排反应制得目标产物环磺酮。

        需要关注的是，环磺酮存在晶型专利ZL200880008536.6，发明名称为“2-[2-氯-4-甲基磺酰基-3-(2,2,2-三氟乙氧基甲基)苯甲酰基]环己烷-1,3-二酮的晶形”。虽然此专利已于2021年被泰禾子公司江西天宇宣告无效，但是海外环磺酮晶型专利依然有效，这对环磺酮的未来推广带来了阻碍。（可以比对杀菌剂中丙硫菌唑专利考虑）

3  专利情况

        1999年9月9日，德国安万特作物科学公司（现拜耳公司）对环磺酮等化合物提出PCT申请，专利号为WO0021924；专利名称：苯甲酰基环己烷二酮的制法，及其作为除草剂与植物生长调节剂的用途（Benzoylcyclohexandiones, method for the production and use thereof as herbicides and plant growth regulators）。该申请获得阿根廷、奥地利、澳大利亚、保加利亚、巴西、加拿大、中国、德国、匈牙利、意大利、日本、韩国、墨西哥、俄罗斯、美国等多个国家和地区的专利授权。

        其欧洲专利（EP1117639）和中国专利（ZL99811954）于2019年9月8日到期，其美国专利（US6376429）到期日为2019年10月7日，SPC专利保护到期时间为2021年。

        除化合物专利外，环磺酮合成专利US6028035。Preparation of Substituted 4-Benzoylpyrazoles as Herbicides已于2020年1月22日到期。

        值得注意的是，虽然中国环磺酮晶型专利已于2020年被国内江西天宇公司宣告无效，但是在美国、欧盟、巴西主要市场，该专利依然存在，且到期时间将推迟至2028年，这对环磺酮的整体海外推广非常不利。

4  登记情况分析

        2007年，环磺酮在奥地利首先取得登记并上市。产品中加入了安全剂双苯噁唑酸，商品名为Laudis^®，用于防除玉米田禾本科杂草和阔叶杂草。

        环磺酮2008年在巴西登记，2009年在葡萄牙登记，2010年在智利上市，2011年在希腊登记，2012年在意大利上市。

        2007年，环磺酮原药及其产品获得美国登记；2010年，环磺酮与噻酮磺隆的复配产品Capreno在美国上市，其后在欧洲和拉美取得进一步登记；2016年，环磺酮与麦草畏复配剂DiFlexx Duo在美国上市，用于玉米。

        2014年5月1日，环磺酮被列入欧盟农药登记条例（1107/2009）已登记有效成分名单，有效期至2024年4月30日。奥地利为其文件起草国，目前已在奥地利、比利时、保加利亚、捷克、德国、EL、西班牙、法国、克罗地亚、匈牙利、意大利、卢森堡、荷兰、波兰、罗马尼亚、斯洛文尼亚、斯洛伐克、英国等取得登记。其在美国、加拿大、法国的登记产品详见表4～表6。

5  未来趋势分析

        在欧盟，硝磺草酮与环磺酮存在玉米作物上的同区位竞争，而先正达硝磺草酮主要合成地点为瑞士，受欧盟2022年暴发的能源危机，成本上升压力较大。拜耳环磺酮合成地点为美国，在2022年出现了相对的成本优势；同时拜耳通过与安徽久易签订长约供货协议，进一步巩固了供应链安全。且环磺酮与硝磺草酮的采购季节非常集中，从这个角度来看，在2023年跨国公司层面的推广中，环磺酮会出现供货稳定性与成本的优势。

        但国内的硝磺草酮受2022年价格下跌严重影响且出现工厂滞销，在仿制产品层面，价格下跌几乎是必然的；而环磺酮成本又远高于硝磺草酮，因此在仿制产品层面，环磺酮缺乏相对于硝磺草酮的优势。

        未来还需要关注环磺酮在印度本土的登记与代加工机会，目前印度已经是全球第三大环磺酮单一推广市场。

        小宗作物的除草，尤其是牧场除草剂方面，需要关注环磺酮的动态，尤其是巴西企业原药登记与制剂投放的动态，这是目前仿制企业较为活跃，且竞争压力较小的领域。

        整体而言，环磺酮未来销售额应当趋于稳定，不会出现大幅增长。对于仿制企业而言，由于硝磺草酮的价格竞争、安全剂配套、制剂多样性相关的知识产权风险、晶型专利等阻碍，环磺酮的推广存在一定难度；相对于自主登记与推广，与欧盟、美国、巴西、印度的当地大客户合作开发相对较为稳妥。