農藥在農業生產中發揮著重要作用，能防治作物病蟲草害，增加作物產量。到目前已開發了許多種類的農藥，然而由於抗性、毒性和安全等問題，需要不斷開發新的具有優異生物活性，對哺乳動物和環境安全，可靈活應用的農化產品。
聯苯吡嗪菌胺（pyraziflumid）是日本農藥株式會社（Nihon Nohyaku Co., Ltd.）發現和開發的新穎殺菌劑，是琥珀酸脫氫酶抑制劑（SDHI），被殺菌劑抗性行動委員會（FRAC）分為第7組。其具有獨特的化學結構，結構中含有3-(三氟甲基)-2-吡嗪甲醯胺基團（圖1）。
圖1 聯苯吡嗪菌胺的化學結構
聯苯吡嗪菌胺對子囊菌和擔子菌有優異的生物活性，對田間多種病害有很好的防治活性。從2012年開始，日本植物保護協會（JPPA）進行了大田試驗評估了此物質的防效，2018年3月在日本登記。到目前上市了3個商業產品，分別為用於蔬菜的PARADE® 20FL，用於水果作物的PARADE® 15FL和用於草坪的DECIDE® FL。2018年，聯苯吡嗪菌胺在韓國登記，目前在其他國家正在開發中。
1990年，日本三菱化成株式會社（Mitsubishi Kasei Corporation）發現了BC723。此物質抑制琥珀酸脫氫酶，不僅對擔子菌，而且對子囊菌有殺菌活性，是實踐中對子囊菌引起灰黴病和白粉病等病害有活性的第1個SDHI殺菌劑。
2012年，Mitsubishi Chemical Corporation把農化業務轉給Nihon Nohyaku Co., Ltd.後，Nihon Nohyaku Co., Ltd.開始研究對植物病害有優異活性、環境友好的下一代SDHI殺菌劑。在先前對BC723衍生物的研究基礎上，推斷3-(三氟甲基)-2-吡嗪甲醯胺類化合物有很大的潛力，並以此為先導物（圖2）。而在新的殺蟎劑發現研究中，Kazuhiko Kikutake等人合成了新穎化合物3-(三氟甲基)-2-吡嗪羧酸，並進行了一系列取代研究，發現3-(三氟甲基)-2-吡嗪甲醯胺類化合物（3）不僅對灰黴病和褐銹病，而且對白粉病的活性要高於吡啶甲醯胺化合物（表1）。活性的增加可能是3-三氟甲基取代所致。
表1 N-(1,2,3-三甲基茚滿-4-基)吡啶或吡嗪-甲醯胺類化合物及其生物活性
據報導，一些N-(聯苯基)-2-甲醯胺類化合物對植物病害的活性，與 N-(1,1,3-三甲基茚滿)-4-甲醯胺類化合物的相似。因此，Kazuhiko Kikutake等人把殺菌活性化合物的研究範圍擴展到N-(不同取代的聯苯基-2-基)-3-(三氟甲基)吡嗪甲醯胺類化合物。這些物質的殺菌活性列於表2。它們的構效關係表明，對灰黴病的防治活性可能是4'-位取代（4、5、6）所致，而對褐銹病的活性可能受3'-位取代（7、8）影響。4'-位或3'-位的立體特異性取代影響可能是獨立的，但這兩個位置同時取代對灰黴病和褐銹病的活性（9、10、11、12）增加了。
沒有發現立體特異性取代對白粉病的防治活性有影響，但在任何位置含有氟原子的二取代化合物都具有高活性（9、11、12、13、14）。對這3個病害防治活性的構效關係研究結果表明，N-(3',4'-二氟聯苯-2-基)-3-(三氟甲基)-2-吡嗪甲醯胺，即聯苯吡嗪菌胺（pyraziflumid）（9）是其中最優異的殺菌劑化合物。
表2 N-(不同取代聯苯基-2-基)-3-(三氟甲基)-2-吡嗪甲醯胺類化合物及其生物活性
聯苯吡嗪菌胺（pyraziflumid）的合成路線：3-(三氟甲基)-2-吡嗪甲酸甲酯（15）[3-(trifluoromethyl)-2-pyrazine carboxylic acid ester] 與 3',4'-二氟-2-苯胺（17）反應或3-(三氟甲基)-2-吡嗪甲酸（16）和3',4'-二氟-2-苯胺（17）縮合而成（圖3）。
圖3 聯苯吡嗪菌胺(pyraziflumid)(9)的合成
主要的中間體（15）最初是由3-氯-2-吡嗪甲酸甲酯（18）和三氟甲基化試劑合成（圖4）。
圖4 3-(三氟甲基)-2-吡嗪羧酸甲酯（15）的合成
筆者開發了新的經濟、有效的合成路線如圖5，這些路線沒有使用價高的三氟甲基化試劑。（1）乙二胺和三氟丙酮酸甲酯（19）縮合反應；（2）乙二醛和2-氨基三氟丙酸胺（21）縮合反應；（3）酮酯和乙二胺縮合反應。
聯苯吡嗪菌胺的英文通用名：pyraziflumid；試驗代號：NNF-0721；CAS註冊號：942515-63-1；化學名稱：N-(3',4'-二氟聯苯-2-基)-3-(三氟甲基)-2-吡嗪甲醯胺。分子式：C18H10F5N3O；分子量：379.28；外觀：淺黃色晶體；熔點：119℃；水中溶解度：2.32 mg/L（20℃）；分配係數：logPO/W=3.51（25℃）。
表3列出了聯苯吡嗪菌胺（pyraziflumid）的抗真菌活性。在PDA（馬鈴薯葡萄糖瓊脂）、YBA（酵母膏、細菌蛋白腖和乙酸鈉）和 YB（酵母膏和細菌蛋白腖）培養基的瓊脂平板生測中，聯苯吡嗪菌胺具有高的抗真菌活性。其對灰葡萄孢、瓜枝孢、山扁豆生棒孢、瀉根亞隔孢殼、蘋果雙殼、柑橘痂囊腔菌、痂囊腔菌、蘋果鏈核盤菌、葡萄假尾孢、白腐小核菌、核盤菌、蘋果黑星菌和細盾殼黴等子囊菌的EC50低於0.1 mg a.i./L。
研究也表明，此化合物對鏈格孢屬和黑脛莖點黴等不完全菌，立枯絲核菌和齊整小核菌等擔子菌也有活性。然而，聯苯吡嗪菌胺在100 mg a.i./L對刺盤孢屬、柑橘間座殼、尖鐮孢菌番茄專化型、指狀青黴、彌澤那擬盤多毛孢、福士擬莖點黴和馬鈴薯晚疫病原菌沒有活性。
註：除a、b、c、d等4種情況外，其他都是使用PDA培養基進行瓊脂平板測定。a：YBA瓊脂紙片法；b：YBA培養基；c：YB培養基；d：Rye培養基。
除了對菌絲生長和孢子萌發的影響外，聯苯吡嗪菌胺對核盤菌（Sclerotinia sclerotiorum）的子囊盤的形成也有抑制活性。
為了評估聯苯吡嗪菌胺（pyraziflumid）的生物特性，用核盤菌菌絲瓊脂塊的離體方法（detached-leaf test）測定了聯苯吡嗪菌胺對甘藍菌核病的活性，結果為其具有優異、穩定的預防、治療和殘留活性，且耐雨水衝刷（圖6）。
註：治療活性，應用殺菌劑1 d後接種核盤菌菌絲瓊脂塊；殘留活性，應用殺菌劑14 d後接種核盤菌菌絲瓊脂塊；治療活性，在殺菌劑應用前1 d，接種核盤菌；耐雨水衝刷性，施用殺菌劑後人工降雨（50 mm/2 h），乾燥後接種核盤菌。
圖6 聯苯吡嗪菌胺防治甘藍菌核病的生物特性（detached-leaf test）
圖7和圖 8為JPPA和 Nihon Nohyaku Co.,Ltd.所進行的大田試驗結果。由試驗可知，聯苯吡嗪菌胺（pyraziflumid）對甘藍菌核病、草莓灰黴病、黃瓜白粉病和番茄葉黴病有好的防效（圖7）。聯苯吡嗪菌胺對葉菜、果菜類蔬菜、豆類和洋蔥作物的菌核病有特別高的活性。
註：橄欖菌核病，2014年在日本Gunma pref.進行，防治指數24.7，日本保護協會（JPPA）正式試驗；草莓灰黴病，2013年在日本Osaka pref.進行，防治指數55.9，Nihon Nohyaku研究中心；黃瓜白粉病，2013年在日本Ibaragi. Pref.進行，防治指數61.2，JPPA正式試驗；番茄葉黴病，2014年在日本Ibaragi pref.進行，防治指數60.9，JPPA正式試驗。
圖7 PARADE® 20FL對蔬菜作物病害的田間試驗效果
為了證實對蘋果病害的長時間作用，2010年和2013年，在Aomori Prefecture進行了田間試驗。試驗表明，聯苯吡嗪菌胺（pyraziflumid）對Marssonina blotch具有優異的殘留活性（圖8）。此外，對蘋果和其他水果作物的其他病害，例如瘡痂病、褐腐病和環腐病有活性。
註：試驗1，2010年在日本Aomori pref.進行，對照處理葉被侵染和落葉率61.5%，處理日期6月10、25日和7月9日；評估時間11月4日。試驗2，2013年在日本Aomori pref.進行，對照處理葉被侵染和落葉率100%，處理日期6月18日，7月2、17日和8月1日；評估時間10月24日。
圖8 PARADE® 15FL對蘋果 marrsonnina blotch的田間試驗效果
聯苯吡嗪菌胺（pyraziflumide）和其製劑產品具有低的急性哺乳動物毒性，對眼睛和皮膚沒有刺激作用。雖然聯苯吡嗪菌胺對皮膚有輕微的致敏作用，但不屬於Globally Harmonized System（GHS）類別。致癌性、致畸形、生殖毒性和基因毒性研究表明其對人類健康沒有負面影響。
聯苯吡嗪菌胺對魚的急性毒性和水生無脊椎動物的毒性低，在生物體內的蓄積少。因此，按使用標準使用的話，聯苯吡嗪菌胺對環境安全。
聯苯吡嗪菌胺（pyraziflumid）與BC723的化學結構相似，根據BC723的研究結果預測，聯苯吡嗪菌胺的作用機制為抑制線粒體複合體Ⅱ的琥珀酸脫氫酶（SDH）活性。採用二氯靛酚（DCIP）方法進行了驗證，並測定了聯苯吡嗪菌胺的抑制活性。所用病原菌為從日本田間採集的核盤菌。
經對核盤菌的24個菌株活性的測定，發現聯苯吡嗪菌胺對琥珀酸脫氫酶有抑制活性，IC50為1.1～10 nM（中值為1.8 nM）。
6.2 對其他植物病原真菌、作物和動物的琥珀酸脫氫酶的抑制活性
聯苯吡嗪菌胺（pyraziflumid）也對多種植物病原真菌（表4）呈現抑制活性。聯苯吡嗪菌胺對子囊菌綱的小核盤菌、灰葡萄孢菌、小麥白粉病菌、蘋果黑心病菌和蕓薹鏈格孢菌的IC50為0.7～18.9 nM；對擔子菌綱的隱諾柄鏽菌、立枯絲核菌的IC50分別為14.4、5.9 nM；而對卵菌綱的瓜果腐黴的琥珀酸脫氫酶沒有抑制活性；對甘藍、番茄和黃瓜等作物和小鼠非靶標琥珀酸脫氫酶沒有抑制活性。這些結果表明，聯苯吡嗪菌胺對植物病原真菌和非靶標有高的選擇性。其對植物和哺乳動物毒性風險低。
表4 聯苯吡嗪菌胺對植物病原菌、作物和哺乳動物的琥珀酸脫氫酶的抑制活性
新穎的SDHI殺菌劑聯苯吡嗪菌胺（pyraziflumid）是在BC723和殺蟎劑pyflubumide的研究基礎上發現的。
截至2020年5月聯苯吡嗪菌胺已在日本和韓國登記，2018年在日本商業化，產品的商品名為PARADE®。目前，Nihon Nohyaku Co.,Ltd.正在更多作物上登記該殺菌劑，用於防治更多的病害。此外，PARADE®具有優異的內吸活性，可登記用於噴淋葉菜的育苗盤，預防移栽後菌核病的侵染，可大大節約勞力，增加農業生產效率。
目前，公司準備在其他多個國家登記聯苯吡嗪菌胺，此產品有望為全球農業的穩定發展做出貢獻。