背景及概述[1]
随着高毒农药在全球市场的退出，新烟碱类杀虫剂逐渐成为防治刺吸式害虫、小型鳞翅目和鞘翅目害虫最有效的一类杀虫剂。但近年来，研究者们发现部分新烟碱类杀虫剂(如吡虫啉、噻虫嗪、噻虫胺、呋虫胺等)对蜜蜂的急性毒性为高毒或剧毒，且具有亚致死效应；有效成分及代谢物在花粉和花蜜中残留，导致蜜蜂种群减少，存活与繁殖能力降低；此外，吡虫啉、啶虫脒、烯啶虫胺、噻虫胺、噻虫啉等还对土壤生态系统代表生物蚯蚓高毒。
鉴于此，多个国家和组织对部分新烟碱类杀虫剂的环境风险进行再评价或限制使用，甚至禁用。拜耳作物科学公司针对部分新烟碱类杀虫剂的高蜂毒问题，开发了一种新型新烟碱类杀虫剂—氟吡呋喃酮(flupyradifurone)，该药剂可高选择性地作用于多种刺吸式口器害虫，速效性好、持效期长，且与常规新烟碱类杀虫剂无交互抗性，其最突出的特点是对蜜蜂等传粉昆虫低毒。现从理化性质、分子结构、作用机制、剂型、田间防效、对蜜蜂安全性及其分析方法等方面综述了氟吡呋喃酮的研究进展，以期指导该药剂的合理使用。
作用机制[1]
氟吡呋喃酮是丁烯酸内酯类化合物，主要包含[R1-CH2-N]和3个不同的取代基R2、R3和R4。氟吡呋喃酮在丁烯酸内酯类化合物的结构基础上，将N-甲基与N-乙基替换为N-2，2-二氟乙基，即其结构中同时含有2个活性取代基团，即6-氯-吡啶-3-基(R1)和N-2，2-二氟乙基取代基(R4)。此外，研究人员发现，R1取代基为六元杂环(如吡啶)时，化合物对刺吸式口器昆虫活性；R4取代基为2-氟和2，2-二氟乙基时，化合物对桃蚜有很好活性；R4取代基为2，2-二氟乙基时，化合物对小猿叶甲的活性更好。
氟吡呋喃酮是烟碱乙酰胆碱受体(nAChR)激动素，被国际杀虫剂抗性行动委员会(IRAC)归入烟碱乙酰胆碱受体调节剂第4组Group4D亚组。氟吡呋喃酮可选择性地作用于昆虫中枢神经系统，键和受体蛋白，随后激活受体产生生物反应，使神经细胞处于激动状态，但氟吡呋喃酮不会被乙酰胆碱酯酶结合而失活，因此受体持续开放，导致昆虫神经系统崩溃。
氟吡呋喃酮含有特殊的药效基团丁烯酸内酯，因此具有较好的内吸传导性，叶面喷施或进行种子处理后，能迅速传导至植株各部位，可有效防治叶面背部或隐蔽取食的害虫，并能通过抑制昆虫的摄食，进而减少依赖昆虫介导的病原体传播。田间试验表明，该药剂对烟粉虱具有快速的击倒性能。
试验表明：取食氟吡呋喃酮处理的叶片，柑橘木虱蜜露排泄量显著减少，48h内试虫在植株上的栖息行为不受该药剂影响，但72h时成虫在处理植株上的栖息数量明显比对照少；亚致死浓度的氟吡呋喃酮处理后的柑橘木虱有一定的拒食效应，飞行频率明显增多，且产卵更多。试验表明：对常规新烟碱类杀虫剂产生抗性的生物种群，对氟吡呋喃酮无或仅有较低水平交互抗性，即氟吡呋喃酮能有效防治对其他新烟碱类杀虫剂产生抗性的刺吸式口器害虫。氟吡呋喃酮施药方式灵活，可叶面喷雾、土壤浇灌和滴灌，也可用于种子处理。
安全性[1]
氟吡呋喃酮最突出的优点是对蜜蜂等传粉昆虫低毒。虽然氟吡呋喃酮在较高剂量下依然会对蜜蜂觅食(对糖)和认知能力产生一定的影响，但是按标签推荐剂量用药，其对蜜蜂的觅食行为、觅食蜜蜂、幼蜂和蜂群发育、蜜蜂健康、蜂巢和越冬蜂群等均无不良影响，因此被美国环保署定为7类园艺作物与棉花种植的安全候选药物。
此外，氟吡呋喃酮对环境中非靶标生物毒性较低。氟吡呋喃酮对虹鳟鱼、蚯蚓、水蚤、海藻、大黄蜂、蜜蜂均为低毒，对鹌鹑为中等毒性。对蜜蜂的田间长期研究也表明，该药剂盛花期在油菜田用量为205ga.i./hm2时，对蜜蜂无副作用；Prosser等研究表明，氟吡呋喃酮在500μg/L质量浓度下，对河蚌幼体危害性较低；PPDB农药特性数据库中提供的数据表明，该药剂对大型溞21d慢性毒性结果为3.2mg/L。拜耳作物科学公司研究资料表明：96.2%氟吡呋喃酮对大鼠口服急性毒性LD50值为2000mg/kg，对雄性大鼠无作用剂量为80mg/L，对雌性大鼠无作用剂量为400mg/L，对兔眼睛和皮肤无刺激性、无致畸、无致癌、无生殖毒性、无致突变性，大鼠口服90d无神经毒性反应。
制备[3]
1）N-（（6-氯-3-吡啶）甲基）-2，2-二氟乙胺（6）的合成
将32.4g（0.2mol）的2-氯-5-氯甲基吡啶和48.2g（0.6mol）二氟乙胺溶于150mL的二氯甲烷溶液中，冷却至0℃～5℃，然后滴加32.4g（0.31mol）三乙胺，滴加温度超过10℃，滴加完毕，加热升温至45℃，继续反应5h。减压浓缩，加入150mL水，用稀盐酸调pH=1～3，加入60mL酸乙酯萃取，水相用稀NaOH溶液中和至pH=6~8，有油状物析出，用60mL（4次）乙酸乙酯萃取，合并有机相，浓缩得棕红色油状物32.25g，收率78%。文献收率53%。
2）丙二酸单甲酯钾盐（8）的合成
将23.5g（0.42mol）的氢氧化钾溶于160mL甲醇中，冷却至0℃～5℃。然后滴加52.8g（0.4mol）丙二酸二乙酯，在5℃～10℃下反应10h。有大量的白色固体析出，过滤水洗，干燥得白色固体丙二酸单甲酯钾盐45.14g，收率72.3%。
3）2-甲氧基-2-氧代乙基丙二酸甲酯（9）的合成
在装有冷凝管的500mL四口反应瓶中，加入15.6g（0.1mol）丙二酸甲酯单钠盐及0.3g（0.001mol）四丁基溴化胺和150mL甲苯，升温至50℃，然后在50℃下滴加11.34g（0.105mol）氯乙酸甲酯，滴加完毕，在60℃继续反应3h。冷却至室温，加入100mL水，分层，水层用50mL（3次）甲苯萃取，合并有机相，用50mL（3次）水洗，硫酸镁干燥，浓缩得16.9g淡黄色油状物，收率为88.94%。
4）4-羟基-2-氧-2，5-二氢-3-呋喃甲酸甲酯钠盐（10）的合成
58.3g（0.3mol）2-甲氧基-2-氧代乙基丙二酸甲酯溶于150mL甲醇溶液中，加热至40℃，滴加64.8g（0.36mol）30%（质量浓度）的甲醇钠的甲醇溶液，滴加时间30min~50min。然后升温至回流，继续反应3h。蒸出部分甲醇，冷却结晶，过滤。用少量甲醇洗涤，干燥得46.4g，收率84%。
5）氟吡呋喃酮（1）的合成
将12.15g（0.067mol）4-羟基-2-氧-2，5-二氢-3-呋喃甲酸甲酯钠盐溶于250mL乙腈溶液中，加入10.3g（0.05mol）N-（（6-氯-3-吡啶）甲基）-2，2-二氟乙胺和19.0g（0.14mol）硫酸氢钾，加热至回流反应12h。减压蒸出乙腈，加入200mL水溶解，用60mL（4次）二氯甲烷萃取，合并有机相，用60mL水洗涤4次，浓缩得淡黄色油状物14.0g。收率97.2%，纯度95%。
主要参考资料
[1] 新烟碱类杀虫剂氟吡呋喃酮的研究开发现状与展望
[2] 新型杀虫剂氟吡呋喃酮对番茄烟粉虱田间药效评价
[3] 新型烟碱类杀虫剂氟吡呋喃酮的合成