用于控制線蟲的組合物和方法
【專利摘要】本發(fā)明描述了用于控制線蟲的組合物和方法。化合物包括噁唑、噁二唑和噻二唑。
【專利說明】用于控制線蟲的組合物和方法
[0001] 本申請為國際申請PCT/US2008/073029于2010年4月6日進入中國國家階段、申 請?zhí)枮?00880110469. 3、發(fā)明名稱為"用于控制線蟲的組合物和方法"的分案申請。

【背景技術】
[0002] 線蟲(源自于線的希臘詞）是活動的、柔軟細長的生物體，它們生活在潮濕表面 上或液體環(huán)境中，包括土壤中的水膜和其他生物體中的潮濕組織。盡管已經鑒定的線蟲 只有20, 000種，但據(jù)估計實際存在的有40, 000到1千萬種。許多線蟲物種已經演化成 非常成功的植物和動物寄生蟲，在農業(yè)和畜牧業(yè)中造成了巨大的經濟損失，在人類中引 起 了發(fā)病和死亡（Whitehead(1998)《植物線蟲防治》（Plant Nematode Contro) 1. CAB International, New York)。
[0003] 植物的線蟲寄生蟲可以侵染植物的所有部位，包括根、發(fā)育中的花蕾、葉和莖。植 物寄生蟲根據(jù)它們的進食習性分類成大類：遷移外寄生蟲、遷移內寄生蟲和定居內寄生 蟲。定居內寄生蟲包括根結線蟲（Meloidogyne)和胞囊線蟲（Globodera和Heterodera)， 它們在根中產生進食部位并建立起長期侵染，通常對作物非常有害（Whitehead，同上)。根 據(jù)在所有主要作物中估計的每年平均12%的損失，估算出寄生線蟲在世界范圍內每年造成 了園藝和農業(yè)產業(yè)超過780億美元的損失。例如，據(jù)估計，全世界每年由線蟲引起的大豆 的損失為大約 32 億美兀（Barker 等，（1994)Plant and Soil Nematodes:Societal Impact and Focus for the Future.(植物與土壤線蟲：社會影響與未來的焦點)，美國農業(yè)部與線 蟲學家學會，國家合作研究服務部，線蟲學國家需求與優(yōu)先項目委員會（The Committee on National Needs and Priorities in Nematology. Cooperative State Research Service, US Department of Agriculture and Society of Nematologists))。有幾種因素使得對安全有 效的線蟲防治的需求更加緊迫。持續(xù)的人口增長、饑荒和環(huán)境惡化，增加了對農業(yè)可持續(xù)性 的關注，而新的政府法規(guī)可能阻止或嚴重限制了許多現(xiàn)有的農業(yè)驅蟲劑的使用。
[0004] 只有非常少數(shù)的化學藥劑可用于有效防治線蟲（Becker (1999)Agricultural Research Magazine47 (3) :22-24 ;美國專利Nos. 6, 048, 714)。一般來說，化學殺線蟲劑是高 度有毒的化合物，已知能夠導致嚴重的環(huán)境破壞，而它們能夠使用的量和地點受到不斷增 加的限制。例如，已經被用于在各種不同的特種作物中有效地減少線蟲侵害的土壤熏劑溴 甲燒，在聯(lián)合國蒙特利爾議定書（U. N. Montreal Protocol)下作為臭氧損耗物質受到管制， 在美國和全世界正在逐步淘汰（Carter (2001) California Agriculture, 55 (3) : 2)。如果不 能發(fā)現(xiàn)溴甲烷的適合的替代物，預計草莓和其他商品作物工業(yè)將受到顯著沖擊。同樣地，廣 譜殺線蟲劑例如Telone (1，3-二氯丙烯的各種不同制劑)，由于毒物學方面的擔憂，它們的 使用也受到顯著限制（Carter (2001) California Agriculture, 55 (3) : 12-18)。有機磷酸鹽 和氨基甲酸鹽殺蟲劑是另一類重要的殺線蟲劑，正經歷管制審查，這些化合物中的幾種目 前正在被逐步淘汰(例如苯線磷，叔丁磷，硫線磷)。
[0005] 到目前為止，在為有毒但有效的常規(guī)殺線蟲劑找到安全有效的替代品方面，鮮有 成功。有機磷酸鹽和氨基甲酸鹽的許多較新的潛在替代品功效差的最近的例子，是苯線磷 的替代物在狗牙草中管理植物寄生線蟲的研究。在這些試驗中，沒有實驗性處理降低了植 物寄生線蟲的種群密度，或始終如一地改進草皮的視覺表現(xiàn)或草皮的根產生（Crow (2005) Journal of Neonatology, 37(4) :477-482)。因此，對于開發(fā)防治植物寄生線蟲的環(huán)境安全 的、有效的方法，仍然存在著迫切的需求。
[0006] 某些植物種類已知對線蟲具有高度抗性。有最佳記錄的這些植物包括金盞花 (Tagetes spp.)、豬屎豆（Crotalaria spectabilis)、菊花（Chrysanthemum spp.)、菌麻 (Ricinus communis)、印度棟（Azardiracta indica)、以及菊科（Compositae 科）的許多成 員（Hackney&Dickerson. (1975)J Nematol7(l) :84_90)。在菊科的情況下，光動力化合物 α_三聯(lián)噻吩已經被顯示是根的強烈殺線蟲活性的原因。在種子作物種植之前，將蓖麻犁埋 作為綠肥。但是，蓖麻植物的顯著缺點在于種子含有有毒化合物(例如蓖麻毒素)，可以殺死 人類、寵物和牲畜，并且也是高度致敏性的。但是，在大多數(shù)情況下，植物殺線蟲活性的活性 原理尚未發(fā)現(xiàn)，從這些抗性植物衍生商業(yè)成功的殺線蟲產品，或將抗性轉移到農業(yè)重要的 作物例如大豆和棉花中，仍然是困難的。
[0007] 在某些商業(yè)化栽培品種(例如大豆）中存在著對某些線蟲的遺傳抗性，但它們數(shù)量 有限，并且同時具有所需農業(yè)特性和抗性的栽培品種的可用性是有限的。此外，基于通過有 性雜交的遺傳重組的常規(guī)植物育種生產抗線蟲的商業(yè)化品種，是緩慢的過程，并且通常還 受到缺乏適合的種質的阻礙。
[0008] 防治植物寄生線蟲的化學手段，對于許多缺乏足夠的天然抗性或轉基因抗性來源 的作物來說，仍然是必需的。在專用品市場中，在草莓、香蕉以及其他高價值蔬菜和水果中， 由線蟲侵害造成的經濟困境尤其嚴重。在大面積作物市場中，線蟲造成的破壞在大豆和棉 花中最嚴重。但是，還有數(shù)十種其他作物遭受嚴重的線蟲侵害，包括土豆、胡椒、洋蔥、柑橘、 咖啡、甘蔗、溫室觀賞植物和高爾夫球場草皮草。
[0009] 為了應用于現(xiàn)代農業(yè)，殺線蟲劑必須具有高的效力，對抗不同線蟲種系的廣譜活 性，并且對于非靶生物應該是無毒的。
[0010] 脊椎動物(例如人類、牲畜和寵物）的線蟲寄生蟲包括腸道蛔蟲、鉤蟲、蟯蟲、鞭蟲 和絲蟲。它們能夠通過各種不同方式傳播，包括通過水污染、皮膚穿透、叮咬昆蟲或通過攝 入污染的食物。
[0011] 在馴養(yǎng)動物中，線蟲防治或"除蟲"對于畜牧業(yè)者的經濟可行性來說是必需的，并 且是寵物獸醫(yī)護理的必要部分。由于寄生蟲抑制被感染動物吸收營養(yǎng)的能力，寄生線蟲在 動物中導致死亡(例如狗和貓中的犬心蟲)和發(fā)病。寄生蟲誘導的營養(yǎng)不足在牲畜和寵物中 引起疾病和生長遲緩。例如，在牛和乳牛群中，僅未治療棕色胃蟲的感染，就可以永久性限 制動物將飼料轉化成肌肉質或牛奶的能力。
[0012] 兩種因素促進了對防治動物寄生線蟲的新的驅蟲劑和疫苗的需要。首先，牲畜 的某些較流行的寄生線蟲種類正在對目前可用的驅蟲藥物建立抗性，這意味著這些產品 正在失效。這些發(fā)展并不令人吃驚，因為可用的有效驅蟲藥劑很少，并且大多數(shù)已經長期 使用。某些寄生物種已經發(fā)展出對大多數(shù)驅蟲劑的抗性（Geents等（1997)Parasitology Todayl3:149-151;Prichard(1994)VeterinaryParasitology54:259-268)。許多驅蟲 藥具有相似的作用方式，這一事實使問題復雜化，因為寄生蟲對一種藥物失去敏感性通 常伴隨著副抗性，即對同樣類別的其他藥物的抗性（Sangs t er&Gi 11 (1999) Paras i to 1 ogy Todayl5 (4) : 141-146)。其次，大多數(shù)目前可用的化合物存在一些毒性問題。
[0013] 寄生線蟲蠕蟲引起的感染也導致顯著的人類死亡和發(fā)病，特別是在非洲、亞洲和 美洲的熱帶地區(qū)。據(jù)世界衛(wèi)生組織估計，有29億人受到感染，在某些地區(qū)，85%的人群帶有 蠕蟲。盡管死亡占感染的比例相當?shù)?，但發(fā)病率是顯著的，在全世界傷殘調整壽命年（DALY) 的測算中比得上糖尿病和肺癌。
[0014] 人類寄生線蟲的例子包括鉤蟲、絲蟲和蟯蟲。鉤蟲(感染13億人)是在數(shù)百萬兒童 中引起貧血癥的主因，導致生長遲緩和認知發(fā)育受損。絲蟲侵入淋巴系統(tǒng)，導致四肢永久性 腫大和變形(象皮病)，也侵入眼，導致非洲河盲病。大腸蛔蟲Ascaris lumbricoides在全世 界侵染10億以上的人，引起營養(yǎng)不良和阻塞性腸病。在發(fā)達國家，蟯蟲是常見的，通常通過 日托兒童傳播。
[0015] 即使在無癥狀寄生蟲感染中，線蟲仍然能夠剝奪宿主的有價值營養(yǎng)，并增加其他 生物體建立二次感染的能力。在某些情況下，感染可能引起使人虛弱的疾病，并可以導致貧 血癥、腹瀉、脫水、食欲不振或死亡。
[0016] 盡管在藥物可利用性和公共衛(wèi)生基礎設施方面取得了一些進步，并幾乎消滅了一 種熱帶線蟲(水生麥地那龍線蟲)，但大多數(shù)線蟲疾病仍然是難對付的問題。例如，用驅蟲藥 治療鉤蟲病，不能在高發(fā)地區(qū)提供足夠的控制，因為在治療后發(fā)生快速的重新侵染。事實 上，在過去50年中，盡管在美國、歐洲和日本，線蟲感染率下降了，但全世界感染的總數(shù)與 世界人口的增長保持同步。由地區(qū)政府、世界衛(wèi)生組織、基金會和制藥公司發(fā)起的大規(guī)模行 動正在進行，試圖使用目前可用的工具防治線蟲侵害，包括三個項目：使用伊佛霉素和媒介 控制在非洲和美洲防治盤尾線蟲病(河盲?。?；使用DEC、阿苯達唑和伊佛霉素消除淋巴絲蟲 的全球聯(lián)盟；以及高度成功的麥地那龍線蟲根除項目。在發(fā)現(xiàn)能夠阻止寄生線蟲侵染的安 全有效的疫苗之前，在人類和馴養(yǎng)動物中將繼續(xù)使用驅蟲藥物控制和治療線蟲寄生侵染。
[0017] 在本【技術領域】中已經公開了一些殺蟲性噁唑（US4, 791，124)和噻唑 (US4, 908, 357)以及殺線蟲性吡唑（US6, 310, 049)。本發(fā)明公開了其他噁唑、噁二唑和噻二 唑，它們具有令人吃驚的強殺線蟲活性，顯示出與商業(yè)化標準品相當?shù)幕钚浴Ｒ郧?，還沒有 證明過噁唑、噁二唑和噻二唑的商業(yè)化水平的殺線蟲能力。重要的是，這些化合物針對線蟲 具有廣泛活性，而對于非靶生物是安全的。
[0018] US4, 791，124公開了某些噁唑和噻唑，在每百萬份中10份的濃度下具有針對 Meloidogyne incognita (根結線蟲）的殺線蟲活性。但是，化合物沒有被滴定到更低劑量， 并且正如在本文表1D中看到的，某些在8ppm下表現(xiàn)出高度有效性的噻唑類似物，在效力上 不能與商業(yè)化標準品相比，因為它們在lppm下不能保持可觀的殺線蟲活性。
[0019] US6, 310, 049公開了某些具有針對根結線蟲活性的殺線蟲吡唑。幾種吡唑化合物 在體外分析中顯示出在lOOppm下具有活性，一小部分化合物在基于土壤的溫室中在50ppm 下具有活性。公開了一種化合物在20ppm下具有溫室活性，一種化合物在5ppm下具有溫室 活性。還不清楚是否任何這些化合物都具有與商業(yè)化標準品相當?shù)男Я?，即在lppm下。正 如可以在本文表1D中看見的，對于3-(呋喃-2-基）-5-苯基-1H-吡唑來說，在8ppm下觀 察到了殺線蟲活性，但是在lppm下沒有，而許多噁唑和噁二唑在lppm下具有與商業(yè)化標準 品相當?shù)臍⒕€蟲效力。
[0020] 某些具有取代的呋喃或噻吩環(huán)而不是未取代的呋喃或噻吩環(huán)的噁二唑化合 物，已作為凋亡誘導物被公開，可用作針對某些癌癥的化療藥劑（Zhang等，2005J Med Chem. 48(16) :5215-23)。盡管具有某些表面上的化學相似性，但本發(fā)明的殺線蟲類似物在 哺乳動物細胞中不誘導凋亡，并對野生型秀麗隱桿線蟲（C. elegans)和凋亡缺陷的ced-3 或ced-4秀麗隱桿線蟲突變株具有同等的效力。因此，這些類似物在結構和功能上與Cai 等在US7, 041，685中公開的誘導凋亡的噁二唑不同。


【發(fā)明內容】

[0021] 在本文中描述了用于防治線蟲、例如侵染植物或植物部位的線蟲的組合物和方 法。寄生動物的線蟲也可以使用本文描述的方法和化合物來防治。
[0022] 本文描述的殺線蟲組合物包含有效量的具有任何本文描述的式的化合物或化合 物的混合物，例如下面顯示的化合物。
[0023] 本文描述了式I的化合物或其鹽

【權利要求】
1. 用于控制植物寄生線蟲的方法，該方法包括對植物、種子或土壤施用包含有效量的 選自以下的化合物或其鹽的組合物： 3-苯基-5-(噻吩-2-基）-1，2, 4-噁二唑， 5_ (呋喃-2-基）-3-苯基-1，2, 4-噁二唑， 3_ (4-氟苯基）-5-(噻吩-2-基）-1，2, 4-噁二唑， 3_ (4-氟苯基）-5-(呋喃-2-基）-1，2, 4-噁二唑， 3_ (4-氯苯基）-5-(噻吩-2-基）-1，2, 4-噁二唑， 3_ (4-氯苯基）-5-(呋喃-2-基）-1，2, 4-噁二唑， 3_ (4-溴苯基）-5-(噻吩-2-基）-1，2, 4-噁二唑， 3_ (4-溴苯基）-5-(呋喃-2-基）-1，2, 4-噁二唑， 3- (4-氯-2-甲基苯基）-5-(呋喃-2-基）-1，2, 4-噁二唑， 3- (2, 4-二氯苯基）-5-(呋喃-2-基）-1，2, 4-噁二唑， 5- (4-氯-2-甲基苯基）-3-(呋喃-2-基）-1，2, 4-噁二唑， 3_ (4-氯苯基）-5-(噻吩-3-基）-1，2, 4-噁二唑， 3_ (4-氯苯基）-5-(呋喃-3-基）-1，2, 4-噻二唑， 3_ (4-氟苯基）-5-(噻吩-3-基）-1，2, 4-噻二唑，以及 3_ (4-氟苯基）-5-(呋喃-3-基）-1，2, 4-噁二唑。
2. 權利要求1的方法，其中組合物包含3-苯基-5-(噻吩-2-基）-1，2, 4-噁二唑或其 鹽。
3. 權利要求1或2的方法，其中組合物包含殺蟲劑、殺真菌劑、或除草劑中的一種或多 種。
4. 權利要求3的方法，其中所述殺蟲劑、殺真菌劑、或除草劑選自：阿維菌素，伊佛 霉素，密比霉素，吡蟲啉，涕滅威，殺線威，苯線磷，噻唑硫磷，威百畝，土菌靈，五氯硝基苯 (PCNB)，氟酰胺，甲霜靈，精甲霜靈，三乙膦酸鋁，硅噻菌胺，咯菌腈，腈菌唑，嘧菌酯，百菌 清，丙環(huán)唑，戊唑醇，唑菌胺酯，三氟啶磺隆，草甘膦和氯吡嘧磺隆。
5. 權利要求1-4任一項的方法，其中植物寄生線蟲選自：短體線蟲屬（Pratylenchus spp)，異皮線蟲屬（Heterodera spp)，胞囊線蟲屬（Globodera spp)，根結線蟲屬 (Meloidogyne spp),盤旋線蟲屬（Rotylenchus spp),紐帶線蟲屬（Hoplolaimus spp)，刺線蟲屬（Belonolaimus spp),長針線蟲屬（Longidorus spp),擬毛刺線蟲屬 (Paratrichodorus spp),莖線蟲屬（Ditylenchus spp),劍線蟲屬（Xiphinema spp), 螺旋線蟲屬（Helicotylenchus spp),穿孔線蟲屬（Radopholus spp),潛根線蟲屬 (Hirschmanniella spp)，矮化線蟲屬（Tylenchorhynchus spp)和毛刺線蟲屬（Trichodorus spp)。
6. 權利要求1-5任一項的方法，其中組合物被施加到種子。
7. 根據(jù)權利要求6的方法生產的種子。
8. 具有包衣的種子，其中包衣包含選自以下的化合物或其鹽： 3-苯基-5-(噻吩-2-基）-1，2, 4-噁二唑， 5_ (呋喃-2-基）-3-苯基-1，2, 4-噁二唑， 3_ (4-氟苯基）-5-(噻吩-2-基）-1，2, 4-噁二唑， 3- (4-氟苯基）-5-(呋喃-2-基）-1，2, 4-噁二唑， 3_ (4-氯苯基）-5-(噻吩-2-基）-1，2, 4-噁二唑， 3_ (4-氯苯基）-5-(呋喃-2-基）-1，2, 4-噁二唑， 3_ (4-溴苯基）-5-(噻吩-2-基）-1，2, 4-噁二唑， 3_ (4-溴苯基）-5-(呋喃-2-基）-1，2, 4-噁二唑， 3- (4-氯-2-甲基苯基）-5-(呋喃-2-基）-1，2, 4-噁二唑， 3- (2, 4-二氯苯基）-5-(呋喃-2-基）-1，2, 4-噁二唑， 5- (4-氯-2-甲基苯基）-3-(呋喃-2-基）-1，2, 4-噁二唑， 3_ (4-氯苯基）-5-(噻吩-3-基）-1，2, 4-噁二唑， 3_ (4-氯苯基）-5-(呋喃-3-基）-1，2, 4-噻二唑， 3_ (4-氟苯基）-5-(噻吩-3-基）-1，2, 4-噻二唑，以及 3_ (4-氟苯基）-5-(呋喃-3-基）-1，2, 4-噁二唑。
9.權利要求8的種子，其中包衣包含3-苯基-5-(噻吩-2-基）-1，2, 4-噁二唑或其 鹽。
【文檔編號】A01N43/836GK104054719SQ201310342172
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2008年8月13日 優(yōu)先權日:2007年8月13日
【發(fā)明者】迪萊克·J·威廉姆斯, 馬特·W·迪米克, 小威廉·P·哈肯森, 艾·維德曼, 巴里·J·肖特, 蒂姆·奇斯賴特, 邁克爾·J·克勞福德 申請人:孟山都技術有限責任公司