AI 驱动绿色农药合成，覆盖 2 大重磅杀虫剂研发
在农业科技飞速发展的今天，高效、低毒、环保的新型农药是保障粮食安全与生态平衡的核心支撑。而农药分子的合成路线设计，作为研发环节的 “关键一步”，往往决定了产品的研发效率、生产成本与产业化前景。
AI 技术正为这一领域带来颠覆性变革 ——ChemAIRS 基于大数据与智能算法，为两款重磅农药分子设计出多条创新合成路线。
甲氧哌啶乙酯：螺环季酮酸类新标杆
作为先正达开发的第 4 个螺环季酮酸类杀虫剂（开发代号：SYN546330，CAS：1229023-00-0），甲氧哌啶乙酯通过抑制害虫脂肪合成关键酶，阻断能量代谢，高效杀灭害虫。具有双向内吸传导性，能通过植物的木质部和韧皮部快速分布全株，实现整株保护。它不仅防治谱广，适用于苹果、葡萄、棉花等多种作物，还对蚜虫、粉虱、螨类等难防刺吸式害虫表现出优异防效。更值得一提的是，该成分对哺乳动物、传粉昆虫安全，符合 IPM 理念。
目前，先正达公司将包括甲氧哌啶乙酯在内的通式化合物申请了欧洲专利（EP2369934），并递交了 PCT 申请，国际公布号 WO2010066780，申请日 2009 年12 月 9 日。该专利获得中国、阿根廷、澳大利亚、巴西、加拿大、德国、日本、韩国、俄罗斯、美国等授权。2020 年起，产品先后在危地马拉、巴拉圭、澳大利亚上市，巴西的登记正在进行中。未来 6 年里，计划登录全球 60 多个国家。美国和加拿大市场则由 Gowan 公司独家开发和销售。
AI 驱动的合成路线设计
ChemAIRS 自动抓取全球专利文献，并结合反应规则、官能团兼容性、合成可行性等维度，为同一目标分子设计多条差异化合成路径。针对 Spiropidion 成功设计出三条创新合成路线。
路线一
从 1a 出发，经 Bucherer-Bergs 反应、酸胺缩合、Dieckmann 缩合、脱羧酸酯、酰胺甲基化、溴代、偶联等步骤，得到目标产物。路线步骤清晰，适合小规模快速制备目标化合物。
路线二
平行合成两个关键片段（8a 和 8b），再通过胺基交换 与分子内 Dieckmann 缩合反应及与氯甲酸乙酯反应得到目标产物。路线二是典型的汇聚式路线，从基础原料通过经典增长碳链和关环策略，温和的反应条件完成转化，适合大规模快速制备目标化合物。
路线三
利用硼酸偶联引入芳环，再经分子内缩合与芳基偶联得到目标物。路线是典型汇聚式和线性路线的组合，适合大规模快速制备目标化合物。
Spidoxamat：特特拉姆酸类全能新秀
Spidoxamat 是拜耳公司开发的特特拉姆酸类杀（线）虫剂，其结构中含游离羟基，作用机制与螺虫乙酯、甲氧哌啶乙酯相同，均通过抑制 ACCase 阻断脂质合成。该成分不仅对蚜虫、叶螨、根结线虫有效，还表现出一定的除草活性，土壤处理后可封闭多种杂草，应用前景广阔。
ChemAIRS 智能合成路线设计
依托甲氧哌啶乙酯的关键中间体（2,6 - 二甲基 - 4 - 氯 - 苯乙酰氯），ChemAIRS 设计 3 套创新路线，实现 “中间体复用，策略差异化”。
路线一
2b 经与乙酸甲酯缩合、分子内胺酯交换、芳基溴代反应等步骤，脱保护后获得目标产物。路线为典型的线性路线，从基础原料通过经典增长碳链和不一样关环策略，温和的反应条件完成目标化合物的制备。
路线二
分别制备中间体 3a 与 3b，缩合后脱保护水解，经分子内的缩合得到终产物。路线是典型汇聚式和线性路线的组合，适合规模化生产。
路线三
通过 Hoffman 重排、分子内缩合、芳基偶联得到目标物。线性路线，不同于文献的合成策略，具有一定的创新性和合成风险。从基础原料通过经典方法引入新的结构单元，Hoffman 重排的条件需要进行优化，进行酰胺的保护再进行关环可能更具可行性，温和的反应条件完成转化，适合大规模快速制备目标化合物。
从螺环季酮酸类到特特拉姆酸类，ChemAIRS 以智能算法打破传统合成路线的局限，为新型农药分子提供 “定制化” 合成方案。通过通观全局或调整中间为原料，可减少合成步骤，降低生产成本，更助力绿色、高效农药加速落地，为农业可持续发展注入科技动能。未来，随着 AI 与农业科技的深度融合，更多创新农药将通过智能合成技术走向市场，守护作物健康，保障粮食安全，推动农业进入 “高效、环保、智能” 的新时代！
