中国是农业大国,每年病虫草害严重。农药为农业生产稳定进行提供了重要保证。作为世界最大的农药生产国和出口国,同时也是世界第三大农药市场,中国自1949年开始主要生产和使用专利过期农药产品。过去10年里,为了实现农业现代化,中国政府将植物保护作为一项重要工作任务。害虫、杂草和病原体不断对农药产生抗药性,迫使研究人员不断发现新的活性成分。中国新化合物研究人员主要来自国有研究机构、大学以及农药生产企业,他们自1995年开始申报了很多项PCT专利申请。其中有很多专利是向美国、欧洲和日本提出申请。一些新专利在中国和拉丁美洲得以实施。本文从不同角度分析了123项PCT专利申请情况。
按公开年度分析
中国研究人员申报的PCT专利明显增加,1995年为1项,2015年15项。申报PCT专利的数量与国家对农药研发的资金扶持力度、企业的投资额度密切相关。
 
 
图1 1995—2016年9月申报PCT专利的数量
按研究单位分析
中国科研机构和大学是新化合物研究的主力军,但近年来农药企业也逐步开展了新化合物的创新。江苏扬农化工专门研究拟除虫菊酯类杀虫剂,山东联合主要研究除草剂和杀菌剂,江苏中旗化工主要合成杀虫剂。至今,27家科研机构、大学和农药企业具有合成新化合物的能力。
在123项PCT专利申请中,沈阳中化农药化工研发有限公司(原沈阳院农药所)的专利申请数量为38项,位居第一(33.3%),其次为华东理工大学、湖南化工研究院(各15项)、南开大学(9项)、华中师范大学(8项)。前5名占据PCT专利申请总量的69%,说明新化合物创新力量相对集中。
 
 
图2 PCT专利申请数量前5名的单位
按研究团队分析
沈阳中化农药化工研发有限公司(简称农研公司)刘长令研究团队申请22项PCT专利,排名第一。其次为沈阳中化农药化工研发有限公司李斌研究团队,申请15项。华东理工大学钱旭红研究团队申请14项,南开大学汪清民研究团队申请6项,华中师范大学杨光富研究团队申请5项。PCT专利申请数量前5名占50%以上。
 
图3 PCT专利申请数量前5名的研究团队
按申请国家分析
15名发明人向美国申请了36项PCT专利,11名发明人向欧洲申请了28项PCT专利,5名发明人向日本申请了17项PCT专利,这些专利大都已经实施。
更多的研究团队向印度、巴西、阿根廷等国家申请PCT专利,这些国家是新兴的农药市场。由图4可知,刘长令、李斌和钱旭红向国外申请专利多。
 
图4 美国申请专利数量
 
图5 欧洲申请专利数量
 
图6 日本专利申请数量
按活性成分类别分析
新的杀虫剂专利申请41项(33%),其次为除草剂23项(19%)、杀菌剂19项(15%)。其他为多功能产品。
 
图7 不同类别活性成分的专利申请数量
按产业化率分析
产业化率为15%(18/123),由表1可知,向美国、日本、欧洲申请的专利产业化进行得更早。目前有27项专利的化合物已经开发,处于生物活性测试阶段或商业化早期;28项专利因严格的审批制度(例如新烟碱类)或市场潜力有限而停止。另有49个活性成分情况不明。
 
图8 专利的产业化情况
表1 产业化化合物和PCT专利进入国家的关系
| 专利号 | 中国 | 美国 | 欧洲 | 日本 | 产业化情况 | 
| WO2007137462 | CN1939128A | 未申请 | 未申请 | 未申请 | 产业化 | 
| WO2011107030 | CN101836640B | 未申请 | 未申请 | 未申请 | 产业化 | 
| WO2011069456 | CN102093389B | US8809319B2 | EP2511279B1 | JP5600750B2 | 产业化 | 
| WO2010069266 | CN104557963A | US8563546B2 | EP2377845B1 | JP5771150B2 | 产业化 | 
| WO2006056108 | CN1295228C | US7655665B2 | EP1826209A1 | JP4700696B2 | 产业化 | 
| WO2010133098 | CN101671251B | US8629296B2 | 未申请 | JP2012527409T | 产业化 | 
| WO2010124496 | CN101524084B | 未申请 | 未申请 | JP2012524819T | 产业化 | 
| WO2010043121 | CN100584817C | 未申请 | 未申请 | 未申请 | 产业化 | 
| WO2009132526 | CN100545144C | 未申请 | 未申请 | 未申请 | 产业化 | 
| WO2002034724 | CN1166642C | US6800590B2 | EP1327629B1 | JP4052942B2 | 产业化 | 
| WO2006125370 | CN101119972B | US7786045B2 | EP1884511B1 | JP4859919B2 | 产业化 | 
| WO2005080344 | CN100503576C | US7795179B2 | EP1717231B1 | JP4682315B2 | 产业化 | 
| WO2005044813 | CN100363356C | US7642364B2 | EP1683792B1 | JP4674672B2 | 产业化 | 
| WO2010124617 | CN102395566B | US8455532B2 | EP2426110B1 | JP5524328B2 | 产业化 | 
| WO2010003350 | CN102015679B | US8492409B2 | EP2295425A1 | 未申请 | 产业化 | 
| WO2006081759 | CN100422153C | US7666884B2 | EP 1845086 B1 | 未申请 | 产业化 | 
| WO2004010785 | CN1204123C | 未申请 | 未申请 | JP2005534683T | 产业化 | 
| WO2004084632 | CN1201657C | 未申请 | 未申请 | 未申请 | 产业化 | 
按化学结构分析
总体来讲,开发较多的化合物包括二酰胺类、甲氧基丙烯酸酯类、新烟碱类、酰胺类和拟除虫菊酯类等。除草剂前4名是酰亚胺类、嘧啶类、芳氧苯氧羧酸类、三酮类。杀虫剂有二酰胺类、新烟碱类、拟除虫菊酯类、芳香醚类、苯吡唑类等。杀菌剂包括酰胺类、二苯胺类、肟醚类、噁(咪)唑(啉酮)类、三唑类等。
 
图9 主要产品类别
 
 
图10 主要除草剂类别
 
图11 主要杀虫剂类别
 
 
图12 主要杀菌剂类别
国内开发最成功的农药
刘长令研究团队的杀菌剂氟吗啉是中国研究的第一个专利农药品种,在国内生产规模已达200吨有效成分。江苏扬农化工新发明的拟除虫菊酯类杀虫剂,销售收入达1亿元人民币。
农药活性成分创新展望
中国农药研究起初致力于专利过期农药品种的工艺过程优化,这是农药创新的第一阶段;此后进入第二阶段,强调“me too”或“me better”;目前,科学家们的研究处于第三阶段,合成一系列自主知识产权的新化合物。“十三·五”期间,中国将最大程度地调整产业结构,提高核心竞争力,提高投资力度。预计将合成更多的具有新颖作用机制的高效新品种。
(来源:农药杂志)(原文刊载于:AGROW)