本发明属于有机合成技术领域，涉及一种氟唑活化酯的制备方法。
背景技术：
氟唑活化酯(化学名：苯并[d][1,2,3]噻二唑-7-甲酸三氟乙酯，化学结构如式i所示)是钱旭红等在zl03116948.1中首次报道的，该研究小组首次将它作为化学诱导剂应用于红豆杉植物细胞培养次级代谢产物紫杉醇，取得了显著效果。钱旭红等在zl200610027833.2中接着报道了氟唑活化酯的第二用途，即作为植物抗病激活剂，通过该化合物在抗水稻白叶枯病和稻瘟病、抗瓜类炭疽病和白粉病、以及抗珊西烟枯斑寄主的实验证明其作为植物抗病激活剂性能相当于或优于bth；李宝聚等在cn101836640b中报道了该化合物对园艺作物土传病害具有明显的诱导抗病效果，诱导抗病谱广。因而是氟唑活化酯一个很有应用前景的植物保护产品。
关于氟唑活化酯的制备方法，首次报道于zl03116948.1，由苯并[d][1,2,3]噻二唑-7-甲酸经过酰氯化和酯化两步反应制备得到(如下反应式一)，不仅存在收率较低的缺陷(两步质量收率仅53.8％)；而且酰氯化反应副产毒性大的氯化氢和二氧化硫的混合气体，这种混合气体的后处理难度大、成本高，三废量大。酯化反应所用有机碱三乙胺价格高，如不回收废水cod超高，没法生化处理、不能排放；如回收，则需要消耗至少与三乙胺等物质量的氢氧化钠进行中和、低温分层等后处理操作，从而产生需要综合处理的高盐废水。这些因素使得采用该工艺方法的设备投资大，工艺流程复杂，三废量大，制备成本高。
cn101973960b中报道了改进的氟唑活化酯制备方法(如下反应式二)，主要是将制备酰氯的原料由氯化亚砜改为草酰氯，使得由苯并[d][1,2,3]噻二唑-7-甲酸经过酰氯化和酯化两步反应制备氟唑活化酯的收率提高到95％。该方法制备酰氯存在如下缺陷：1)采用的原料草酰氯吨价格(2.5-3.0万/吨)是氯化亚砜(0.3-0.33万/吨)的7-10倍，草酰氯分子量比氯化亚砜大8，则对同样量的苯并[d][1,2,3]噻二唑-7-甲酸进行酰氯化，需要消耗的草酰氯量更大，从而使得采用该方法制备氟唑活化酯的成本仍然较高；2)草酰氯参与酰氯化反应后的自身变为多种化合物，包括单草酰氯、草酸、二氧化碳、一氧化碳、氯化氢等，其中单草酰氯和草酸不易与生成的所需酰氯分离，从而给后续反应造成负面影响，一氧化碳和氯化氢属于剧毒气体，且以混合气体形式排出，后处理难度大、成本高；3)所采用溶剂二氯甲烷沸点低(仅40℃)、高毒，在生产操作过程和后处理蒸发回收过程中有较大量容易气化进入环境，从而对操作者和环境造成伤害、污染。该工艺的酯化反应也采用三乙胺作为碱吸收氯化氢促进酯化反应进行，因而存在与zl03116948.1中酯化反应同样的缺点。这些因素使得采用该工艺方法的设备投资仍然大，工艺流程复杂，三废量大，制备成本仍然高。
综上所述，如何能够减少设备投资、简化工艺流程、降低三废量、降低生产成本制备苯并[d][1,2,3]噻二唑-7-甲酸三氟乙酯仍然是产业界所期望解决的技术问题。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明的目的在于一种氟唑活化酯的制备方法，该制备方法设备投资小、工艺简捷、三废量少、成本低，产率高。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一方面，本发明提供一种氟唑活化酯(化学名：苯并[d][1,2,3]噻二唑-7-甲酸三氟乙酯)的制备方法，所述方法为：在酸催化下，使苯并[d][1,2,3]噻二唑-7-甲酸与三氟乙醇反应得到氟唑活化酯，反应式如下：
在本发明中，三氟乙醇既作为反应物，又作为反应的溶剂，在酸催化下，直接实现苯并[d][1,2,3]噻二唑-7-甲酸与三氟乙醇的酯化反应得到氟唑活化酯。仅经过一步反应，流程短，并且反应中无需添加额外的溶剂，反应副产物少、三废少，降低生产成本。
优选地，所述酸为三氟乙酸、硫酸、盐酸或磷酸，优选磷酸。
在本发明中，虽然苯并[d][1,2,3]噻二唑-7-甲酸与三氟乙醇的反应属于酯化反应，然而该酯化反应并不容易发生，目前的现有技术中采用先将苯并[d][1,2,3]噻二唑-7-甲酸转化为酰氯而后再与三氟乙醇进行反应，目的就是提高苯并[d][1,2,3]噻二唑-7-甲酸与三氟乙醇反应的活性，以顺利完成反应。而本发明为了能够缩短反应流程，一步完成反应，采用在酸催化下提高反应的活性，来完成所述反应，使得在获得高产率的同时，不像其他酯化反应那样需要加入额外的溶剂，而利用本体反应，即利用反应原料充当溶剂来完成所述反应，使得产率高，成本低，副产物少。
在本发明中，虽然使用常用的酸作为催化剂，但是在利用三氟乙醇自身作为溶剂进行本体酯化反应中还属于首次，这些酸尤其是磷酸并不常用于酯化反应的催化，更不常用于本体酯化反应中。
优选地，所述酸催化剂的用量为苯并[d][1,2,3]噻二唑-7-甲酸摩尔数的0.5-5％，例如0.5％、0.8％、1％、1.3％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％或5％。在本发明中如果酸催化剂的用量过少，则反应会不完全，导致产率降低，如果酸催化剂的用量过多，则氟唑活化酯会发生水解反应，水解反应超过酯化反应速度或是碳化反应明显(尤其是当使用浓硫酸时会更加明显)，而导致所需酯化反应收率下降。
优选地，所述苯并[d][1,2,3]噻二唑-7-甲酸与三氟乙醇的摩尔比为1:5-1:10，例如1:5、1:5.5、1:6、1:6.5、1:7、1:7.5、1:8、1:8.5、1:9、1:9.5或1:10，优选1:8。
优选地，本发明所述苯并[d][1,2,3]噻二唑-7-甲酸与三氟乙醇的反应在回流温度下进行。
优选地，所述反应的时间为3-20小时，例如3小时、4小时、5小时、6小时、7小时、8小时、9小时、10小时、11小时、12小时、13小时、14小时、15小时、16小时、17小时、18小时、19小时或20小时。
优选地，所述反应在搅拌下进行。
作为优选技术方案，本发明所述方法为：在用量为苯并[d][1,2,3]噻二唑-7-甲酸摩尔数的0.5-5％的酸催化下，使摩尔比为1:5-1:10的苯并[d][1,2,3]噻二唑-7-甲酸与三氟乙醇在回流搅拌下反应3-20小时，得到氟唑活化酯。
优选地，在本发明中，作为溶剂或过量未参与酯化反应的三氟乙醇在后处理过程中通过蒸馏、干燥、过滤操作回收后进行再利用。
在本发明中，所述干燥使用的干燥剂在干燥完成后，经过过滤、高温除水后进行回收再利用。
在本发明中，如果存在原料苯并[d][1,2,3]噻二唑-7-甲酸未完全进行酯化时，可通过酸化后处理得到的水相进行回收再利用。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过采用酸作为催化剂，直接一步实现苯并[d][1,2,3]噻二唑-7-甲酸与三氟乙醇的酯化反应，工艺简洁，可减少设备投资，并且产物产率高，纯度高。
(2)本发明无需采用二氯亚砜或草酰氯等酰氯化原料，也不需要使用吸收酯化反应产生的氯化氢的三乙胺等碱，直接降低氟唑活化酯制备的原料成本；没有副产气体需要处理，可减少设备投资和副产或废气处理成本。
(3)原料可以回收利用，减少三废产生量和处理费用，减少氟唑活化酯的整体生产成本。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
将三氟乙醇(含量98％，8261g，80.96mol)、磷酸(含量85％，17.29g，0.15mol)和苯并[d][1,2,3]噻二唑-7-甲酸(含量98.5％，1850g，10.12mol)依次加入反应釜(10l)、搅拌溶均，升温至回流搅拌反应8小时，取样用hplc检测苯并[d][1,2,3]噻二唑-7-甲酸面积归一含量<0.10％，反应结束，反应釜转换为蒸馏模式开始收集三氟乙醇和水混合液体，当回收液体达3500ml时停止回收，剩余混合液冷却、结晶、压滤、洗涤(用回收液体：500ml×3)、干燥得到黄色氟唑活化酯2610g，收率为95.6％，含量97.2％。
母液在85-95℃常压蒸馏回收三氟乙醇和水混合液体至无馏出物结束，收集到2984ml混合液体,与前期回收的合并共得4984ml三氟乙醇和水混合液体，向该混合液加入180g无水硫酸钠干燥吸水、压滤得4771ml母液，gc检测三氟乙醇含量98.3％，三氟乙醇回收率95.4％，该母液可作为下一批反应的原料三氟乙醇直接使用；滤饼高温干燥除水后用于下一批次回收的三氟乙醇和水混合液体的干燥剂，进行循环利用。
实施例2
将三氟乙醇(含量98％，8261g，80.96mol)、硫酸(含量98％，15g，0.15mol)和苯并[d][1,2,3]噻二唑-7-甲酸(含量98.5％，1850g，10.12mol)依次加入反应釜(10l)、搅拌溶均，升温至回流搅拌反应8小时，取样用hplc检测氟唑活化酯面积归一含量8.46％；继续搅拌反应32小时，取样用hplc检测氟唑活化酯面积归一含量44.21％,反应混合液降温至40-45℃，依次加入18g碳酸钠(含量99％)和30g水入反应釜搅拌20分钟，而后混合液升温至85-95℃常压蒸馏回收三氟乙醇和水混合液体至无馏出物结束，所得液体按照实施例1的方法用无水硫酸钠干燥吸水、压滤等方式处理，回收可再循环利用的三氟乙醇，对吸水后的硫酸钠进行高温干燥除水再利用。向反应釜中加入甲苯(5.5l)和饱和碳酸钠溶液(2.2l)充分搅拌0.5小时，分出水层；向反应釜中有机相加水800l充分搅拌0.5小时，分出水层，加热有机相至沸腾回收主要含甲苯溶液3.9l,残余混合液冷却、结晶、压滤、干燥得到黄色氟唑活化酯1138g，收率为41.5％,含量96.7％。
水层合并，用36％盐酸中和至ph＝3-4,析出固体过滤、水洗、干燥得灰色固体921g,取样用hplc检测苯并[d][1,2,3]噻二唑-7-甲酸含量为98.1％，此纯度的苯并[d][1,2,3]噻二唑-7-甲酸可作为下一批制备氟唑活化酯的原料使用。
实施例3
将三氟乙醇(含量98％，8261g，80.96mol)、盐酸(含量36％，30ml，0.30mol)和苯并[d][1,2,3]噻二唑-7-甲酸(含量98.5％，1850g，10.12mol)依次加入反应釜(10l)、搅拌溶均，升温至回流搅拌反应8小时，取样用hplc检测氟唑活化酯面积归一含量6.77％；继续搅拌反应32小时，取样用hplc检测氟唑活化酯面积归一含量39.21％,反应混合液降温至40-45℃，依次加入18g碳酸钠(含量99％)和30g水入反应釜搅拌20分钟，而后混合液升温至85-95℃常压蒸馏回收三氟乙醇和水混合液体至无馏出物结束，所得液体按照实施例1的方法用无水硫酸钠干燥吸水、压滤等方式处理，回收可再循环利用的三氟乙醇，对吸水后的硫酸钠进行高温干燥除水再利用。向反应釜中加入甲苯(5.5l)和饱和碳酸钠溶液(2.2l)充分搅拌0.5小时，分出水层；向反应釜中有机相加水800l充分搅拌0.5小时，分出水层，加热有机相至沸腾回收主要含甲苯溶液3.9l,残余混合液冷却、结晶、压滤、干燥得到黄色氟唑活化酯1005g，收率为36.3％,含量95.8％。
水层合并，用36％盐酸中和至ph＝3-4，析出固体过滤、水洗、干燥得灰色固体983g,取样用hplc检测苯并[d][1,2,3]噻二唑-7-甲酸含量为98.3％，此纯度的苯并[d][1,2,3]噻二唑-7-甲酸可作为下一批制备氟唑活化酯的原料使用。
实施例4
将三氟乙醇(含量98％，8261g，80.96mol)、三氟乙酸(含量99％，22ml，0.30mol)和苯并[d][1,2,3]噻二唑-7-甲酸(含量98.5％，1850g，10.12mol)依次加入反应釜(10l)、搅拌溶均，升温至回流搅拌反应8小时，取样用hplc检测氟唑活化酯面积归一含量7.24％；继续搅拌反应32小时，取样用hplc检测氟唑活化酯面积归一含量41.75％，反应混合液降温至40-45℃，依次加入18g碳酸钠(含量99％)和30g水入反应釜搅拌20分钟，而后混合液升温至85-95℃常压蒸馏回收三氟乙醇和水混合液体至无馏出物结束，所得液体按照实施例1的方法用无水硫酸钠干燥吸水、压滤等方式处理，回收可再循环利用的三氟乙醇，对吸水后的硫酸钠进行高温干燥除水再利用。向反应釜中加入甲苯(5.5l)和饱和碳酸钠溶液(2.2l)充分搅拌0.5小时，分出水层；向反应釜中有机相加水800l充分搅拌0.5小时，分出水层，加热有机相至沸腾回收主要含甲苯溶液3.9l，残余混合液冷却、结晶、压滤、干燥得到黄色氟唑活化酯1023g，收率为37.1％，含量96.2％。
水层合并，用36％盐酸中和至ph＝3-4，析出固体过滤、水洗、干燥得灰色固体962g，取样用hplc检测苯并[d][1,2,3]噻二唑-7-甲酸含量为98.5％，此纯度的苯并[d][1,2,3]噻二唑-7-甲酸可作为下一批制备氟唑活化酯的原料使用。
实施例5-6
与实施例1不同之处在于表1所示的催化剂磷酸用量、回流进行酯化反应时间、以及所得氟唑活化酯的收率和含量：
表1
实施例7
与实施例1不同之处在于所述苯并[d][1,2,3]噻二唑-7-甲酸与三氟乙醇的摩尔比为1:5，而酸催化剂的用量仍为苯并[d][1,2,3]噻二唑-7-甲酸摩尔数的1.5％，其余条件均与实施例1相同，此时，产物氟唑活化酯的收率为96.1％，氟唑活化酯的纯度为97.3％。
实施例8
与实施例1不同之处在于所述苯并[d][1,2,3]噻二唑-7-甲酸与三氟乙醇的摩尔比为1:10，而酸催化剂的用量仍为苯并[d][1,2,3]噻二唑-7-甲酸摩尔数的1.5％，其余条件均与实施例1相同，此时，产物氟唑活化酯的收率为95.3％，氟唑活化酯的纯度为97.1％。
对比例1
与实施例1不同之处在于酸催化剂的用量为苯并[d][1,2,3]噻二唑-7-甲酸摩尔数的0.1％，即磷酸的用量为0.01mol。则其氟唑活化酯的收率为64.7％，纯度为92.2％。
对比例2
与实施例1不同之处在于酸催化剂的用量为苯并[d][1,2,3]噻二唑-7-甲酸摩尔数的8％，即磷酸的用量为0.81mol。则其氟唑活化酯的收率为91.4％，纯度为92.7％。
对比例3
与实施例1不同之处在于：所述三氟乙醇用量为2065g(20.24mol)，三氟乙醇和苯并[d][1,2,3]噻二唑-7-甲酸反应在反应溶剂甲苯(6kg)中进行反应，其余条件均与实施例1相同，则反应后氟唑活化酯的收率为73.6％，纯度为84.9％。
由如上实施例1、5、6、7、8与实施例2-4的对比可以看出，本发明在选用磷酸作为酸催化剂时，产物可以达到95％以上的高收率，在其他酸催化剂的催化下，不加入其他溶剂的情况下苯并[d][1,2,3]噻二唑-7-甲酸与三氟乙醇的酯化反应也可以进行，工艺简单，降低副产物的产生，降低成本。而对比例3与实施例1相比，在所述反应在常用溶剂甲苯中反应时，产率会降低。对比例1-2与实施例1相比，在其酸用量过少或过多时产物的收率均会下降。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。