本发明涉及合成稻田除草剂五氟磺草胺中间体的方法，具体地说是一种2-氟-6-三氟甲基苯磺酰氯的合成方法。
背景技术：
2-氟-6-三氟甲基苯磺酰氯(cas:405264-04-2)是合成稻田除草剂五氟磺草胺的重要中间体，其化学结构如下：
五氟磺草胺(penoxsulam)是一种稻田用广谱低毒苗后除草剂，由美国陶氏益农公司开发，其结构式如下：
2004年在美国epa正式注册登记，2005-2009年先后在意大利、西班牙、日本、中国登记。五氟磺草胺几乎在农业、林业和非农业的各个领域里都有广泛使用，作为稻田用广谱除草剂，五氟磺草胺可有效防除稗草(包括对敌稗、二氯喹啉酸及抗乙酰辅酶a羧化酶具抗性的稗草)，一年生莎草科杂草，并对鲤肠、田菁、鸭舌草、竹节花等众多阔叶杂草有效。
2-氟-6-三氟甲基苯磺酰氯是制备五氟磺草胺的关键中间体，目前只有陶氏公司具有生产能力，其合成工艺是间氟三氟甲苯在正丁基锂存在下，在-78℃低温下碳酸化，再酰胺化，霍夫曼降解得到2-氟-6-三氟甲基苯胺。
该工艺合成路步骤短，原料是已经工业化产品，但该路线用到正丁基锂，在使用时需要液氮－78℃超低温无水无氧下进行反应，由于正丁基锂非常昂贵，且遇到潮气和水立即着火，因此对溶剂要求非常苛刻，必须绝对无水，后处理也有爆炸的危险，该工艺的最大问题是在操作及后处理存在安全隐患，这些苛刻的条件限制了该产品的生产能力及生产成本。另外第三步霍夫曼降解收率只有45％，最后一步反应收率58％。
在陶氏的其他类似文献报道中，介绍了按照如下方法来制备：
各步反应收率均较高，但第一步仍用到了活性非常高很容易起火爆炸的正丁基锂，且该步反应中需要在-80℃超低温下进行反应，不适合工业化生产。
技术实现要素：
为克服上述方法的缺陷，本发明的目的是提供一种有工业化价值的2-氟-6-三氟甲基苯磺酰氯的合成方法。
本发明采用的技术方案为：
一种2-氟-6-三氟甲基苯磺酰氯的合成方法，反应式为：
以邻三氟甲基苯胺为原料，经过酰化、烷基化、硝化、脱烷基、还原、重氮化氟化、水解、磺酰化反应合成中间体2-氟-6-三氟甲基苯磺酰氯。
将邻三氟甲基苯胺(ⅰ)与乙酸酐于60-100℃下，反应3-8小时，然后减压浓缩，减压旋蒸分离出过量的乙酸酐，剩余料加水打浆处理，冰水浴冷却过滤得到白色固体2-(三氟甲基)乙酰苯胺(ⅱ)，反应选择性98％，得率95％。
其中，邻氨基三氟甲苯：乙酸酐＝1:0.5～1.5，优选邻氨基三氟甲苯：乙酸酐＝1:1.3。
将所述2-(三氟甲基)乙酰苯胺溶解于氯代叔丁烷中，而后再加入无水三氯化铝，于20-60℃下，反应5-10小时，达到反应终点。然后将反应液倾入过量冰水中搅拌30min，静置，分出有机相，有机相旋蒸分离，得到烷基化产物2-三氟甲苯-4-叔丁基乙酰苯胺(ⅲ)，含量95％，得率90％。旋蒸分离时可回收过量的氯代叔丁烷。其中，2-(三氟甲基)乙酰苯胺：氯代叔丁烷＝1:0.8～1.5，优选1:1.35；2-(三氟甲基)乙酰苯胺：无水三氯化铝＝1:0.65～1.0，优选1:0.7。
将所述2-三氟甲基-4-叔丁基乙酰苯胺和65％硝酸，于20-40℃下，反应3-7小时，达到反应终点。然后料液冰水浴冷却静置分层，分出有机相，无机相用二氯甲烷萃取，萃取后所得有机相与静置分层的有机相合并，旋蒸分离出二氯甲烷，得到2-三氟甲基-4-叔丁基-6-硝基 乙酰苯胺(ⅳ)，反应选择性82～86％，得率80～85％。其中，2-三氟甲基-4-叔丁基乙酰苯胺：硝酸＝1:1～2.5，优选1:2.0。
所述2-硝基-6-三氟甲基-4-叔丁基乙酰苯胺溶于1，2-二氯乙烷中，再加入无水三氯化铝，于60-78℃，反应4-9h，达到反应终点。然后反应液冰水浴冷却，冷却后倾入至过量水中，充分搅拌，静置，静置分出有机相至5％naoh中洗涤除酸。洗涤后旋蒸回收1,2-二氯乙烷，剩余料液再经水蒸汽蒸馏得到淡黄色油状产物2-硝基-6-三氟甲基乙酰苯胺(ⅴ)，含量82.1％，得率84.3％。其中，2-硝基-6-三氟甲基-4-叔丁基乙酰苯胺：1,2-二氯乙烷＝1:2～4，优选1：3.0；2-硝基-6-三氟甲基-4-叔丁基乙酰苯胺：无水三氯化铝＝1:0.5～1.0，优选1：0.65。
所述2-硝基-6-三氟甲基乙酰苯胺及钯碳，在封闭高压釜中，用氢气置换釜内空气，油浴加热升温至40～70℃，通入氢气，维持釜内压力为0.5～1.0mpa，反应2-5小时，至压力无明显下降，达到反应终点，反应液用1,2-二氯乙烷溶解，水洗过滤，回收钯碳待套用，滤液静置分出有机相旋蒸得到无色至微黄色油状产物2-三氟甲苯-6-氨基乙酰苯胺(ⅵ)含量81％，得率91％。其中，2-硝基-6-三氟甲基乙酰苯胺与钯碳重量比为1:0.02-0.08，优选1:0.05。
塑料反应器冷冻降温至-10℃，加入氟化氢，2-氨基-6-三氟甲基乙酰苯胺溶于有机溶剂中混匀，搅拌条件下将其滴至氟化氢中，-15-0℃进行成盐反应滴加完毕后，搅拌15分钟，加入亚硝酸钠，于-20--5℃进行重氮化反应，重氮化后反应釜加装冷冻冷凝器，水浴加热，缓慢升温至30-55℃进行重氮分解反应，至无氮气尾气溢出，达到分解终点。分解结束后，分出上层有机相，经水洗、中和、水蒸汽蒸馏、分层、脱溶剂得到无色油状产物2-氟-6-三氟甲基乙酰苯胺(ⅶ)，含量81％，得率85％。其中，2-氨基-6-三氟甲基乙酰苯胺：有机溶剂＝1:2～5，优选1：2.0；2-氨基-6-三氟甲基乙酰苯胺：氟化氢＝1:2～4，优选1：3.0；2-氨基-6-三氟甲基乙酰苯胺：亚硝酸钠＝1:0.25～0.28，优选1：0.26。
所述氟化氢为无水氟化氢；有机溶剂为甲苯、邻二甲苯、间二甲苯或乙苯。
所述2-氟-6-三氟甲基乙酰苯胺于碱液中水浴加热至30-60℃保温水解反应3-6小时，反应后降温至0-5℃静置分层，有机相减压蒸馏得到微黄色油状2-氟-6-三氟甲基苯胺(ⅷ)，含量80％，得率90％；其中，2-氟-6-三氟甲基乙酰苯胺与碱液重量比为1：1.5-2.0。
所述碱液为浓度为10-20％的氢氧化钠。
5-10℃下向盐酸中缓慢滴加所述2-氟-6-三氟甲基苯胺进行成盐反应1-3小时，而后反应液降温至-5-0℃缓慢加入亚硝酸钠进行重氮 化反应1-3小时，重氮化反应后加入氯化亚铜-5-0℃，并在二氧化硫气体存在下，磺酰化反应1-3小时，达到反应终点。反应后反应液用二氯乙烷萃取，静置分出有机相，经中和、水洗、脱溶剂得到黄色油状产物2-氟-6-三氟甲基苯磺酰氯粗品，通过精馏得到含量98％的2-氟-6-三氟甲基苯磺酰氯，得率80％；其中，2-氟-6-三氟甲基苯胺：盐酸＝1：2～3，优选1：2.5；2-氟-6-三氟甲基苯胺：亚硝酸钠＝1：0.35～0.40，优选1：0.38；2-氟-6-三氟甲基苯胺：二氧化硫＝1：0.4～0.8，优选1：0.65；2-氟-6-三氟甲基苯胺：氯化亚铜＝1：0.02～0.08，优选1：0.05；
本发明所具有优点：
本发明以廉价的邻三氟甲基苯胺为起始原料，经过酰化、烷基化、硝化、烷基转移、还原、重氮化氟化、水解、磺酰化反应合成五氟磺草胺关键中间体2-氟-6-三氟甲基苯磺酰氯。本发明避免了使用正丁基锂的苛刻条件，各步反应条件都比较温和，生产成本低，各步转化率较高，以简单易操作的单元反应，探索出合成2-氟-6-三氟甲基苯磺酰氯的全新路线，成功避开了难以工业化生产的正丁基锂，较适合工业化生产。
具体实施方式
为了更加明确的表达本发明的优点，文中采用以下具体实例进行详细说明，但本发明绝非仅限于这些例子。
实施例1
2-氟-6-三氟甲基苯磺酰氯的合成方法，反应式如下：
(1)化合物(ⅱ)的合成
100ml三口瓶，磁力搅拌，加入20g邻氨基三氟甲苯与25.5g乙酸酐，恒温油浴加热，于80℃保温反应5h。hplc跟踪，至反应液内无邻氨基三氟甲苯存在即达到反应终点。减压旋蒸分离出过量的乙酸酐12.0g，剩余料液加50ml水打浆，打浆后冰水浴冷却过滤得到白色固体2-(三氟甲基)乙酰苯胺25.9g，反应选择性98％，得率95％。(2)化合物(ⅲ)的合成
100ml三口瓶，磁力搅拌，加入20g上述获得的2-(三氟甲基)乙 酰苯胺，27g氯代叔丁烷，13.5g无水三氯化铝，恒温水浴加热至30℃保温反应7h。hplc跟踪，至无2-(三氟甲基)乙酰苯胺存在达到反应终点。反应液缓慢倾入200ml冰水中搅拌30min，静置，分出有机相。旋蒸分离回收过量的氯代叔丁烷16g，得到烷基化产物2-三氟甲苯-4-叔丁基乙酰苯胺23.7g，hplc归一含量95％，得率90％。
(3)化合物(ⅳ)的合成
100ml三口瓶，磁力搅拌，加入15g上述获得的2-三氟甲基-4-叔丁基乙酰苯胺，27g65％硝酸，恒温水浴加热至30℃保温反应5h，hplc跟踪，至无2-三氟甲苯-4-叔丁基乙酰苯胺存在达到反应终点。反应液冰水浴冷却静置分层，分出有机相。无机相用40ml二氯甲烷萃取，所得有机相与上述静置分层所得有机相合并旋蒸分离出二氯甲烷，得到2-三氟甲基-4-叔丁基-6-硝基乙酰苯胺18g。反应选择性82～86％，得率80～85％。
(4)化合物(ⅴ)的合成
100ml三口瓶，磁力搅拌，加入21g上述获得的2-硝基-6-三氟甲基-4-叔丁基乙酰苯胺，63g1,2-二氯乙烷，13.2g无水三氯化铝。加热至78℃回流反应6h，hplc跟踪反应进程，至无2-硝基-6-三氟甲基-4-叔丁基乙酰苯胺达到反应终点。反应液冰水浴冷却，倾入至200ml水中，充分搅拌，静置分出有机相至100ml5％naoh中洗涤除酸。分出有机相，旋蒸回收1,2-二氯乙烷50g，剩余料液水蒸汽蒸馏得到淡黄色油状产物2-硝基-6-三氟甲基乙酰苯胺14g，含量82.1％，得率84.3％。
(5)化合物(ⅵ)的合成
300ml不锈钢高压釜，加入80g上述获得的2-硝基-6-三氟甲基乙酰苯胺及催化剂钯碳，封闭高压釜，用氢气置换釜内空气，油浴加热升温至50-55℃，通入氢气，维持釜内压力为0.5mpa。反应时间2-3小时。至压力无明显下降，达到反应终点。启釜，反应液中加150g1,2-二氯乙烷进行溶解，水洗过滤，回收钯碳待套用。滤液分出水相，有机相旋蒸脱溶剂，回收1,2-二氯乙烷142g，得到无色至微黄色油状产物2-三氟甲苯-6-氨基乙酰苯胺65g，含量81％，得率91％。
(6)化合物(ⅶ)的合成
500ml塑料反应瓶，磁力搅拌，反应器冷冻降温至-10℃，加入150g氟化氢，搅拌下，将50g上述2-氨基-6-三氟甲基乙酰苯胺溶于100g甲苯中，混合液缓慢滴加至氟化氢中，进行成盐反应，控制反应温度在-10-0℃之间。滴加完毕后，搅拌15分钟，开始加亚硝酸钠，同样控制反应温度在-10-0℃之间，进行重氮化反应。重氮化结束后，反应釜加装冷冻冷凝器，水浴加热，缓慢升温至30-55℃进行分解反应，至无氮气尾气溢出达到分解终点。分解结束后，分出上层有机相， 经水洗、氨水中和、水蒸汽蒸馏、分层、脱溶剂甲苯得到无色油状产物2-氟-6-三氟甲基乙酰苯胺43.0g，含量81％，得率85％。
(7)化合物(ⅷ)的合成
250ml四口瓶，磁力搅拌，加入50g上述获得的2-氟-6-三氟甲基乙酰苯胺和90g10％氢氧化钠溶液。水浴加热至40℃保温反应4小时，反应结束后降温至0-5℃静置分层，分出有机相减压蒸馏得到微黄色油状2-氟-6-三氟甲基苯胺36.9g，含量80％，得率90％。
(8)化合物(ⅸ)的合成
250ml四口瓶，磁力搅拌，加入120g35％盐酸，冰水浴冷冻，于5-10℃下将其缓慢滴加上述获得的2-氟-6-三氟甲基苯胺，使其成盐，约40分钟。成盐结束后反应液降温至0℃以下缓慢加入18.5g亚硝酸钠进行重氮化反应，约1小时。重氮化结束后，加入4g氯化亚铜，缓慢通入二氧化硫气体，累计通入约31.5g达到反应终点。加100g二氯乙烷萃取，静置分出有机相，经氨水中和、水洗、脱溶剂二氯乙烷得到黄色油状产物2-氟-6-三氟甲基苯磺酰氯粗品60.1g，含量78％。通过精馏得到含量98％的2-氟-6-三氟甲基苯磺酰氯，得率80％。
实施例2
工业化2-氟-6-三氟甲基苯磺酰氯的合成方法：
10l反应釜，加入2kg邻氨基三氟甲苯与2.55kg乙酸酐，于80℃保温反应5h。hplc跟踪，至反应液内无邻氨基三氟甲苯存在即达到反应终点。减压蒸馏分离出过量的乙酸酐1.2kg，剩余料加5l水打浆，冰水浴冷却过滤得到白色固体2-(三氟甲基)乙酰苯胺2.59kg，反应选择性98％，得率95％。
10l反应釜，加入2.0kg2-(三氟甲基)乙酰苯胺，2.7kg氯代叔丁烷，1.35kg无水三氯化铝，恒温水浴加热，30℃保温反应7h。hplc跟踪，至无2-(三氟甲基)乙酰苯胺存在达到反应终点。反应液缓慢倾入20ll冰水中搅拌30min，静置，分出有机相。蒸馏分离回收过量的氯代叔丁烷1.6kg，得到烷基化产物2-三氟甲苯-4-叔丁基乙酰苯胺2.37kg，hplc归一含量95％，得率90％。
10l反应釜，加入1.5kg2-三氟甲基-4-叔丁基乙酰苯胺，2.7kg65％硝酸，30℃保温反应5h，hplc跟踪，至无2-三氟甲苯-4-叔丁基乙酰苯胺存在达到反应终点。料液冷却静置分层，分出有机相。无机相用4l二氯甲烷萃取，有机相合蒸馏分离出二氯甲烷，得到2-三氟甲基-4-叔丁基-6-硝基乙酰苯胺1.8kg。反应选择性82-86％，得率80-85％。
10l反应釜，加入2.1kg2-硝基-6-三氟甲基-4-叔丁基乙酰苯胺，6.3kg1,2-二氯乙烷，1.32kg无水三氯化铝。加热至78℃回流反应6h，hplc跟踪反应进程，至无2-硝基-6-三氟甲基-4-叔丁基乙酰苯胺达 到反应终点。反应液冰水浴冷却，倾入至20l水中，充分搅拌，静置分出有机相至10l5％naoh中洗涤除酸。分出有机相，旋蒸回收1,2-二氯乙烷5kg，剩余料液水蒸汽蒸馏得到淡黄色油状产物2-硝基-6-三氟甲基乙酰苯胺1.4kg，含量82.1％，得率84.3％。
5l高压釜，加入1.3kg2-硝基-6-三氟甲基乙酰苯胺及钯碳，封闭高压釜，用氢气置换釜内空气，油浴加热升温至50-55℃，通入氢气，维持釜内压力为0.5mpa。反应时间2-3小时。至压力无明显下降，达到反应终点。启釜，反应液加2.45kg1,2-二氯乙烷溶解，水洗过滤，回收钯碳待套用。滤液分出水相，有机相蒸馏分离溶剂，回收1,2-二氯乙烷2.31kg，得到无色至微黄色油状产物2-三氟甲苯-6-氨基乙酰苯胺1060g，含量81％，得率91％。
5l碳钢反应釜，冷冻降温至-10℃，加入1.5kg氟化氢，0.5kg2-氨基-6-三氟甲基乙酰苯胺溶于1.0kg甲苯中，搅拌下，缓慢滴加至氟化氢中，进行成盐反应，控制反应温度在-10-0℃之间。滴加完毕后，搅拌25分钟，开始加亚硝酸钠，同样控制反应温度在-10-0℃之间，进行重氮化反应。重氮化结束后，反应釜加装冷冻冷凝器，水浴加热，缓慢升温至30-55℃进行分解反应，至无氮气尾气溢出达到分解终点。分解结束后，分出上层有机相，经水洗、中和、水蒸汽蒸馏、分层、脱溶剂得到无色油状产物2-氟-6-三氟甲基乙酰苯胺4.34kg，含量81.3％，得率85.4％。
5l反应釜，加入10kg2-氟-6-三氟甲基乙酰苯胺和90kg10％氢氧化钠溶液。水浴加热至40℃保温反应4小时，反应结束后降温至0-5℃静置分层，分出有机相减压蒸馏得到微黄色油状2-氟-6-三氟甲基苯胺37.0kg，含量80.2％，得率90.0％。
5l反应釜，加入2.4kg35％盐酸，冰水浴冷冻。5-10℃缓慢滴加2-氟-6-三氟甲基苯胺成盐。成盐结束后反应液降温至0℃以下缓慢加入0.37kg亚硝酸钠进行重氮化反应。重氮化结束后，加入80g氯化亚铜，缓慢通入二氧化硫气体，累计通入约0.63kg达到反应终点。加2.0kg二氯乙烷萃取，静置分出有机相，经中和、水洗、脱溶剂得到黄色油状产物2-氟-6-三氟甲基苯磺酰氯粗1.205kg，含量78％。通过精馏得到含量98％的2-氟-6-三氟甲基苯磺酰氯，得率80％。