本发明属于农药中间体生产领域，具体涉及一种农药中间体(s)-(-)-2-氯丙酸的合成方法。
背景技术：
随着立体化学的发展和原子经济性概念的提出，农药学研究已经对分子的立体异构给予了足够的重视，外消旋农药向单一手性体发展已经成为农药创制的趋势。
从分子水平观察生命体的结构成份，大都具有手性特征，并且，催化生物体内生化过程的酶都具有立体专一性，因此，旋光性农药往往具有高活性。
芳氧丙酸类除草剂就是一类于上世纪70年代后发展起来的具有旋光活性的新型除草剂，其具有高效、低毒、除草谱广、选择性高、施用期长以及对后茬作物安全等优越性能，是迄今为止性能最好的一类除草剂，现已有数十个品种问世。
(s)-(-)-2-氯丙酸是合成炔草酯、精吡氟氯禾灵及高效盖草能等芳氧丙酸类除草剂的重要中间体r-(+)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸的上游原料。
(s)-(-)-2-氯丙酸英文名称(s)-(-)-2-chloropropanoicacid，缩写为l-cpa，cas号：29617-66-1，物化性质：熔点4℃，沸点77℃，10mmhg(lit.)，比旋光度：-14.5°(c＝neat)，密度：1.258g/l，分子结构式如下：
目前，对手性化合物(s)-(-)-2-氯丙酸的制备，可通过直接合成或拆分消旋体而获得。
主要采用的合成路线有两种：一种是以(r)-乳酸甲酯为起始物，经氯化亚砜氯化，得到(s)-(-)-2-氯丙酸甲酯，再碱解、酸化，得到(s)-(-)-2-氯丙酸，收率在80％左右；另一种是以(s)-2-丙氨酸为起始物,用亚硝酸钠、盐酸经重氮化、氯化合成(s)-(-)-2-氯丙酸，收率60～65％。
在以(r)-乳酸甲酯为起始物的合成路线中，尽管获得的产物光学纯度较高，但其用到的起始原料较为昂贵，不利于工业化生产，且，合成过程中需经过氯化、碱解和酸化几个步骤，路线较长，后处理繁琐。在现有以(s)-2-丙氨酸为起始原料的合成路线中，虽然原料易得，工艺流程短，但其收率低，产物的光学纯度也仅在e.e95％左右。
中国发明专利cn102344355a公开了一种通过手性拆分剂对消旋2-氯丙酸进行拆分，来获得手性化合物(s)-2-氯丙酸的方法，获得的产物手性纯度较高，但手性拆分剂昂贵，拆分成本高，且步骤繁琐，难以在工业大生产中推广。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种农药中间体(s)-(-)-2-氯丙酸的合成方法，在反应过程中选择合适的催化剂，并添加了手性助剂，提高了产品的收率、含量及光学纯度，获得的(s)-(-)-2-氯丙酸光学纯度在e.e99％以上，反应收率在85％以上，反应路线短，后处理简单，适于工业化大生产。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种农药中间体(s)-(-)-2-氯丙酸的合成方法，包括以下步骤：
1)将反应原料(s)-2-丙氨酸、路易斯酸催化剂和手性助剂加入盐酸溶液中溶解，搅拌混合均匀，降温至0～5℃；
2)向步骤1)的混合液中滴加亚硝酸钠水溶液，调节滴加速度，控制滴加过程中反应液的温度在-10～10℃；
3)亚硝酸钠水溶液滴加结束后，保温1～3小时，升至室温；
4)萃取反应液、除去溶剂，获得产物(s)-(-)-2-氯丙酸。
优选地，步骤1)中所述路易斯酸选自氯化亚铁、氯化钴、氯化锌或氯化镍。
优选地，步骤1)中所述手性助剂为酒石酸或樟脑磺酸。
进一步，步骤1)中，(s)-2-丙氨酸和路易斯催化剂的摩尔比为1：0.01～0.10。
又，步骤1)中，(s)-2-丙氨酸和手性助剂的摩尔比为1：0.01～0.10。
优选地，步骤2)中，所述亚硝酸钠水溶液中亚硝酸钠的质量分数为20～45％；所述亚硝酸钠水溶液中的亚硝酸钠与(s)-2-丙氨酸的摩尔比为1.8～3.0：1。
进一步，步骤4)中萃取反应液时时，萃取溶剂选自二氯甲烷、甲基异丁酮、二氯乙烷或甲苯。
本发明中涉及的反应式如下：
本发明在反应前添加手性助剂，在反应过程中手性助剂直接抑制r体产物的产生，从而促使反应向手性专一方向进行，抑制了消旋体的生成，避免了在反应结束后再利用大量手性拆分剂另行拆分，省去了昂贵的拆分步骤，提高了原料的利用率，节约了成本。
本发明在反应过程中添加了选自氯化亚铁、氯化钴、氯化锌或氯化镍等路易斯酸，这些路易斯酸的m+可以和手性助剂形成稳定络合物，使路易斯酸成为了带有手性诱导能力的路易斯酸，大大提高反应体系中cl-进攻反应中间态碳正离子的几率，抑制了副反应产物乳酸等的生成；而路易斯酸的m+和手性助剂形成稳定络合物，也大大提高了手性助剂的手性诱导能力，利于反应生成手性专一的产物。
本发明优选不与反应产物发生酯交换反应的手性助剂，如酒石酸、樟脑磺酸，避免副产物的生成，提高反应产物纯度。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明在反应体系中，同时添加了路易斯酸催化剂和手性助剂，路易斯酸的m+可以和手性助剂形成稳定络合物，抑制了副反应产物乳酸的生成，改善了反应的选择性，使反应收率由60％左右提高到85％；其手性诱导作用抑制了对映体的生成，提高了产物(s)-(-)-2-氯丙酸的光学纯度，使产物的光学含量由现有技术中的e.e95％提高到e.e>99％。
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
实施例1
向1000ml四口烧瓶中加入盐酸365.0g(3.00mol)、氯化钴0.87g(0.007mol)、酒石酸10.11g(0.067mol)，投料完毕后，再投入(s)-2-丙氨酸60.0g(0.667mol)，然后搅拌1小时，降温至0℃；滴加20％浓度的亚硝酸钠水溶液414.0g(1.200mol)，滴加10小时，滴加完毕后在0℃条件下保温1小时，反应结束。
用200ml×3二氯甲烷溶剂萃取反应生成的(s)-(-)-2-氯丙酸，萃取完毕，合并有机相，蒸馏溶剂，得到产品(s)-(-)-2-氯丙酸62.1g，含量99.4％，e.e99.3％，收率85.2％。
实施例2
向1000ml四口烧瓶中加入盐酸365.0g(3.00mol)，再投入氯化亚铁8.54g(0.067mol)、酒石酸1.01g(0.007mol)，投料完毕后，再投入(s)-2-丙氨酸60.0g(0.667mol)，然后搅拌1小时，降温至0℃，滴加38％浓度的亚硝酸钠水溶液242.0g(1.334mol)，滴加3小时，滴加完毕后在0℃条件下保温1小时，反应结束。
用60ml×2的甲基异丁酮溶剂萃取反应生成的(s)-(-)-2-氯丙酸，萃取完毕，合并有机相，蒸馏溶剂，得到产品(s)-(-)-2-氯丙酸62.4g，含量99.1％，e.e99.1％，收率85.4％。
实施例3
向1000ml四口烧瓶中加入盐酸365.0g(3.00mol)，再投入氯化镍4.36g(0.033mol)、樟脑磺酸7.82g(0.033mol)，投料完毕后，再投入(s)-2-丙氨酸60.0g(0.667mol)，然后搅拌1小时，降温至0℃，滴加45％浓度的亚硝酸钠水溶液307.0g(2.000mol)，滴加5小时，滴加完毕在0℃条件下保温1小时，反应结束。
用250ml×3的甲苯溶剂萃取反应生成的(s)-(-)-2-氯丙酸，萃取完毕，合并有机相，蒸馏溶剂，得到产品(s)-(-)-2-氯丙酸62.2g,含量99.3％，e.e99.2％，收率85.2％。
对比例1
向1000ml四口烧瓶中盐酸365.0g(3.00mol)，再投入氯化钴4.33g(0.033mol)，投料完毕后，再投入(s)-2-丙氨酸60.0g(0.667mol)，然后搅拌1小时，降温至0℃，开始滴加30％浓度的亚硝酸钠水溶液430g(1.867mol)，滴加5小时，滴加完毕在0℃条件下保温1小时，反应结束。
用280ml×3的二氯乙烷溶剂萃取反应生成的(s)-(-)-2-氯丙酸，萃取完毕，合并有机相。蒸馏溶剂，得到产品(s)-(-)-2-氯丙酸48.9g，含量99.2％，e.e94.8％，收率67.0％。
对比例2
向1000ml四口烧瓶中加入盐酸365.0g(3.00mol)、樟脑磺酸3.13g(0.013mol)，投料完毕后，再投入(s)-2-丙氨酸60.0g(0.667mol)，然后搅拌1小时，降温至0℃，开始滴加40％亚硝酸钠水溶液253g(1.467mol)，滴加6小时，滴加完毕在0℃条件下保温1小时，反应结束。
用200ml×3的二氯甲烷溶剂萃取反应生成的(s)-(-)-2-氯丙酸，萃取完毕，合并有机相。蒸馏溶剂，得到产品(s)-(-)-2-氯丙酸44.2g，含量98.3％，e.e96.7％，收率60％。
对比例3
向1000ml四口烧瓶中盐酸365.0g(3.00mol)，再投入氯化亚铜3.3g(0.033mol)，酒石酸7.54g(0.050mol)投料完毕后，再投入(s)-2-丙氨酸60.0g(0.667mol)，然后搅拌1小时，降温至0℃，滴加25％亚硝酸钠水溶液460g(1.667mol)，滴加5小时，滴加完毕在0℃条件下保温1小时，反应结束。
用250ml×3的甲苯溶剂萃取反应生成的(s)-(-)-2-氯丙酸，萃取完毕，合并有机相。蒸馏溶剂，得到产品(s)-(-)-2-氯丙酸45.3g,含量99.0％，e.e94.8％，收率62.0％。