(57)【要約】      （修正有）【課題】２−ヒドロキシ−４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０３，７］ノナン５，５−ジオキシド誘導体の製造方法の提供。【解決手段】スルホニルハライド誘導体を加水分解して、スルホン酸誘導体を得る工程（Ａ）と、前記スルホン酸誘導体を酸化剤で処理して、対応する下記化学式２：2010083873.tif 000023で表されるスルトン誘導体を得る工程（Ｂ）とを含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記化学式１：
【化１】
2010083873.tif 000016
式中、Ｒ１〜Ｒ９は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数１〜１０のアルキル基、炭素原子数３〜１０のシクロアルキル基または炭素原子数１〜１０のアルコキシ基を表し（ただし、Ｒ１およびＲ５は互いに結合して任意の位置に酸素原子または硫黄原子を含んでもよい炭素原子数１〜６のアルキレン基、−Ｏ−、もしくは−Ｓ−を形成してもよい）、Ｘは、フッ素原子、塩素原子、または臭素原子を表す、
で表されるスルホニルハライド誘導体またはその鏡像異性体を加水分解して、スルホン酸誘導体を得る工程（Ａ）と、
前記スルホン酸誘導体を酸化剤で処理して、対応する下記化学式２：
【化２】
2010083873.tif 000017
式中、Ｒ１〜Ｒ９は、上記化学式１と同様の定義である、
で表されるスルトン誘導体またはその鏡像異性体を得る工程（Ｂ）と、
を含む、スルトン誘導体の製造方法。
【請求項２】
前記工程（Ａ）における加水分解を塩基の存在下で行なう、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記塩基が含窒素芳香族化合物である、請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
Ｒ１およびＲ５が互いに結合して、メチレン基、−Ｏ−、または−Ｓ−を表す、請求項１〜３のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項５】
下記化学式８：
【化３】
2010083873.tif 000018
式中、Ｒ１〜Ｒ６は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数１〜１０のアルキル基、炭素原子数３〜１０のシクロアルキル基または炭素原子数１〜１０のアルコキシ基を表す（ただし、Ｒ１およびＲ５は互いに結合して任意の位置に酸素原子または硫黄原子を含んでもよい炭素原子数１〜６のアルキレン基、−Ｏ−、もしくは−Ｓ−を形成してもよい）、
で表されるジエン誘導体と、
下記化学式９：
【化４】
2010083873.tif 000019
式中、Ｒ７〜Ｒ９は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数１〜１０のアルキル基、炭素原子数３〜１０のシクロアルキル基または炭素原子数１〜１０のアルコキシ基を表し、Ｘは、フッ素原子、塩素原子、または臭素原子を表す、
で表されるジハライドを脱ハロゲン化水素反応させて得られる、下記化学式１０：
【化５】
2010083873.tif 000020
式中、Ｒ７〜Ｒ９およびＸは、上記化学式９と同様の定義である、
で表されるビニルスルホニルハライドとを、ディールスアルダー反応させて、
下記化学式１：
【化６】
2010083873.tif 000021
式中、Ｒ１〜Ｒ９は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数１〜１０のアルキル基、炭素原子数３〜１０のシクロアルキル基または炭素原子数１〜１０のアルコキシ基を表し（ただし、Ｒ１およびＲ５は互いに結合して任意の位置に酸素原子または硫黄原子を含んでもよい炭素原子数１〜６のアルキレン基、−Ｏ−、もしくは−Ｓ−を形成してもよい）、Ｘは、フッ素原子、塩素原子、または臭素原子を表す、
で表されるスルホニルハライド誘導体またはその鏡像異性体を得る工程と、
前記スルホニルハライド誘導体またはその鏡像異性体を加水分解して、スルホン酸誘導体を得る工程（Ａ）と、
前記スルホン酸誘導体を酸化剤で処理して、対応する下記化学式２：
【化７】
2010083873.tif 000022
式中、Ｒ１〜Ｒ９は、上記化学式１と同様の定義である、
で表されるスルトン誘導体またはその鏡像異性体を得る工程（Ｂ）と、
を含む、スルトン誘導体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スルトン誘導体の製造方法に関する。本発明により得られるスルトン誘導体は、塗料や機能性高分子の原料、医薬、農薬その他の精密化学品の原料などとして有用である。
【背景技術】
【０００２】
ヒドロキシスルホン酸の分子内環状エステルであるスルトン（ｓｕｌｔｏｎ）化合物は、環の一部として−ＳＯ２−Ｏ−基を有する。かようなスルトン化合物のうち、分子内に複数の環が存在するものとして、例えば、下記化学式３で表される４−ヒドロキシ−６−オキサ−７−チアビシクロ［３．２．１］オクタン  ７，７−ジオキシド誘導体（本明細書では、この誘導体を単に「スルトン誘導体」とも称する）やその鏡像異性体が知られている。なお、下記化学式３には、ビシクロオクタン環における位置番号を示す。
【０００３】
【化１】
2010083873.tif 000002
【０００４】
かようなスルトン誘導体として、例えば、化学式３におけるＲａとＲｂとが結合してメチレン基を形成したノルボルナン骨格を有する、下記化学式４で表される２−ヒドロキシ−４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０３，７］ノナン  ５，５−ジオキシド誘導体が知られている。なお、下記化学式４には、トリシクロノナン環における位置番号を示す。
【０００５】
【化２】
2010083873.tif 000003
【０００６】
そして、かような２−ヒドロキシ−４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０３，７］ノナン  ５，５−ジオキシド誘導体を製造する技術として、いくつかの手法が提案されている。例えば、下記反応式１に示すように、シクロペンタジエン（ＣＰＤ）とビニルチオアセテート（チオ酢酸ビニル）とをディールスアルダー反応させて得られる２−アセチルチオ−５−ノルボルネンを、過酸（過酢酸）を用いて酸化することによりスルホン酸エステルである５−ノルボルネン−２−スルホン酸メチルへと変換し、次いで二重結合をエポキシ化した後、酸の存在下でスルホン酸メチル基を加水分解することにより環化して、ノルボルナン骨格を有するスルトン誘導体を得る手法（１）が提案されている（非特許文献１を参照）。
【０００７】
【化３】
2010083873.tif 000004
【０００８】
また、下記反応式２に示すように、シクロペンタジエンとビニルスルホン酸メチルとをディールスアルダー反応させて得られるスルホン酸エステル（５−ノルボルネン−２−スルホン酸メチル）の二重結合をエポキシ化し、次いでスルホン酸メチル基をアルカリ加水分解した後、酸処理することにより環化して、ノルボルナン骨格を有するスルトン誘導体を得る手法（２）も提案されている（特許文献１を参照）。
【０００９】
【化４】
2010083873.tif 000005
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−３１３５５号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Ｚｈｕｒｎａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃｈｅｓｋｏｉ  Ｋｈｉｍｉｉ，２（１１），１９５４−１９６１（１９６６）（特に、１９５７頁下段）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ここで、上述した手法（１）では、反応式１を参照して上述したように、原料としてビニルチオアセテートを用いる必要がある。しかしながら、ビニルチオアセテートを工業的に入手することは困難である。さらに、２−アセチルチオ−５−ノルボルネンからの２−ヒドロキシ−４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０３，７］ノナン  ５，５−ジオキシドの収率は２０％未満となり、満足な方法とは言いがたい。
【００１３】
また、上述した手法（２）では、反応式２を参照して上述したように、原料としてビニルスルホン酸メチルを用いる必要がある。しかしながら、ビニルスルホン酸メチルについてもビニルチオアセテートと同様に、工業的に入手することが難しいという問題がある。なお、手法（２）において、５−ノルボルネン−２−スルホン酸メチルの二重結合のエポキシ化工程は約９４％と高収率である。しかしながら、これに続くスルホン酸メチル基の加水分解・環化工程の収率は約３７％と低く、これに伴い５−ノルボルネン−２−スルホン酸メチルからの収率も約３５％へと低下してしまう。さらに、スルトン誘導体の精製方法として特許文献１に具体的に開示されているのは、シリカゲルカラムクロマトグラフィのみであり、工業的な製造方法としては改良の余地を有する。
【００１４】
そこで本発明は、高純度で工業的に入手可能な原料から、高純度のスルトン誘導体を高収率で工業的に製造する手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者らは、上述した背景技術における問題を解決すべく鋭意研究を行なった。その結果、驚くべきことに、スルトン誘導体を合成するに際して、スルホニルハライド基を有する所定の化合物（スルホニルハライド誘導体）を加水分解してスルホン酸誘導体とし、次いで酸化剤で処理するという手法によって上記の種々の問題が解決されうることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１６】
すなわち、本発明のスルトン誘導体の製造方法は、下記化学式１：
【００１７】
【化５】
2010083873.tif 000006
【００１８】
で表されるスルホニルハライド誘導体またはその鏡像異性体を加水分解して、スルホン酸誘導体を得る工程（Ａ）と、前記スルホン酸誘導体を酸化剤で処理して、対応する下記化学式２：
【００１９】
【化６】
2010083873.tif 000007
【００２０】
で表されるスルトン誘導体またはその鏡像異性体を得る工程（Ｂ）とを含む。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、高純度で工業的に入手可能な原料から、高純度のスルトン誘導体を高収率で工業的に製造することが可能である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明のスルトン誘導体の製造方法は、概説すれば、下記化学式１：
【００２３】
【化７】
2010083873.tif 000008
【００２４】
で表されるスルホニルハライド誘導体またはその鏡像異性体を加水分解して、スルホン酸誘導体を得る工程（Ａ）と、前記スルホン酸誘導体を酸化剤で処理して、対応する下記化学式２：
【００２５】
【化８】
2010083873.tif 000009
【００２６】
で表されるスルトン誘導体またはその鏡像異性体を得る工程（Ｂ）とを含む。このように、本発明の製造方法は、スルホニルハライド誘導体を加水分解した後に酸化（エポキシ化・環化）するという点で、５−ノルボルネン−２−スルホン酸メチルを酸化（エポキシ化）してから加水分解工程を行なう非特許文献１や特許文献１に記載の技術とは異なる。
【００２７】
以下、本発明を実施するための形態について、工程順に詳細に説明する。
【００２８】
［工程（Ａ）］
工程（Ａ）では、化学式１で表されるスルホニルハライド誘導体またはその鏡像異性体を加水分解する。これにより、スルホン酸誘導体を得る。
【００２９】
（原料）
工程（Ａ）では、まず、反応原料として、下記化学式１で表されるスルホニルハライド誘導体またはその鏡像異性体を準備する。
【００３０】
【化９】
2010083873.tif 000010
【００３１】
化学式１において、Ｒ１〜Ｒ９は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数１〜１０のアルキル基、炭素原子数３〜１０のシクロアルキル基または炭素原子数１〜１０のアルコキシ基を表す。
【００３２】
ここで、炭素原子数１〜１０のアルキル基は、直鎖状または分岐状のいずれであってもよく、その例としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デカニル基などが挙げられる。また、炭素原子数３〜１０のシクロアルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデカニル基、ノルボルナニル基、アダマンチル基などが挙げられる。さらに、炭素原子数１〜１０のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、イソブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基、ｎ−ペンチルオキシ基、イソペンチルオキシ基、ｎ−ヘキシルオキシ基、ｎ−ヘプチルオキシ基、ｎ−オクチルオキシ基、ｎ−ノニルオキシ基、ｎ−デカニルオキシ基などが挙げられる。
【００３３】
また、場合によっては、Ｒ１およびＲ５は、互いに結合してもよい。この際、Ｒ１およびＲ５は一緒になって、任意の位置に酸素原子または硫黄原子を含んでもよい炭素原子数１〜６のアルキレン基、−Ｏ−、もしくは−Ｓ−を形成する。ここで、炭素原子数１〜６のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、メチルメチレン基、ジメチルメチレン基、エチルメチレン基、エチルメチルメチレン基、テトラメチレン基、エチルエチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、シクロヘキシレン基などが挙げられる。
【００３４】
好ましい形態において、Ｒ１およびＲ５は、それぞれ独立して水素原子、メチル基もしくはエチル基であるか、または互いに結合してメチレン基、−Ｏ−もしくは−Ｓ−を形成する。より好ましくは、Ｒ１およびＲ５は、互いに結合してメチレン基、−Ｏ−または−Ｓ−を形成し、さらに好ましくはメチレン基を形成する。なお、Ｒ１およびＲ５が互いに結合してメチレン基を形成する場合、化学式１で表される化合物はノルボルネン骨格を有することとなる。同様に、Ｒ１およびＲ５が互いに結合して−Ｏ−または−Ｓ−を形成する場合、化学式１で表される化合物はそれぞれオキサノルボルネン骨格またはチアノルボルネン骨格を有することとなる。
【００３５】
好ましい形態において、Ｒ２〜Ｒ４、Ｒ６〜Ｒ９は、それぞれ独立して水素原子、メチル基またはエチル基であり、より好ましくは水素原子またはメチル基であり、特に好ましくは水素原子である。
【００３６】
化学式１において、Ｘは、フッ素原子、塩素原子、または臭素原子を表し、好ましくはフッ素原子または塩素原子であり、特に好ましくは塩素原子である。
【００３７】
化学式１で表されるスルホニルハライド誘導体の例としては、例えば、下記化学式５〜７で表される、５−ノルボルネン−２−スルホニルクロリド、７−オキサ−５−ノルボルネン−２−スルホニルクロリド、７−チア−５−ノルボルネン−２−スルホニルクロリドのほか、３−シクロヘキセン−１−スルホニルクロリド、ビシクロ［２．２．２］オクタ−５−エン−２−スルホニルクロリドなどが挙げられる。
【００３８】
【化１０】
2010083873.tif 000011
【００３９】
原料として準備するスルホニルハライド誘導体は、光学活性体であってもよいし、光学的に不活性（ラセミ体）であってもよい。当該誘導体の入手については、市販品が存在する場合にはその市販品を購入することにより準備することが可能である。また、自ら調製することにより当該誘導体を準備してもよい。スルホニルハライド誘導体を自ら調製する手法について特に制限はなく、有機化学の技術分野において従来公知の知見が適宜参照されうる。
【００４０】
スルホニルハライド誘導体は、簡単に言えば、ジエン誘導体とビニルスルホニルハライドとをディールスアルダー（Ｄｉｅｌｓ−Ａｌｄｅｒ）反応させることにより得られる。そして、前記ビニルスルホニルハライドは、例えば、当該ビニルスルホニルハライドの二重結合にハロゲン化水素が付加した構造のジハライドの脱ハロゲン化水素反応により得られる。かような形態によれば、工業的に入手可能なジエン誘導体およびジハライドから、スルホニルハライド誘導体が製造可能である。以下、かような手法について詳細に説明する。
【００４１】
まず、原料の１つとして、下記化学式８で表されるジエン誘導体を準備する。
【００４２】
【化１１】
2010083873.tif 000012
【００４３】
化学式８において、Ｒ１〜Ｒ６は、上記化学式１と同様の定義である。これらの置換基の具体的な形態は、得られるスルホニルハライド誘導体、ひいては本発明の製造方法における最終生成物であるスルトン誘導体の所望の構造に応じて選択されうる。なお、化学式８で表されるジエン誘導体の具体例としては、ブタジエン、イソプレン、１，３−ペンタジエン、１，３−ヘキサジエン、２，４−ヘキサジエン、２，３−ジメチルブタジエン等の鎖状共役ジエン；１，３−シクロペンタジエン、１−メチル−１，３−シクロペンタジエン、２−メチル−１，３−シクロペンタジエン、５−メチル−１，３−シクロペンタジエン、１，２−ジメチル−１，３−シクロペンタジエン、１，４−ジメチル−１，３−シクロペンタジエン、２，３−ジメチル−１，３−シクロペンタジエン、１，２，３，４−テトラメチル−１，３−シクロペンタジエン、１，２，３，４，５−ペンタメチル−１，３−シクロペンタジエン等のシクロペンタジエン誘導体；フラン、２−メチルフラン、３−メチルフラン、２，５−ジメチルフラン、３，４−ジメチルフラン、２，３，４，５−テトラメチルフラン等のフラン誘導体；チオフェン、２−メチルチオフェン、３−メチルチオフェン、２，５−ジメチルチオフェン、３，４−ジメチルチオフェン、２，３，４，５−テトラメチルチオフェン等のチオフェン誘導体が挙げられる。
【００４４】
一方、もう１つの原料として、下記化学式９で表されるジハライドを準備する。
【００４５】
【化１２】
2010083873.tif 000013
【００４６】
化学式９において、Ｒ７〜Ｒ９およびＸは、上記化学式１と同様の定義である。また、化学式９中の２つのＸは、同一であってもよいし異なってもよいが、同一であることが好ましい。また、硫黄原子に結合したＸは、得られるスルホニルハライド誘導体の所望の構造に応じて選択されうる。化学式９で表されるジハライドの具体例としては、２−クロロエタンスルホニルクロリド、２−ブロモエタンスルホニルクロリド、２−フルオロエタンスルホニルクロリド、２−ブロモエタンスルホニルブロミド、２−フルオロエタンスルホニルブロミド、２−クロロエタンスルホニルブロミド、２−フルオロエタンスルホニルフルオリド、２−クロロエタンスルホニルフルオリド、２−ブロモエタンスルホニルフルオリド、２−クロロプロパン−１−スルホニルクロリド、１−クロロプロパン−２−スルホニルクロリド、２−クロロブタン−１−スルホニルクロリド、１−クロロブタン−２−スルホニルクロリドなどが挙げられる。
【００４７】
なお、化学式９において、Ｒ７が水素原子ではないか、またはＲ８とＲ９とが異なる場合には、化学式９で表される化合物の鏡像異性体としてのジハライドが、本工程における原料として用いられてもよい。
【００４８】
続いて、上記で準備したジハライドを脱ハロゲン化水素反応に供する。これにより、ハロゲン化水素が１，２−脱離して、下記化学式１０で表されるビニルスルホニルハライドが得られる。
【００４９】
【化１３】
2010083873.tif 000014
【００５０】
化学式１０において、Ｒ７〜Ｒ９およびＸは、上記化学式１と同様の定義である。化学式１０で表されるビニルスルホニルハライドの具体例としては、例えば、Ｒ７〜Ｒ９が全て水素原子である、ビニルスルホニルクロリド（ＣＨ２＝ＣＨ−ＳＯ２Ｃｌ）、ビニルスルホニルブロミド（ＣＨ２＝ＣＨ−ＳＯ２Ｂｒ）、およびビニルスルホニルフルオリド（ＣＨ２＝ＣＨ−ＳＯ２Ｆ）が挙げられる。
【００５１】
化学式９で表されるジハライドの脱ハロゲン化水素反応の具体的な形態について特に制限はなく、従来公知の知見が適宜参照されうる。例えば、ジエン誘導体（化学式８）とジハライド（化学式９）とを、塩基の存在下で反応させることにより、上述したジハライドからのハロゲン化水素の１，２−脱離が進行して、ビニルスルホニルハライド（化学式１０）が得られる。
【００５２】
本工程において用いられるジエン誘導体（化学式８）の量は、ジハライド（化学式９）１モルに対して、０．８モル〜５０モルの範囲が好ましく、０．９モル〜２０モルの範囲がより好ましく、１．０モル〜１０モルの範囲がさらに好ましい。
【００５３】
本工程において用いられる塩基としては、水素化ナトリウム、水素化カリウムなどのアルカリ金属水素化物；水素化マグネシウム、水素化カルシウムなどのアルカリ土類金属水素化物；水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物；水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムなどのアルカリ土類金属水酸化物；炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどのアルカリ金属炭酸塩；炭酸マグネシウム、炭酸カルシウムなどのアルカリ土類金属炭酸塩；炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムなどのアルカリ金属炭酸水素塩；；酸化マグネシウム、酸化カルシウムなどのアルカリ土類金属酸化物；トリエチルアミン、トリブチルアミン、ジイソプロピルエチルアミンなどの三級アミン；ピリジン、２−メチルピリジン、２，６−ジメチルピリジン、コリジン、キノリンなどの含窒素芳香環化合物が挙げられる。
【００５４】
本工程における塩基の使用量は、ジハライド（化学式９）１モルに対して０．８モル〜５モルの範囲であることが好ましく、経済性および後処理の容易さの観点から０．８モル〜３モルの範囲であることがより好ましい。
【００５５】
本工程は、重合禁止剤の存在下または非存在下に実施されうる。重合禁止剤としては、例えば、フェノチアジンのほか、ｐ−ベンゾキノン、ｐ−ナフトキノン、２，５−ジフェニル−ｐ−ベンゾキノンなどのキノン類；ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、ハイドロキノンモノエチルエーテル、ハイドロキノンモノブチルエーテル、モノ−ｔｅｒｔ−ブチルハイドロキノンなどのハイドロキノン類；ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパラクレゾール、ナフトールなどのフェノール類などが挙げられる。なかでもフェノチアジンが好ましく用いられる。重合禁止剤は、１種類を用いても、２種類以上を併用しても良い。重合禁止剤を使用する場合、その使用量は、反応混合物全体の質量に対して５質量％以下が好ましく、１質量％以下がより好ましく、０．５質量％以下がさらに好ましい。通常は１０〜１００００質量ｐｐｍである。
【００５６】
本工程は、溶媒の存在下または非存在下で実施することができる。溶媒としては、反応を阻害しなければ特に制限はないが、例えばヘキサン、ヘプタン、オクタンなどの脂肪族炭化水素；ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレンなどの芳香族炭化水素；クロロベンゼン、フルオロベンゼンなどのハロゲン化芳香族炭化水素；ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、１，２−ジメトキシエタン、ジグライム、トリグライム、テトラグライムなどのエーテル；ジクロロメタン、クロロホルム、１，２−ジクロロエタンなどのハロゲン化脂肪族炭化水素；アセトニトリルなどが挙げられる。これらは単独で使用してもよいし、２種類以上を混合して使用してもよい。溶媒を使用する場合、その使用量は、反応速度、経済性、環境保全等の観点から、ジハライド（化学式９）１質量部に対して１００質量部以下であるのが好ましく、５０質量部以下であるのがより好ましく、１０質量部以下であるのがさらに好ましい。
【００５７】
本工程の反応温度は、使用するジエン誘導体（化学式８）、ジハライド（化学式９）、塩基の種類によって異なるが、通常は−３０℃〜２００℃の範囲である。反応温度は、反応速度の観点からは、−２０℃以上が好ましく、−１０℃以上がより好ましい。また、重合などの副反応の抑制の観点からは、１００℃以下が好ましく、５０℃以下がより好ましい。
【００５８】
本工程の反応圧力には特に制限はないが、常圧下で実施するのが簡便で好ましい。
【００５９】
本工程の反応時間は、使用するジエン誘導体（化学式８）、ジハライド（化学式９）、塩基、反応温度によって異なるが、通常は０．５時間〜４８時間の範囲が好ましく、１時間〜２４時間の範囲がより好ましい。
【００６０】
本工程における反応操作方法は、反応器内に、ジエン誘導体（化学式８）、ジハライド（化学式９）、および塩基が共存する状態で反応が実施される限り特に制限はない。例えば、（１）回分式反応器にジハライド、ジエン誘導体、塩基、必要に応じて重合禁止剤、および所望により溶媒を仕込み反応させる方法、（２）回分式反応器にジエン誘導体、塩基、必要に応じて重合禁止剤、および所望により溶媒を仕込み、この混合物に、所定温度でジハライドを添加する方法、（３）回分式反応器にジエン誘導体、ジハライド、必要に応じて重合禁止剤、および所望により溶媒を仕込み、この混合物に、所定温度で塩基を添加する方法、（４）回分式反応器にジエン誘導体、必要に応じて重合禁止剤、および所望により溶媒を仕込み、この混合液に、所定温度でジハライドおよび塩基をそれぞれ別々に添加する方法などが挙げられるが、（３）および（４）の方法が好ましい。
【００６１】
本工程では、上述したジハライドとジエン誘導体とを反応させることにより、化学式１で表されるスルホニルハライド誘導体またはその鏡像異性体が得られる。
【００６２】
本工程で得られた反応混合物はそのまま他の反応に使用することもできるし、単離、精製することもできる。単離、精製の方法は、有機化合物の単離、精製に一般に用いられる方法により行うことができる。例えば、反応終了後、反応混合物をろ過したのち、得られたろ液を濃縮することによりスルホニルハライド誘導体（化学式１１）を単離できる。そして、必要に応じて、再結晶、蒸留、シリカゲルカラムクロマトグラフィなどで精製することにより、純度の高いスルホニルハライド誘導体（化学式１１）を得ることもできる。
【００６３】
以上の工程により、ジエン誘導体とジハライドとから、スルホニルハライド誘導体が得られる。すなわち、本発明の他の形態によれば、化学式８で表されるジエン誘導体と、化学式９で表されるジハライドを脱ハロゲン化水素反応させて得られる、下記化学式１０で表されるビニルスルホニルハライドとを、ディールスアルダー反応させて、化学式１で表されるスルホニルハライド誘導体（またはその鏡像異性体）を得る工程を含む、スルホニルハライド誘導体の製造方法もまた、提供されうる。
【００６４】
（加水分解）
工程（Ａ）では、上記で準備したスルホニルハライド誘導体を加水分解する。これにより、スルホン酸誘導体を得る。具体的には、スルホニルハライド誘導体の有するスルホニルハライド基を加水分解してスルホン酸基とする。
【００６５】
加水分解の具体的な形態について特に制限はなく、スルホニルハライド基を加水分解してスルホン酸基とすることが可能な従来公知の手法が適宜採用されうる。好ましい形態において、化学式１で表されるスルホニルハライド誘導体の加水分解は、塩基の存在下で行なわれる。以下、当該好ましい形態について詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はかような形態のみには限定されない。場合によっては、他の手法（例えば、酸の存在下での加水分解や、酸・塩基の非存在下での加水分解）が採用されてもよい。
【００６６】
スルホニルハライド誘導体の加水分解の際に用いられうる塩基について特に制限はなく、無機塩基であってもよいし、有機塩基であってもよい。無機塩基の例としては、例えば、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウムなどが挙げられる。また、有機塩基の例としては、例えば、第３級アミンや含窒素芳香族化合物などの含窒素有機塩基が挙げられる。場合によっては、ホスファゼン塩基やプロアザホスファトラン塩基などの含リン有機塩基が用いられてもよい。ここで、第３級アミンとしては、例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、ジイソプロピルエチルアミンなどの鎖状脂肪族第３級アミン；Ｎ−メチルピロリジン、Ｎ−メチルピペリジン、Ｎ−メチルモルホリン、１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン、１，５−ジアザビシクロ［４．３．０］ノナン−５−エン、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデカ−７−エンなどの環状脂肪族第３級アミン；Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリンなどの芳香族第３級アミンが挙げられる。また、含窒素芳香族化合物としては、例えば、ピロール、Ｎ−メチルピロール等のピロール誘導体；イミダゾール、１−メチルイミダゾール、２−メチルイミダゾール、４−メチルイミダゾール等のイミダゾール誘導体；トリアゾール；ピリジン、４−（ジメチルアミノ）ピリジン、２−メチルピリジン、３−メチルピリジン、４−メチルピリジン、２，４−ジメチルピリジン、２，６−ジメチルピリジン、３，４−ジメチルピリジン、３，５−ジメチルピリジン、２−メトキシピリジン、２−シアノピリジン、３−シアノピリジン、４−シアノピリジン、ビピリジル、コリジン、キノリン、イソキノリン等のピリジン誘導体；ピリダジン、３−メチルピリダジン、４−メチルピリダジン等のピリダジン誘導体；ピリミジン、４−メチルピリミジン等のピリミジン誘導体；ピラジン、２−メチルピラジン等のピラジン誘導体；トリアジンなどが挙げられる。
【００６７】
好ましい形態において、スルホニルハライド誘導体におけるエンド／エキソ比の低下と、これに伴う最終生成物の純度低下を防止するという観点からは、塩基は有機塩基であり、より好ましくは含窒素有機塩基であり、さらに好ましくは含窒素芳香族化合物であり、特に好ましくはイミダゾール誘導体またはピリジン誘導体であり、最も好ましくはピリジンである（後述する実施例２を参照）。なお、上述した塩基は、１種のみが単独で用いられてもよいし、２種以上が併用されてもよい。
【００６８】
本工程（Ａ）において、スルホニルハライド誘導体の加水分解に用いられる塩基の使用量は特に制限されない。一例を挙げると、塩基の使用量は、加水分解に供されるスルホニルハライド誘導体１モルに対して１〜１０モルが好ましく、１〜５モルがより好ましい。また、加水分解に用いられる水の使用量は、スルホニルハライド誘導体のスルホニルハライド基が加水分解して塩を形成した際に、この塩が水溶液として溶解しうる程度の量であればよく、スルホニルハライド誘導体１質量部に対して概ね１〜１０質量部程度が好ましい。
【００６９】
加水分解を行なう際の反応温度は、用いる塩基の種類や量、さらには用いる水の量によって異なるが、概ね０〜１００℃の範囲であることが好ましい。
【００７０】
スルホニルハライド誘導体を塩基の存在下で加水分解する形態については、スルホニルハライド誘導体が水および塩基と共存できる形態であれば特に制限はない。例えば、塩基が水に溶解したアルカリ水溶液にスルホニルハライド誘導体を添加する形態や、水に対してスルホニルハライド誘導体および塩基をともに滴下する形態などが採用されうる。
【００７１】
なお、スルホニルハライド誘導体を塩基の存在下で加水分解した場合の生成物は、通常はスルホン酸の塩（例えば、ナトリウム塩）として反応系中に存在する。本発明においては、かようなスルホン酸の塩もまた、「スルホン酸誘導体」の概念に含まれるものとする。
【００７２】
［工程（Ｂ）］
工程（Ｂ）では、上述した工程（Ａ）で得られたスルホン酸誘導体を酸化剤で処理する。これにより、対応する下記化学式２で表されるスルトン誘導体またはその鏡像異性体（最終生成物）を得る。
【００７３】
【化１４】
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【００７４】
化学式２において、Ｒ１〜Ｒ９は、上記化学式１と同様の定義である、
工程（Ｂ）において、スルホン酸誘導体を酸化剤で処理する具体的な形態について特に制限はなく、従来公知の知見が適宜参照されうる。
【００７５】
工程（Ｂ）において用いられうる酸化剤としては、例えば、過酸や過酸化物が挙げられる。過酸としては、例えば、過ギ酸、過酢酸、トリフルオロ過酢酸、過安息香酸、ｍ−クロロ安息香酸、モノペルオキシフタル酸といった過カルボン酸などの有機過酸、過マンガン酸などの無機過酸、およびこれらの塩が挙げられる。なお、過酸として有機過酸が用いられる場合、当該有機過酸は、平衡過ギ酸や平衡過酢酸などの平衡過酸であってもよい。平衡過酸が用いられる場合には、例えば、所望の過酸に対応する酸（例えば、ギ酸や酢酸）と過酸化水素とを組み合わせて反応系に添加すればよい。これにより、反応系において所望の有機過酸が生成する。
【００７６】
過酸化物としては、例えば、過酸化水素、ペルオキシド、ヒドロペルオキシド、並びにペルオキソ酸およびその塩などが挙げられる。過酸化水素は、純粋な過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）の形態で用いられてもよいが、取扱性の観点からは、通常は適当な溶媒（例えば、水）で希釈された形態（例えば、３０重量％過酸化水素水）として用いられる。
【００７７】
なお、過酸化物として過酸化水素が用いられる場合には、金属化合物が併用されることが多い。過酸化水素とともに金属化合物が併用される場合の具体的な形態（金属化合物の種類やその使用量）については、上述した特許文献１（特開２００７−３１３５５号公報）の段落「００３６」〜「００４１」の記載が適宜参照されうる。
【００７８】
酸化剤のなかでも、好ましくは有機過酸が用いられ、より好ましくは平衡過酸が用いられ、特に好ましくは平衡過酸として得られる過ギ酸または過酢酸が用いられ、最も好ましくは平衡過酸として得られる過ギ酸が用いられる。
【００７９】
スルホン酸誘導体の処理に用いられる酸化剤の使用量についても特に制限はないが、経済性および後処理の容易さの観点からは、スルホン酸誘導体１モルに対して、通常は０．５〜１０モル程度であり、好ましくは０．８〜３モル程度である。
【００８０】
酸化剤（例えば、過酸または過酸化物）によるスルホン酸誘導体の処理は、溶媒の存在下で行なわれてもよいし、溶媒の非存在下で行なわれてもよいが、溶媒の存在下で行なうことが好ましい。工程（Ｂ）において用いられうる溶媒は、反応を阻害しない限り特に制限はないが、例えば、水；ヘキサン、ヘプタン、オクタンなどの脂肪族炭化水素；トルエン、キシレン、シメンなどの芳香族炭化水素；塩化メチレン、ジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素；テトラヒドロフラン、ジイソプロピルエーテルなどのエーテル；ギ酸、酢酸などのカルボン酸が挙げられる。溶媒を使用する場合の使用量は、経済性および後処理の容易さの観点から、スルホニルハライド誘導体１質量部に対して、好ましくは０．１〜２０質量部であり、より好ましくは０．３〜１０質量部である。なお、これらの溶媒は１種のみが単独で用いられてもよいし、２種以上の混合溶媒として用いられてもよい。また、平衡過酸を酸化剤として用いる場合、反応速度および収率の観点からは、溶媒は水を含むことが好ましく、水が単独で溶媒として用いられることが最も好ましい。
【００８１】
スルホン酸誘導体を酸化剤で処理する際の反応系の温度は特に制限されず、所望の反応速度および反応の選択性、酸化剤の種類などを考慮して適宜決定されうるが、通常は−４０〜１００℃程度であり、好ましくは１０〜８０℃程度である。なお、反応はバッチ式、セミバッチ式、連続式などのいずれの方法でも行なわれうる。
【００８２】
工程（Ｂ）における酸化剤による酸化反応は、還元剤を添加することにより停止することができる。用いられる還元剤に特に制限はないが、例えば、亜硫酸ナトリウムおよび亜硫酸水素ナトリウムなどの亜硫酸塩；ジメチルスルフィドおよびジフェニルスルフィドなどのスルフィド等が挙げられる。なお、還元剤の使用量についても特に制限はないが、過剰の酸化剤に対して１．０〜５．０等量の範囲であることが好ましい。
【００８３】
工程（Ｂ）においては、スルホン酸誘導体を上記で説明したように酸化剤で処理することによって、最終生成物であるスルトン誘導体が得られるが、この反応機構は以下のように理解される。すなわち、酸化剤による処理によって、まず、スルホン酸誘導体の二重結合がエポキシ化され、反応中間体としてエポキシドが生成する。次いで、エンドの位置に結合しているスルホン酸基中の硫黄原子に単結合で結合している酸素原子が、エポキシドの根元の炭素原子のうち自身に近い側を求核攻撃して、分子内環化が起こるとともに、エポキシ環は開環する。なお、必要に応じて反応系に塩基を添加して、反応系のｐＨを中性付近の値としてもよい。最終的には、化学式２で表されるように、エキソの位置にヒドロキシル基が結合したスルトン誘導体が得られる。
【００８４】
最終生成物として得られたスルトン誘導体は、例えば、濾過、濃縮、蒸留、抽出、晶析、再結晶、カラムクロマトグラフィなどの分離手段により、またはこれらを組み合わせることにより分離精製されうる。
【００８５】
本発明の製造方法によれば、上述した工程（Ａ）・（Ｂ）を経てスルトン誘導体を製造することで、後述する実施例に示すように、従来の技術と比較して高純度のスルトン誘導体を高収率で製造することが可能である。この原因は完全には明らかではないが、以下のメカニズムを推定している。すなわち、従来の手法ではスルホン酸エステルの加水分解によって分子内環化を進行させているのに対し、本発明の手法では比較的反応性の高いスルホニルクロリドが加水分解反応の対象として用いられている。このため、加水分解反応が比較的温和な条件で、かつ短時間で進行し、副反応の進行を抑制しうるのではないかと考えられる。また、従来の手法ではエポキシ化合物を加水分解反応に供していることからエポキシ環自体も加水分解を受ける可能性があるのに対し、本発明の製造方法ではかような虞がないことから、純度の低下が抑制されるのではないかとも推測される。
【００８６】
また、本発明の製造方法によれば、同様に後述する実施例に示すように、晶析法という簡便な手法によって、最終生成物であるスルトン誘導体を回収することが可能である。従来公知の手法によって製造されたスルトン誘導体の晶析法による回収も試みてはみたものの、後述する比較例に記載の通り、かような晶析法による回収は不可能であった。この原因は完全には明らかではないが、従来の手法では、粗生成物（スルトン誘導体）の純度が低いために晶析体が得られないのに対し、本発明の製造方法によれば粗生成物の純度も高くなる結果、晶析法による回収が可能となったのではないかと推測される。なお、上述した本発明の作用効果のメカニズムに関する記述はあくまでも推測に基づくものである。従って、現実には異なるメカニズムによって上述した作用効果が得られていたとしても、本発明の技術的範囲は何ら影響を受けることはない。
【００８７】
本発明の製造方法により製造されるスルトン誘導体は、場合によっては特許文献１（特開２００７−３１３５５号公報）に記載のように（メタ）アクリル酸とのエステルの形態で、塗料や機能性高分子の原料、医薬、農薬その他の精密化学品の原料などとして好適に用いられうる。
【実施例】
【００８８】
以下、実施例および比較例により本発明の効果をより詳細に説明するが、本発明の技術的範囲は下記の実施例のみには限定されない。
【００８９】
＜参考例１＞５−ノルボルネン−２−スルホニルクロリドの合成
攪拌機、温度計を取り付けた内容積３Ｌの四つ口フラスコに、フェノチアジン０．４０ｇ、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）１１５４ｇ、シクロペンタジエン８７．０ｇ（１．３２ｍｏｌ）を仕込み、攪拌しながら５℃以下に冷却した。次いで、別々の滴下漏斗に２−クロロエタンスルホニルクロリド１９５．７ｇ（１．２０ｍｏｌ）、トリエチルアミン１４６．０ｇ（１．４５ｍｏｌ）をそれぞれ量りとり、内温５〜１０℃で３時間かけて同時に滴下を行った。滴下終了後、反応混合物を５〜１０℃で３時間攪拌した後、析出している塩を減圧濾過し、続いて濾別した塩にＴＨＦ６００．０ｇを注いで、１６３３ｇの濾液を得た（この濾液を「濾液Ａ」とも称する）。濾液Ａをガスクロマトグラフィで分析したところ、５−ノルボルネン−２−スルホニルクロリドを１７８．２ｇ（０．９２５ｍｏｌ）含んでいた。なお、２−クロロエタンスルホニルクロリドに対する５−ノルボルネン−２−スルホニルクロリドの収率は７７．１％であった。また、濾液Ａに含まれる５−ノルボルネン−２−スルホニルクロリドのエンド／エキソ比は９０／１０であった。
【００９０】
＜実施例１＞塩基として水酸化ナトリウムを用いた２−ヒドロキシ−４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０３，７］ノナン  ５，５−ジオキシドの合成
攪拌機、温度計、滴下漏斗を取り付けた内容積３Ｌの三つ口フラスコに、水９２０ｇを入れ、２０℃以下に冷却した。攪拌しながら、水酸化ナトリウム８０．３ｇ（２．０１ｍｏｌ）を内温が２０℃以下になるように入れた。上記参考例１で得た「濾液Ａ」を１３００ｇ（５−ノルボルネン−２−スルホニルクロリド（エンド／エキソ比＝９０／１０）を１４１．９ｇ（０．７３７ｍｏｌ）含む）、滴下漏斗に量りとり、これを反応系の内温が２０〜２５℃の範囲となるように、４時間かけて反応系に滴下した。滴下終了から１時間後に反応液をガスクロマトグラフィで分析したところ、５−ノルボルネン−２−スルホニルクロリドは完全に消失していた。反応液を減圧濃縮し、ＴＨＦを除去した後、２Ｌの分液漏斗に移してトルエン３００ｇで３回洗浄し、５−ノルボルネン−２−スルホン酸ナトリウム塩を含む水溶液１０６５ｇを得た（この水溶液を「水溶液Ａ」とも称する）。なお、水溶液Ａに含まれる５−ノルボルネン−２−スルホン酸ナトリウム塩のエンド／エキソ比は５５／４５であった。
【００９１】
攪拌機、温度計、滴下漏斗を取り付けた内容積３Ｌの三つ口フラスコに、上記で得た「水溶液Ａ」を全て入れ、１０℃に冷却した。滴下漏斗に９９％ギ酸９３．２７ｇ（２．０１ｍｏｌ）を量りとり、これを反応系の内温が１１〜１５℃の範囲となるように反応系に滴下した。その後、加熱して反応系の内温を５０〜５３℃とし、別の滴下漏斗に量りとった３０％過酸化水素水１６２．５０ｇ（１．４３ｍｏｌ）を３時間かけて反応系に滴下した。なお、滴下終了後も反応系の内温を５０℃前後に維持した。滴下終了から１７時間後に反応液をＨＰＬＣで分析したところ、５−ノルボルネン−２−スルホン酸ナトリウム塩の変換率は９８．７％であった。反応液を１５℃まで冷却した後、デンプン紙により過酸化水素が検出されなくなるまで、反応系の内温が１５〜１９℃の範囲となるように亜硫酸ナトリウムをゆっくり反応系に添加した。次いで、反応系の内温が１５〜１７℃の範囲となるように、炭酸水素ナトリウムをゆっくり反応系に添加して、反応液のｐＨを７．３とした。酢酸エチル９００ｇで２回抽出を行い、得られた有機層を合わせ、水２００ｇで洗浄した後、液量が１３８．３ｇとなるまで減圧濃縮した。得られた濃縮液を５０℃に加温した状態でイソプロピルエーテルを１０３．７ｇ入れてから、５℃まで約１０℃／時の速度で冷却して、生成物の結晶を析出させた。析出した結晶を濾過した後、濾別した結晶を５℃のイソプロピルエーテル５０ｇで洗浄し、４０℃で２時間減圧下で乾燥することで、２−ヒドロキシ−４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０３，７］ノナン  ５，５−ジオキシド  ５３．９ｇ（純度９９．１％、０．２８１ｍｏｌ）を得た。なお、５−ノルボルネン−２−スルホニルクロリドに対する生成物の収率は３８．１％であった。
【００９２】
＜参考例２＞５−ノルボルネン−２−スルホニルクロリドの合成
参考例１と全く同じ方法で実施して得た１６５７ｇの濾液（この濾液を「濾液Ｂ」とも称する）をガスクロマトグラフィで分析したところ、５−ノルボルネン−２−スルホニルクロリドを１８４．３ｇ（０．９５７ｍｏｌ）含んでいた。なお、２−クロロエタンスルホニルクロリドに対する５−ノルボルネン−２−スルホニルクロリドの収率は７９．７％であった。また、濾液Ｂに含まれる５−ノルボルネン−２−スルホニルクロリドのエンド／エキソ比は９０／１０であった。
【００９３】
＜実施例２−１＞塩基としてピリジンを用いた２−ヒドロキシ−４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０３，７］ノナン  ５，５−ジオキシドの合成
攪拌機、温度計を取り付けた内容積３Ｌの三つ口フラスコに、水７５０．０ｇ、ピリジン２５０．０ｇ（３．１６ｍｏｌ）を入れた。これを攪拌しながら、上記参考例２で得た「濾液Ｂ」１３００ｇ（２−クロロエタンスルホニルクロリドを１４５．６ｇ（０．７５１ｍｏｌ）含む）を入れ、反応系の内温を３５〜４０℃の範囲に維持しつつ、１０時間攪拌した。得られた反応液をガスクロマトグラフィで分析したところ、５−ノルボルネン−２−スルホニルクロリドは完全に消失していた。反応液を減圧濃縮し、ＴＨＦおよびピリジンを除去した後、２Ｌの分液漏斗に移してトルエン３００ｇで３回洗浄し、５−ノルボルネン−２−スルホン酸ピリジニウム塩を含む水溶液９１８．８ｇを得た（この水溶液を「水溶液Ｂ」とも称する）。なお、水溶液Ｂに含まれる５−ノルボルネン−２−スルホン酸ピリジニウム塩のエンド／エキソ比は８０／２０であった。
【００９４】
攪拌機、温度計、分液漏斗を取り付けた内容積２Ｌの三つ口フラスコに、上記で得た「水溶液Ｂ」を全て入れ、１０℃に冷却した。滴下漏斗に９９％ギ酸９３．２７ｇ（２．０１ｍｏｌ）を量りとり、反応系の内温が１１〜１５℃の範囲となるように滴下した。その後、加熱して反応系の内温を５０〜５３℃としたところに、別の滴下漏斗に量りとった３０％過酸化水素水１６２．５ｇ（１．４３ｍｏｌ）を３時間かけて滴下した。滴下終了後も反応系の内温を５０℃前後に維持した。滴下終了から１７時間後に反応液をＨＰＬＣで分析したところ、５−ノルボルネン−２−スルホン酸ピリジニウム塩の変換率は９９．０％であった。反応液を１５℃まで冷却した後、デンプン紙により過酸化水素が検出されなくなるまで、反応系の内温が１５〜１８℃の範囲となるように亜硫酸ナトリウムをゆっくり反応系に添加した。次いで、反応系の内温が１７〜２０℃の範囲となるように、炭酸水素ナトリウムをゆっくり反応系に添加して、反応液のｐＨを７．５とした。酢酸エチル９００ｇで２回抽出を行い、得られた有機層を合わせ、水２００ｇで洗浄した後、液量が２２６．９ｇとなるまで減圧濃縮した。得られた濃縮液を５０℃に加温した状態でイソプロピルエーテルを１６９．５ｇ入れてから、５℃まで約１０℃／時の速度で冷却し、生成物の結晶を析出させた。析出した結晶を濾過した後、濾別した結晶を５℃のイソプロピルエーテル５０ｇで洗浄し、４０℃で２時間減圧下で乾燥することで、２−ヒドロキシ−４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０３，７］ノナン  ５，５−ジオキシド８８．８ｇ（純度９９．０％、０．４６２ｍｏｌ）を得た。なお、５−ノルボルネン−２−スルホニルクロリドに対する生成物の収率は６１．５％であった。
【００９５】
＜実施例２−２＞塩基として２−メチルピリジンを用いた２−ヒドロキシ−４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０３，７］ノナン  ５，５−ジオキシドの合成
攪拌機、温度計を取り付けた内容積３００ｍＬの三つ口フラスコに、水６５．４ｇ、２−メチルピリジン２１．８ｇ（０．２３４ｍｏｌ）を入れた。これを攪拌しながら、上記参考例２で得た「濾液Ｂ」１５０．０ｇ（２−クロロエタンスルホニルクロリドを１６．７ｇ（０．０８７ｍｏｌ）含む）を入れ、反応系の内温を５０℃に維持しつつ、１３時間攪拌した。得られた反応液をガスクロマトグラフィで分析したところ、５−ノルボルネン−２−スルホニルクロリドの変換率は９３．２％であった。反応液を減圧濃縮し、ＴＨＦおよび２−メチルピリジンを除去した後、３００ｍＬの分液漏斗に移してトルエン３５ｇで３回洗浄し、５−ノルボルネン−２−スルホン酸２−メチルピリジニウム塩を含む水溶液８２．１ｇを得た（この水溶液を「水溶液Ｃ」とも称する）。なお、水溶液Ｃに含まれる５−ノルボルネン−２−スルホン酸２−メチルピリジニウム塩のエンド／エキソ比は８１／１９であった。
【００９６】
攪拌機、温度計、分液漏斗を取り付けた内容積３００ｍＬの三つ口フラスコに、上記で得た「水溶液Ｃ」を全て入れ、１０℃に冷却した。滴下漏斗に９９％ギ酸１０．８ｇ（０．２３２ｍｏｌ）を量りとり、反応系の内温が１１〜１５℃の範囲となるように滴下した。その後、加熱して反応系の内温を５０〜５２℃としたところに、別の滴下漏斗に量りとった３０％過酸化水素水１８．６９ｇ（０．１６５ｍｏｌ）を３時間かけて滴下した。滴下終了後も反応系の内温を５０℃前後に維持した。滴下終了から２１時間後に反応液をＨＰＬＣで分析したところ、５−ノルボルネン−２−スルホン酸２−メチルピリジニウム塩の変換率は９８．１％であった。反応液を１５℃まで冷却した後、デンプン紙により過酸化水素が検出されなくなるまで、反応系の内温が１５〜１８℃の範囲となるように亜硫酸ナトリウムをゆっくり反応系に添加した。次いで、反応系の内温が１７〜２０℃の範囲となるように、炭酸水素ナトリウムをゆっくり反応系に添加して、反応液のｐＨを７．０とした。酢酸エチル１００ｇで２回抽出を行い、得られた有機層を合わせ、水２５ｇで洗浄した後、液量が３５．１ｇとなるまで減圧濃縮した。得られた濃縮液を５０℃に加温した状態でイソプロピルエーテルを２１．０ｇ入れてから、５℃まで約１０℃／時の速度で冷却し、生成物の結晶を析出させた。析出した結晶を濾過した後、濾別した結晶を５℃のイソプロピルエーテル６．０ｇで洗浄し、４０℃で２時間減圧下で乾燥することで、２−ヒドロキシ−４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０３，７］ノナン  ５，５−ジオキシド８．７４ｇ（純度９８．６％、０．０４５ｍｏｌ）を得た。なお、５−ノルボルネン−２−スルホニルクロリドに対する生成物の収率は５２．３％であった。
【００９７】
＜実施例２−３＞塩基として２，６−ジメチルピリジンを用いた２−ヒドロキシ−４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０３，７］ノナン  ５，５−ジオキシドの合成
攪拌機、温度計を取り付けた内容積３００ｍＬの三つ口フラスコに、水７５．２ｇ、２，６−ジメチルピリジン２５．１ｇ（０．２３４ｍｏｌ）を入れた。これを攪拌しながら、上記参考例２で得た「濾液Ｂ」１５０．０ｇ（２−クロロエタンスルホニルクロリドを１６．７ｇ（０．０８７ｍｏｌ）含む）を入れ、反応系の内温を５０℃に維持しつつ、１９時間攪拌した。得られた反応液をガスクロマトグラフィで分析したところ、５−ノルボルネン−２−スルホニルクロリドの変換率は９０．０％であった。反応液を減圧濃縮し、ＴＨＦおよび２，６−ジメチルピリジンを除去した後、３００ｍＬの分液漏斗に移してトルエン３５ｇで３回洗浄し、５−ノルボルネン−２−スルホン酸２，６−ジメチルピリジニウム塩を含む水溶液９０．８ｇを得た（この水溶液を「水溶液Ｄ」とも称する）。なお、水溶液Ｄに含まれる５−ノルボルネン−２−スルホン酸２，６−ジメチルピリジン塩のエンド／エキソ比は８３／１７であった。
【００９８】
攪拌機、温度計、分液漏斗を取り付けた内容積３００ｍＬの三つ口フラスコに、上記で得た「水溶液Ｄ」を全て入れ、１０℃に冷却した。滴下漏斗に９９％ギ酸１０．８ｇ（０．２３２ｍｏｌ）を量りとり、反応系の内温が１１〜１５℃の範囲となるように滴下した。その後、加熱して反応系の内温を５０〜５２℃としたところに、別の滴下漏斗に量りとった３０％過酸化水素水１８．６９ｇ（０．１６５ｍｏｌ）を３時間かけて滴下した。滴下終了後も反応系の内温を５０℃前後に維持した。滴下終了から２１時間後に反応液をＨＰＬＣで分析したところ、５−ノルボルネン−２−スルホン酸２，６−ジメチルピリジニウム塩の変換率は９８．４％であった。反応液を１５℃まで冷却した後、デンプン紙により過酸化水素が検出されなくなるまで、反応系の内温が１５〜１８℃の範囲となるように亜硫酸ナトリウムをゆっくり反応系に添加した。次いで、反応系の内温が１７〜２０℃の範囲となるように、炭酸水素ナトリウムをゆっくり反応系に添加して、反応液のｐＨを７．０とした。酢酸エチル１００ｇで２回抽出を行い、得られた有機層を合わせ、水２５ｇで洗浄した後、液量が３７．４ｇとなるまで減圧濃縮した。得られた濃縮液を５０℃に加温した状態でイソプロピルエーテルを２１．０ｇ入れてから、５℃まで約１０℃／時の速度で冷却し、生成物の結晶を析出させた。析出した結晶を濾過した後、濾別した結晶を５℃のイソプロピルエーテル６．０ｇで洗浄し、４０℃で２時間減圧下で乾燥することで、２−ヒドロキシ−４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０３，７］ノナン  ５，５−ジオキシド７．８６ｇ（純度９８．１％、０．０４１ｍｏｌ）を得た。なお、５−ノルボルネン−２−スルホニルクロリドに対する生成物の収率は４６．８％であった。
【００９９】
＜参考例３＞７−オキサ−５−ノルボルネン−２−スルホニルクロリドの合成
攪拌機、温度計を取り付けた内容積５００ｍＬの四つ口フラスコに、フラン１６７ｇ（２．４５ｍｏｌ）を仕込み、別々の滴下漏斗に２−クロロエタンスルホニルクロリド５０．０ｇ（０．３０７ｍｏｌ）、トリエチルアミン３７．５ｇ（０．３７１ｍｏｌ）とフラン３４．１ｇ（０．５０１ｍｏｌ）との混合液をそれぞれ量りとり、内温２５〜２８℃で４時間かけて同時に滴下を行った。滴下終了後、反応混合物を２５〜２８℃で７時間攪拌した後、水１２５ｇを添加し、２層に別れた下層（この下層を「有機層Ｅ」とも称する）を分離した。有機層ＥをＨＰＬＣで分析したところ、７−オキサ−５−ノルボルネン−２−スルホニルクロリドを４８．３ｇ（０．２４８ｍｏｌ）含んでいた。なお、２−クロロエタンスルホニルクロリドに対する７−オキサ−５−ノルボルネン−２−スルホニルクロリドの収率は８０．８％であった。また、有機層Ｅに含まれる７−オキサ−５−ノルボルネン−２−スルホニルクロリドのエンド／エキソ比は６９／３１であった。
【０１００】
＜実施例３＞塩基として水酸化ナトリウムを用いた２−ヒドロキシ−４、８−ジオキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０３，７］ノナン  ５，５−ジオキシドの合成
攪拌機、温度計、滴下漏斗を取り付けた内容積１Ｌの三つ口フラスコに、水２２１．４ｇを入れ、２０℃以下に冷却した。攪拌しながら、水酸化ナトリウム２４．６ｇ（０．６１４ｍｏｌ）を内温が２０℃以下になるように入れた。上記参考例３で得た「有機層Ｅ」（７−オキサ−５−ノルボルネン−２−スルホニルクロリド（エンド／エキソ比＝６９／３１）を４８．３ｇ（０．２４８ｍｏｌ）含む）を滴下漏斗にとり、これを反応系の内温が１６〜１９℃の範囲となるように、４時間かけて反応系に滴下した。滴下終了から１時間後に反応液をＨＰＬＣで分析したところ、７−オキサ−５−ノルボルネン−２−スルホニルクロリドは完全に消失していた。反応液を１Ｌの分液漏斗に移して１時間静置した後、２層に別れた下層を分離し、減圧下、４０℃にてフランを除去した（ここで得られた液を「濃縮液Ｆ」とも称する）。なお、濃縮液Ｆに含まれる７−オキサ−５−ノルボルネン−２−スルホン酸ナトリウム塩のエンド／エキソ比は３９／６１であった。
【０１０１】
攪拌機、温度計、滴下漏斗を取り付けた内容積５００ｍＬの三つ口フラスコに、上記で得た「濃縮液Ｆ」を全て入れ、１０℃に冷却した。滴下漏斗に９９％ギ酸３０．０ｇ（０．６４５ｍｏｌ）を量りとり、これを反応系の内温が１５〜１８℃の範囲となるように反応系に滴下した。その後、加熱して反応系の内温を３４〜３５℃とし、別の滴下漏斗に量りとった３０％過酸化水素水４５．２ｇ（０．３９９ｍｏｌ）を３時間かけて反応系に滴下した。なお、滴下終了後も反応系の内温を３５℃前後に維持した。滴下終了から４０時間後に反応液をＨＰＬＣで分析したところ、７−オキサ−５−ノルボルネン−２−スルホン酸ナトリウム塩の変換率は９８．１％であった。反応液を２０℃まで冷却した後、デンプン紙により過酸化水素が検出されなくなるまで、反応系の内温が２０〜２５℃の範囲となるように亜硫酸ナトリウムをゆっくり反応系に添加した。次いで、反応系の内温が２０〜２５℃の範囲となるように、３０％水酸化ナトリウム水溶液をゆっくり反応系に添加して、反応液のｐＨを６．８とした。酢酸エチル１００ｇで３回抽出を行い、得られた有機層を合わせ、水５０ｇで洗浄した後、白色固体の生成が見られるまで減圧濃縮した。酢酸エチル２０ｇを追加し、６０℃に加温した状態でイソプロピルエーテルを４０ｇ入れてから、１℃まで約１５℃／時の速度で冷却して、生成物の結晶を析出させた。析出した結晶を濾過した後、濾別した結晶を１℃のイソプロピルエーテル４０ｇで洗浄し、３０℃で２時間減圧下で乾燥することで、２−ヒドロキシ−４、８−ジオキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０３，７］ノナン  ５，５−ジオキシド６．８４ｇ（純度９８．９％、０．０３５ｍｏｌ）を得た。なお、７−オキサ−５−ノルボルネン−２−スルホニルクロリドに対する生成物の収率は１４．２％であった。
【０１０２】
＜比較参考例１＞５−ノルボルネン−２−スルホン酸メチルの合成
Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．，７７（７），２９１−３０２（１９６５）に記載された合成例に準じて、ビニルスルホン酸メチルを合成した。具体的には、まず、攪拌機、温度計、滴下漏斗を取り付けた内容積２Ｌの四つ口フラスコに、窒素雰囲気下、２−クロロエタンスルホニルクロリド３２６．０ｇ（２．００ｍｏｌ）を入れ、氷浴にて冷却し、次いで２５質量％ナトリウムメトキシド（メタノール溶液）８６４．３ｇ（４．００ｍｏｌ）を滴下漏斗から反応系の内温が２〜５℃の範囲となるように滴下した。滴下終了後、氷浴を外して室温にて１時間攪拌した。反応液を濾過し、濾液を減圧濃縮して、濃縮物を単蒸発操作することにより、ビニルスルホン酸メチル１９７．２ｇ（純度９７．３％、１．５７１ｍｏｌ）を得た。なお、２−クロロエタンスルホニルクロリドに対するビニルスルホン酸メチルの収率は７８．５％であった。
【０１０３】
次に、特開２００７−３１３５５に記載された実施例１に準じて、５−ノルボルネン−２−スルホン酸メチルを合成した。攪拌機、温度計、還流管を取り付けた内容積５Ｌの四つ口フラスコに、トルエン２０００ｇ、シクロペンタジエン２２５ｇ（３．４０ｍｏｌ）、次いでビニルスルホン酸メチル１００ｇ（純度９７．３％、０．８２ｍｏｌ）を入れ、攪拌および加熱を開始し、還流下に４時間反応させた。反応液を減圧濃縮することにより、５−ノルボルネン−２−スルホン酸メチル１２８．８ｇ（純度は、ガスクロマトグラフィ分析におけるピーク面積百分率として９２．１％であった）を得た。
【０１０４】
＜比較例１＞２−ヒドロキシ−４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０３，７］ノナン  ５，５−ジオキシドの合成
特開２００７−３１３５５に記載された実施例１に準じて、２−ヒドロキシ−４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０３，７］ノナン  ５，５−ジオキシドを合成した。具体的には、まず、攪拌機、温度計、滴下漏斗を取り付けた内容積５Ｌの四つ口フラスコに、上記比較参考例１で得た５−ノルボルネン−２−スルホン酸メチル１２８．８ｇ（純度９２．１％）、および塩化メチレン２６５０ｇを入れた。氷浴により冷却した状態で、攪拌下にｍ−クロロ過安息香酸２００．０ｇを反応系の内温が５℃以上にならないようにゆっくり投入した。５−ノルボルネン−２−スルホン酸メチルの消失を確認した後、２０質量％亜硫酸ナトリウム水溶液６８７．１ｇを反応系の内温が５〜１０℃の範囲となるように滴下した。その後、有機層を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液５００ｇで３回洗浄した。得られた有機層を減圧濃縮することにより、５，６−エポキシノルボルナン−２−スルホン酸メチル１２５．９ｇ（純度は、ガスクロマトグラフィ分析におけるピーク面積百分率として８７．２％であった）を得た。
【０１０５】
攪拌機、温度計、滴下漏斗を取り付けた内容積２Ｌの四つ口フラスコに、５ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液４００ｍＬを入れた。水浴で冷却しながら、５，６−エポキシノルボルナン−２−スルホン酸メチル１２５．９ｇ（純度８７．２％）を滴下漏斗から反応系の内温が３０℃を超えないように滴下し、滴下終了から５時間室温で攪拌した。その後、氷浴で冷却しながら５ｍｏｌ／Ｌ塩酸４００ｍＬを、反応系の内温が３０℃を超えないように滴下して、反応系を中和した。塩化メチレン８００ｇで３回抽出し、得られた有機層を合わせて減圧濃縮し、濃縮物６５．９ｇを得た。
【０１０６】
得られた濃縮物について、酢酸エチル、酢酸エチル−イソプロピルエーテル混合溶液、メタノール−イソプロピルエーテル混合溶媒など種々の溶媒を用いて結晶化を試みたが、結晶体は得られなかった。続いて、得られた濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィ（展開溶媒は、ヘキサン：酢酸エチル＝１：１（体積比））にて精製することにより、２−ヒドロキシ−４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０３，７］ノナン  ５，５−ジオキシド３９．８ｇ（純度９９．２％、０．２１４ｍｏｌ）を得た。なお、５−ノルボルネン−２−スルホン酸メチルに対する生成物の収率は３４．０％であった。
【０１０７】
上述した実施例１および２、並びに比較例１に示す結果から、本発明の製造方法によれば、高純度で工業的に入手可能な原料から、高純度の２−ヒドロキシ−４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０３，７］ノナン  ５，５−ジオキシド誘導体が高収率で工業的に製造されうることが示される。