(57)【要約】【課題】３−ヒドロキシスルフォランのカルボン酸エステルを高収率、高純度で製造する方法を提供する。【解決手段】３−ヒドロキシスルフォラン（Ｉ）とカルボン酸エステル（ＩＩ）からエステル交換反応により３−ヒドロキシスルフォランのエステル（ＩＩＩ）を製造する。2007153763.tif 000012〔式中、Ｒ1は水素、或いは直鎖または分岐状の炭素数１〜１０のアルキル基、Ｒ2は直鎖または分岐状の炭素数１〜１０のアルキル基を示す〕【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）下記式（Ｉ）
【化１】
2007153763.tif 000007
で表される３−ヒドロキシスルフォランと一般式（ＩＩ）
【化２】
2007153763.tif 000008
〔式（ＩＩ）中、Ｒ1は水素、或いは直鎖または分岐状の炭素数１〜１０のアルキル基、Ｒ2は直鎖または分岐状の炭素数１〜１０のアルキル基を示す〕
で表されるカルボン酸エステルからエステル交換反応により一般式（ＩＩＩ）
【化３】
2007153763.tif 000009
〔式（ＩＩＩ）中、Ｒ1は式（ＩＩ）中のＲ1と同じ意味を示す〕
で表される３−ヒドロキシスルフォランのエステル製造方法。
【請求項２】
式（ＩＶ）
【化４】
2007153763.tif 000010
で表されるスルフォレンをアルカリ水溶液で処理するアルカリ処理工程、該アルカリ処理工程後の反応液を酸で中和後に濃縮して濃縮液を得る第一の濃縮工程、前記濃縮液と有機溶剤を接触させ、３−ヒドロキシスルフォランを含む抽出液と塩とを分離する抽出工程、前記抽出液を濃縮する第２の濃縮工程を行う３−ヒドロキシスルフォランの製造方法。
【請求項３】
３−ヒドロキシスルフォランが式（ＩＶ）
【化５】
2007153763.tif 000011
で表されるスルフォレンをアルカリ水溶液で処理するアルカリ処理工程、反応液を酸で中和後に濃縮して濃縮液を得る第一の濃縮工程、前記濃縮液と有機溶剤を接触させ、３−ヒドロキシスルフォランを含む抽出液と塩とを分離する抽出工程、前記抽出液を濃縮する第２の濃縮工程を順次行い製造したものであることを特徴とする請求項１に記載のエステル製造方法。
【請求項４】
さらに、３−ヒドロキシスルフォランのエステルを有機溶媒、或いは含水有機溶媒で再結晶した後に水で洗浄して精製することを特徴とする請求項１又は３に記載のエステル製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３−ヒドロキシスルフォランとカルボン酸エステルのエステル交換反応により一般式（ＩＩＩ）で示される３−ヒドロキシスルフォランのエステルを製造する方法に関するものである。また、スルフォレン（３−スルフォレン）から３−ヒドロキシスルフォランを製造する方法に関する。
【０００２】
【化１】
2007153763.tif 000002
〔式（ＩＩＩ）中、Ｒ1は水素、または直鎖もしくは分岐状の炭素数１〜１０のアルキル基を示す〕
【背景技術】
【０００３】
一般式（ＩＩＩ）で示される３−ヒドロキシスルフォランの不飽和カルボン酸エステル類、中でもアクリル酸エステルやメタクリル酸エステルは、含硫黄モノマーとして単独重合、或いは他のモノマー類と共重合して誘電性、屈折率などの高いのポリマーや抗炎症効果のある医療用接着剤として利用されている。
【０００４】
スルフォランの不飽和カルボン酸エステルの製造方法としては、３−ヒドロキシスルフォラン（スルフォランアルコール）を蒸留精製した後、メタクリル酸クロリドと反応させて３−メタクリルオキシスルフォランを製造する方法が特許文献１に開示されている。
【０００５】
また、スルフォランアルコールの合成方法としては、スルフォレンをアルカリ水溶液中で１０日ほど処理して水和し、反応後に水を留去して合成する方法が知られている（非特許文献１）。
【０００６】
また、カルボン酸エステルではないが、非特許文献２には、精製したスルフォランアルコールとリン酸無水物からスルフォランアルコールのリン酸エステルの合成法が報告されている。同様に、非特許文献３には、精製したスルフォランアルコールとアルキルクロロホルメートからスルフォランアルコールアルキルホルメートの合成法が報告されている。
【０００７】
更に、非特許文献４には、スルフォランアルコールとピロリン酸クロリドからスルフォランアルコールの亜リン酸エステルの合成が報告され、特許文献２には、スルフォレンをアルカリ処理して蒸留精製したスルフォランアルコールにアリルクロロカルボネートを反応させて３−アリルカルボニルオキシスルフォランを製造する方法が開示されている。
【０００８】
特許文献３にはスルフォレンをアルカリ水溶液で処理した後に水濃縮で得られた粗３−ヒドロキシスルフォランに、メタクリル酸クロリドを反応させても３−メタクリロキシスルフォランを製造できることが開示されている。
【０００９】
これらの例では、２級のアルコールを有するスルフォランアルコールは、一般的に１級アルコールに比べて反応しにくいことから、エステルを効率良く合成するために、酸クロリドや酸無水物などカルボン酸の反応性を活性化する必要があった。その結果、コストが高くなり、安価に提供するための一般的な工業的製造法としては採用しがたい。
【００１０】
一方、特許文献４には、ベンゼン中で硫酸を触媒に、スルフォランアルコールとカプロン酸から脱水エステル化でスルフォランアルコールのカプロン酸エステルを製造する方法が開示されている。
【００１１】
また、特許文献５には、ｐ−トルエンスルフォン酸を触媒に、スルフォランアルコールとメタクリル酸からトルエン中で脱水エステル化によりスルフォランアルコールのメタクリル酸エステルを製造する方法が開示されている。
【００１２】
これらのエステル化反応は工業的な製造方法ではあるが、反応性に乏しいスルフォランアルコールのエステル化反応を実用的な反応速度で進めるために触媒量を多くしたり、反応温度を高くしたりする必要があった。しかしながら、目的とするエステルが重合の危険性のあるモノマー類の場合、高温でのエステル化反応時には重合禁止剤を大量に投入する必要があるため、反応終了後にはその除去が問題となり、工業的な製造方法としては必ずしも十分な方法ではなかった。
【特許文献１】ＳＵ４１３７７３
【特許文献２】ＵＳ２４４５７９９
【特許文献３】ＲＵ２１２３００３
【特許文献４】ＵＳ２４５１２９９
【特許文献５】ＷＯ９６／２３５３２
【非特許文献１】Ｃｈｅｍｉｃｋｅ  Ｌｉｓｔｙ  ｐｒｏ  Ｖｅｄｕ  ａ  Ｐｒｕｍｙｓｌ，１９５８，５２，２３３４
【非特許文献２】Ｚｈｕｒｍａｌ  Ｏｂｓｈｃｈｅｌ  Ｋｈｉｍｉｉ，（１９７４），４４（３），７０６−７
【非特許文献３】Ｕｋｒａｉｎｓｋｉｉ  Ｋｈｉｍｉｃｈｅｓｋｉｉ  Ｚｈｕｒｍａｌ  （Ｒｕｓｓｉａｎ  Ｅｄｉｔｉｏｎ），  １９８０，  ４６（１２），  １２９４−３０１
【非特許文献４】Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｃｚｅｃｈｏｓｌｏｖａｋ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  （１９６２），  ２７，  ２４０４−７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、３−ヒドロキシスルフォランの不飽和カルボン酸エステルを高収率、高純度で製造する方法を提供し、さらには、生成した３−ヒドロキシスルフォランのカルボン酸エステルの精製方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、下記式（Ｉ）
【００１５】
【化２】
2007153763.tif 000003
で表される３−ヒドロキシスルフォランと一般式（ＩＩ）
【００１６】
【化３】
2007153763.tif 000004
【００１７】
〔式（ＩＩ）中、Ｒ1は水素、或いは直鎖または分岐状の炭素数１〜１０のアルキル基、Ｒ2は直鎖または分岐状の炭素数１〜１０のアルキル基を示す〕
で表されるカルボン酸エステルからエステル交換反応により一般式（ＩＩＩ）
【００１８】
【化４】
2007153763.tif 000005
【００１９】
〔式（ＩＩＩ）中、Ｒ1は式（ＩＩ）中のＲ1と同じ意味を示す〕で表される３−ヒドロキシスルフォランのエステルを製造する方法に関する。
【００２０】
また、本発明は、式（ＩＶ）
【００２１】
【化５】
2007153763.tif 000006
【００２２】
で表されるスルフォレンをアルカリ水溶液で処理するアルカリ処理工程、該アルカリ処理工程後の反応液を酸で中和後に濃縮して濃縮液を得る第一の濃縮工程、前記濃縮液と有機溶剤を接触させ、３−ヒドロキシスルフォランを含む抽出液と塩とを分離する抽出工程、前記抽出液を濃縮する第２の濃縮工程を行う３−ヒドロキシスルフォランの製造方法に関する。
【００２３】
また、本発明は前記エステル交換工程で使用する３−ヒドロキシスルフォランが、前記の３−ヒドロキシスルフォランの製造により製造したものであることを特徴とし、また、生成した３−ヒドロキシスルフォランの粗製エステルを有機溶媒、或いは含水有機溶媒で再結晶した後に水で洗浄して精製することを特徴とする３−ヒドロキシスルフォランのエステル製造法に関するものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、式（Ｉ）の３−ヒドロキシスルフォランと一般式（ＩＩ）で表されるカルボン酸エステルとをエステル交換反応させることにより、比較的低温で、しかも過剰の触媒や重合禁止剤を使用することなく、目的とする一般式（ＩＩＩ）の３−ヒドロキシスルフォランのエステルが高収率、高純度で得られることから、工業的に有用な方法である。
【００２５】
又、本発明によれば、式（ＩＶ）で示されるスルフォレンをアルカリ水溶液で水和処理し、酸で中和後に濃縮し、アセトンで洗浄して塩と分離してから濃縮することにより、不純物の少ない式（Ｉ）の３−ヒドロキシスルフォランが得られる。そのため、得られた３−ヒドロキシスルフォランを用いると、エステル交換反応またはエステル化反応を系が重合することなく進行させることができる。
【００２６】
さらに本発明によれば、エステル交換反応後の粗製の３−ヒドロキシスルフォランのエステルを、有機溶媒、或いは含水有機溶媒で再結晶した後に水で洗浄して精製することにより、安価で安全に純度の高い３−ヒドロキシスルフォランのエステルを得ることができる。又、有機溶剤のみでの再結晶、洗浄に比較して、有機溶剤或いは含水有機溶媒から再結晶し、水洗浄を行うことで、精製による目的物のロスが少ないという効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明について詳しく説明する。
【００２８】
一般式（ＩＩ）及び（ＩＩＩ）において、Ｒ1は、水素または直鎖状あるいは分岐状の炭素数１〜１０のアルキル基を表し、Ｒ2は直鎖状あるいは分岐状の炭素数１〜１０のアルキル基を表す。Ｒ1やＲ2の表す直鎖状あるいは分岐状の炭素数１〜１０のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等が挙げられる。実用的に考えると、Ｒ1は水素又は炭素数１〜３のアルキル基であることが好ましく、Ｒ2は炭素数１〜３のアルキル基であることが好ましく、中でもＲ1，Ｒ2共にメチル基が最も好ましい。
【００２９】
本発明の製造方法では、３−ヒドロキシスルフォランとカルボン酸エステルとの間で行うエステル交換反応を主とするものであるが、
（１）原料である式（ＩＶ）のスルフォレンを水和して３−ヒドロキシスルフォランを得る水和工程、
（２）３−ヒドロキシスルフォランとカルボン酸エステルとの間でエステル交換反応を行い、粗製の３−ヒドロキシスルフォランのエステルを得るエステル交換工程、
（３）前記粗製エステルを精製して精製エステルを得る精製工程、
を含む。
【００３０】
＜（１）水和工程＞
まず、水和工程について説明する。水和工程では、原料のスルフォレンをアルカリ水溶液で水和するアルカリ処理工程、該アルカリ処理工程後の反応液を酸で中和後に濃縮して濃縮液を得る第一の濃縮工程、前記濃縮液と有機溶剤を接触させ、３−ヒドロキシスルフォランを含む抽出液と塩とを分離する抽出工程、前記抽出液を濃縮する第２の濃縮工程を行って３−ヒドロキシスルフォランを得る。
【００３１】
原料とする式（ＩＶ）のスルフォレンは、防菌剤、防カビ剤用原料として一般に工業的に入手できるものであり、入手可能なものであれば、制限なく使用できる。スルフォレンの水和反応は、アルカリ水溶液中にスルフォレンを溶解し、室温から８０℃までの温度で１〜４８時間攪拌することによって達成できる。
【００３２】
（アルカリ処理工程）
使用するアルカリ水溶液は、苛性ソーダ、苛性カリ、苛性カルシウムなどの苛性アルカリの水溶液が使用できるが、コスト的、実用的に考え、また反応の効率から考えると、苛性ソーダ水溶液が最も好ましい。アルカリ水溶液の濃度は、１規定から１０規定までの何れの濃度でも水和反応に供することができるが、扱いの良さや副反応の抑制、着色の抑制などを考えると、１規定から４規定までが好ましく、中でも２〜３規定で実施するのが最も好ましい。
【００３３】
反応温度は、アルカリ水溶液の濃度にも依存するが、室温から８０℃までの範囲内で実施するのが好ましい。反応温度が室温未満になると反応速度が極端に遅くなり、実用的な反応条件とは言いがたい。一方、反応温度が８０℃を超えると、原料のスルフォレンがブタジエンと亜硫酸ガスに分解し、ブタジエンのオリゴマーまたはポリマー等の副生物が生成し、重合を促進するので好ましくない。実用的な反応温度は、室温から６０℃に設定するのが好ましく、反応による着色を抑制することを考えると、室温から４０℃の間で実施するのが最も好ましい。
【００３４】
反応時間は、１〜４８時間の間で設定することが好ましく、反応の効率、経済性を考えると、５〜３０時間の間で設定するのがより好ましく、実用的には１２〜２４時間の間で設定するのが最も好ましい。
【００３５】
アルカリの使用量は、スルフォレンに対して０．５倍モルから１０倍モルの間で設定するのが好ましく、反応の効率、コストを考えると、スルフォレンに対して１倍モルから５倍モルに設定するのがより好ましく、更に副反応の抑制、反応時間の短縮化などを考えると、１倍モルから３倍モルの間に設定するのが最も好ましい。
【００３６】
（中和工程）
水和反応が終了したら、酸で中和する。
【００３７】
アルカリを中和する酸は、塩酸、硫酸、燐酸、酢酸、硝酸など何れの酸も使用することが可能であるが、目的物である３−ヒドロキシスルフォランと中和塩との分離性、作業性などを考えると、塩酸や硫酸が最も好ましい。
【００３８】
中和の終点は、ｐＨ５からｐＨ８の間に設定することが好ましく、ｐＨ６から７の間に設定するのが最も好ましい。ｐＨが８を超えると反応液が着色しやすい傾向にあり、逆に中和液がｐＨ５よりも酸性側に寄り過ぎると、３−ヒドロキシスルフォランの脱水反応によりスルフォレンの異性体である２−スルフォレンが副生する傾向にある。
【００３９】
（第一の濃縮工程）
中和後は、ほとんどの水分を減圧にて留去する。濃縮時の温度は５０℃から１００℃の間が好ましく、５０℃から約８０℃の間に設定するのより好ましい。
【００４０】
水和反応が完全に進行している場合には、原料スルフォランの除去を考える必要は無いが、水和反応で原料が残っている場合には、原料スルフォランを熱分解やシリカゲルクロマト等の方法で除去することが好ましい。コストの低い点で、原料スルフォレンの分解する８０〜１００℃の温度で減圧しながら熱分解することが好ましい。原料スルフォレンの熱分解を行う時期に制限はないが、熱分解させて生成したブタジエンが重合する可能性が低い点で、後述する第二の濃縮工程の後に、減圧しながら熱分解することが好ましい。
【００４１】
（抽出工程）
濃縮後に、３−ヒドロキシスルフォランを溶かし、中和塩は溶かさない有機溶剤で濃縮液を洗浄、ろ過することにより、中和塩と３−ヒドロキシスルフォランを分離することができるが、このような溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールなどのアルコール類、テトラヒドロフラン、ｔ−ブチルメチルエーテル、ジイソプロピルエーテルなどのエーテル類、酢酸エチルなどのエステル類、アセトニトリルなどのニトリル類などが挙げられる。
【００４２】
中和後の濃縮液には若干の水分が残っていること、回収した３−ヒドロキシスルフォランはエステル交換反応に供されること、コスト的に優位なことなどを考えると、アセトンなどのケトン類、テトラヒドロフランなどのエーテル類が洗浄用溶剤としては好ましいが、更に使いやすさから考えると、アセトンが最も好ましい。
【００４３】
（第二の濃縮工程）
濃縮液をアセトンなどの有機溶剤で洗浄、ろ過した後にろ液を濃縮することで粗製の３−ヒドロキシスルフォランが得られる。この粗製の３−ヒドロキシスルフォランは、薄膜蒸留などで精製することも可能であるが、エステル交換反応に供するのに十分な純度を有しているのでそのままエステル交換反応に使用することが可能である。
【００４４】
＜（２）エステル交換工程＞
次に、エステル交換工程について説明する。エステル交換反応は、３−ヒドロキシスルフォランに含まれる水を脱水後に原料エステルに溶解し、エステル交換触媒を加えて加熱する。この際、反応の進行と同時に原料エステル由来のアルコールが副生するが、この副生アルコールを除去しながらエステル交換反応を進めることが好ましい。反応率が所定の値に達したら反応液を冷却し、反応を停止する。その後、未反応３−ヒドロキシスルフォランの除去およびエステル交換触媒の除去・失活を行い、反応液から原料のカルボン酸エステルおよび有機溶剤を留去・濃縮して目的の３−ヒドロキシスルフォランの（粗製）エステルを得る。
【００４５】
一般式（ＩＩ）で示される原料エステルとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチルなどのアクリル酸エステル類、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチルなどのメタクリル酸エステル類、α−エチルアクリル酸メチル、α−エチルアクリル酸エチル、α−エチルアクリル酸プロピルなどのα−エチルアクリル酸エステル類などが例示される。
【００４６】
３−ヒドロキシスルフォランに含まれる水の脱水は、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、メチルエチルケトン、１，４−ジオキサン、ヘキサン、シクロヘキサン、四塩化炭素、１，２−ジクロロエタン、ブチロニトリルなどの水と共沸する有機溶剤を用いて実施することも可能であるが、例えば、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチルなど原料エステルが水と共沸する場合には、粗３−ヒドロキシスルフォランをこれらの原料エステルに溶解させた後に共沸により脱水してから、触媒を添加してエステル交換反応を始めることも可能である。エステル交換反応開始時の系内の水分は、３００ｐｐｍ以下であることが好ましく、触媒の有効利用という観点から考えると、１５０ｐｐｍ以下であることがより好ましい。
【００４７】
エステル交換反応における原料エステルの使用量は、３−ヒドロキシスルフォランに対して２倍モルから２０倍モルまでの範囲内が好ましい。副生するアルコールの除去が共沸によらず容易に除去できるのであれば、原料エステルの量が少なくてもエステル交換反応は十分進むが、アクリル酸エチルとエタノール、メタクリル酸メチルとメタノールのように、副生アルコールを原料エステルとの共沸により除去する場合には、原料エステルの量が少ないと副生するアルコールを十分除くことができないので反応率が低下する危険性がある。原料エステルを２０倍モル以上使用すると、原料エステルが不足する危険性は無いが、エステル交換反応の釜効率が悪くなり、コストアップにも繋がるので好ましくない。従って、原料エステルの使用量は３−ヒドロキシスルフォランの３倍モルから１０倍モルの間が最も好ましい。
【００４８】
エステル交換反応の触媒としては、ジｎ−ブチルスズオキシド、ジｎ−オクチルスズオキシド、ジｎ−ブチルスズジメトキシド、ジｎ−ブチルスズジアクリレート、ジｎ−ブチルスズジメタクリレート、ジｎ−ブチルスズジラウレートなどの有機錫化合物、ナトリウムメトキシド、リチウムエトキシド、チタンテトラブトキシド、チタンテトラメトキシド、チタンテトライソプロポキシド、チタンテトラエトキシド、テトラキス（２−エチルヘキシルオキシ）チタン、チタンテトラステアリルオキシドなどの金属アルコキシド類が挙げられるが、反応操作上の優位性、入手しやすさなどから考えると、ジブチルスズオキシド、チタンテトラメトキシドが最も好ましい。
【００４９】
触媒の使用量は、３−ヒドロキシスルフォランに対して０．０１モル％から５モル％までの間が好ましく、コスト、触媒の処理のし易さなどから考えると、０．１モル％から２モル％の範囲内で設定することがより好ましい。反応し難い２級アルコールを有する３−ヒドロキシスルフォランのエステル交換反応であることを考えて、エステル交換反応を１日から２日という実用的な時間で終了するためには、触媒の使用量は、０．５モル％から２モル％の範囲内で実施することが最も好ましい。
【００５０】
重合性の原料エステルや生成物である一般式（ＩＩＩ）で示される３−ヒドロキシスルフォランのエステルの重合を防止するために、反応系内に重合防止剤を添加することが好ましい。重合防止剤の種類は、特に限定されないし、その１種類を用いても２種類以上を用いても良い。
【００５１】
重合防止剤としては、ハイドロキノン、ｐ−メトキシフェノール、２，４−ジメチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール、ｔｅｒｔ−ブチル−カテコール、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール、ペンタエリスリトールテトラキス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシヒドロシンナメイト）、２−ｓｅｃ−ブチル−４，６−ジニトロフェノールなどのフェノール系化合物、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルパラフェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジ−２−ナフチルパラフェニレンジアミン、Ｎ−フェニレン−Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）パラフェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（１，４−ジメチルフェニル）−パラフェニレンジアミン、Ｎ−（１，４−ジメチルフェニル）−Ｎ’−フェニル−パラフェニレンジアミンなどのアミン系化合物、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−Ｎ−オキシル、４−ベンゾイルオキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−Ｎ−オキシル、ビス（１−オキシル−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−４−イル）セバケイトなどのＮ−オキシル系化合物、銅、塩化銅（ＩＩ）、塩化鉄（ＩＩＩ）などの金属化合物などが挙げられる。
【００５２】
重合防止剤の使用量は、適時決めれば良いが、使用する原料エステルに対して１００ｐｐｍ以上が好ましく、十分な重合防止効果を得るには５００ｐｐｍ以上がより好ましい。一方、コスト面から考えると重合防止剤の使用量は、１００００ｐｐｍ以下であることが好ましく、製品の着色、使用場面での便宜性などを考えると、５０００ｐｐｍ以下であることがより好ましい。
【００５３】
また、重合を防止するためにエステル交換反応液中に空気などの酸素含有ガスをバブリングすることも好ましく、導入する空気などの酸素含有ガスの量は、所望の重合防止効果が得られるように適時設定できる。例えば、酸素含有ガスとして空気を用いる場合、使用する原料エステル１モルに対して０．５〜３．０ｍｌ／ｍｉｎでバブリングすることが好ましい。エステル交換反応液に重合防止剤を添加し、併せて反応液中に空気などの酸素含有ガスを導入しながら反応を行うことは、重合防止効果の増幅という観点から特に好ましい。
【００５４】
エステル交換反応は、通常バッチ式反応器で触媒を含む反応液を攪拌しながら反応を進行させるために、副生するアルコール（Ｒ2ＯＨ）を系外に除去しながら反応を進めるが、連続式反応器で反応を行うこともできる。
【００５５】
エステル交換反応を行う際の反応圧力は、特に限定されず、減圧、常圧、加圧の何れの圧力下においても実施することができる。
【００５６】
反応温度は、反応の際の反応圧力にも依るが、常温から１５０℃の間が好ましく、副生するアルコール（Ｒ2ＯＨ）を除去し、より高い反応速度を得るためには、６０〜１５０℃の間で設定するのがより好ましい。
【００５７】
エステル交換の反応時間は、１〜５０時間の間で設定することが好ましく、実用的、効率的立場から５〜３６時間の間に設定するのがより好ましい。
【００５８】
エステル交換反応の終了後は、用いた触媒の種類により異なるが、基本的には触媒を失活させ、未反応の３−ヒドロキシスルフォランを回収し、生成した一般式（ＩＩＩ）で示す３−ヒドロキシスルフォランのエステルを精製する。
【００５９】
後処理の方法は、エステル交換反応に用いた触媒の種類によって異なる。金属アルコキシド類の場合には、反応液を攪拌しながら３０℃〜５０℃に冷却した後に、添加した触媒とほぼ当量の水を反応液中に添加して、触媒を金属酸化物に変えて失活させる。添加終了後に１〜５時間攪拌を続け、反応液温を室温まで下げる。生成した金属酸化物は、遠心ろ過、加圧ろ過などの手段で除去し、反応液から過剰に用いた原料エステルを必要に応じて常圧、または減圧で留去する。濃縮された反応液は、有機溶剤、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、その他のアルキルベンゼンなどの芳香族系溶剤、四塩化炭素、クロロホルム、ジクロロエタンなどの塩素系溶剤、ｔ−ブチルメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、１，４−ジオキサンなどのエーテル系溶剤などで希釈し、希釈した反応液は、塩析効果を高めるために食塩、硫酸アンモニウム、硫酸ナトリウムなどの無機塩を５〜３０％溶解した水で洗浄して反応液中の未反応３−ヒドロキシスルフォランを回収する。
【００６０】
エステル交換反応の触媒が、錫化合物の場合、反応液を攪拌しながら室温まで冷却し、必要に応じて、金属アルコキシド類の場合と同様に有機溶剤で希釈し、塩析効果を高めるために食塩、硫酸アンモニウム、硫酸ナトリウムなどの無機塩を５〜３０％溶解した水で反応液を洗浄し、反応液中の未反応３−ヒドロキシスルフォランを回収すると共に触媒を洗浄除去する。
【００６１】
斯様にして反応液中から未反応３−ヒドロキシスルフォランと触媒を除去した反応液、あるいは反応液の希釈液から、減圧または常圧で原料エステルと有機溶剤を留去、濃縮することによって粗製の一般式（ＩＩＩ）で示される３−ヒドロキシスルフォランのエステルを得ることができる。
【００６２】
＜（３）精製工程＞
最後に、精製工程について説明する。一般式（ＩＩＩ）で示される粗製の３−ヒドロキシスルフォランのエステルは、通常常温では固体になるが、減圧蒸留、再結晶など通常の精製方法によって精製することができる。
【００６３】
一般式（ＩＩＩ）で示される粗製の３−ヒドロキシスルフォランのエステルの減圧蒸留は、重合禁止剤を添加して、空気など酸素含有ガスを適時導入しながら１．３ｋＰａ（１０ｍｍＨｇ）以下の真空度で実施するのが好ましく、特に重合性が高い場合には薄膜蒸留など熱履歴が余りかからない蒸留方法を選択することが特に好ましい。
【００６４】
一般式（ＩＩＩ）で示される粗製の３−ヒドロキシスルフォランのエステルの再結晶による精製は、室温から４０℃の間で当該エステルを溶解し、室温以下に冷却することによって結晶を析出するような有機溶剤を用いることによって行う。再結晶に用いられる溶剤としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノールなどのアルコール類、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族類、酢酸エチル、酢酸ブチル、メタクリル酸メチルなどのエステル類、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ｔ−ブチルメチルエーテルなどのエーテル類を単独または混合して用いるか、再結晶の回収率を向上させるために結晶を溶かしにくいヘキサン、オクタン、ヘプタンなどの炭化水素系溶剤、クロロホルム、ジクロロエタン、ジクロロメタンなどの塩素系溶剤、水などを、アルコール類、芳香族類、エステル類またはエーテル類に混合して用いることも可能である。溶媒の再利用を行いやすい点でアルコール類を単独で使用することが好ましい。また、結晶が析出するときのスラリー濃度を適切に出来る点で、アルコール類と水との混合溶剤が好ましい。スラリー濃度を適切にすることにより粘度の上昇や結晶の成長を抑え、工程通過性をよくすることができる。スラリー濃度は５〜２５％が好ましく、１０〜１５％がより好ましい。
【００６５】
再結晶に際しては、３０℃以上で一般式（ＩＩＩ）で示される粗製の３−ヒドロキシスルフォランのエステルを溶剤に溶かし、それを徐々に冷却して内温が５から１０℃になったら種晶を加えて結晶化を促進することが好ましい。結晶化と共に潜熱により内温が上昇するが、それを冷却して内温が１０℃以下になったら結晶を分離する。結晶の分離は、遠心ろ過器、加圧ろ過器などを用いて行うことができるが、結晶の融点が４０℃前後と全般的に低いので、ろ過ケーキに溶剤が含浸していると結晶温度が室温付近まで上昇した際に結晶が融解するおそれがある。結晶の分離後は溶剤により洗浄を行うが、例えば、ヘキサン、オクタンなどの結晶を溶解しない炭化水素系溶剤で洗浄することは、溶剤の揮発性が高く、静電気などによる発火の危険性もあるので好ましくない。結晶に付着した溶剤の大部分が除去でき、湿結晶の温度が室温付近まで上昇しても融解する可能性がほとんどなくなるため、再結晶後に水に混和または溶解する溶剤を用いて結晶を分離した後に、湿結晶ケーキを水で洗浄することが好ましい。
【００６６】
ろ別・洗浄した結晶は、減圧乾燥、風乾など通常の乾燥方法により乾燥することができるが、得られる結晶の融点が全般的に４０℃前後と低いことから、高温に加熱して乾燥することは避けるべきである。本発明では、室温から３０℃位に加熱して減圧で乾燥することが好ましい。
【実施例】
【００６７】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
【００６８】
＜実施例１＞
（水和工程）
スルフォレン２３７．８ｇ（２モル）を２規定水酸化カリウム水溶液１．５リットルに溶かして室温で一昼夜攪拌した。薄層クロマトグラフで分析すると、原料スルフォレンが殆ど消えていたので反応液を氷水で冷却し、３６％塩酸を２９０ｇ加えてｐＨ６．５程度まで中和した。
【００６９】
中和液を減圧にて５０−６０℃で濃縮し（第１の濃縮工程）、殆どの水を留去した後にアセトン約１リットルを加えて３−ヒドロキシスルフォランを溶解して抽出し、塩を析出させて、加圧ろ過器にてろ別した。抽出液からエバポレーターでろ液からアセトンを４０〜５０℃で留去し（第２の濃縮工程）、更にバス温を８０℃にして減圧にすることで残存する原料を分解して除去し、粗３−ヒドロキシスルフォラン２６５ｇを得た。
【００７０】
（エステル交換工程）
粗３−ヒドロキシスルフォラン１５０ｇを、ガラス製反応器中で薄膜蒸留にて精製して、精製３−ヒドロキシスルフォランを得た。その後、精製３−ヒドロキシスルフォラン１２０ｇと重合禁止剤である４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−Ｎ−オキシル０．５ｇをメタクリル酸メチル１，０００ｇに溶解し、エアーを約２０ｍｌ／ｍｉｎの速度で吹き込みながら１１０℃に熱したオイルバスに浸して約２時間還流しながらディーンスタークで脱水を行い、カールフィッシャー水分計にて反応液中の水分が１００ｐｐｍ以下になっていることを確認した。
【００７１】
メタノールで湿ったチタンテトラメトキシド５ｇを反応液に添加して、エステル交換反応を開始した。１時間反応を行い、反応率が約５０％となったところで、単蒸留方式でメタノールとメタクリル酸メチルの共沸混合液を留出させた。２時間後にチタンテトラメトキシド２．５ｇを追加すると、４時間後に反応率が９０％となったので反応を停止した。この間に留出したメタノールとメタクリル酸メチルの共沸混合液は約２００ｍｌであった。
【００７２】
反応器をオイルバスから取り出し、内温が６０℃位になったところで水１ｇを加えて触媒を失活させ、更に反応液を室温まで冷却してから、ろ過助剤としてセライトを水で懸濁したものをろ紙の上に流してセライトの層を形成させ、そのろ紙で反応液を加圧ろ過した。ろ液を減圧で濃縮し、約半量のメタクリル酸メチルを留去してからトルエン３００ｍｌを加えて反応液を希釈し、飽和食塩水で２回洗浄して未反応のアルコールを除去した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥してから濃縮し、オイル状の粗３−ヒドロキシスルフォランのメタクリル酸エステル１５０ｇを得た。収率約７５％
【００７３】
（精製工程）
得られた粗製の３−ヒドロキシスルフォランのメタクリル酸エステル１５０ｇをイソプロパノール３００ｇに溶解してから５−６℃の冷蔵庫内に放置した。内温が１０℃を切った段階で種晶を加えると結晶化が始まり、更にイソプロパノール溶液を冷却した。約２時間放置した後に加圧ろ過器により結晶をろ過し、フラスコ内に残った結晶は水で洗い出して、ろ過した。得られた結晶を少量の水で洗浄してから室温で減圧乾燥すると、精製エステル１０５ｇが得られた。ＧＬＣで求めた純度は９８％以上であった。
【００７４】
＜実施例２＞
（水和工程）
苛性ソーダ５１ｋｇを水４００ｋｇに溶解して３．１９規定の苛性ソーダ水溶液を調製した。これを約１０℃に冷却し、スルフォレン１００ｋｇを砕きながら溶解させた。この時、溶解熱が発生するので水で内温が３５℃以下になるように冷却しながら反応を進めた。
【００７５】
スルフォレンの添加が終了してから３時間冷却しながら攪拌し、その後は攪拌せずに室温で放置した。一夜放置した後に薄層クロマトグラフで原料の殆どが消費されていることが確認できたので、冷却水で反応液を冷却しながら濃硫酸約６２ｋｇでｐＨ６−６．５に調整した。
【００７６】
中和液を冷却して生成した硫酸ナトリウムをデカンテーションで分けながらエバポレーターに反応液を移し、残った原料を分解する目的で、バス温約８０℃に保ちながら減圧にて濃縮した（第１の濃縮工程）。
【００７７】
残渣にアセトン約６００リットルを加え、生成した３−ヒドロキシスルフォランを抽出すると共に塩を析出させ、ろ布で硫酸ナトリウムを除きながらアセトン溶液をエバポレーターに移して減圧にてアセトンを留去し（第２の濃縮工程）、粗３−ヒドロキシスルフォラン１００ｋｇを得た。これを薄膜蒸留にて精製し、蝋状の精製３−ヒドロキシスルフォラン６０ｋｇを得た。
【００７８】
（エステル交換工程）
メタクリル酸メチル６０ｋｇと、重合禁止剤として４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−Ｎ−オキシル６０ｇを２００リットルの反応釜に仕込み、また精製した３−ヒドロキシスルフォラン２５ｋｇを投入しやすい形に砕いてから、エアーレーションしながら反応液中に投入し、残りのメタクリル酸メチル６０ｋｇを追加した。
【００７９】
反応釜を１１０℃まで加熱して全還流状態にしてメタクリル酸メチルと水の共沸により反応液中の水分を除去した。反応液中の水分が１２０ｐｐｍになったところで一旦反応液の温度を６０℃まで下げ、エステル交換触媒としてチタンテトラブトキシド０．８ｋｇを添加し、反応釜の温度を１１０℃まで上げてエステル交換反応を始めた。
【００８０】
反応初期は、全還流で反応を進めたが、約２時間後には還流比を３／３０（ｓｅｃ）とし、３時間後には５／３０、４時間後には２／１０として副生するメタノールの除去に努めた。適時反応液をガスクロマトグラフィーにて分析しながら反応を進めたが、反応開始５時間の反応率が約５０％と低かったのでチタンテトラブトキシド０．４ｋｇを追加し、６時間後にも更にチタンテトラブトキシド０．４ｋｇを追加した。７時間半後の反応率が７８％であったので反応を終了した。
【００８１】
反応液中のメタクリル酸メチル約８０リットルを減圧にて留去し、得られた濃縮反応液を反応釜から取り出し、水８０ｇを加えてエステル交換触媒を失活させた。反応液中に酸化チタンの沈殿ができたので、ろ過助剤としてセライトを水で懸濁したものをろ紙の上に流してセライトの層を形成させ、そのろ紙で加圧ろ過にて反応液をろ過した。ろ液は再び反応釜に移し、トルエン９０リットルを加えてから飽和食塩水で二回洗浄し、未反応のアルコールを回収した。トルエン相を減圧で濃縮し、粗製の３−ヒドロキシスルフォランのメタクリル酸エステル３６ｋｇを得た。
【００８２】
＜実施例３＞
（精製工程）
実施例１のエステル交換工程で得られた粗製の３−ヒドロキシスルフォランのメタクリル酸エステル５０ｇを、イソプロパノール２５０ｇと水２５０ｇの混合液に溶解してから氷水にて冷却した。内温が１０℃を切った段階で種晶を加えると結晶化が始まり、更に内温が３℃になるまでイソプロパノールと水の混合溶液を冷却した。３℃で約２時間放置した後に加圧ろ過器により結晶をろ過し、フラスコ内に残った結晶は冷水で洗い出して、ろ過した。得られた結晶は少量の冷水で洗浄してから室温で減圧乾燥して精製エステル３５ｇを得た。ＧＬＣで求めた純度は、９８％以上であった。
【００８３】
＜実施例４＞
（エステル交換工程）
ガラス製反応器にメタクリル酸メチル５４ｇ、重合禁止剤として４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−Ｎ−オキシル０．０５ｇおよび実施例１で得られた精製３−ヒドロキシスルフォラン６．３ｇを加えて溶解し、エステル交換触媒としてジブチルスズオキシド０．２ｇを加えてから反応器を１１０℃に加熱したオイルバスに浸して反応液を加熱した。
【００８４】
加熱開始から約２時間でエステル交換反応が始まり、メタノールの副生が見られたので反応器にト字管とリービッヒコンデンサーを付けてメタノールとメタクリル酸メチルの共沸混合液を留出させた。エステル交換反応開始から約６時間で反応率が９５％に達したのでオイルバスから外し、反応液の温度を下げた。反応液温が室温まで下がったのを確認してから反応液を２０％食塩水で洗浄し、未反応アルコールとエステル交換触媒のジブチルスズオキシドを除去した。有機層は硫酸マグネシウムで乾燥してから減圧にて濃縮し、粗製の３−ヒドロキシスルフォランのメタクリル酸エステル９ｇを得た。収率約９０％。
【００８５】
＜比較例１＞
（水和工程）
スルフォレン２３７．８ｇ（２モル）を５０℃に加熱した２規定水酸化カリウム水溶液１．５リットルに一括添加して溶かしたところ反応熱で水溶液の温度が上昇して一時的に８５℃に達したが、空冷で冷却しながら一昼夜攪拌した。反応液は真っ黒になったが、薄層クロマトグラフで分析すると、原料スルフォレンが殆ど消えていたので反応液を氷水で冷却し、濃硫酸の約５３ｇを徐々に加えてｐＨ６程度まで中和した。
【００８６】
中和液にはタール状のポリマーが析出したが、それをろ過した後に減圧にて濃縮し、殆どの水を留去してアセトン約１リットルを加えてスルフォランアルコールを溶解させた。アセトンに不溶の塩は、加圧ろ過器にてろ別した後に、エバポレーターでろ液からアセトンを留去し、更にバス温を８０℃にして減圧にすることで残ったスルフォレンを分解して粗製スルフォランアルコール２３０ｇを得た。
【００８７】
（エステル交換工程）
ガラス製反応器に粗製のスルフォランアルコール１５０ｇと重合禁止剤である４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−Ｎ−オキシル０．５ｇをメタクリル酸メチル１，０００ｇに溶解し、エアーを約２０ｍｌ／ｍｉｎの速度で吹き込みながら１１０℃に熱したオイルバスに浸して約２時間還流しながらディーンスタックで脱水を行い、カールフィッシャー水分計にて反応液中の水分が１００ｐｐｍ以下になっていることを確認した。
【００８８】
メタノールで湿ったチタンテトラメトキシド５ｇを反応液に添加してエステル交換反応を開始した。２時間後に反応液温が急激に上昇し、メタクリル酸メチルが重合し始めて反応液の粘度が上昇したのでオイルバスから反応液を外して反応を中止した。