(57)【要約】  本発明の目的は、２−ヒドロキシ−４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０3,7］ノナン誘導体の原料として有用な新規な脂環式エポキシ化合物を提供することにある。  本発明の脂環式エポキシ化合物は、下記式（１）で表される化合物である。【化１】2018509383.tif 000025［式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4は、同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜６のアルキル基、又はヒドロキシ基が保護基で保護されていてもよく且つハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜６のヒドロキシアルキル基を示す。Ｒ5、Ｒ6、及びＲ7は、同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜６のアルキル基、塩を形成していてもよいカルボキシ基、置換オキシカルボニル基、塩を形成していてもよいスルフィノ基、置換オキシスルフィニル基、塩を形成していてもよいスルホ基、置換オキシスルホニル基、又はシアノ基を示す。Ｑは、炭素数１〜３のアルキル基が１又は２個置換していてもよいメチレン基、酸素原子、又は硫黄原子を示す。ｎは１又は２を示す。Ｘはハロゲン原子を示す。Ｒ1、Ｒ2とエポキシ基の立体的な位置、Ｒ7とＳ（Ｏ）nＸ基の立体的な位置は、それぞれ、エンド、エキソのいずれであってもよい。］
2018509383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（１）
【化１】
2018509383.tif 000019
［式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4は、同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜６のアルキル基、又はヒドロキシ基が保護基で保護されていてもよく且つハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜６のヒドロキシアルキル基を示す。Ｒ5、Ｒ6、及びＲ7は、同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜６のアルキル基、塩を形成していてもよいカルボキシ基、置換オキシカルボニル基、塩を形成していてもよいスルフィノ基、置換オキシスルフィニル基、塩を形成していてもよいスルホ基、置換オキシスルホニル基、又はシアノ基を示す。Ｑは、炭素数１〜３のアルキル基が１又は２個置換していてもよいメチレン基、酸素原子、又は硫黄原子を示す。ｎは１又は２を示す。Ｘはハロゲン原子を示す。Ｒ1、Ｒ2とエポキシ基の立体的な位置、Ｒ7とＳ（Ｏ）nＸ基の立体的な位置は、それぞれ、エンド、エキソのいずれであってもよい。］
で表される脂環式エポキシ化合物。
【請求項２】
Ｑがメチレン基であり、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、及びＲ7が水素原子であり、ｎが２である請求項１に記載の脂環式エポキシ化合物。
【請求項３】
下記式（１）
【化２】
2018509383.tif 000020
［式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4は、同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜６のアルキル基、又はヒドロキシ基が保護基で保護されていてもよく且つハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜６のヒドロキシアルキル基を示す。Ｒ5、Ｒ6、及びＲ7は、同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜６のアルキル基、塩を形成していてもよいカルボキシ基、置換オキシカルボニル基、塩を形成していてもよいスルフィノ基、置換オキシスルフィニル基、塩を形成していてもよいスルホ基、置換オキシスルホニル基、又はシアノ基を示す。Ｑは、炭素数１〜３のアルキル基が１又は２個置換していてもよいメチレン基、酸素原子、又は硫黄原子を示す。ｎは１又は２を示す。Ｘはハロゲン原子を示す。Ｒ1、Ｒ2とエポキシ基の立体的な位置、Ｒ7とＳ（Ｏ）nＸ基の立体的な位置は、それぞれ、エンド、エキソのいずれであってもよい。］
で表される脂環式エポキシ化合物を製造する方法であって、
下記式（２）
【化３】
2018509383.tif 000021
［式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｑ、ｎ、及びＸは、式（１）におけるものと同じ。Ｒ1、Ｒ2の立体的な位置、Ｒ7とＳ（Ｏ）nＸ基の立体的な位置は、それぞれ、エンド、エキソのいずれであってもよい。］
で表される脂環式オレフィン化合物を酸化剤で処理して上記式（１）で表される脂環式エポキシ化合物を生成させることを特徴とする脂環式エポキシ化合物の製造方法。
【請求項４】
酸化剤が、過酸化水素、又は過酸化水素から誘導された過酸である請求項３に記載の脂環式エポキシ化合物の製造方法。
【請求項５】
Ｑがメチレン基であり、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、及びＲ7が水素原子であり、ｎが２である請求項３又は４に記載の脂環式エポキシ化合物の製造方法。
【請求項６】
下記式（４）
【化４】
2018509383.tif 000022
［式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4は、同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜６のアルキル基、又はヒドロキシ基が保護基で保護されていてもよく且つハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜６のヒドロキシアルキル基を示す。Ｒ5、Ｒ6、及びＲ7は、同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜６のアルキル基、塩を形成していてもよいカルボキシ基、置換オキシカルボニル基、塩を形成していてもよいスルフィノ基、置換オキシスルフィニル基、塩を形成していてもよいスルホ基、置換オキシスルホニル基、又はシアノ基を示す。Ｑは、炭素数１〜３のアルキル基が１又は２個置換していてもよいメチレン基、酸素原子、又は硫黄原子を示す。ｎは１又は２を示す。Ｒ1とヒドロキシ基の立体的な位置は、エンド、エキソのいずれであってもよい。］
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］ノナン誘導体を製造する方法であって、
下記式（１）
【化５】
2018509383.tif 000023
［式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｑ、及びｎは、式（４）におけるものと同じ。Ｘはハロゲン原子を示す。Ｒ1、Ｒ2とエポキシ基の立体的な位置、Ｒ7とＳ（Ｏ）nＸ基の立体的な位置は、それぞれ、エンド、エキソのいずれであってもよい。］
で表される脂環式エポキシ化合物を加水分解して、下記式（３）
【化６】
2018509383.tif 000024
［式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｑ、及びｎは、式（４）におけるものと同じ。Ｍは、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、又は第四級アンモニウム基を示す。Ｒ1、Ｒ2とエポキシ基の立体的な位置、Ｒ7とＳ（Ｏ）nＯＭ基の立体的な位置は、それぞれ、エンド、エキソのいずれであってもよい。］
で表される化合物とし、さらに環化反応させて上記式（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］ノナン誘導体を生成させることを特徴とする、２−ヒドロキシ−４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０3,7］ノナン誘導体の製造方法。
【請求項７】
Ｑがメチレン基であり、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、及びＲ7が水素原子であり、ｎが２である請求項６に記載の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、塗料や機能性高分子の原料、医薬、農業その他の精密化学品の原料として用いられる２−ヒドロキシ−４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０3,7］ノナン誘導体を合成するための原料として有用な、新規な脂環式エポキシ化合物及びその製造方法に関する。また、本発明は、上記脂環式エポキシ化合物を原料とする２−ヒドロキシ−４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０3,7］ノナン誘導体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
重合性基を有する４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０3,7］ノナン誘導体は、ポリマー等に誘導した場合に耐薬品性等の安定性を保持しつつ、加水分解性及び加水分解後の水に対する溶解性を向上し得る、高機能性高分子等のモノマー成分等として有用な化合物として知られている（例えば、特許文献１参照）。このような４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０3,7］ノナン誘導体の原料として有用な２−ヒドロキシ−４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０3,7］ノナン誘導体の製造方法として、例えば、スルホニルハライド誘導体を加水分解した後、酸化剤で処理することにより、２−ヒドロキシ−４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０3,7］ノナン誘導体を得る方法が開示されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３１３５５号公報
【特許文献２】特許第５３５２３８７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来、２−ヒドロキシ−４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０3,7］ノナン誘導体の工業的に安全で効率的な製造方法は存在しなかった。特許文献２に記載された方法では、例えば、加水分解のための塩基として水酸化ナトリウムを用いると収率が低く、特許文献２には２−クロロエタンスルホニルクロリドに対する２−ヒドロキシ−４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０3,7］ノナン誘導体の収率（一貫収率）が２９％と記載されている。但し、本発明の発明者らが上記方法について追試したところ再現性がとれず、上記一貫収率はせいぜい７％であった。一方、特許文献２には、例えば、加水分解のための塩基としてピリジン類を用いる場合の上記一貫収率は最高で４７％と記載されているが、このようなピリジン類を用いる方法は、ピリジン類がスルホン酸塩として次工程である酸化工程に持ち込まれるため、爆発性を有するピリジンＮ−オキシドが副生する危険性があり、工業的な実施は困難である。
【０００５】
従って、本発明の目的は、２−ヒドロキシ−４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０3,7］ノナン誘導体の原料として有用な新規な脂環式エポキシ化合物及びその製造方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、工業的に安全かつ効率的に実施可能な２−ヒドロキシ−４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０3,7］ノナン誘導体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、新たに見出した脂環式エポキシ化合物（２，３−エポキシビシクロ［２．２．１］ヘプタン−２−エン−５−スルホン酸ハライド誘導体）を原料とすることにより、工業的に安全かつ効率的な方法により、目的とする２−ヒドロキシ−４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０3,7］ノナン誘導体が得られることを見出し、本発明を完成させた。
【０００７】
すなわち、本発明は、以下に関する。
［１］下記式（１）
【化１】
2018509383.tif 000003
［式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4は、同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜６のアルキル基、又はヒドロキシ基が保護基で保護されていてもよく且つハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜６のヒドロキシアルキル基を示す。Ｒ5、Ｒ6、及びＲ7は、同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜６のアルキル基、塩を形成していてもよいカルボキシ基、置換オキシカルボニル基、塩を形成していてもよいスルフィノ基、置換オキシスルフィニル基、塩を形成していてもよいスルホ基、置換オキシスルホニル基、又はシアノ基を示す。Ｑは、炭素数１〜３のアルキル基が１又は２個置換していてもよいメチレン基、酸素原子、又は硫黄原子を示す。ｎは１又は２を示す。Ｘはハロゲン原子を示す。Ｒ1、Ｒ2とエポキシ基の立体的な位置、Ｒ7とＳ（Ｏ）nＸ基の立体的な位置は、それぞれ、エンド、エキソのいずれであってもよい。］
で表される脂環式エポキシ化合物。
［２］Ｑがメチレン基であり、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、及びＲ7が水素原子であり、ｎが２である［１］に記載の脂環式エポキシ化合物。
［３］下記式（１）
【化２】
2018509383.tif 000004
［式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4は、同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜６のアルキル基、又はヒドロキシ基が保護基で保護されていてもよく且つハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜６のヒドロキシアルキル基を示す。Ｒ5、Ｒ6、及びＲ7は、同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜６のアルキル基、塩を形成していてもよいカルボキシ基、置換オキシカルボニル基、塩を形成していてもよいスルフィノ基、置換オキシスルフィニル基、塩を形成していてもよいスルホ基、置換オキシスルホニル基、又はシアノ基を示す。Ｑは、炭素数１〜３のアルキル基が１又は２個置換していてもよいメチレン基、酸素原子、又は硫黄原子を示す。ｎは１又は２を示す。Ｘはハロゲン原子を示す。Ｒ1、Ｒ2とエポキシ基の立体的な位置、Ｒ7とＳ（Ｏ）nＸ基の立体的な位置は、それぞれ、エンド、エキソのいずれであってもよい。］
で表される脂環式エポキシ化合物を製造する方法であって、
下記式（２）
【化３】
2018509383.tif 000005
［式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｑ、ｎ、及びＸは、式（１）におけるものと同じ。Ｒ1、Ｒ2の立体的な位置、Ｒ7とＳ（Ｏ）nＸ基の立体的な位置は、それぞれ、エンド、エキソのいずれであってもよい。］
で表される脂環式オレフィン化合物を酸化剤で処理して上記式（１）で表される脂環式エポキシ化合物を生成させることを特徴とする脂環式エポキシ化合物の製造方法。
［４］酸化剤が、過酸化水素、又は過酸化水素から誘導された過酸である［３］に記載の脂環式エポキシ化合物の製造方法。
［５］Ｑがメチレン基であり、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、及びＲ7が水素原子であり、ｎが２である［３］又は［４］に記載の脂環式エポキシ化合物の製造方法。
［６］下記式（４）
【化４】
2018509383.tif 000006
［式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4は、同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜６のアルキル基、又はヒドロキシ基が保護基で保護されていてもよく且つハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜６のヒドロキシアルキル基を示す。Ｒ5、Ｒ6、及びＲ7は、同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜６のアルキル基、塩を形成していてもよいカルボキシ基、置換オキシカルボニル基、塩を形成していてもよいスルフィノ基、置換オキシスルフィニル基、塩を形成していてもよいスルホ基、置換オキシスルホニル基、又はシアノ基を示す。Ｑは、炭素数１〜３のアルキル基が１又は２個置換していてもよいメチレン基、酸素原子、又は硫黄原子を示す。ｎは１又は２を示す。Ｒ1とヒドロキシ基の立体的な位置は、エンド、エキソのいずれであってもよい。］
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］ノナン誘導体を製造する方法であって、
下記式（１）
【化５】
2018509383.tif 000007
［式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｑ、及びｎは、式（４）におけるものと同じ。Ｘはハロゲン原子を示す。Ｒ1、Ｒ2とエポキシ基の立体的な位置、Ｒ7とＳ（Ｏ）nＸ基の立体的な位置は、それぞれ、エンド、エキソのいずれであってもよい。］
で表される脂環式エポキシ化合物を加水分解して、下記式（３）
【化６】
2018509383.tif 000008
［式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｑ、及びｎは、式（４）におけるものと同じ。Ｍは、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、又は第四級アンモニウム基を示す。Ｒ1、Ｒ2とエポキシ基の立体的な位置、Ｒ7とＳ（Ｏ）nＯＭ基の立体的な位置は、それぞれ、エンド、エキソのいずれであってもよい。］
で表される化合物とし、さらに環化反応させて上記式（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］ノナン誘導体を生成させることを特徴とする、２−ヒドロキシ−４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０3,7］ノナン誘導体の製造方法。
［７］Ｑがメチレン基であり、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、及びＲ7が水素原子であり、ｎが２である［６］に記載の２−ヒドロキシ−４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０3,7］ノナン誘導体の製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の脂環式エポキシ化合物を原料として用いることにより、２−ヒドロキシ−４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０3,7］ノナン誘導体を工業的により安全かつ効率的な方法により製造することができる。当該方法により得られる２−ヒドロキシ−４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０3,7］ノナン誘導体を原料として、ポリマー等に誘導した場合に耐薬品性等の安定性を確保しつつ、加水分解性及び加水分解後の水に対する溶解性を向上し得る、高機能性高分子等のモノマー成分等として有用な４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０3,7］ノナン誘導体（例えば、重合性基を有するもの等）を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１において得られた式（ｉｉａ）で表される化合物の1Ｈ−ＮＭＲスペクトルのチャートである。
【図２】実施例１において得られた式（２ａ）で表される化合物（反応溶媒として塩化メチレンを使用した場合）の1Ｈ−ＮＭＲスペクトルのチャートである。
【図３】実施例１において得られた式（２ａ）で表される化合物（反応溶媒としてアセトニトリルを使用した場合）の1Ｈ−ＮＭＲスペクトルのチャートである。
【図４】実施例１において得られた式（１ａ）で表される化合物（酸化剤として過酸化水素を使用した場合）の1Ｈ−ＮＭＲスペクトルのチャートである。
【図５】実施例１において得られた式（１ａ）で表される化合物（酸化剤としてｍ−クロロ過安息香酸を使用した場合）の1Ｈ−ＮＭＲスペクトルのチャートである。
【図６】実施例１において得られた式（４ａ）で表される化合物の1Ｈ−ＮＭＲスペクトルのチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜式（１）で表される化合物＞
本発明の脂環式エポキシ化合物は、下記式（１）で表される化合物（スルホン酸ハライド又はスルフィン酸ハライド部位を有する脂環式エポキシ化合物）である。式（１）中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4は、同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜６のアルキル基、又は、ヒドロキシ基（ヒドロキシ基部分）が保護基で保護されていてもよく且つハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜６のヒドロキシアルキル基を示す。式（１）中、Ｒ5、Ｒ6、及びＲ7は、同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜６のアルキル基、塩を形成していてもよいカルボキシ基、置換オキシカルボニル基、塩を形成していてもよいスルフィノ基、置換オキシスルフィニル基、塩を形成していてもよいスルホ基、置換オキシスルホニル基、又はシアノ基を示す。Ｑは、炭素数１〜３のアルキル基が１又は２個置換していてもよいメチレン基、酸素原子、又は硫黄原子を示す。ｎは１又は２を示す。
【化７】
2018509383.tif 000009
【００１１】
上記ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等が挙げられる。炭素数１〜６のアルキル基としては、例えば、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、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等が挙げられる。中でも、炭素数１〜３のアルキル基が好ましく、より好ましくはメチル基である。ハロゲン原子を有する炭素数１〜６のアルキル基としては、例えば、クロロメチル基等のクロロアルキル基；トリフルオロメチル基、２，２，２−トリフルオロエチル基、ペンタフルオロエチル基等のフルオロアルキル基（好ましくは、炭素数１〜３のフルオロアルキル基）等が挙げられる。
【００１２】
炭素数１〜６のヒドロキシアルキル基としては、例えば、ヒドロキシメチル基、２−ヒドロキシエチル基、１−ヒドロキシエチル基、３−ヒドロキシプロピル基、２−ヒドロキシプロピル基、４−ヒドロキシブチル基、６−ヒドロキシヘキシル基等が挙げられる。ハロゲン原子を有する炭素数１〜６のヒドロキシアルキル基としては、例えば、ジフルオロヒドロキシメチル基、１，１−ジフルオロ−２−ヒドロキシエチル基、２，２−ジフルオロ−２−ヒドロキシエチル基、１，１，２，２−テトラフルオロ−２−ヒドロキシエチル基等が挙げられる。ハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜６のヒドロキシアルキル基の中でも、炭素数１又は２（特に炭素数１）のヒドロキシアルキル基若しくはヒドロキシハロアルキル基が好ましい。ハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜６のヒドロキシアルキル基のヒドロキシ基の保護基としては、有機合成の分野でヒドロキシ基の保護基として通常用いられる保護基、例えば、メチル基、メトキシメチル基等のヒドロキシ基を構成する酸素原子とともにエーテル又はアセタール結合を形成する基；アセチル基、ベンゾイル基等のヒドロキシル基を構成する酸素原子とともにエステル結合を形成する基等が挙げられる。カルボキシ基、スルフィノ基、スルホ基の塩としては、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、遷移金属塩等が挙げられる。
【００１３】
上記置換オキシカルボニル基としては、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、イソプロピルオキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基（Ｃ1-4アルコキシ−カルボニル基等）；ビニルオキシカルボニル基、アリルオキシカルボニル基等のアルケニルオキシカルボニル基（Ｃ2-4アルケニルオキシ−カルボニル基等）；シクロヘキシルオキシカルボニル基等のシクロアルキルオキシカルボニル基；フェニルオキシカルボニル基等のアリールオキシカルボニル基等が挙げられる。置換オキシスルフィニル基や置換オキシスルホニル基としては、例えば、上記置換オキシカルボニル基に対応する置換オキシスルフィニル基、置換オキシスルホニル基が挙げられる。Ｑにおいて、メチレン基に置換していてもよい炭素数１〜３のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられる。炭素数１〜３のアルキル基が１又は２個置換したメチレン基としては、例えば、メチルメチレン基、ジメチルメチレン基等が挙げられる。
【００１４】
Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4としては、同一又は異なって、水素原子；メチル基やトリフルオロメチル基等の炭素数１〜３のアルキル基若しくはハロアルキル基；ヒドロキシ基が保護基で保護されていてもよい炭素数１〜３のヒドロキシアルキル基若しくはヒドロキシハロアルキル基（特に、ヒドロキシメチル基、アセトキシメチル基等の保護基でヒドロキシ基が保護されたヒドロキシメチル基）等が好ましく、より好ましくは水素原子である。Ｒ5、Ｒ6、及びＲ7としては、同一又は異なって、水素原子；メチル基やトリフルオロメチル基等の炭素数１〜３のアルキル基若しくはハロアルキル基（特に、メチル基、ハロメチル基）；置換オキシカルボニル基；シアノ基が好ましく、より好ましくは水素原子である。また、ｎとしては２が好ましく、Ｑとしてはメチレン基が好ましい。
【００１５】
式（１）中、Ｘは、ハロゲン原子を示す。ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等が挙げられる。
【００１６】
式（１）におけるＲ1、Ｒ2とエポキシ基の立体的な位置は、エンド、エキソのいずれであってもよい。また、式（１）におけるＲ7とＳ（Ｏ）nＸ基の立体的な位置は、エンド、エキソのいずれであってもよい。
【００１７】
式（１）で表される化合物の代表的な例として、下記式で表される化合物（各立体異性体を含む）が挙げられる。なお、下記式中、Ｘ及びｎは、それぞれ式（１）と同じものを示す。下記式中、Ａｃは、アセチル基を示す。
【化８】
2018509383.tif 000010
【化９】
2018509383.tif 000011
【化１０】
2018509383.tif 000012
【００１８】
本発明の脂環式エポキシ化合物の製造方法は、特に限定されないが、例えば、下記式（２）で表される化合物（脂環式オレフィン化合物）を酸化剤で処理することによって本発明の脂環式エポキシ化合物を生成させることができる。
【化１１】
2018509383.tif 000013
【００１９】
式（２）中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｑ、ｎ、及びＸは、それぞれ式（１）におけるものと同じである（それぞれ式（１）におけるものに対応する）。式（２）で表される化合物において、Ｒ1、Ｒ2の立体的な位置、Ｒ7とＳ（Ｏ）nＸ基の立体的な位置は、それぞれ、エンド、エキソのいずれであってもよい。
【００２０】
式（２）で表される化合物は、公知乃至慣用の方法により製造することができ、特に限定されないが、例えば、以下のように、下記式（ｉｉ）で表される化合物（不飽和スルホン酸ハライド又は不飽和スルフィン酸ハライド）と下記式（ｉｉｉ）で表される化合物（シクロペンタジエン誘導体、フラン誘導体、又はチオフェン誘導体）とをディールスアルダー反応させることによって製造できる。
【化１２】
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【００２１】
式（ｉｉ）におけるＲ5、Ｒ6、Ｒ7、ｎ、及びＸは、それぞれ、式（１）におけるものと同じである（それぞれ式（１）におけるものに対応する）。また、式（ｉｉｉ）におけるＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、及びＱは、それぞれ、式（１）におけるものと同じである（それぞれ式（１）におけるものに対応する）。
【００２２】
式（ｉｉ）で表される化合物としては、例えば、ビニルスルホン酸、α−メチルビニルスルホン酸、β−メチルビニルスルホン酸、α−トリフルオロメチルビニルスルホン酸、β−トリフルオロメチルビニルスルホン酸、α−シアノビニルスルホン酸、β−シアノビニルスルホン酸、α−カルボキシビニルスルホン酸、β−カルボキシビニルスルホン酸等の不飽和スルホン酸のハロゲン化物；これらの化合物に対応する不飽和スルフィン酸のハロゲン化物等が挙げられる。式（ｉｉｉ）で表される化合物としては、例えば、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、１−ヒドロキシメチル−１，３−シクロペンタジエン、１，４−ビス（ヒドロキシメチル）−１，３−シクロペンタジエン、２，３−ビス（ヒドロキシメチル）−１，３−シクロペンタジエン、１−アセトキシメチル−１，３−シクロペンタジエン、１，４−ビス（アセトキシメチル）−１，３−シクロペンタジエン、２，３−ビス（アセトキシメチル）−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（Ｑ＝ＣＨ2である化合物）；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、２−ヒドロキシメチルフラン、２，５−ビス（ヒドロキシメチル）フラン、２−アセトキシメチルフラン、２，５−ビス（アセトキシメチル）フラン等のフラン誘導体（Ｑ＝Ｏである化合物）；上記フラン誘導体に対応するチオフェン誘導体（Ｑ＝Ｓである化合物）等が挙げられる。
【００２３】
式（ｉｉ）で表される化合物と式（ｉｉｉ）で表される化合物との反応は、溶媒の存在下又は非存在下で行われる。溶媒としては、例えば、酢酸エチル等のエステル；酢酸等の有機酸；ｔ−ブチルアルコール等のアルコール；クロロホルム、ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素；ベンゼン等の芳香族炭化水素；ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素；シクロヘキサン等の脂環式炭化水素；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等のアミド；アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル；エチルエーテル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）等の鎖状又は環状エーテル等が挙げられる。溶媒は一種を単独で使用することもできるし、二種以上を組み合わせて使用することもできる。
【００２４】
上記反応においては、反応速度や反応の選択性（立体選択性等）を向上させるため、系内にルイス酸を添加してもよい。ルイス酸としては、特に限定されないが、例えば、ＡｌＣｌ3、ＳｎＣｌ4、ＴｉＣｌ4、ＢＦ3、ＺｎＩ2等が挙げられる。上記反応を行う温度（反応温度）は、反応原料の種類等に応じて適宜選択でき、特に限定されないが、−８０〜３００℃が好ましく、より好ましくは−７０〜２５０℃である。通常、上記反応は常圧又は加圧下で行われる。また、上記反応はバッチ式、セミバッチ式、連続式等の何れの形式で行ってもよい。上記反応により生成した式（２）で表される化合物は、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ー等の分離手段により、又はこれらを組み合わせた分離手段等により分離精製できる。
【００２５】
なお、上記式（ｉｉ）で表される化合物は、公知乃至慣用の方法により製造することができ、特に限定されないが、例えば、以下のように、下記式（ｉ）で表される化合物の脱ハロゲン化水素反応によって製造できる。
【化１３】
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【００２６】
式（ｉ）におけるＲ5、Ｒ6、Ｒ7、ｎ、及びＸは、それぞれ、式（１）におけるものと同じである（それぞれ式（１）におけるものに対応する）。式（ｉ）におけるＹはハロゲン原子を示し、例えば、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。上記反応（脱ハロゲン化水素反応）は、周知慣用の方法により実施でき、特に限定されないが、例えば、特開２０１０−８３８７３号公報やJ. Am. Chem. Soc., 1954, 76, 1926に開示された方法等に従って実施できる。
【００２７】
式（２）で表される化合物に反応させる酸化剤（式（２）で表される化合物を処理するための酸化剤）としては、公知乃至慣用の酸化剤を使用することができ、特に限定されないが、例えば、過酸化物（特に、過酸化水素）、又は、過酸（特に、過酸化水素から誘導された過酸、例えば、後述の過酸化水素を用いた平衡過酸等）等が挙げられる。上記過酸化物としては、例えば、過酸化水素、ペルオキシド、ヒドロペルオキシド、ペルオキソ酸、ペルオキソ酸の塩等が挙げられる。過酸化水素としては、純粋な過酸化水素を用いてもよいが、取扱い性の点から、通常、適当な溶媒（例えば、水）に希釈した形態（例えば、３０重量％程度の過酸化水素水の形態）で使用される。上記反応（式（２）で表される化合物と酸化剤との反応）における過酸化水素等の過酸化物の使用量は、特に限定されないが、式（２）で表される化合物１モルに対して、０．９〜５モルが好ましく、より好ましくは０．９〜３モル、さらに好ましくは０．９５〜２モルである。
【００２８】
上記過酸としては、例えば、過ギ酸、過酢酸、過プロピオン酸、トリフルオロ過酢酸、過安息香酸、ｍ−クロロ過安息香酸、モノペルオキシフタル酸等の有機過酸；過マンガン酸等の無機過酸等が挙げられる。過酸は塩の形態で使用することもできる。有機過酸は平衡過酸（例えば、平衡過ギ酸、平衡過酢酸等）であってもよい。即ち、例えば、ギ酸、酢酸等の有機酸と過酸化水素とを組み合わせて用い、系内で対応する有機過酸を生成させてもよい。平衡過酸を用いる場合、触媒として、硫酸等の強酸を少量添加してもよい。上記反応（式（２）で表される化合物と酸化剤との反応）における過酸の使用量は、特に限定されないが、式（２）で表される化合物１モルに対して、０．８〜２モルが好ましく、より好ましくは０．９〜１．５モル、さらに好ましくは０．９５〜１．２モルである。
【００２９】
上記過酸化水素は、金属化合物とともに用いる場合が多い。上記金属化合物としては、例えば、Ｗ、Ｍｏ、Ｖ、Ｍｎ、Ｒｅ等の金属元素を含む酸化物、オキソ酸又はその塩、硫化物、ハロゲン化物、オキシハロゲン化物、ホウ化物、炭化物、ケイ化物、窒化物、リン化物、過酸化物、錯体（無機錯体及び有機錯体）、有機金属化合物等が挙げられる。これらの金属化合物は、一種を単独で使用することもできるし、二種以上を組み合わせて使用することもできる。
【００３０】
上記酸化物としては、例えば、酸化タングステン（ＷＯ2、ＷＯ3等）；酸化モリブデン（ＭｏＯ2、ＭｏＯ3等）；酸化バナジウム（ＶＯ、Ｖ2Ｏ3、ＶＯ2、Ｖ2Ｏ5等）；酸化マンガン（ＭｎＯ、Ｍｎ2Ｏ3、Ｍｎ3Ｏ4、ＭｎＯ2、Ｍｎ2Ｏ7等）；Ｗ、Ｍｏ、Ｖ、Ｍｎ等の金属元素を含む複合酸化物等が挙げられる。
【００３１】
上記オキソ酸としては、例えば、タングステン酸、モリブデン酸、バナジン酸、マンガン酸等のほか、イソポリタングステン酸、イソポリモリブデン酸、イソポリバナジウム酸等のイソポリ酸；リンタングステン酸、ケイタングステン酸、リンモリブデン酸、ケイモリブデン酸、リンバナドモリブデン酸等の上記金属元素と他の元素等とからなるヘテロポリ酸等が挙げられる。上記ヘテロポリ酸における他の元素等としては、リン又はケイ素が好ましく、より好ましくはリンである。
【００３２】
上記オキソ酸の塩としては、例えば、上記オキソ酸のナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩；マグネシウム塩、カルシウム塩、バリウム塩等のアルカリ土類金属塩；アンモニウム塩；遷移金属塩等が挙げられる。オキソ酸の塩（例えば、ヘテロポリ酸の塩）は、カチオンに相当する水素原子の一部を他のカチオンに置換した塩であってもよい。
【００３３】
金属元素を含む過酸化物としては、例えば、ペルオキソタングステン酸、ペルオキソモリブデン酸、ペルオキソバナジウム酸等のペルオキソ酸；上記ペルオキソ酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、遷移金属塩等のペルオキソ酸の塩；過マンガン酸等の過酸；上記過酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、遷移金属塩等の過酸の塩等が挙げられる。
【００３４】
上記過酸化水素とともに用いる金属化合物の使用量は、特に限定されないが、式（２）で表される化合物１モルに対して、０．０００１〜２モルが好ましく、より好ましくは０．０００５〜０．５モル、さらに好ましくは０．００１〜０．２モルである。
【００３５】
式（２）で表される化合物と酸化剤との反応は、溶媒の存在下又は非存在下で行われる。溶媒としては、公知乃至慣用の溶媒を使用することができ、特に限定されないが、ｔ−ブチルアルコール等のアルコール；クロロホルム、ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素；ベンゼン等の芳香族炭化水素；ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素；シクロヘキサン等の脂環式炭化水素；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等のアミド；アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル；エチルエーテル、テトラヒドロフラン等の鎖状又は環状エーテル；酢酸エチル等のエステル；酢酸等の有機酸；水等が挙げられる。溶媒は一種を単独で使用することもできるし、二種以上を組み合わせて使用することもできる。また、溶媒を使用する場合、反応は均一系で行ってもよいし、不均一系や二相系で行ってもよい。なお、不均一系で反応を行う場合には、溶媒として水、又は水を含む溶媒を用いる場合が多い。
【００３６】
式（２）で表される化合物と酸化剤とを反応させる際の温度（反応温度）は、反応速度及び反応選択性等を考慮して適宜選択でき、特に限定されないが、０〜１００℃が好ましく、より好ましくは１０〜８０℃である。上記反応は、バッチ式、セミバッチ式、連続式等の何れの形式で行ってもよく、本明細書に記載の他の反応についても同様である。
【００３７】
上記反応により、式（２）で表される化合物が有する炭素−炭素二重結合がエポキシ化され、式（１）で表される化合物（本発明の脂環式エポキシ化合物）が生成する。上記反応により生成させた式（１）で表される化合物は、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ー等の分離手段、又はこれらを組み合わせた分離手段等の公知乃至慣用の精製手段によって、分離精製できる。
【００３８】
本発明の脂環式エポキシ化合物（式（１）で表される化合物）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等として用いることができる。本発明の脂環式エポキシ化合物は、特に、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として有用な下記式（４）で表される化合物（２−ヒドロキシ−４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０3,7］ノナン誘導体）の原料として、特に好ましく使用できる。本発明の脂環式エポキシ化合物を原料として使用することにより、工業的に安全かつ効率的に実施可能な方法で、式（４）で表される化合物を製造することができる。
【化１４】
2018509383.tif 000016
【００３９】
式（４）中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｑ、及びｎは、式（１）におけるものと同じである（それぞれ式（１）におけるものに対応する）。なお、Ｒ1とヒドロキシ基の立体的な位置は、エンド、エキソのいずれであってもよい。
【００４０】
＜式（４）で表される化合物の製造方法＞
本発明の脂環式エポキシ化合物を原料として用いる式（４）で表される化合物（２−ヒドロキシ−４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０3,7］ノナン誘導体）の製造方法（「本発明の製造方法」と称する場合がある）は、式（１）で表される化合物（本発明の脂環式エポキシ化合物）を加水分解して、下記式（３）で表される化合物（脂環式エポキシ化合物）とし、さらに環化反応させて式（４）で表される化合物を生成させる方法である。
【化１５】
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【００４１】
式（３）中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｑ、及びｎは、式（１）（即ち、式（４））におけるものと同じである（それぞれ式（１）におけるものに対応する）。式（３）中、Ｍは、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、又は第四級アンモニウム基を示す。なお、Ｒ1、Ｒ2とエポキシ基の立体的な位置、Ｒ7とＳ（Ｏ）nＯＭ基の立体的な位置は、それぞれ、エンド、エキソのいずれであってもよい。
【００４２】
Ｍとしてのアルカリ金属としては、例えば、ナトリウム、カリウム等が挙げられる。Ｍとしてのアルカリ土類金属としては、例えば、マグネシウム、カルシウム、バリウム等が挙げられる。Ｍとしての第四級アンモニウム基としては、例えば、後述の第三級アミン類や含窒素芳香族化合物における窒素原子がカチオン化（例えば、プロトン化やアルキル化によるカチオン化）されて形成された基（例えば、ＮＨ4+；Ｍｅ3ＮＨ+、Ｅｔ3ＮＨ+等の第三級アルキルアンモニウムイオン；ピリジニウムイオン等）等が挙げられる。
【００４３】
式（１）で表される化合物を加水分解して式（３）で表される化合物とする方法は、特に限定されず、式（１）におけるＳ（Ｏ）nＸ基をＳ（Ｏ）nＯＭ基に変換可能な周知慣用の加水分解方法を適用できる。加水分解の方法としては、例えば、酸又は塩基の存在下での加水分解方法や、酸及び塩基の非存在下での加水分解方法等が挙げられる。中でも、反応速度及び収率の観点で、塩基の存在下での加水分解方法が好ましい。
【００４４】
式（１）で表される化合物の加水分解においては、公知乃至慣用の塩基を使用することができ、特に限定されないが、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム等のアルカリ金属の水酸化物；水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム等のアルカリ土類金属の水酸化物；炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム等のアルカリ金属の炭酸塩；炭酸マグネシウム等のアルカリ土類金属の炭酸塩；炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素セシウム等のアルカリ金属の炭酸水素塩；酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸セシウム等のアルカリ金属の有機酸塩（例えば、酢酸塩）；酢酸マグネシウム等のアルカリ土類金属の有機酸塩（例えば、酢酸塩）；リチウムメトキシド、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムイソプロポキシド、カリウムエトキシド、カリウムｔ−ブトキシド等のアルカリ金属のアルコキシド；ナトリウムフェノキシド等のアルカリ金属のフェノキシド；アンモニア；鎖状脂肪族第三級アミン［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等］、環状脂肪族第三級アミン［例えば、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−エン等］、芳香族第三級アミン［例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン等］等のアミン類；ピロール誘導体［例えば、ピロール、Ｎ−メチルピロール等］、イミダゾール誘導体［例えば、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］、トリアゾ−ル誘導体［例えば、トリアゾ−ル等］、ピリジン誘導体［例えば、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］、ピリダジン誘導体［例えば、ピリダジン、３−メチルピリダジン、４−メチルピリダジン等］、ピリミジン誘導体［例えば、ピリミジン、４−メチルピリミジン等］、ピラジン誘導体［例えば、ピラジン、２−メチルピラジン等］、トリアジン誘導体［例えば、トリアジン等］等の含窒素芳香族化合物（含窒素芳香族複素環式化合物）等が挙げられる。塩基は一種を単独で使用することもできるし、二種以上を組み合わせて使用することもできる。また、塩基は、水等の溶媒に溶解又は分散させた形態で使用することもできる。塩基の使用量は、特に限定されないが、式（１）で表される化合物１モルに対して、１〜１０モルが好ましく、より好ましくは１〜５モルである。
【００４５】
式（１）で表される化合物の加水分解においては、公知乃至慣用の酸を使用することができ、特に限定されないが、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、ホウ酸等の鉱酸；リン酸エステル；酢酸、ギ酸、トリフルオロ酢酸等のカルボン酸；メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸等のスルホン酸；活性白土等の固体酸；塩化鉄等のルイス酸等が挙げられる。酸は一種を単独で使用することもできるし、二種以上を組み合わせて使用することもできる。また、酸は、水等の溶媒に溶解又は分散させた形態で使用することもできる。酸の使用量は、特に限定されないが、式（１）で表される化合物１モルに対して、１〜１０モルが好ましく、より好ましくは１〜５モルである。
【００４６】
上記反応（式（１）で表される化合物の加水分解）は、溶媒の存在下又は非存在下で行われる。溶媒としては、公知乃至慣用の溶媒を使用することができ、特に限定されないが、上述の式（２）で表される化合物と酸化剤との反応で用いられる溶媒等を使用できる。また、上記反応における反応系は、有機層と水層とが混和して均一となっていてもよいし、混和せず不均一系、二相系となっていてもよい。基質（例えば、式（１）で表される化合物、酸、塩基等）は反応が進行する程度に溶媒に溶解していればよく、溶液状態であってもよいし、分散状態であってもよい。また、水自身を溶媒として用いることもできる。溶媒は一種を単独で使用することもできるし、二種以上を組み合わせて使用することもできる。
【００４７】
上記反応において使用される水の量は、特に限定されないが、式（１）で表される化合物１モルに対して、１〜１０００モルが好ましく、より好ましくは１〜１００モルである。
【００４８】
上記反応を進行させる温度（反応温度）は、特に限定されないが、０〜１００℃が好ましく、より好ましくは１０〜５０℃である。上記反応を進行させる時間（反応時間）は、特に限定されず、例えば、０．０１〜１００時間の範囲から適宜選択可能である。
【００４９】
上記反応を行う方法は、式（１）で表される化合物が水と共存する態様（好ましくはさらに酸又は塩基（特に塩基）も共存する態様）であればよく、特に限定されない。例えば、式（１）で表される化合物又はその溶液に水（例えば、酸又は塩基が溶解した水溶液）を添加する方法や、水（例えば、酸又は塩基が溶解した水溶液）に式（１）で表される化合物又はその溶液を添加する方法等が挙げられる。
【００５０】
なお、上記反応により生成させた式（３）で表される化合物は、そのまま（精製することなく）次の反応（式（４）で表される化合物を生成させる反応）に付すこともできるし、精製した上で次の反応に付すこともできる。精製方法としては公知乃至慣用の方法を適用でき、特に限定されないが、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ー等の分離手段、又はこれらを組み合わせた分離手段等が挙げられる。
【００５１】
次に、式（３）で表される化合物（脂環式エポキシ化合物）を環化反応させて式（４）で表される化合物を生成させる。上記環化反応は、Ｍが水素原子の場合には、例えば、式（３）で表される化合物を溶媒に溶解させるだけで進行する。一方、Ｍがアルカリ金属、アルカリ土類金属、又は第四級アンモニウム基の場合、上記環化反応を進行させる方法としては、酸の存在下で必要に応じて加熱する方法が挙げられる。
【００５２】
上記酸としては、公知乃至慣用の酸を使用することができ、特に限定されないが、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、ホウ酸等の鉱酸；リン酸エステル；酢酸、ギ酸、トリフルオロ酢酸等のカルボン酸；メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸等のスルホン酸；活性白土等の固体酸；塩化鉄等のルイス酸等が挙げられる。なお、酸は一種を単独で使用することもできるし、二種以上を組み合わせて使用することもできる。また、酸は、水等の溶媒に溶解又は分散させた形態で使用することもできる。
【００５３】
上記反応（式（３）で表される化合物の環化反応）は、溶媒の存在下又は非存在下で行われる。溶媒としては、公知乃至慣用の溶媒を使用することができ、特に限定されないが、上述の式（２）で表される化合物と酸化剤との反応で用いられる溶媒等を使用できる。また、水自身を溶媒として用いることもできる。溶媒は一種を単独で使用することもできるし、二種以上を組み合わせて使用することもできる。
【００５４】
上記反応を進行させる温度（反応温度）は、特に限定されないが、１０〜１００℃が好ましく、より好ましくは２０〜８０℃である。上記反応を進行させる時間（反応時間）は、特に限定されないが、１〜４０時間が好ましく、より好ましくは５〜３０時間である。
【００５５】
上記反応により生成させた式（４）で表される化合物（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ー等の分離手段により、又はこれらを組み合わせた分離手段等の公知乃至慣用の精製手段により分離精製できる。
【００５６】
なお、本発明の製造方法における式（１）で表される化合物の加水分解反応と、式（３）で表される化合物の環化反応とは、連続的に行うこともできるし、非連続的に行うこともできる。
【００５７】
本発明の製造方法は、さらに、式（１）で表される化合物を生成させる工程（例えば、上述の式（２）で表される化合物を酸化剤で処理する工程）や、その他の工程（例えば、上述の式（２）で表される化合物を生成させる工程等）を含んでいてもよい。これらの工程や上述の加水分解反応、環化反応を行う工程は、連続的に行うこともできるし、非連続的に行うこともできる。
【００５８】
本発明の製造方法によると、工業的に安全かつ効率的な方法で、式（４）で表される化合物を製造することができる。詳しくは、本発明の製造方法は、例えば、式（１）で表される化合物を経由しない特許５３５２３８７号に記載の方法のように、ピリジン類のＮ−オキサイド等の爆発性を有する化合物を副生するおそれがなく、なおかつ式（４）で表される化合物を高い収率で生成させることができる。
【００５９】
本発明の製造方法により得られる式（４）で表される化合物は、例えば、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等として好ましく用いることができる。例えば、式（４）で表される化合物におけるヒドロキシ基部分に重合性基（例えば、アクリロイル基、メタクリロイル基等）を導入することにより、ポリマー等に誘導した場合に耐薬品性等の安定性を保持しつつ、加水分解性及び加水分解後の水に対する溶解性を向上しうる、高機能性高分子等のモノマー成分等として有用な４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０3,7］ノナン誘導体を得ることができる。式（４）で表される化合物への重合性基の導入は、特に限定されず、例えば、特開２００７−３１３５５号公報に記載の方法等に従って行うことができる。
【実施例】
【００６０】
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。なお、生成物の同定は、1Ｈ−ＮＭＲスペクトル測定（溶媒：ＣＤＣｌ3）により行った。
【００６１】
実施例１
下記反応スキームに従って、式（１ａ）で表される化合物を製造した。また、式（１ａ）で表される化合物を原料として式（４ａ）で表される化合物を製造した。
【化１６】
2018509383.tif 000018
【００６２】
［ステップ１：式（ｉｉａ）で表される化合物の合成］
スターラー、温度計、及び滴下漏斗を備えた内容量５００ｍｌの三つ口フラスコに、式（ｉａ）で表される化合物（純度９８％、２０．００ｇ、１２０．２３ｍｍｏｌ）及び塩化メチレン（１００ｍｌ）を充填し、攪拌しながら−５℃に冷却した。続いて、ここに、２，６−ルチジン（純度９８％、１４．４６ｇ、１．１当量）を塩化メチレン（１００ｍｌ）に溶解させた溶液を、内温が０℃を超えない速度で３０分以上かけて滴下することによって加えた。得られた混合物を自然に室温まで温めながらさらに４０分間攪拌した。次に、０℃まで冷却した後、氷冷した硫酸（１％、１２５ｍｌ）をゆっくり加え、それから、混合物を同温度（０℃）で２分間攪拌した。その後、塩化メチレン層を分離し、１００ｍｌの水で２回洗浄し、硫酸ナトリウムを用いて乾燥させ、濃縮して、生成物（１４．６９ｇ、収率９６％）を薄茶色のオイルとして得た。当該生成物の1Ｈ−ＮＭＲスペクトル測定の結果、式（ｉｉａ）で表される化合物が生成していることが確認された（図１参照）。
【００６３】
なお、ステップ１の反応については、上記反応スキームとは異なる方法、詳しくは、以下のように溶媒として酢酸エチルを用いた場合にも同様に実施可能であった。
［ステップ１（別態様）；溶媒として酢酸エチルを使用］
スターラー、温度計、及び滴下漏斗を備えた内容量５００ｍｌの三つ口フラスコに、式（ｉａ）で表される化合物（純度９８％、２０．００ｇ、１２０．２３ｍｍｏｌ）及び酢酸エチル（２００ｍｌ）を充填し、攪拌しながら−５℃に冷却した。続いて、ここに、２，６−ルチジン（純度９８％、１４．４６ｇ、１．１当量）を酢酸エチル（１００ｍｌ）に溶解させた溶液を、内温が０℃を超えない速度で３０分以上かけて滴下することによって加えた。その際、白色固体が析出した。得られた混合物を自然に室温まで温めながらさらに４０分間攪拌した。次に、０℃まで冷却した後、氷冷した硫酸（１％、１２５ｍｌ）をゆっくり加え、それから、混合物を同温度（０℃）で２分間攪拌した。その後、酢酸エチル層を分離し、１００ｍｌの水で２回洗浄し、硫酸ナトリウムを用いて乾燥させ、濃縮して、生成物（１３．６４ｇ、収率９０％）を薄茶色のオイルとして得た。1Ｈ−ＮＭＲスペクトル測定の結果、溶媒として塩化メチレンを用いた場合と同様に、式（ｉｉａ）で表される化合物が生成していることが確認された。
【００６４】
［ステップ２；式（２ａ）で表される化合物の合成］
スターラー、温度計、及び滴下漏斗を備えた内容量１００ｍｌの三つ口フラスコに、シクロペンタジエン（３．１３ｇ、１．２当量）、フェノチアジン（３９ｍｇ、０．００５当量）、及び塩化メチレン（５０ｍｌ）を充填し、攪拌しながら−１０℃に冷却した。続いて、ここに、式（ｉｉａ）で表される化合物（５．００ｇ、３９．５１ｍｍｏｌ）を塩化メチレン（１０ｍｌ）に溶解させた溶液を、内温が−５℃を超えない速度で１時間以上かけて滴下することによって加えた。滴下完了後、得られた溶液を−１０〜−５℃でさらに３時間攪拌した。それから、減圧しながら２５〜３０℃で濃縮し、粗生成物（７．６１ｇ、定量的、エンド／エキソ＝９．０９／１）を薄いオレンジ色のオイルとして得た。当該生成物の1Ｈ−ＮＭＲスペクトル測定の結果、式（２ａ）で表される化合物が生成していることが確認された（図２参照）。
なお、式（２ａ）で表される化合物は、−１０℃で凝固した。
【００６５】
なお、ステップ２の反応については、上記反応スキームとは異なる方法、詳しくは、以下のように溶媒としてアセトニトリルを用いた場合にも同様に実施可能であった。
［ステップ２（別態様）；溶媒としてアセトニトリルを使用］
スターラー、温度計、及び滴下漏斗を備えた内容量１００ｍｌの三つ口フラスコに、シクロペンタジエン（０．６３ｇ、１．２当量）、フェノチアジン（８ｍｇ、０．００５当量）、及びアセトニトリル（１５ｍｌ）を充填し、攪拌しながら−１０℃に冷却した。続いて、ここに、式（ｉｉａ）で表される化合物（１．００ｇ、７．９０ｍｍｏｌ）をアセトニトリル（１０ｍｌ）に溶解させた溶液を、内温が−５℃を超えない速度で１時間以上かけて滴下することによって加えた。滴下完了後、得られた溶液を−１０〜−５℃でさらに３時間攪拌した。それから、減圧しながら３５〜４０℃で濃縮し、粗生成物（１．５２ｇ、定量的、エンド／エキソ＝１０．７／１）を薄いオレンジ色のオイルとして得た。当該生成物の1Ｈ−ＮＭＲスペクトル測定の結果、式（２ａ）で表される化合物が生成していることが確認された（図３参照）。
【００６６】
［ステップ３；式（１ａ）で表される化合物の合成］
スターラー、及び温度計を備えた内容量１００ｍｌの三つ口フラスコに、式（２ａ）で表される化合物（１．００ｇ、５．１９ｍｍｏｌ）、ギ酸（９８％、０．４９ｇ、２．０当量）、シュウ酸（脱水）（２０ｍｇ、０．０３当量）、及びアセトニトリル（１５ｍｌ）を攪拌しながら充填した。続いて、３０％過酸化水素水（０．８８ｇ、１．５当量）を、２５℃で１分以上かけて、シリンジで滴下して加えた。続いて、得られた溶液を５０℃に加熱し、１８時間攪拌した。その後、反応混合物を５〜１０℃に冷却し、ヨウ化カリウムデンプン紙で過酸が検出されなくなるまで１０％亜硫酸ナトリウム水溶液をゆっくりと加えた。このようにして得た生成物は、精製することなく次のステップで使用した。当該生成物の1Ｈ−ＮＭＲスペクトル測定の結果、式（１ａ）で表される化合物（２，３−エポキシビシクロ［２．２．１］ヘプタン−２−エン−５−スルホン酸クロリド）が生成していることが確認された（図４参照）。
【００６７】
なお、ステップ３の反応については、上記反応スキームとは異なる方法、詳しくは、以下のように酸化剤としてｍ−クロロ過安息香酸（ｍＣＰＢＡ）を用いた場合にも同様に実施可能であった。
［ステップ３（別態様）；酸化剤としてｍＣＰＢＡを使用］
スターラー、滴下漏斗、及び温度計を備えた内容量２５０ｍｌの三つ口フラスコに、式（２ａ）で表される化合物（８．００ｇ、４１．５２ｍｍｏｌ）及び塩化メチレン（６０ｍｌ）を充填し、攪拌しながら０℃に冷却した。続いて、ｍＣＰＢＡ（７５％、１０．０３ｇ、１．０５当量）を塩化メチレン（４０ｍｌ）に溶解させた溶液を、内温が５℃を超えない速度で滴下することによって加えた。それから、得られた溶液を５〜１０℃に温め、式（２ａ）で表される化合物が完全に消費されるまで攪拌した。なお、式（２ａ）で表される化合物の消費はＴＬＣによりチェックした。その後、反応混合物を再度０℃に冷却し、過酸がヨウ化カリウムデンプン紙で検出されなくなるまで１０％亜硫酸ナトリウム水溶液をゆっくりと加えた。そして、有機層を１０％炭酸水素ナトリウム水溶液で１回（ｐＨ＝７〜８となるまで）、水（４０ｍｌ）で１回、食塩水（４０ｍｌ）で１回洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させ、濃縮して、粗生成物（８．３ｇ）を黄色のオイルとして得た。
１．５ｇの黄色のオイルを、シリカゲルクロマトグラフィー（溶離液：ＰＥ（石油エーテル）／酢酸エチル＝１０／１から５／１）でさらに精製して、生成物（０．３９ｇ、収率３４％）を黄色がかった白色固体として得た。当該生成物の1Ｈ−ＮＭＲスペクトル測定の結果、式（１ａ）で表される化合物（２，３−エポキシビシクロ［２．２．１］ヘプタン−２−エン−５−スルホン酸クロリド）が生成していることが確認された（図５参照）。
【００６８】
［ステップ４：式（３ａ）で表される化合物の合成］
スターラー、滴下漏斗、及び温度計を備えた内容量１００ｍｌの三つ口フラスコに、式（１ａ）で表される化合物（２．００ｇ、９．５８ｍｍｏｌ）、及びＴＨＦ（１５ｍｌ）を攪拌しながら充填した。続いて、炭酸水素ナトリウム（２．０１ｇ、２．５当量）を水（２０ｍｌ）に溶解させた溶液を２５℃で３分以上かけて滴下し、加えた。それから、得られた懸濁液をこの温度で１．５時間攪拌し、精製することなく次のステップ５で使用した。
【００６９】
［ステップ５：式（４ａ）で表される化合物の合成］
スターラー、及び温度計を備えた内容量１００ｍｌの三つ口フラスコに、懸濁液（ステップ４で得られたもの）を攪拌しながら充填した。続いて、ギ酸（９８％、２．２５ｇ、５．０当量）を２５℃で２分以上かけて、シリンジで滴下して加えた。それから、得られた懸濁液を５０℃に加熱し、この温度で１８時間攪拌した。ＴＨＦを蒸発させ、残渣を酢酸エチル（１００ｍｌ）で希釈した。そして、有機層を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液（３０ｍｌ）で１回、水（２０ｍｌ）で２回、食塩水（２０ｍｌ）で1回洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させ、濃縮して、粗生成物（１．３ｇ）を無色のオイルとして得た。
この粗生成物をジイソプロピルエーテル（１００ｍｌ）で再結晶して、純粋な生成物（０．８ｇ）を白色固体として得た（但し、ＴＬＣ分析によると、再結晶の濾液中に多くの生成物が存在することが示唆されたため、再結晶の条件を最適化する必要がある）。当該生成物の1Ｈ−ＮＭＲスペクトル測定の結果、式（４ａ）で表される化合物（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−２，２−ジオン）が生成していることが確認された（図６参照）。
ステップ１〜５により得られた式（４ａ）で表される化合物の式（ｉａ）で表される化合物基準の一貫収率は、３４％であった。このように本発明の製造方法によると、工業的に安全かつ効率的な方法により、２−ヒドロキシ−４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０3,7］ノナン誘導体を良好な収率で製造できることが確認された。
【００７０】
実施例２
［式（ｉａ）で表される化合物からの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−２，２−ジオンの一貫合成］
５００ｍｌの三つ口フラスコへ、式（ｉａ）で表される化合物（５０ｇ）、及び塩化メチレン（１５０ｍｌ）を仕込み、−５℃に冷却した。ここへ２，６−ルチジン（３６．１５ｇ）を塩化メチレン（１００ｍｌ）に溶解させた溶液を、液温が０℃以上に上がらないよう、４０分かけて滴下した。滴下終了後、反応温度を徐々に２２℃に上げながら、１．５時間攪拌を継続した。その後、再度反応液を冷却し、硫酸（１％、２５０ｇ）を、液温が１０℃を超えない速度で滴下した。滴下終了後、水層を除去し、有機層を水（２００ｍｌ）で二回洗浄した。このようにして得られた反応液を「反応粗液Ａ」とする。ここまでが上述のステップ１に相当する。
別の１Ｌの三つ口フラスコへ、シクロペンタジエン（２２．３ｇ）、フェノチアジン（３０５ｍｇ）、及び塩化メチレン（１００ｍｌ）を仕込み、−１０℃に冷却した。ここへ、先の反応粗液Ａを、液温が−５℃を超えないよう２時間かけて滴下した。滴下終了後、反応温度−１０〜−５℃で４時間反応を継続した。このようにして得られた反応液を「反応粗液Ｂ」とする。反応粗液Ａを得てからここまでが上述のステップ２に相当する。
この反応粗液Ｂを５〜１０℃に保ち、９８％ギ酸（３４．５７ｇ）を加えた後、３０％過酸化水素水（４１．７２ｇ）を１０分かけて滴下した。滴下終了後、反応温度２２℃で４０時間反応を継続した。その後、液温を１０℃に冷却し、１０％亜硫酸ナトリウム水溶液（３０ｍｌ）を液温が１０〜１５℃となるよう滴下した。滴下終了後、ヨウ化カリウムデンプン紙で、系中に過酸化物の残存がないことを確認した。このようにして得られた反応液を「反応粗液Ｃ」とする。反応粗液Ｂを得てからここまでが上述のステップ３に相当する。
水酸化ナトリウム（４７．８５ｇ）を水（３００ｍｌ）に溶解させた水酸化ナトリウム水溶液を、先の反応粗液Ｃへ、１５℃で２５分かけて滴下した。滴下終了後、水層と有機層とを分液し、有機層を水（１００ｍｌ）で洗浄した後、水層を分液して先の水層と合わせた。このようにして得られた水層を「反応粗液Ｄ」とする。反応粗液Ｃを得てからここまでが上述のステップ４に相当する。
反応粗液Ｄへ、９８％ギ酸（５３．３ｇ）を、液温１５℃で５分かけて滴下した。この反応混合物を５０℃に昇温し、１８時間攪拌を継続した。反応終了後、反応液を室温まで冷却し、酢酸エチル（１５０ｍｌ）を用いて、２回抽出をおこなった。この酢酸エチル層を合わせ、５％水酸化ナトリウム水溶液をｐＨが７になるよう添加した。その後有機層を回収し、濃縮することにより、目的とする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−２，２−ジオンを淡黄色固体として得た。収量は１９．８ｇ、式（ｉａ）で表される化合物基準の一貫収率は３４％、ＧＣ面積基準純度は９２％以上であった。
【００７１】
参考例
［２−メタクリロイルオキシ−４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０3,7］ノナン−２，２−ジオンの合成］
実施例１で得られた式（４ａ）で表される化合物を原料として、以下の手順で、重合性基を有する４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０3,7］ノナン誘導体を合成した。
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−２，２−ジオン（５．０ｇ）、硫酸（０．２６ｇ）、メタクリル酸（２２．６３ｇ）、メトキノン（０．１５ｇ）、及びトルエン（５０．０ｇ）を１００ｍｌの四つ口フラスコに仕込み、温度計、及びディーンスターク装置を装着した。液温８５℃で加熱還流するよう系の減圧度を調整し、反応を１２時間継続した。反応終了後、得られた有機層を水（５０ｇ）で水洗した後、同様に８％炭酸水素ナトリウム水溶液で３回、水で３回有機層を洗浄した。その後、有機層を濃縮し、ヘプタン５０ｇを添加して冷却することにより晶析して、目的物である２−メタクリロイルオキシ−４−オキサ−５−チアトリシクロ［４．２．１．０3,7］ノナン−２，２−ジオンを４．４ｇ得た。ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）により測定された純度は９９．２％、収率は６５％であった。
【００７２】
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−２，２−ジオンの合成］
出発物質として２−クロロエタンスルホニルクロリド３５０ｇを用い、特許５３５２３８７号の参考例１及び実施例１の方法に従って、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−２，２−ジオンを合成した。得量は５１．８ｇ、収率（２−クロロエタンスルホニルクロリド基準の一貫収率）は６．５％であった。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明の脂環式エポキシ化合物は、特に、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として有用な式（４）で表される化合物の原料として、特に好ましく使用できる。本発明の脂環式エポキシ化合物を原料として使用することにより、工業的に安全かつ効率的に実施可能な方法で、式（４）で表される化合物を製造することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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