WO2021161944A1 - アルカンジスルホン酸化合物の製造方法 - Google Patents

アルカンジスルホン酸化合物の製造方法 Download PDF

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acid compound
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alkane
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弘健 森山
悠策 増原
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住友精化株式会社
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C303/00—Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides
    • C07C303/02—Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides of sulfonic acids or halides thereof
    • C07C303/04—Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides of sulfonic acids or halides thereof by substitution of hydrogen atoms by sulfo or halosulfonyl groups
    • C07C303/06—Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides of sulfonic acids or halides thereof by substitution of hydrogen atoms by sulfo or halosulfonyl groups by reaction with sulfuric acid or sulfur trioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C309/00—Sulfonic acids; Halides, esters, or anhydrides thereof
    • C07C309/01—Sulfonic acids
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    • C07C309/03—Sulfonic acids having sulfo groups bound to acyclic carbon atoms of an acyclic saturated carbon skeleton
    • C07C309/05—Sulfonic acids having sulfo groups bound to acyclic carbon atoms of an acyclic saturated carbon skeleton containing at least two sulfo groups bound to the carbon skeleton
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing an alkane disulfonic acid compound.
  • alkanedisulfonic acid compounds have been known to be useful not only as pharmaceuticals such as leukemia therapeutic agents for animals but also as raw materials for functional materials such as stabilizers for electrolytes for secondary batteries, and have utility value. It can be said that it is a high compound. It is known that such an alkane disulfonic acid compound is produced by various methods.
  • Patent Document 1 discloses that methane and sulfur trioxide are treated at 5.8 MPa and an atmosphere of 260 ° C. for 1.5 hours using mercuric sulfate as a method for obtaining a methane disulfonic acid compound.
  • Patent Document 2 discloses a method for obtaining methanedisulfonic acid by reacting methanesulfonic acid with sulfur trioxide.
  • Patent Document 3 dibromomethane and sulfite are reacted in the presence of tetrabutylammonium bromide and potassium iodide to obtain methanesulfonate, and then methanedisulfonic acid is prepared using an ion exchange resin. The method of obtaining is disclosed.
  • Patent Document 1 is not necessarily suitable for industrial production because it requires the use of a toxic mercury compound and reaction conditions such as high temperature and high pressure.
  • the method disclosed in Patent Document 2 has a problem that the yield of methanedisulfonic acid is low, which is disadvantageous in industrial production.
  • the method disclosed in Patent Document 3 enables the reaction under atmospheric pressure, but in addition to the complicated process, the catalyst remains as an impurity and a large amount of ion exchange resin is required. Therefore, it was difficult to implement it on an industrial scale.
  • the present invention has been made in view of the above, and provides an industrially advantageous method for producing an alkane disulfonic acid compound, which can easily and inexpensively produce an alkane disulfonic acid compound in a high yield. It is to be.
  • the present inventors have found that the above object can be achieved by reacting a specific alkane sulfonic acid compound with a complex having a Lewis base and sulfur trioxide.
  • the present invention has been completed.
  • Item 1 A method for producing an alkane disulfonic acid compound. With at least one alkane sulfonic acid compound, It comprises the step of obtaining an alkane disulfonic acid compound by reacting with at least one complex having a Lewis base and sulfur trioxide.
  • the alkane sulfonic acid compound has the following general formula (1).
  • R 1 and R 2 represent an alkyl group or a hydrogen atom having 1 to 4 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom, which may be the same or different, and n may be an integer of 1 to 4. shown, when n is an integer of 2 ⁇ 4, n pieces of R 1 may the same or different, n pieces of R 2 may be the same or different.
  • the alkane disulfonic acid compound has the following general formula (4).
  • a method for producing an alkane disulfonic acid compound which is a compound represented by. Item 2
  • the Lewis base contains a sulfoxide compound and contains The sulfoxide compound has the following general formula (2).
  • R 3 and R 4 represent alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms which are the same or different and may have a substituent, and R 3 and R 4 are bonded to each other. It may be bonded to each other with or without a hetero atom together with the sulfur atom to form a cyclic structure.
  • Item 2 The production method according to Item 1, which is a compound represented by.
  • Item 3 The Lewis base contains a sulfone compound and contains The sulfone compound has the following general formula (3).
  • R 3 and R 4 represent alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms which are the same or different and may have a substituent, and R 3 and R 4 are bonded to each other. It may be bonded to each other with or without a hetero atom together with the sulfur atom to form a cyclic structure.
  • Item 3 The production method according to Item 1 or 2, which is a compound represented by.
  • Item 4 Item 2.
  • the production method according to Item 2, wherein the sulfoxide compound is dimethyl sulfoxide.
  • Item 5 Item 3.
  • the sulfone compound is at least one selected from the group consisting of sulfolane, 3-methylsulfolane, ethylmethylsulfone and ethylisopropylsulfone.
  • the alkane disulfonic acid compound can be produced easily and inexpensively in a high yield, which is industrially advantageous.
  • the upper limit value or the lower limit value of the numerical range of one step can be arbitrarily combined with the upper limit value or the lower limit value of the numerical range of another step.
  • the upper limit value or the lower limit value of the numerical range may be replaced with a value shown in Examples or a value that can be uniquely derived from Examples.
  • the numerical values connected by "-" mean a numerical range including the numerical values before and after "-" as the lower limit value and the upper limit value.
  • the method for producing an alkane sulfonic acid compound of the present invention includes a step of reacting at least one alkane sulfonic acid compound with at least one complex having a Lewis base and sulfur trioxide to obtain an alkane disulfonic acid compound. ..
  • this process is referred to as "process A”.
  • alkane sulfonic acid compound (Alkane sulfonic acid compound)
  • the alkane sulfonic acid compound used in the step A is a compound represented by the following general formula (1).
  • R 1 and R 2 represent an alkyl group or a hydrogen atom having 1 to 4 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom, and n is 1 to 4 of the same or different. Indicates an integer.
  • n pieces of R 1 may be the same or different.
  • n pieces of R 2 may be the same or different.
  • the type of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom is not particularly limited.
  • the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and the like.
  • Specific examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an iso-propyl group, an n-butyl group, an iso-butyl group and sec. -Butyl group, tert-butyl group, fluoromethyl group, trifluoromethyl group, chloromethyl group, chloroethyl group, chloropropyl group, bromomethyl group and the like can be mentioned.
  • R 1 is preferably a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group or an n-propyl group, and more preferably a hydrogen atom.
  • R 2 is a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group or n- propyl group are preferred, among them a hydrogen atom is more preferable.
  • R 1 and R 2 are preferably the same.
  • n is an integer of 2 to 4, that is, when n is 2, 3, or 4, n pieces of R 1 in the compound represented by the formula (1) may be the same or different and well, Similarly, the n R 2 may be identical or different.
  • n is an integer of 2 to 4, preferably all n R 1 in the compound represented by the formula (1) are the same, n is 2 to 4 integer sometimes, it is preferable that all the n R 2 in the compound represented by the formula (1) are identical.
  • n is particularly preferably 1, and in this case, the yield of the target alkane disulfonic acid compound tends to be particularly high.
  • the alkane sulfonic acid compound used in step A can be obtained from a commercially available product, or can be obtained by a known method or a method easily conceived from a known method.
  • the alkane sulfonic acid compound is synthesized by a method of oxidizing the corresponding disulfide compound using methyltrioxorenium (VII) / hydrogen peroxide as a catalyst with reference to Tetrahedron Letters (2009), 50 (46), 6231-6232. can do.
  • the alkane sulfonic acid compound can also be synthesized by a method of oxidizing the corresponding thiol compound with hydrogen peroxide with reference to International Publication No. 2004/058693.
  • the alkane sulfonic acid compound used in the step A can be used alone or in combination of two or more.
  • step A at least one complex is used.
  • Such complexes have a Lewis base and sulfur trioxide (SO 3 ).
  • the complex used in step A may have, for example, a structure in which a Lewis base and sulfur trioxide are coordinated.
  • a complex is formed with one molecule of Lewis base and one molecule of sulfur trioxide.
  • two or more Lewis bases may be coordinated to one molecule of sulfur trioxide. In this case, even if the two or more Lewis bases are all different types, some or all of them are the same type. May be good.
  • the type of Lewis base is not particularly limited as long as it can form a complex with sulfur trioxide.
  • the Lewis base include compounds capable of coordinating with sulfur trioxide.
  • Examples of such Lewis bases include sulfoxide compounds and sulfone compounds.
  • the complex used in step A can include a sulfoxide compound and a complex having sulfur trioxide.
  • the complex used in step A can include a sulfone compound and a complex having sulfur trioxide.
  • the sulfoxide compound and the sulfone compound will be described.
  • Examples of the sulfoxide compound include a compound represented by the following general formula (2).
  • R 3 and R 4 represent alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms which may have the same or different substituents.
  • R 3 and R 4 may be bonded to each other with or without a hetero atom together with the sulfur atom to which they are bonded to form a cyclic structure.
  • sulfone compound for example, a compound represented by the following general formula (3) can be mentioned.
  • R 3 and R 4 represent alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms which may have the same or different substituents, and R 3 and R 4 are these. May be bonded to each other with or without a heteroatom together with the sulfur atom to which the is bonded to form a cyclic structure. That, R 3 and R 4 in Formula (3) has the same meaning as R 3 and R 4 in formula (2).
  • R 3 and R 4 of the formulas (2) and (3) when the alkyl group having 1 to 12 carbon atoms has a substituent, the type of the substituent is not particularly limited. Specific examples of the substituent include a halogen atom, an alkoxy group, a carboxyl group, a cyano group, a nitro group, a sulfo group and the like.
  • examples of the alkyl group having 1 to 12 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an iso-propyl group and an n-butyl group.
  • alkyl groups may also have the above-mentioned substituents.
  • the number of carbon atoms is preferably 1 to 6 in that the yield of the target alkane disulfonic acid compound tends to be high. Therefore, among the above-mentioned examples of alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, methyl group, ethyl group, n-propyl group, iso-propyl group, n-butyl group, iso-butyl group, sec-butyl group and tert -Butyl group, n-hexyl group, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cyclopentylmethyl group are preferable.
  • R 3 and R 4 may be bonded to each other with or without a hetero atom together with the sulfur atom to which they are bonded to form a cyclic structure. That is, a cyclic structure containing a sulfur atom in the compounds represented by the formulas (2) and (3) as a ring member may be formed.
  • the carbon atoms of R 3 and R 4 can form a chemical bond to form a cyclic structure.
  • a cyclic structure can be formed together with a sulfur atom by a covalent bond between the terminal carbon atoms of R 3 and R 4.
  • the cyclic structure is, for example, a saturated ring containing a sulfur atom.
  • the type of the hetero atom is not particularly limited.
  • the sulfoxide compound represented by the formula (2) include dimethyl sulfoxide, ethyl methyl sulfoxide, methyl n-propyl sulfoxide, dipropyl sulfoxide, dibutyl sulfoxide, di-n-octyl sulfoxide, didodecyl sulfoxide, and tetra.
  • Examples thereof include methylene sulfoxide, and among them, dimethyl sulfoxide is preferable as the sulfoxide compound represented by the formula (2).
  • sulfone compound represented by the formula (3) examples include trimethylene sulfone, hexamethylene sulfone, trimethylene disulfone, tetramethylene disulfone, hexamethylene disulfone, sulfolane, 3-methylsulfone, dimethylsulfone, and ethylmethylsulfone.
  • Diethyl sulfone, methyl n-propyl sulfone, ethyl n-propyl sulfone, di-n-propyl sulfone, methyl isopropyl sulfone, ethyl isopropyl sulfone, diisopropyl sulfone, n-butyl methyl sulfone, n-butyl ethyl sulfone, t-butyl methyl Sulfone, t-butylethyl sulfone and the like can be mentioned.
  • the sulfone compound represented by the formula (3) is preferably sulfolane, 3-methylsulfolane, ethylmethylsulfone, or ethylisopropylsulfone, more preferably sulfolane or 3-methylsulfolane, and even more preferably sulfolane.
  • the preferred complex used in the step A is a complex having a sulfoxide compound and sulfur trioxide represented by the formula (2) and a complex represented by the formula (3) in that the yield of the target product tends to be high. It is at least one selected from the group consisting of a sulfone compound and a complex having sulfur trioxide. More specifically, the Lewis base constituting the complex used in step A is preferably at least one selected from the group consisting of dimethyl sulfoxide, sulfolane, 3-methylsulfolane, ethylmethylsulfone and ethylisopropylsulfone.
  • it is at least one selected from the group consisting of sulfolane, 3-methylsulfolane, ethylmethylsulfone and ethylisopropylsulfone, and particularly preferably sulfolane.
  • the complex used in step A may be one type alone, or two or more different types may be used.
  • the complex used in step A may be only one type of the complex having the sulfoxide compound and sulfur trioxide, or two or more types of the complex having the sulfoxide compound and sulfur trioxide can be used in combination. ..
  • the complex used in the step A may be only one type of the complex having the sulfone compound and sulfur trioxide, or two or more kinds of the complex having the sulfone compound and sulfur trioxide may be used in combination.
  • the complex used in the step A can include both a sulfoxide compound and a complex having sulfur trioxide and a sulfone compound and a complex having sulfur trioxide.
  • the complex used in step A can be obtained from a commercially available product, or can be synthesized with reference to a known method. For example, in the case of a complex in which sulfolane is coordinated to sulfur trioxide, Journal of Applied Chemistry and Biotechnology. It can be synthesized with reference to 1976, 26, 513-516.
  • a method for producing a complex it can be obtained by a step of mixing a Lewis base (for example, a sulfoxide compound represented by the formula (2) or a sulfone compound represented by the formula (3)) and sulfur trioxide. ..
  • this step is referred to as a "mixing step".
  • the mixing ratio of the Lewis base and sulfur trioxide is not particularly limited.
  • the Lewis base is preferably 0.1 to 10 mol, preferably 0.2 to 8 mol, with respect to 1 mol of sulfur trioxide, because a complex is likely to be formed and the yield is likely to be high. More preferably, it is more preferably 0.3 to 6 mol.
  • the temperature at the time of mixing can be set to 0 to 100 ° C. Further, in mixing the two, a method of dropping one to the other can also be adopted. After mixing, for example, the complex is obtained as white crystals, and the complex can be obtained by taking out the white crystals by an appropriate method. In particular, when sulfolane is used as the Lewis base, it is preferable to obtain a complex by a production method including the mixing step. The presence or absence of complex formation can be determined from, for example, 1 1 H-NMR spectrum.
  • the synthesis of such a complex is performed by synthesizing the complex in advance before the reaction of the alkane sulfonic acid compound and the complex in the step A to isolate the complex, and then the isolated complex.
  • the complex synthesized in advance is not necessarily isolated, and the reactant obtained by synthesizing the complex can be used as it is as a complex in the reaction in step A.
  • step A the at least one alkane sulfonic acid compound is reacted with the at least one complex.
  • the amount of the complex used in the reaction of step A is 0.1 mol or more with respect to 1 mol of the alkane sulfonic acid compound in that the yield of the target alkane disulfonic acid compound tends to be high. It is preferably 0.2 mol or more, more preferably 0.3 mol or more. Further, the amount of the complex used in the reaction of step A is preferably 10 mol or less, more preferably 8 mol or less, with respect to 1 mol of the alkane sulfonic acid compound, in that it is more economical. It is preferably 6 mol or less, and more preferably 6 mol or less.
  • alkane sulfonic acid compound 1 mol as used herein means that when two or more kinds of alkane sulfonic acid compounds are used, the total amount thereof is 1 mol.
  • the raw material A containing the alkane sulfonic acid compound and the complex can be contained in the reaction vessel, and the reaction can be carried out in the reaction vessel.
  • the raw material A can also be dissolved or dispersed in a solvent, if necessary.
  • the amount used is not particularly limited, and for example, it can be 1500 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total amount of the alkane sulfonic acid compound, and is preferably 1000 parts by mass or less.
  • the solvent that can be used can be appropriately selected as long as the effect of the present invention is not impaired.
  • a solvent include hydrocarbon solvents, halogen solvents, ether solvents, ketone solvents, ester solvents, amide solvents, nitrile solvents, sulfoxide solvents, sulfone solvents, sulfuric acid and the like.
  • hydrocarbon solvent include toluene, xylene, monochlorobenzene, dichlorobenzene, trichlorobenzene, hexane, heptane, decane and the like.
  • halogen-based solvent examples include dichloromethane, 1,2-dichloroethane and the like.
  • ether solvent examples include diethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, diisopropyl ether, diphenyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, methyl-tert-butyl ether, cyclopentyl methyl ether and the like.
  • ketone solvent include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and the like.
  • ester solvent examples include ethyl acetate, butyl acetate and the like.
  • Examples of the amide-based solvent include dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone and the like.
  • Examples of the nitrile solvent include acetonitrile and the like.
  • Examples of the sulfoxide solvent include dimethyl sulfoxide and the like.
  • Examples of the sulfone solvent include ethyl methyl sulfone, ethyl isopropyl sulfone, sulfolane, 3-methyl sulfolane and the like.
  • the Lewis base when the complex is synthesized by the reaction of the Lewis base and sulfur trioxide as described above, the Lewis base is excessively used with respect to sulfur trioxide and remains without complex formation with sulfur trioxide.
  • a free Lewis base may be used substantially as the solvent in the reaction of step A. Therefore, when an excess amount of Lewis base is reacted with sulfur trioxide to synthesize a complex, it can be applied as it is as a complex used in the reaction of step A without producing the obtained reactant, and remains.
  • the Lewis base can serve as a solvent in the reaction of step A.
  • the remaining sulfolane is also used as the reaction solvent in step A.
  • the raw material A used in the step A may contain other additives or the like in addition to the solvent, or the raw material A may be only a complex with the alkane sulfonic acid compound, and further, the raw material. A may be only the alkane sulfonic acid compound, the complex, and the solvent.
  • the type of reaction vessel used in the reaction of step A is not particularly limited, and for example, a known reaction vessel can be widely adopted.
  • the reaction conditions performed in step A are not particularly limited.
  • the reaction temperature performed in the step A is not particularly limited, and can be appropriately set according to conditions such as the raw material type to be charged and the amount to be charged.
  • the reaction temperature can be 0 to 200 ° C., and the yield of the target product tends to be high, so that the reaction temperature is preferably 50 to 180 ° C., more preferably 80 to 170 ° C., 100. It is more preferably ⁇ 160 ° C.
  • the reaction time can be appropriately set according to the reaction temperature, and can be, for example, about 1 to 48 hours.
  • the method of adjusting the reaction temperature is not particularly limited, and for example, the reaction temperature can be set to an appropriate level by heating the reaction vessel containing the raw material A.
  • the reaction can be carried out while stirring the raw material A with a stirrer or the like. Further, the reaction can be carried out by charging all the raw materials into the reaction vessel in no particular order and then maintaining the temperature at a predetermined temperature. Alternatively, the reaction may be carried out while dropping any of the raw materials.
  • the reaction in step A can be carried out under any of the conditions of pressurization, decompression and atmospheric pressure.
  • the reaction of step A can also be carried out in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or argon.
  • the reaction can also be carried out while blowing an inert gas.
  • step A produces the target alkane disulfonic acid compound.
  • This alkane disulfonic acid compound is a compound represented by the following general formula (4).
  • R 1 , R 2 and n are the same as R 1 , R 2 and n in the formula (1), respectively.
  • the alkane disulfonic acid compound obtained in step A can be isolated by a conventionally known purification operation and isolation operation, and the method is not particularly limited.
  • the alkane disulfonic acid compound obtained in step A can be isolated by a method of extracting from the reaction solution obtained after the reaction of step A with a solvent or the like, washing the mixture, and then crystallization.
  • the reaction solution containing the alkane disulfonic acid compound can be directly used for the subsequent reaction.
  • the alkane disulfonic acid compound obtained in step A can be used as a raw material for producing a methylene disulfonate compound.
  • the present disclosure includes all combinations of the constituent requirements described herein.
  • the various properties (property, structure, function, etc.) described for each embodiment of the present disclosure described above may be combined in any way in specifying the subject matter included in the present disclosure. That is, the present disclosure includes all subjects consisting of any combination of each of the combinable properties described herein.
  • Example 1 In a four-necked flask equipped with a stirrer, a cooling tube, a thermometer and a dropping funnel, 40.1 g (0.20 mol) of the sulfolane-sulfur trioxide complex obtained in Production Example 1 and methanesulfonic acid 19 were used as raw materials A. .2 g (0.20 mol) was charged. The temperature of the raw material A in the flask was raised to 150 ° C. while stirring, and the reaction was continued at this temperature for 5 hours to obtain a reaction solution.
  • Example 2 Methanedisulfonic acid represented by the formula (4) by the same procedure as in Example 1 except that the amount of the sulfolane-sulfur trioxide complex used was changed to 80.1 g (0.40 mol) in the preparation of the raw material A. (A compound in which R 1 and R 2 are hydrogen atoms and n is 1) was produced, and the production yield was calculated. As a result, the production yield of the obtained methanedisulfonic acid was 82 mol%.
  • the reaction can proceed satisfactorily by including step A, and it is represented by the formula (4) which is the target product with a high production yield. It was found that methane disulfonic acid can be obtained. That is, according to the production method according to the present invention, it has been demonstrated that the alkane disulfonic acid compound can be produced easily and inexpensively in a high yield, which is industrially advantageous.

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Abstract

アルカンジスルホン酸化合物を高い収率で、容易かつ安価に製造することが可能であり、工業的に有利なアルカンジスルホン酸化合物の製造方法を提供する。　本発明は、アルカンジスルホン酸化合物の製造方法であって、特定構造を有する少なくとも１種のアルカンスルホン酸化合物と、ルイス塩基及び三酸化硫黄を有する少なくとも１種の錯体とを反応することによりアルカンジスルホン酸化合物を得る工程を含む。本発明に係る製造方法によれば、アルカンジスルホン酸化合物を高い収率で、容易かつ安価に製造することが可能であり、工業的に有利である。

Description

アルカンジスルホン酸化合物の製造方法
　本発明は、アルカンジスルホン酸化合物の製造方法に関する。
　従来、アルカンジスルホン酸化合物は、動物の白血病治療薬等の医薬品のみならず、二次電池用電解液の安定剤等の機能性材料の原料としても有用であることが知られており、利用価値の高い化合物であるといえる。斯かるアルカンジスルホン酸化合物は種々の方法で製造することが知られている。
　例えば、特許文献１には、メタンジスルホン酸化合物を得る方法として、硫酸第二水銀を用いて、メタンと三酸化硫黄を５．８ＭＰａ、２６０℃の雰囲気下で１．５時間処理することが開示されている。特許文献２には、メタンスルホン酸と三酸化硫黄を反応させることでメタンジスルホン酸を得る方法が開示されている。特許文献３には、ジブロモメタンと亜硫酸塩とを、テトラブチルアンモニウムブロマイドおよびヨウ化カリウムの存在下で反応させることで、メタンスルホン酸塩を得た後、イオン交換樹脂を用いてメタンジスルホン酸を得る方法が開示されている。
米国特許２４９３０３８号 米国特許２８４２５８９号 米国特許出願公開２００６／０１５５１４２号
　しかしながら、特許文献１に開示される方法では、有毒な水銀化合物を用いる必要があることに加え、高温、高圧といった反応条件を要することから、必ずしも工業的な製造には適さなかった。また、特許文献２に開示される方法では、メタンジスルホン酸の収率が低く、工業的製造において不利であるという問題があった。さらに、特許文献３に開示される方法では、大気圧下での反応が可能となるが、工程が煩雑であることに加え、触媒が不純物として残存することや大量のイオン交換樹脂を必要とすることから、工業的規模で実施することが困難であった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、アルカンジスルホン酸化合物を高い収率で、容易かつ安価に製造することが可能であり、工業的に有利なアルカンジスルホン酸化合物の製造方法を提供することである。
　本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、特定のアルカンスルホン酸化合物と、ルイス塩基及び三酸化硫黄を有する錯体とを反応することにより上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
　すなわち、本発明は、例えば、以下の項に記載の主題を包含する。
項１
アルカンジスルホン酸化合物の製造方法であって、
少なくとも１種のアルカンスルホン酸化合物と、
ルイス塩基及び三酸化硫黄を有する少なくとも１種の錯体と
を反応することによりアルカンジスルホン酸化合物を得る工程を含み、
前記アルカンスルホン酸化合物は、下記一般式（１）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
（式（１）中、Ｒ１及びＲ２は、同一又は異なって、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数１～４のアルキル基又は水素原子を示し、ｎは１～４の整数を示し、ｎが２～４の整数であるとき、ｎ個のＲ１はそれぞれ同一又は異なってよく、ｎ個のＲ２はそれぞれ同一又は異なってよい。）
で表される化合物であり、
前記アルカンジスルホン酸化合物は、下記一般式（４）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
（式（４）中、Ｒ１、Ｒ２及びｎはそれぞれ、前記式（１）におけるＲ１、Ｒ２及びｎと同じである。）
で表される化合物である、アルカンジスルホン酸化合物の製造方法。
項２
前記ルイス塩基は、スルホキシド化合物を含み、
前記スルホキシド化合物は、下記一般式（２）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
（式（２）中、Ｒ３及びＲ４は、同一又は異なって、置換基を有していてもよい炭素数１～１２のアルキル基を示し、Ｒ３とＲ４とは、これらが結合する硫黄原子と共にヘテロ原子を介し又は介することなく互いに結合して環状構造を形成してもよい。）
で表される化合物である、項１に記載の製造方法。
項３
前記ルイス塩基は、スルホン化合物を含み、
前記スルホン化合物は、下記一般式（３）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
（式（３）中、Ｒ３及びＲ４は、同一又は異なって、置換基を有していてもよい炭素数１～１２のアルキル基を示し、Ｒ３とＲ４とは、これらが結合する硫黄原子と共にヘテロ原子を介し又は介することなく互いに結合して環状構造を形成してもよい。）
で表される化合物である、項１又は２に記載の製造方法。
項４
前記スルホキシド化合物がジメチルスルホキシドである、項２に記載の製造方法。
項５
前記スルホン化合物が、スルホラン、３－メチルスルホラン、エチルメチルスルホン及びエチルイソプロピルスルホンからなる群より選択される少なくとも１種である、項３に記載の製造方法。
　本発明に係る製造方法よれば、アルカンジスルホン酸化合物を高い収率で、容易かつ安価に製造することが可能であり、工業的に有利である。
　以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書中において、「含む」とは、「本質的にからなる」と、「からなる」をも包含する（The term "comprising" includes "consisting essentially of” and "consisting of."）。
　本明細書に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階の数値範囲の上限値又は下限値は、他の段階の数値範囲の上限値又は下限値と任意に組み合わせることができる。本明細書に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値又は実施例から一義的に導き出せる値に置き換えてもよい。また、本明細書において、「～」で結ばれた数値は、「～」の前後の数値を下限値及び上限値として含む数値範囲を意味する。
　本発明のアルカンジスルホン酸化合物の製造方法は、少なくとも１種のアルカンスルホン酸化合物と、ルイス塩基及び三酸化硫黄を有する少なくとも１種の錯体とを反応することによりアルカンジスルホン酸化合物を得る工程を含む。以下、この工程を「工程Ａ」と表記する。
　（アルカンスルホン酸化合物）
　工程Ａにおいて使用するアルカンスルホン酸化合物は、下記一般式（１）で表される化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
　ここで、式（１）中、Ｒ１及びＲ２は、同一又は異なって、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数１～４のアルキル基又は水素原子を示し、ｎは１～４の整数を示す。式（１）において、ｎが２～４の整数であるとき、ｎ個のＲ１はそれぞれ同一又は異なってよい。また、ｎが２～４の整数であるとき、ｎ個のＲ２はそれぞれ同一又は異なってよい。
　式（１）のＲ１及びＲ２において、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数１～４のアルキル基の種類は特に限定されない。この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。ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数１～４のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、ｉｓｏ－プロピル基、ｎ－ブチル基、ｉｓｏ－ブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、クロロメチル基、クロロエチル基、クロロプロピル基、ブロモメチル基等が挙げられる。
　式（１）において、Ｒ１は、水素原子、メチル基、エチル基又はｎ－プロピル基が好ましく、中でも水素原子がより好ましい。Ｒ２は、水素原子、メチル基、エチル基又はｎ－プロピル基が好ましく、中でも水素原子がより好ましい。式（１）において、Ｒ１及びＲ２は、同一であることが好ましい。
　式（１）において、ｎが２～４の整数、つまり、ｎが２、３、又は４であるとき、式（１）で表される化合物中のｎ個のＲ１は、同一又は異なってよく、また、同様にｎ個のＲ２は、同一または異なってよい。式（１）において、ｎが２～４の整数であるとき、式（１）で表される化合物中のｎ個のＲ１はすべて同一であることが好ましく、ｎが２～４の整数であるとき、式（１）で表される化合物中のｎ個のＲ２はすべて同一であることが好ましい。
　式（１）において、ｎは１であることが特に好ましく、この場合、目的物であるアルカンジスルホン酸化合物の収率が特に高くなりやすい。
　アルカンスルホン酸化合物は、式（１）で表される化合物である限りは特に制限されず、好ましくは、メタンスルホン酸（式（１）において、Ｒ１＝Ｒ２＝Ｈ、ｎ＝１）、エタンスルホン酸（式（１）において、Ｒ１＝ＣＨ３、Ｒ２＝Ｈ、ｎ＝１）、１－プロパンスルホン酸（式（１）において、Ｒ１＝ＣＨ２ＣＨ３、Ｒ２＝Ｈ、ｎ＝１）、２－プロパンスルホン酸（式（１）において、Ｒ１＝Ｒ２＝ＣＨ３、ｎ＝１）、１－ブタンスルホン酸（式（１）において、Ｒ１＝Ｒ２＝Ｈ、ｎ＝４）等が挙げられる。
　工程Ａで使用する前記アルカンスルホン酸化合物は、市販品から入手することができ、あるいは、公知の方法又は公知の方法から容易に想到する方法によって得ることもできる。例えば、Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ　Ｌｅｔｔｅｒｓ（２００９），５０（４６），６２３１－６２３２を参考に、メチルトリオキソレニウム（ＶＩＩ）／過酸化水素を触媒として対応するジスルフィド化合物を酸化する方法によって前記アルカンスルホン酸化合物を合成することができる。あるいは、国際公開第２００４／０５８６９３号を参考に、対応するチオール化合物を、過酸化水素を用いて酸化する方法によって前記アルカンスルホン酸化合物を合成することもできる。
　工程Ａで使用する前記アルカンスルホン酸化合物は、１種単独とすることができ、あるいは、２種以上を組み合わせて用いることもできる。
　（ルイス塩基及び三酸化硫黄を有する錯体）
　工程Ａでは、少なくとも１種の錯体を使用する。斯かる錯体は、ルイス塩基及び三酸化硫黄（ＳＯ３）を有する。工程Ａで使用する錯体は、例えば、ルイス塩基と三酸化硫黄とが配位結合した構造を有し得る。この場合、例えば、ルイス塩基１分子と、三酸化硫黄１分子とで錯体が形成される。あるいは、三酸化硫黄１分子に２分子以上のルイス塩基が配位することもあり、この場合、２分子以上のルイス塩基はすべて異なる種類であっても、一部又は全部が同一種であってもよい。
　前記錯体において、ルイス塩基は、三酸化硫黄と錯体を形成することができる限り、その種類は特に限定されない。例えば、ルイス塩基としては、三酸化硫黄と配位結合することが可能な化合物を挙げることができ、中でも三酸化硫黄に配位しやすいという観点から、ルイス塩基はＳ＝Ｏ結合を有する化合物であることが好ましい。このようなルイス塩基としては、スルホキシド化合物及びスルホン化合物を挙げることができる。
　従って、工程Ａで使用する錯体は、スルホキシド化合物及び三酸化硫黄を有する錯体を含むことができる。あるいは、工程Ａで使用する錯体は、スルホン化合物及び三酸化硫黄を有する錯体を含むことができる。以下、スルホキシド化合物及びスルホン化合物について説明する。
　スルホキシド化合物としては、例えば、下記一般式（２）で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
　ここで、式（２）中、Ｒ３及びＲ４は、同一又は異なって、置換基を有していてもよい炭素数１～１２のアルキル基を示す。式（２）において、Ｒ３とＲ４とは、これらが結合する硫黄原子と共にヘテロ原子を介し又は介することなく互いに結合して環状構造を形成してもよい。
　また、スルホン化合物は、例えば、下記一般式（３）で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
　ここで、式（３）中、Ｒ３及びＲ４は、同一又は異なって、置換基を有していてもよい炭素数１～１２のアルキル基を示し、Ｒ３とＲ４とは、これらが結合する硫黄原子と共にヘテロ原子を介し又は介することなく互いに結合して環状構造を形成してもよい。つまり、式（３）におけるＲ３及びＲ４は、式（２）におけるＲ３及びＲ４と同義である。
　式（２）及び式（３）のＲ３及びＲ４において、炭素数１～１２のアルキル基が置換基を有する場合、その置換基の種類は特に制限されない。具体的な置換基としては、ハロゲン原子、アルコキシ基、カルボキシル基、シアノ基、ニトロ基、スルホ基等が挙げられる。
　式（２）及び式（３）のＲ３及びＲ４において、炭素数１～１２のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、ｉｓｏ－プロピル基、ｎ－ブチル基、ｉｓｏ－ブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ｎ－ヘキシル基、ｎ－オクチル基、ｎ－デシル基、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、シクロオクチル基、ノルボルニル基、アダマンチル基、シクロペンチルメチル基、シクロヘキシルメチル基、２－シクロヘキシルエチル基等が挙げられる。これらのアルキル基にあっても、前述の置換基を有していてもよい。目的物であるアルカンジスルホン酸化合物の収率が高くなりやすいという点で、炭素数は１～６であることが好ましい。従って、炭素数１～１２のアルキル基としては上記例示列挙したうち、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、ｉｓｏ－プロピル基、ｎ－ブチル基、ｉｓｏ－ブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ｎ－ヘキシル基、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、シクロペンチルメチル基であることが好ましい。
　式（２）及び式（３）において、Ｒ３とＲ４とが、これらが結合する硫黄原子と共にヘテロ原子を介し又は介することなく互いに結合して環状構造を形成してもよい。つまり、式（２）及び（３）で表される化合物中の硫黄原子を環員として含む環状構造を形成してもよい。この場合、例えば、Ｒ３とＲ４が有する炭素原子どうしが化学結合を形成して環状構造が形成され得る。例えば、Ｒ３とＲ４が有する末端の炭素原子どうしの共有結合により硫黄原子と共に環状構造を形成することができる。環状構造は、例えば、硫黄原子を含む飽和環である。環状構造が前記硫黄原子の他にヘテロ原子を有する場合は、ヘテロ原子の種類は特に限定されない。
　式（２）で表されるスルホキシド化合物の具体例としては、例えば、ジメチルスルホキシド、エチルメチルスルホキシド、メチルｎ－プロピルスルホキシド、ジプロピルスルホキシド、ジブチルスルホキシド、ジ－ｎ－オクチルスルホキシド、ジドデシルスルホキシド、テトラメチレンスルホキシドなどが挙げられ、中でも式（２）で表されるスルホキシド化合物は、ジメチルスルホキシドが好ましい。
　式（３）で表されるスルホン化合物の具体例としては、例えばトリメチレンスルホン、ヘキサメチレンスルホン、トリメチレンジスルホン、テトラメチレンジスルホン、ヘキサメチレンジスルホン、スルホラン、３－メチルスルホラン、ジメチルスルホン、エチルメチルスルホン、ジエチルスルホン、メチルｎ－プロピルスルホン、エチルｎ－プロピルスルホン、ジ－ｎ－プロピルスルホン、メチルイソプロピルスルホン、エチルイソプロピルスルホン、ジイソプロピルスルホン、ｎ－ブチルメチルスルホン、ｎ－ブチルエチルスルホン、ｔ－ブチルメチルスルホン、ｔ－ブチルエチルスルホン等が挙げられる。中でも式（３）で表されるスルホン化合物は、スルホラン、３－メチルスルホラン、エチルメチルスルホン、エチルイソプロピルスルホンが好ましく、スルホラン、３－メチルスルホランがより好ましく、スルホランがさらに好ましい。
　工程Ａで使用する好ましい錯体は、目的物の収率が高くなりやすいという点で、式（２）で表されるスルホキシド化合物及び三酸化硫黄を有する錯体、及び、式（３）で表されるスルホン化合物及び三酸化硫黄を有する錯体からなる群より選ばれる少なくとも１種である。より具体的には、工程Ａで使用する錯体を構成するルイス塩基は、好ましくはジメチルスルホキシド、スルホラン、３－メチルスルホラン、エチルメチルスルホン及びエチルイソプロピルスルホンからなる群より選ばれる少なくとも１種であり、さらに好ましくはスルホラン、３－メチルスルホラン、エチルメチルスルホン及びエチルイソプロピルスルホンからなる群より選ばれる少なくとも１種であり、特に好ましくはスルホランである。
　工程Ａで使用する錯体は１種単独でもよいし、異なる２種以上を使用することもできる。例えば、工程Ａで使用する錯体は、前記スルホキシド化合物及び三酸化硫黄を有する錯体ただ１種のみであってもよいし、前記スルホキシド化合物及び三酸化硫黄を有する錯体を２種以上併用することができる。同様に、工程Ａで使用する錯体は、前記スルホン化合物及び三酸化硫黄を有する錯体ただ１種のみであってもよいし、前記スルホン化合物及び三酸化硫黄を有する錯体を２種以上併用することができる。また、工程Ａで使用する錯体は、スルホキシド化合物及び三酸化硫黄を有する錯体及びスルホン化合物及び三酸化硫黄を有する錯体の両方を含むことができる。
　工程Ａで使用する錯体は市販品から入手することができ、あるいは、公知の方法を参考に合成することができる。例えば、スルホランが三酸化硫黄に配位した錯体の場合、Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ａｎｄ　Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．１９７６，２６，５１３－５１６を参考に合成することができる。
　錯体の製造方法の一例として、ルイス塩基（例えば、式（２）で表されるスルホキシド化合物又は式（３）で表されるスルホン化合物）と、三酸化硫黄とを混合する工程により得ることができる。以下、この工程を「混合工程」と表記する。前記混合工程において、ルイス塩基と三酸化硫黄との混合割合は特に限定されない。例えば、錯体が形成されやすく、その収率が高くなりやすいという点で、三酸化硫黄１モルに対してルイス塩基は０．１～１０モルであることが好ましく、０．２～８モルであることがより好ましく、０．３～６モルであることがさらに好ましい。
　前記混合工程においてルイス塩基と、三酸化硫黄とを混合する際、例えば、混合時の温度を０～１００℃とすることができる。また、両者の混合においては、一方を他方に滴下する方法を採用することもできる。混合後、例えば、錯体は白色結晶として得られるので、この白色結晶を適宜の手法で取り出すことにより、錯体を得ることができる。特にルイス塩基としてスルホランを採用する場合は、前記混合工程を含む製造方法によって錯体を得ることが好ましい。なお、錯体の形成の有無は、例えば、１Ｈ－ＮＭＲスペクトルから判断することができる。
　工程Ａで使用する錯体を別途合成して入手する場合、斯かる錯体の合成は工程Ａにおけるアルカンスルホン酸化合物と錯体との反応の前にあらかじめ合成を行って錯体を単離し、単離した錯体を工程Ａの反応に使用することができる。あるいは、あらかじめ合成した錯体は必ずしも単離することなく、錯体の合成で得られた反応物をそのまま錯体として工程Ａにおける前記反応に使用することができる。
　（工程Ａにおける反応）
　工程Ａでは、前記少なくとも１種のアルカンスルホン酸化合物と、前記少なくとも１種の錯体とを反応する。
　工程Ａの反応で使用する錯体の使用量は、目的物であるアルカンジスルホン酸化合物の収率が高くなりやすいという点で、アルカンスルホン酸化合物１モルに対して０．１モル以上であることが好ましく、０．２モル以上であることがより好ましく、０．３モル以上であることがさらに好ましい。また、工程Ａの反応で使用する錯体の使用量は、より経済的であるという点で、アルカンスルホン酸化合物１モルに対して１０モル以下であることが好ましく、８モル以下であることがより好ましく、６モル以下であることがさらに好ましい。ここでいう「アルカンスルホン酸化合物１モル」は、アルカンスルホン酸化合物を２種以上使用する場合は、それらの総量が１モルであることを意味する。
　工程Ａの反応では、例えば、反応容器に前記アルカンスルホン酸化合物と、前記錯体とを含む原料Ａを収容し、その反応容器内で反応を行うことができる。この場合、原料Ａは、必要に応じて溶媒に溶解又は分散することもできる。溶媒を使用する場合、その使用量は特に限定されず、例えば、前記アルカンスルホン酸化合物の総量１００質量部に対して１５００質量部以下とすることができ、１０００質量部以下であることが好ましい。
　原料Ａを溶媒に溶解又は分散させる場合、使用できる溶媒は、本発明の効果を損なわない範囲で適宜選択することができる。斯かる溶媒としては、例えば、炭化水素系溶媒、ハロゲン系溶媒、エーテル系溶媒、ケトン系溶媒、エステル系溶媒、アミド系溶媒、ニトリル系溶媒、スルホキシド系溶媒、スルホン系溶媒、硫酸等が挙げられる。炭化水素系溶媒としては、例えばトルエン、キシレン、モノクロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、ヘキサン、ヘプタン、デカン等が挙げられる。ハロゲン系溶媒としては、例えばジクロロメタン、１，２－ジクロロエタン等が挙げられる。エーテル系溶媒としては、例えばジエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジフェニルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、メチル－ｔｅｒｔ－ブチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル等が挙げられる。ケトン系溶媒としては、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等が挙げられる。エステル系溶媒としては、例えば酢酸エチル、酢酸ブチル等が挙げられる。アミド系溶媒としては、例えばジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ－メチルピロリドン等が挙げられる。ニトリル系溶媒としては、例えばアセトニトリル等が挙げられる。スルホキシド系溶媒としては、例えばジメチルスルホキシド等が挙げられる。スルホン系溶媒としては、例えばエチルメチルスルホン、エチルイソプロピルスルホン、スルホラン、３－メチルスルホラン等が挙げられる。
　また、錯体を前述のようにルイス塩基と三酸化硫黄との反応により合成する場合、前記ルイス塩基を三酸化硫黄に対して過剰に使用して、三酸化硫黄と錯形成をせずに残存した遊離のルイス塩基を、実質的に工程Ａの反応における溶媒として用いてもよい。従って、過剰量のルイス塩基を三酸化硫黄と反応させて錯体を合成した場合は、得られた反応物を生成することなく、そのまま工程Ａの反応で使用する錯体として適用することができ、残存するルイス塩基は、工程Ａの反応における溶媒としての役割を果たすことができる。特にルイス塩基として、スルホランを過剰量使用した場合は、残存するスルホランは工程Ａの反応用溶媒として兼用することが好ましい。
　工程Ａで使用する原料Ａは、溶媒以外に他の添加剤等が含まれてもよいし、あるいは、原料Ａは、前記アルカンスルホン酸化合物と、錯体のみであってもよく、さらには、原料Ａは、前記アルカンスルホン酸化合物と、錯体と、溶媒のみであってもよい。
　工程Ａの反応で使用する反応容器の種類は特に限定されず、例えば、公知の反応容器を広く採用することができる。
　工程Ａで行う反応条件も特に限定されない。例えば、工程Ａで行う反応温度は特に限定されず、仕込みの原料種、仕込み量等の条件に応じ、適宜設定することができる。例えば、反応温度は０～２００℃とすることができ、目的物の収率が高くなりやすいという点で、５０～１８０℃であることが好ましく、８０～１７０℃であることがより好ましく、１００～１６０℃であることがさらに好ましい。反応時間は反応温度に応じて適宜設定することができ、例えば、１～４８時間程度とすることができる。
　工程Ａの反応おいて、反応温度を調節する方法も特に限定されず、例えば、前記原料Ａが収容した反応容器を加熱することで、適宜の反応温度に設定することができる。
　反応は、攪拌機等で原料Ａを攪拌しながら行うことができる。また、反応は、すべての原料を順不同に反応容器に仕込んでから、所定の温度に維持して行うことができる。あるいは、反応は、いずれかの原料を滴下しながら行ってもよい。
　工程Ａの反応は、加圧下、減圧下及び大気圧下のいずれの条件下で行うこともできる。また、工程Ａの反応は、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下で行うこともできる。反応は、不活性ガスを吹き込みながら行うこともできる。
　工程Ａの反応によって、目的物であるアルカンジスルホン酸化合物が生成する。このアルカンジスルホン酸化合物は、下記一般式（４）で表される化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
　ここで、式（４）中、Ｒ１、Ｒ２及びｎはそれぞれ、前記式（１）におけるＲ１、Ｒ２及びｎと同じである。
　式（４）で表されるアルカンジスルホン酸化合物の具体例としては、例えば、メタンジスルホン酸（Ｒ１＝Ｒ２＝Ｈ、ｎ＝１）、エタンジスルホン酸（Ｒ１＝ＣＨ３、Ｒ２＝Ｈ、ｎ＝１）、１－プロパンジスルホン酸（Ｒ１＝ＣＨ２ＣＨ３、Ｒ２＝Ｈ、ｎ＝１）、２－プロパンジスルホン酸（Ｒ１＝Ｒ２＝ＣＨ３、ｎ＝１）、１－ブタンジスルホン酸（Ｒ１＝Ｒ２＝Ｈ、ｎ＝４）等を挙げることができる。
　工程Ａで得られたアルカンジスルホン酸化合物は、従来公知の精製操作及び単離操作によって単離することができ、その方法は特に限定されるものではない。例えば、工程Ａの反応後に得られる反応液から溶媒等を用いて抽出して洗浄し、その後に晶析する方法等によって、工程Ａで得られたアルカンジスルホン酸化合物を単離することができる。得られたアルカンジスルホン酸化合物を別の反応の原料として用いる場合には、必ずしも単離する必要はなく、アルカンジスルホン酸化合物を含む前記反応液を直接、その後の反応に用いることができる。例えば、工程Ａで得られたアルカンジスルホン酸化合物は、メチレンジスルホネート化合物を製造するための原料として使用することができる。
　通常、三酸化硫黄を使用するアルカンジスルホン酸化合物の製造では、三酸化硫黄とアルカンスルホン酸化合物との反応が起こりにくいので、アルカンジスルホン酸化合物の収率は低い。これに対し、工程Ａのように、アルカンスルホン酸化合物を、ルイス塩基－三酸化硫黄（ＳＯ３）錯体（例えば、ルイス塩基がＳＯ３に配位した錯体）と反応させる場合、斯かる錯体中の三酸化硫黄はアルカンスルホン酸化合物と効率よく反応するため、生成するアルカンジスルホン酸化合物の収率が向上する。
　本開示は、本明細書に説明した構成要件を任意の組み合わせを全て包含する。また、上述した本開示の各実施形態について説明した各種特性（性質、構造、機能等）は、本開示に包含される主題を特定するにあたり、どのように組み合わせられてもよい。すなわち、本開示には、本明細書に記載される組み合わせ可能な各特性のあらゆる組み合わせからなる主題が全て包含される。
　以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例の態様に限定されるものではない。
　［製造例１］
　攪拌機、冷却管、温度計及び滴下ロートを備えた四つ口フラスコに、ルイス塩基としてスルホラン３６．１ｇ（０．３０モル）を仕込み、そこへ三酸化硫黄１２．０ｇ（０．１５モル）を３０分かけて滴下して混合液を得た後、該混合液を６０℃まで昇温し、この温度で混合液を３０分間攪拌した。得られた反応液を２０℃まで冷却し、そのまま１時間攪拌した後、析出した白色結晶を乾燥窒素雰囲気で濾別し、その後、ジクロロメタンで洗浄した。得られたウェット体を乾燥窒素雰囲気で乾燥させることにより、ルイス塩基及び三酸化硫黄からなる錯体２０．１ｇ（０．１０モル）を得た。この錯体がスルホラン－三酸化硫黄錯体であることは、下記に示す１Ｈ－ＮＭＲ分析結果から判断できた。
１Ｈ－ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）δ（ｐｐｍ）：２．２８（４Ｈ），３．１７（４Ｈ）
　なお、比較として遊離のスルホランの１Ｈ－ＮＭＲ分析の結果は、
１Ｈ－ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）δ（ｐｐｍ）：２．２３（４Ｈ），３．０４（４Ｈ）であった。
　（実施例１）
　攪拌機、冷却管、温度計及び滴下ロートを備えた四つ口フラスコに、原料Ａとして、製造例１で得られたスルホラン－三酸化硫黄錯体４０．１ｇ（０．２０モル）及びメタンスルホン酸１９．２ｇ（０．２０モル）を仕込んだ。フラスコ内の原料Ａを攪拌しつつ、１５０℃まで昇温し、この温度で反応を５時間続けることで反応液を得た。得られた反応液を適量採取してイオンクロマトグラフィー分析を行い、この分析で得られたピークの面積値に基づき、仕込みのメタンスルホン酸を基準として生成物である式（４）で表されるメタンジスルホン酸（Ｒ１及びＲ２が水素原子であり、ｎが１である化合物）の生成収率を算出した。その結果、得られたメタンジスルホン酸の生成収率は７５ｍｏｌ％であった。
　（実施例２）
　原料Ａの調製において、スルホラン－三酸化硫黄錯体の使用量を８０．１ｇ（０．４０モル）に変更したこと以外は実施例１と同様の手順によって式（４）で表されるメタンジスルホン酸（Ｒ１及びＲ２が水素原子であり、ｎが１である化合物）を製造し、生成収率を算出した。その結果、得られたメタンジスルホン酸の生成収率は８２ｍｏｌ％であった。
　（比較例１）
　攪拌機、冷却管、温度計及び滴下ロートを備えた四つ口フラスコに、メタンスルホン酸１９．２ｇ（０．２０モル）及び三酸化硫黄１６．０ｇ（０．２０モル）からなる原料を仕込んだ。フラスコ内の原料を攪拌しつつ、１５０℃まで昇温し、この温度で反応を５時間続けることで反応液を得た。得られた反応液を適量採取してイオンクロマトグラフィー分析を行い、この分析で得られたピークの面積値に基づき、仕込みのメタンスルホン酸を基準として生成物である式（４）で表されるメタンジスルホン酸（Ｒ１及びＲ２が水素原子であり、ｎが１である化合物）の生成収率を算出した。その結果、得られたメタンジスルホン酸の生成収率は４０ｍｏｌ％であった。
　以上の結果から、各実施例で行われた製造方法によれば、工程Ａを含むことで良好に反応を進行させることができ、高い生成収率で目的物である式（４）で表されるメタンジスルホン酸を得ることができることがわかった。すなわち、本発明に係る製造方法によれば、アルカンジスルホン酸化合物を高い収率で、容易かつ安価に製造することが可能であり、工業的に有利であることが実証された。

Claims (5)

  1. アルカンジスルホン酸化合物の製造方法であって、
    少なくとも１種のアルカンスルホン酸化合物と、
    ルイス塩基及び三酸化硫黄を有する少なくとも１種の錯体と
    を反応することによりアルカンジスルホン酸化合物を得る工程を含み、
    前記アルカンスルホン酸化合物は、下記一般式（１）
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     （式（１）中、Ｒ１及びＲ２は、同一又は異なって、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数１～４のアルキル基又は水素原子を示し、ｎは１～４の整数を示し、ｎが２～４の整数であるとき、ｎ個のＲ１はそれぞれ同一又は異なってよく、ｎ個のＲ２はそれぞれ同一又は異なってよい。）
    で表される化合物であり、
    前記アルカンジスルホン酸化合物は、下記一般式（４）
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     （式（４）中、Ｒ１、Ｒ２及びｎはそれぞれ、前記式（１）におけるＲ１、Ｒ２及びｎと同じである。）
    で表される化合物である、アルカンジスルホン酸化合物の製造方法。
  2. 前記ルイス塩基は、スルホキシド化合物を含み、
    前記スルホキシド化合物は、下記一般式（２）
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     （式（２）中、Ｒ３及びＲ４は、同一又は異なって、置換基を有していてもよい炭素数１～１２のアルキル基を示し、Ｒ３とＲ４とは、これらが結合する硫黄原子と共にヘテロ原子を介し又は介することなく互いに結合して環状構造を形成してもよい。）
    で表される化合物である、請求項１に記載の製造方法。
  3. 前記ルイス塩基は、スルホン化合物を含み、
    前記スルホン化合物は、下記一般式（３）
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
     （式（３）中、Ｒ３及びＲ４は、同一又は異なって、置換基を有していてもよい炭素数１～１２のアルキル基を示し、Ｒ３とＲ４とは、これらが結合する硫黄原子と共にヘテロ原子を介し又は介することなく互いに結合して環状構造を形成してもよい。）
    で表される化合物である、請求項１又は２に記載の製造方法。
  4. 前記スルホキシド化合物がジメチルスルホキシドである、請求項２に記載の製造方法。
  5. 前記スルホン化合物が、スルホラン、３－メチルスルホラン、エチルメチルスルホン及びエチルイソプロピルスルホンからなる群より選択される少なくとも１種である、請求項３に記載の製造方法。
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