JP4533469B2 - 有機化合物の共酸化法、エポキシ化合物の製造法、及びエステル又はラクトンの製造法 - Google Patents
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Description
【０００１】
技術分野
本発明は、有機化合物の共酸化法、エポキシ化合物の製造法、及びエステル又はラクトンの製造法に関する。より詳細には、アルケン、シクロアルケンなどの非芳香族性のエチレン結合を有する化合物、又はケトン若しくはアルコールを、他の有機化合物の共存下で分子状酸素により共酸化して対応する酸化物、すなわち、エポキシ化合物又はエステル若しくはラクトンを得る方法に関する。
【０００２】
背景技術
鎖状又は環状のエポキシ化合物、エステル及びラクトンは、医薬、香料、染料、有機合成中間体及び高分子樹脂原料として重要な化合物である。
【０００３】
エポキシ化合物と、エステル又はラクトンとは、反応原料は異なるものの、何れも、過安息香酸、過酢酸、三フッ化過酢酸などの過酸を用いた酸化反応により製造される点で共通する。例えば、エポキシ化合物は、アルケンやシクロアルケンなどの非芳香族性のエチレン結合を有する化合物と前記過酸との反応により製造されている。また、エステル又はラクトンは、鎖状又は環状ケトンを前記過酸と反応させる、いわゆるＢａｅｙｅｒ−Ｖｉｌｌｉｇｅｒ転位（酸化）により製造される。しかし、過酸は不安定であり、取扱いに格別の注意が必要である。また、過酸を用いる反応では当量のカルボン酸が副生する。
【０００４】
エポキシ化合物の製造法として、不飽和化合物に次亜ハロゲン酸を作用させて得られるハロヒドリンをアルカリで処理する方法も知られている。しかし、この方法は複雑な構造を有するオレフィン類に適用することが困難である。さらに、不飽和化合物に、酸素の存在下、微生物を作用させて対応するエポキシ化合物を製造する方法も知られている。しかし、微生物を用いる方法は、一般に基質濃度を高くできないため、生産性の点で不利である。
【０００５】
特開平９−３２７６２６号公報には、イミド化合物の存在下、鎖状不飽和炭化水素類又はアルケン類、シクロヘキサノン又はシクロヘキサノールをそれぞれ分子状酸素により酸化する方法が開示されている。しかし、この文献では、鎖状不飽和炭化水素類又はアルケン類からは、二重結合の隣接位が酸化されたケトン又はアルコールが主に生成しており、対応するエポキシ化合物は得られていない。また、シクロヘキサノン又はシクロヘキサノールからは、対応するジカルボン酸が生成しており、対応するエステル又はラクトンは得られていない。
【０００６】
発明の開示
従って、本発明の目的は、アルケン、シクロアルケンなどの非芳香族性のエチレン結合を有する化合物や鎖状又は環状ケトンを、温和な条件下、簡易な操作で効率よく酸化できる方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、温和な条件下、非芳香族性のエチレン結合を有する化合物から、対応するエポキシ化合物を簡易な操作で収率よく製造する方法を提供することにある。
【０００７】
本発明のさらに他の目的は、温和な条件下、ケトン又はその前駆体である第２級アルコールの酸化により、対応するエステル又はラクトンを簡易に効率よく製造できる方法を提供することにある。
【０００８】
本発明者らは、前記目的を達成するため鋭意検討した結果、特定構造のイミド化合物を触媒として用い、特定化合物の共存下で非芳香族性のエチレン結合を有する化合物又はケトン（若しくはそのアルコール体）を分子状酸素により酸化するか、又は特定構造のイミド化合物触媒の存在下で第２級アルコールを分子状酸素により酸化した後、酸で処理すると、非芳香族性のエチレン結合を有する化合物を原料とした場合にはエポキシ化反応が優先的に進行して、対応するエポキシ化合物が良好な収率で生成し、ケトンや第２級アルコールを原料とした場合には、いわゆるＢａｅｙｅｒ−Ｖｉｌｌｉｇｅｒ型の反応が進行して、対応するエステル又はラクトンが効率よく生成することを見いだし、本発明を完成した。
【０００９】
すなわち、本発明は、下記式（１）
【化１５】
（式中、Ｒ1及びＲ2は、同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、シクロアルキル基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、アシル基を示し、Ｒ1及びＲ2は互いに結合して二重結合、又は芳香族性若しくは非芳香族性の環を形成してもよい。Ｘは酸素原子又はヒドロキシル基を示す。前記Ｒ1、Ｒ2、又はＲ1及びＲ2が互いに結合して形成された二重結合又は芳香族性若しくは非芳香族性の環には、上記式（１）中に示されるＮ−置換環状イミド基がさらに１又は２個形成されていてもよい）
で表されるイミド化合物、及び下記化合物（Ｃ）の存在下、下記化合物（Ａ）を下記化合物（Ｂ）の共存下で、分子状酸素により酸化する有機化合物の酸化法を提供する。
化合物（Ａ）：（A11）炭素数２〜３０のエチレン結合を有する鎖状炭化水素、（A12）３〜３０員のシクロアルケン環を有する化合物からなる群から選択された化合物（A1）、又は下記式（２）
【化１６】
（式中、Ｒa及びＲbは互いに結合して、隣接する炭素原子と共に３〜２０員の脂環式炭化水素環を形成する）
で表される環状ケトン、及び該環状ケトンに対応するアルコール体からなる群から選択された化合物（A2）
化合物（Ｂ）：（ａ）第１級又は第２級アルコール、（ｂ）不飽和結合に隣接する部位に炭素−水素結合を有する化合物からなる群から選択された化合物であって且つ前記化合物（Ａ）とは異なる化合物
化合物（Ｃ）：（C1）電子吸引基が結合したカルボニル基を有する化合物、（C2）周期表５〜１１族元素を含む金属化合物からなる群から選択された少なくとも１種の化合物
【００１０】
前記式（１）で表されるイミド化合物において、Ｒ1及びＲ2が互いに結合して芳香族性又は非芳香族性の５〜１２員環を形成していてもよく、また、Ｒ1及びＲ2が互いに結合して、置換基を有していてもよいシクロアルカン環、置換基を有していてもよいシクロアルケン環、置換基を有していてもよい橋かけ炭素環、又は置換基を有していてもよい芳香族環を形成していてもよい。
【００１１】
式（２）で表されるケトンには、シクロヘキサノン類などの３〜２０員のシクロアルカノン類などが含まれる。
【００１２】
本発明は、また、下記化合物（A1）を、前記式（１）で表されるイミド化合物、及び前記化合物（Ｃ）の存在下、分子状酸素により酸化して対応するエポキシドを製造する方法であって、下記化合物（A1）を、下記化合物（B1）の共存下に酸化するエポキシ化合物の製造法を提供する。
化合物（A１）：（A11）炭素数２〜３０のエチレン結合を有する鎖状炭化水素、（A12）３〜３０員のシクロアルケン環を有する化合物からなる群から選択された化合物
化合物（B1）：（ａ）第１級又は第２級アルコール、（ｂ）不飽和結合に隣接する部位に炭素−水素結合を有する化合物からなる群から選択された化合物であって且つ前記化合物（A1）とは異なる化合物
【００１３】
本発明は、さらに、下記化合物（A2）を、前記式（１）で表されるイミド化合物、及び前記化合物（Ｃ）の存在下、下記化合物（B2）と共に、分子状酸素により酸化して、下記式（３）
【化１７】
（式中、Ｒa及びＲbは互いに結合して、隣接するカルボニル炭素原子及び酸素原子と共に４〜２１員の環を形成する）
で表される化合物を得るエステル又はラクトンの製造法（以下、「エステル又はラクトンの製造法１」と称することがある）を提供する。
化合物（A2）：前記式（２）で表される環状ケトン、及び該環状ケトンに対応するアルコール体からなる群から選択された化合物
化合物（B2）：（ａ）第１級又は第２級アルコール、（ｂ）不飽和結合に隣接する部位に炭素−水素結合を有する化合物からなる群から選択された化合物であって且つ前記化合物（A2）とは異なる化合物
【００１４】
この製造法において、基質として式（２）で表される環状ケトンを用いると共に、前記化合物（B2）として前記環状ケトンに対応する第２級アルコールを用いてもよい。
【００１５】
本発明は、さらにまた、下記式（４）
【化１８】
（式中、Ｒa及びＲbは互いに結合して、隣接する炭素原子と共に３〜２０員の脂環式炭化水素環を形成する）
で表される第２級アルコールを、前記式（１）で表されるイミド化合物、下記化合物（Ｃ）、及び上記式（４）で表される第２級アルコールに対応する環状ケトンの存在下、分子状酸素により酸化した後、酸で処理して、下記式（３）
【化１９】
（式中、Ｒa及びＲbは互いに結合して、隣接するカルボニル炭素原子及び酸素原子と共に４〜２１員の環を形成する）
で表される化合物を得るエステル又はラクトンの製造法（以下、「エステル又はラクトンの製造法２」と称することがある）を提供する。
【００１６】
前記酸としてルイス酸を用いてもよい。また、この製造法において、３〜２０員のシクロアルカノール類（例えば、シクロヘキサノール類）を、式（１）で表されるイミド化合物、及び前記化合物（Ｃ）の存在下、分子状酸素により酸化した後、酸で処理して、対応するラクトン類（例えば、ε−カプロラクトン類）を得てもよい。
【００１７】
本発明はさらに又、下記式（４）
【化２０】
（式中、Ｒa及びＲbは互いに結合して、隣接する炭素原子と共に３〜２０員の脂環式炭化水素環を形成する）
で表される第２級アルコールを、式（４）で表される第二級アルコールに対応する環状ケトンと下記式（１）
【化２１】
（式中、Ｒ1及びＲ2は、同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、シクロアルキル基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、アシル基を示し、Ｒ1及びＲ2は互いに結合して二重結合、又は芳香族性若しくは非芳香族性の環を形成してもよい。Ｘは酸素原子又はヒドロキシル基を示す。前記Ｒ1、Ｒ2、又はＲ1及びＲ2が互いに結合して形成された二重結合又は芳香族性若しくは非芳香族性の環には、上記式（１）中に示されるＮ−置換環状イミド基がさらに１又は２個形成されていてもよい）
で表されるイミド化合物、及び前記化合物（Ｃ）の存在下、分子状酸素により酸化して下記式（９）
【化２２】
（式中、Ｒa及びＲbは互いに結合して、隣接する炭素原子と共に３〜２０員の脂環式炭化水素環を形成する）
で表される化合物を得る過酸化物の製造法及び該製造法により前記式（９）で表される過酸化物を製造して、該過酸化物を、酸で処理して下記式（３）
【化２３】
（式中、Ｒa及びＲbは互いに結合して、隣接するカルボニル炭素原子及び酸素原子と共に４〜２１員の環を形成する）
で表される化合物を得るエステル又はラクトンの製造法を提供する。
【００１８】
なお、本明細書では、上記発明の他、下記式（１）
【化２４】
（式中、Ｒ1及びＲ2は、同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、シクロアルキル基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、アシル基を示し、Ｒ1及びＲ2は互いに結合して二重結合、又は芳香族性若しくは非芳香族性の環を形成してもよい。Ｘは酸素原子又はヒドロキシル基を示す。前記Ｒ1、Ｒ2、又はＲ1及びＲ2が互いに結合して形成された二重結合又は芳香族性若しくは非芳香族性の環には、上記式（１）中に示されるＮ−置換環状イミド基がさらに１又は２個形成されていてもよい）
で表されるイミド化合物の存在下、（A1）非芳香族性のエチレン結合を有する化合物、及び（A2）下記式（２）
【化２５】
（式中、Ｒa、Ｒbは、同一又は異なって、隣接するカルボニル炭素原子との結合部位に炭素原子を有する有機基を示し、Ｒa及びＲbは互いに結合して、隣接するカルボニル炭素原子と共に環を形成してもよい）
で表されるケトン、又は該ケトンに対応するアルコール体から選択された化合物（Ａ）を、前記イミド化合物と酸素とにより酸化可能であって且つ前記化合物（Ａ）とは異なる化合物（Ｂ）の共存下で、分子状酸素により酸化する有機化合物の共酸化法、式（１）で表されるイミド化合物において、Ｒ1及びＲ2が互いに結合して芳香族性又は非芳香族性の５〜１２員環を形成する前記有機化合物の共酸化法、式（１）で表されるイミド化合物において、Ｒ1及びＲ2が互いに結合して、置換基を有していてもよいシクロアルカン環、置換基を有していてもよいシクロアルケン環、置換基を有していてもよい橋かけ炭素環、又は置換基を有していてもよい芳香族環を形成する前記有機化合物の共酸化法、非芳香族性のエチレン結合を有する化合物（A1）が、炭素数２〜３０のエチレン結合を有する鎖状炭化水素（A11）、３〜３０員のシクロアルケン環を有する化合物（A12）、不飽和橋かけ環炭化水素（A13）、及び環の構成要素として非芳香族性エチレン結合を有する複素環化合物（A14）から選択された化合物である前記有機化合物の共酸化法、式（２）で表されるケトンが３〜２０員のシクロアルカノン類である前記有機化合物の共酸化法、式（２）で表されるケトンがシクロヘキサノン類である前記有機化合物の共酸化法、化合物（Ｂ）として、（ａ）第１級又は第２級アルコール、（ｂ）不飽和結合に隣接する部位に炭素−水素結合を有する化合物、（ｃ）メチン炭素原子を有する化合物、（ｄ）シクロアルカン類、（ｅ）ヘテロ原子の隣接位に炭素−水素結合を有する非芳香族性複素環化合物、（ｆ）共役化合物、（ｇ）芳香族炭化水素、（ｈ）チオール類、（ｉ）エーテル類、（ｊ）スルフィド類、（ｋ）アルデヒド若しくはチオアルデヒド類、及び（ｌ）アミン類から選択された少なくとも１種の化合物を用いる前記有機化合物の共酸化法、さらに、（Ｃ）（C1）電子吸引基が結合したカルボニル基を有する化合物、（C2）金属化合物、及び（C3）少なくとも１つの有機基が結合した周期表１５族又は１６族元素を含む多原子陽イオン又は多原子陰イオンとカウンターイオンとで構成された有機塩からなる群から選択された少なくとも１種の化合物の存在下で酸化を行う前記有機化合物の共酸化法、非芳香族性のエチレン結合を有する化合物（A1）を、下記式（１）
【化２６】
（式中、Ｒ1及びＲ2は、同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、シクロアルキル基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、アシル基を示し、Ｒ1及びＲ2は互いに結合して二重結合、又は芳香族性若しくは非芳香族性の環を形成してもよい。Ｘは酸素原子又はヒドロキシル基を示す。前記Ｒ1、Ｒ2、又はＲ1及びＲ2が互いに結合して形成された二重結合又は芳香族性若しくは非芳香族性の環には、上記式（１）中に示されるＮ−置換環状イミド基がさらに１又は２個形成されていてもよい）
で表されるイミド化合物の存在下、分子状酸素により酸化して対応するエポキシドを製造する方法であって、前記非芳香族性のエチレン結合を有する化合物（A1）を、前記イミド化合物と酸素とにより酸化可能であって且つ前記化合物（A1）とは異なる化合物（B1）の共存下に酸化するエポキシ化合物の製造法、下記式（２）
【化２７】
（式中、Ｒa、Ｒbは、同一又は異なって、隣接するカルボニル炭素原子との結合部位に炭素原子を有する有機基を示し、Ｒa及びＲbは互いに結合して、隣接するカルボニル炭素原子と共に環を形成してもよい）
で表されるケトン、又は該ケトンに対応するアルコール体（A2）を、下記式（１）
【化２８】
（式中、Ｒ1及びＲ2は、同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、シクロアルキル基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、アシル基を示し、Ｒ1及びＲ2は互いに結合して二重結合、又は芳香族性若しくは非芳香族性の環を形成してもよい。Ｘは酸素原子又はヒドロキシル基を示す。前記Ｒ1、Ｒ2、又はＲ1及びＲ2が互いに結合して形成された二重結合又は芳香族性若しくは非芳香族性の環には、上記式（１）中に示されるＮ−置換環状イミド基がさらに１又は２個形成されていてもよい）
で表されるイミド化合物の存在下、前記イミド化合物と酸素とにより酸化可能であって且つ前記化合物（A2）とは異なる化合物（B2）と共に、分子状酸素により酸化して、下記式（３）
【化２９】
（式中、Ｒa、Ｒbは、同一又は異なって、隣接するカルボニル炭素原子又は酸素原子との結合部位に炭素原子を有する有機基を示し、Ｒa及びＲbは互いに結合して、隣接するカルボニル炭素原子及び酸素原子と共に環を形成してもよい）
で表される化合物を得るエステル又はラクトンの製造法、基質として式（２）で表されるケトンを用いると共に、化合物（B2）として前記ケトンに対応する第２級アルコールを用いる前記エステル又はラクトンの製造法、下記式（４）
【化３０】
（式中、Ｒa、Ｒbは、同一又は異なって、隣接する炭素原子との結合部位に炭素原子を有する有機基を示し、Ｒa及びＲbは互いに結合して、隣接する炭素原子と共に環を形成してもよい）
で表される第２級アルコールを、下記式（１）
【化３１】
（式中、Ｒ1及びＲ2は、同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、シクロアルキル基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、アシル基を示し、Ｒ1及びＲ2は互いに結合して二重結合、又は芳香族性若しくは非芳香族性の環を形成してもよい。Ｘは酸素原子又はヒドロキシル基を示す。前記Ｒ1、Ｒ2、又はＲ1及びＲ2が互いに結合して形成された二重結合又は芳香族性若しくは非芳香族性の環には、上記式（１）中に示されるＮ−置換環状イミド基がさらに１又は２個形成されていてもよい）
で表されるイミド化合物の存在下、分子状酸素により酸化した後、酸で処理して、下記式（３）
【化３２】
（式中、Ｒa、Ｒbは、同一又は異なって、隣接するカルボニル炭素原子又は酸素原子との結合部位に炭素原子を有する有機基を示し、Ｒa及びＲbは互いに結合して、隣接するカルボニル炭素原子及び酸素原子と共に環を形成してもよい）
で表される化合物を得るエステル又はラクトンの製造法、ケトンの存在下で酸化する前記エステル又はラクトンの製造法、ケトンとして、式（４）で表される第２級アルコールに対応するケトンを用いる前記エステル又はラクトンの製造法、酸としてルイス酸を用いる前記エステル又はラクトンの製造法、３〜２０員のシクロアルカノール類を、式（１）で表されるイミド化合物の存在下、分子状酸素により酸化した後、酸で処理して、対応するラクトン類を得る前記エステル又はラクトンの製造法、シクロヘキサノール類を、式（１）で表されるイミド化合物の存在下、分子状酸素により酸化した後、酸で処理して、対応するε−カプロラクトン類を得る前記エステル又はラクトンの製造法、下記式（４）
【化３３】
（式中、Ｒa、Ｒbは、同一又は異なって、隣接する炭素原子との結合部位に炭素原子を有する有機基を示し、Ｒa及びＲbは互いに結合して、隣接する炭素原子と共に環を形成してもよい）
で表される第２級アルコールを、式（４）で表される第二級アルコールに対応するケトンと下記式（１）
【化３４】
（式中、Ｒ1及びＲ2は、同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、シクロアルキル基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、アシル基を示し、Ｒ1及びＲ2は互いに結合して二重結合、又は芳香族性若しくは非芳香族性の環を形成してもよい。Ｘは酸素原子又はヒドロキシル基を示す。前記Ｒ1、Ｒ2、又はＲ1及びＲ2が互いに結合して形成された二重結合又は芳香族性若しくは非芳香族性の環には、上記式（１）中に示されるＮ−置換環状イミド基がさらに１又は２個形成されていてもよい）
で表されるイミド化合物の存在下、分子状酸素により酸化して下記式（９）
【化３５】
（式中、Ｒa、Ｒbは、同一又は異なって、隣接する炭素原子との結合部位に炭素原子を有する有機基を示し、Ｒa及びＲbは互いに結合して、隣接する炭素原子と共に環を形成してもよい）
で表される化合物を得る過酸化物の製造法、前記製造方法により得られた過酸化物を、酸で処理して下記式（３）
【化３６】
（式中、Ｒa、Ｒbは、同一又は異なって、隣接するカルボニル炭素原子又は酸素原子との結合部位に炭素原子を有する有機基を示し、Ｒa及びＲbは互いに結合して、隣接するカルボニル炭素原子及び酸素原子と共に環を形成してもよい）
で表される化合物を得るエステル又はラクトンの製造法についても記載する。
【００１９】
なお、本明細書では、前記各方法において反応成分として用いる「非芳香族性のエチレン結合を有する化合物」、「ケトン、又はその対応するアルコール体」、「第２級アルコール」を単に「基質」という場合がある。また、上記「イミド化合物と酸素とにより酸化可能であって且つ化合物（Ａ）とは異なる化合物（Ｂ）」を「共酸化剤」と称することがある。
【００２０】
発明を実施するための最良の形態
［基質］
基質としての非芳香族性のエチレン結合を有する化合物（A1）には、（A11）エチレン結合を有する鎖状炭化水素、（A12）シクロアルケン環を有する化合物、（A13）不飽和橋かけ環炭化水素、（A14）環の構成要素として非芳香族性エチレン結合を有する複素環化合物等が含まれる。なお、分子中に複数の非芳香族性エチレン結合を有していてもよい。
【００２１】
エチレン結合を有する鎖状炭化水素（A11）としては、例えば、エテン、プロペン、１−ブテン、２−ブテン、１−ペンテン、２−ペンテン、２，４，４−トリメチル−２−ペンテン、１−ヘキセン、２−ヘキセン、２，３−ジメチル−２−ブテン、３−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテン、２−オクテン、３−オクテン、１−ノネン、２−ノネン、１−デセン、１−ウンデセン、１−ドデセン、１−ヘキサデセン、１−オクタデセンなどのアルケン類；１，４−ブタジエン、１，５−ヘキサジエン、１，６−ヘプタジエン、１，７−オクタジエン、２，６−オクタジエンなどのアルカジエン類；ウンデカトリエン、ドデカトリエンなどのアルカトリエン類などが挙げられる。上記鎖状炭化水素（A1）の炭素数は、例えば２〜３０、好ましくは２〜２０、さらに好ましくは２〜１２程度である。
【００２２】
これらの鎖状炭化水素（A11）は、例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、メルカプト基、オキソ基、置換オキシ基（例えば、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基など）、置換チオ基、カルボキシル基、置換オキシカルボニル基、置換又は無置換カルバモイル基、シアノ基、ニトロ基、置換又は無置換アミノ基、スルホ基、アルキニル基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、複素環基などの置換基を有していてもよい。
【００２３】
このような置換基を有する鎖状炭化水素（A11）の具体例としては、例えば、３−ヘキセン−１−オール、２−ヘキセン−１−オール、１−オクテン−３−オールなどのヒドロキシル基及びエチレン結合を有する化合物；１−アセトキシ−３，７−ジメチル−２，６−オクタジエンなどのアシルオキシ基及びエチレン結合を有する化合物などが例示される。なお、エチレン結合を有する鎖状炭化水素（A11）に幾何異性体が存在する場合には、Ｅ体、Ｚ体、それらの混合物の何れであってもよい。
【００２４】
シクロアルケン環を有する化合物（A12）としては、例えば、シクロプロペン、シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテン、シクロノネン、シクロデセン、シクロウンデセン、シクロドデセンなどのシクロアルケン類；１，４−シクロヘキサジエン、１，４−シクロヘプタジエン、シクロデカジエン、シクロドデカジエンなどのシクロアルカジエン類；シクロデカトリエンなどのシクロアルカトリエン類；シクロドデカテトラエンなどのシクロアルカテトラエン類などが挙げられる。シクロアルケン環の員数は、例えば３〜３０、好ましくは３〜２０、さらに好ましくは３〜１２（特に５〜１０）程度である。
【００２５】
シクロアルケン環は、例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、メルカプト基、オキソ基、置換オキシ基（例えば、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基など）、置換チオ基、カルボキシル基、置換オキシカルボニル基、置換又は無置換カルバモイル基、シアノ基、ニトロ基、置換又は無置換アミノ基、スルホ基、アルキル基（例えば、メチル、エチル、ｔ−ブチル基などのＣ1-4アルキル基など）、アルケニル基（例えばＣ2-4アルケニル基など）、アルキニル基（例えばＣ2-4アルキニル基など）、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、複素環基などの置換基を有していてもよい。また、シクロアルケン環には、芳香族性又は非芳香族性炭素環、芳香族性又は非芳香族性複素環が縮合していてもよい。環に置換基を有する化合物（A12）の具体例としては、例えば、リモネン、１−ｐ−メンテン、３−ｐ−メンテン、カルベオールなどのテルペン類等が挙げられる。
【００２６】
不飽和橋かけ環炭化水素（A13）としては、例えば、ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、ビシクロ［３．２．１］オクタ−２−エン、α−ピネンや２−ボルネンなどのテルペン類等が挙げられる。
【００２７】
また、環の構成要素として非芳香族性エチレン結合を有する複素環化合物（A14）としては、３，６−ジヒドロ−２Ｈ−ピラン、１，２，５，６−テトラヒドロピリジンなどが挙げられる。これらの化合物は、環に、前記シクロアルケン環の場合と同様の置換基を有していてもよく、また芳香族性又は非芳香族性炭素環、芳香族性又は非芳香族性複素環が縮合していてもよい。
【００２８】
基質としての前記式（２）で表されるケトンにおいて、Ｒa、Ｒbで示される「隣接するカルボニル炭素原子との結合部位に炭素原子を有する有機基」には、炭化水素基及び複素環基が含まれる。炭化水素基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ネオペンチル、ヘキシル、オクチル、デシル、ドデシル、ペンタデシル、ビニル、アリル、１−ヘキセニル、エチニル、１−ブチニル基などの炭素数１〜２０（好ましくは炭素数１〜１５、さらに好ましくは炭素数１〜１０）程度の脂肪族炭化水素基（アルキル基、アルケニル基又はアルキニル基）；シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロペンテニル、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、シクロオクチル、シクロドデシル基などの３〜２０員（好ましくは３〜１５員、さらに好ましくは５〜８員）程度の脂環式炭化水素基（シクロアルキル基又はシクロアルケニル基）；フェニル、ナフチル基などの炭素数６〜１８程度の芳香族炭化水素基などが挙げられる。
【００２９】
前記複素環基に対応する複素環として、例えば、ヘテロ原子として酸素原子を含む複素環（例えば、テトラヒドロフラン、クロマン、イソクロマン、フラン、オキサゾール、イソオキサゾール、４−オキソ−４Ｈ−ピラン、ベンゾフラン、イソベンゾフラン、４−オキソ−４Ｈ−クロメンなど）、ヘテロ原子としてイオウ原子を含む複素環（例えば、チオフェン、チアゾール、イソチアゾール、チアジアゾール、４−オキソ−４Ｈ−チオピラン、ベンゾチオフェンなど）、ヘテロ原子として窒素原子を含む複素環（例えば、ピロリジン、ピペリジン、ピペラジン、モルホリン、インドリン、ピロール、ピラゾール、イミダゾール、トリアゾール、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、インドール、キノリン、アクリジン、ナフチリジン、キナゾリン、プリンなど）などが挙げられる。
【００３０】
Ｒa及びＲbが互いに結合して、隣接するカルボニル炭素原子と共に形成してもよい環には、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロペンテン、シクロヘキサン、シクロヘキセン、シクロオクタン、シクロドデカン環などの３〜２０員（好ましくは３〜１５員、さらに好ましくは３〜１２員）程度の脂環式炭化水素環（シクロアルカン環又はシクロアルケン環）；ノルボルナン環、ノルボルネン環、アダマンタン環などの２〜４環程度の橋かけ環式炭化水素環又は橋かけ環式複素環；テトラヒドロフラン、クロマン、イソクロマン、ピロリジン、ピペリジンなどの５〜８員程度の非芳香族性複素環などが含まれる。
【００３１】
前記有機基、並びにＲa及びＲbが互いに結合して、隣接する炭素原子と共に形成してもよい環は、置換基を有していてもよい。このような置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、メルカプト基、オキソ基、置換オキシ基（例えば、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基など）、置換チオ基、カルボキシル基、置換オキシカルボニル基、置換又は無置換カルバモイル基、シアノ基、ニトロ基、置換又は無置換アミノ基、スルホ基、アルキル基（例えば、メチル、エチル、ｔ−ブチル基などのＣ1-4アルキル基など）、アルケニル基（例えばＣ2-4アルケニル基など）、アルキニル基（例えばＣ2-4アルキニル基など）、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、複素環基などが挙げられる。また、前記環には芳香族性又は非芳香族性の環（炭化水素環又は複素環）が縮合していてもよい。
【００３２】
式（２）で表されるケトンの代表的な例としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルｓ−ブチルケトン、メチルｔ−ブチルケトン、メチルデシルケトン、エチルイソプロピルケトン、イソプロピルブチルケトン、メチルビニルケトン、メチルイソプロペニルケトン、メチルシクロヘキシルケトン、メチルフェニルケトン、メチル（２−メチルフェニル）ケトン、メチル（２−ピリジル）ケトン、シクロヘキシルフェニルケトンなどの鎖状ケトン；シクロプロパノン、シクロブタノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、４−メチルシクロヘキサノン、４−クロロシクロヘキサノン、イソホロン、シクロヘプタノン、シクロオクタノン、シクロデカノン、シクロドデカノン、シクロペンタデカノン、１，３−シクロヘキサンジオン、１，４−シクロヘキサンジオン、１，４−シクロオクタンジオン、２，２−ビス（４−オキソシクロヘキシル）プロパン、ビス（４−オキソシクロヘキシル）メタン、４−（４−オキソシクロヘキシル）シクロヘキサノン、２−アダマンタノンなどの環状ケトンなどが例示できる。
【００３３】
なお、本発明における基質には、反応系に外部より供給する化合物だけでなく、反応条件下で系内で生成する化合物も含まれる。例えば、第２級アルコールを反応に付した場合、反応で生成する対応するケトンは基質に含まれ、このとき共存する未反応の前記第２級アルコールは共酸化剤として作用する。
【００３４】
本発明のエステル又はラクトンの製造法１では、鎖状ケトンを基質として用いると対応するエステルが生成し、環状ケトンを基質として用いると、員数が１つ増加した対応するラクトンが生成する。本発明のエステル又はラクトンの製造法１は、特に、アルキル基などの置換基を有していてもよい３〜２０員のシクロアルカノン（シクロアルカノン類；例えば、シクロヘキサノン類など）や２〜４環程度の橋かけ環式炭化水素に対応する環状ケトンを酸化して、対応するラクトン類（例えば、ε−カプロラクトン類など）を製造する方法として有用である。
【００３５】
式（２）で表されるケトンに対応するアルコール体は、前記式（４）で表される。このようなアルコール体を基質として用いる場合には、反応系内で対応するケトンに酸化された後、さらに目的のエステル又はラクトンに酸化される。
【００３６】
一方、本発明のエステル又はラクトンの製造法２では、基質として前記式（４）で表される第２級アルコールを用いる。この第２級アルコールとしては、上記エステル又はラクトンの製造法１において基質として例示したケトンに対応する第２級アルコールなどが挙げられる。
【００３７】
本発明のエステル又はラクトンの製造法２では、鎖状のアルコールを基質として用いると対応するエステルが生成し、環状のアルコールを基質として用いると、員数が１つ増加した対応するラクトンが生成する。本発明のエステル又はラクトンの製造法２は、特に、アルキル基などの置換基を有していてもよい３〜２０員のシクロアルカノール（シクロアルカノール類；例えば、シクロヘキサノール類など）や２〜４環程度の橋かけ環式炭化水素に対応する環状アルコールを酸化して、直接、対応するラクトン類（例えば、ε−カプロラクトン類など）を製造する方法として有用である。
【００３８】
［イミド化合物］
前記式（１）で表されるイミド化合物において、置換基Ｒ1及びＲ2のうちハロゲン原子には、ヨウ素、臭素、塩素およびフッ素が含まれる。アルキル基には、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、デシル基などの炭素数１〜１０程度の直鎖状又は分岐鎖状アルキル基が含まれる。好ましいアルキル基としては、例えば、炭素数１〜６程度、特に炭素数１〜４程度の低級アルキル基が挙げられる。
【００３９】
アリール基には、フェニル、ナフチル基などが含まれ、シクロアルキル基には、シクロペンチル、シクロヘキシル基などが含まれる。アルコキシ基には、例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、ｔ−ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ基などの炭素数１〜１０程度、好ましくは炭素数１〜６程度、特に炭素数１〜４程度の低級アルコキシ基が含まれる。
【００４０】
アルコキシカルボニル基には、例えば、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、プロポキシカルボニル、イソプロポキシカルボニル、ブトキシカルボニル、イソブトキシカルボニル、ｔ−ブトキシカルボニル、ペンチルオキシカルボニル、ヘキシルオキシカルボニル基などのアルコキシ部分の炭素数が１〜１０程度のアルコキシカルボニル基が含まれる。好ましいアルコキシカルボニル基にはアルコキシ部分の炭素数が１〜６程度、特に１〜４程度の低級アルコキシカルボニル基が含まれる。
【００４１】
アシル基としては、例えば、ホルミル、アセチル、プロピオニル、ブチリル、イソブチリル、バレリル、イソバレリル、ピバロイル基などの炭素数１〜６程度のアシル基が例示できる。
【００４２】
前記置換基Ｒ1及びＲ2は、同一又は異なっていてもよい。また、前記式（１）において、Ｒ1及びＲ2は互いに結合して、二重結合、または芳香族性又は非芳香属性の環を形成してもよい。好ましい芳香族性又は非芳香族性環は５〜１２員環、特に６〜１０員環程度であり、複素環又は縮合複素環であってもよいが、炭化水素環である場合が多い。このような環には、例えば、非芳香族性脂環式環（シクロヘキサン環などの置換基を有していてもよいシクロアルカン環、シクロヘキセン環などの置換基を有していてもよいシクロアルケン環など）、非芳香族性橋かけ環（５−ノルボルネン環などの置換基を有していてもよい橋かけ式炭化水素環など）、ベンゼン環、ナフタレン環などの置換基を有していてもよい芳香族環（縮合環を含む）が含まれる。前記環は、芳香族環で構成される場合が多い。前記環は、アルキル基、ハロアルキル基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、アシル基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、ハロゲン原子などの置換基を有していてもよい。
【００４３】
前記一般式（１）において、Ｘは酸素原子又はヒドロキシル基を示し、窒素原子ＮとＸとの結合は単結合又は二重結合である。
【００４４】
前記Ｒ1、Ｒ2、又はＲ1及びＲ2が互いに結合して形成された二重結合又は芳香族性若しくは非芳香族性の環には、上記式（１）中に示されるＮ−置換環状イミド基がさらに１又は２個形成されていてもよい。例えば、Ｒ1又はＲ2が炭素数２以上のアルキル基である場合、このアルキル基を構成する隣接する２つの炭素原子を含んで前記Ｎ−置換環状イミド基が形成されていてもよい。また、Ｒ1及びＲ2が互いに結合して二重結合を形成する場合、該二重結合を含んで前記Ｎ−置換環状イミド基が形成されていてもよい。さらに、Ｒ1及びＲ2が互いに結合して芳香族性若しくは非芳香族性の環を形成する場合、該環を構成する隣接する２つの炭素原子を含んで前記Ｎ−置換環状イミド基が形成されていてもよい。
【００４５】
好ましいイミド化合物には、下記式で表される化合物が含まれる。
【化３７】
（式中、Ｒ3〜Ｒ6は、同一又は異なって、水素原子、アルキル基、ハロアルキル基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、アシル基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、ハロゲン原子を示す。Ｒ3〜Ｒ6は、隣接する基同士が互いに結合して芳香族性又は非芳香族性の環を形成していてもよい。式（1f）中、Ａ1はメチレン基又は酸素原子を示す。Ｒ1、Ｒ2は前記に同じ。式（1c）のベンゼン環には、式（1c）中に示されるＮ−置換環状イミド基がさらに１又は２個形成されていてもよい）
【００４６】
置換基Ｒ3〜Ｒ6において、アルキル基には、前記例示のアルキル基と同様のアルキル基、特に炭素数１〜６程度のアルキル基が含まれ、ハロアルキル基には、トリフルオロメチル基などの炭素数１〜４程度のハロアルキル基、アルコキシ基には、前記と同様のアルコキシ基、特に炭素数１〜４程度の低級アルコキシ基、アルコキシカルボニル基には、前記と同様のアルコキシカルボニル基、特にアルコキシ部分の炭素数が１〜４程度の低級アルコキシカルボニル基が含まれる。また、アシル基としては、前記と同様のアシル基、特に炭素数１〜６程度のアシル基が例示され、ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素原子が例示できる。置換基Ｒ3〜Ｒ6は、通常、水素原子、炭素数１〜４程度の低級アルキル基、カルボキシル基、ニトロ基、ハロゲン原子である場合が多い。Ｒ3〜Ｒ6が互いに結合して形成する環としては、前記Ｒ1及びＲ2が互いに結合して形成する環と同様であり、特に芳香族性又は非芳香族性の５〜１２員環が好ましい。
【００４７】
好ましいイミド化合物の代表的な例として、例えば、Ｎ−ヒドロキシコハク酸イミド、Ｎ−ヒドロキシマレイン酸イミド、Ｎ−ヒドロキシヘキサヒドロフタル酸イミド、Ｎ，Ｎ′−ジヒドロキシシクロヘキサンテトラカルボン酸イミド、Ｎ−ヒドロキシフタル酸イミド、Ｎ−ヒドロキシテトラブロモフタル酸イミド、Ｎ−ヒドロキシテトラクロロフタル酸イミド、Ｎ−ヒドロキシヘット酸イミド、Ｎ−ヒドロキシハイミック酸イミド、Ｎ−ヒドロキシトリメリット酸イミド、Ｎ，Ｎ′−ジヒドロキシピロメリット酸イミド、Ｎ，Ｎ′−ジヒドロキシナフタレンテトラカルボン酸イミドなどが挙げられる。
【００４８】
式（１）で表されるイミド化合物は、慣用のイミド化反応、例えば、対応する酸無水物とヒドロキシルアミンＮＨ2ＯＨとを反応させ、酸無水物基の開環及び閉環を経てイミド化する方法により調製できる。
【００４９】
前記酸無水物には、例えば、無水コハク酸、無水マレイン酸などの飽和又は不飽和脂肪族ジカルボン酸無水物、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸（１，２−シクロヘキサンジカルボン酸無水物）、１，２，３，４−シクロヘキサンテトラカルボン酸１，２−無水物などの飽和又は不飽和非芳香族性環状多価カルボン酸無水物（脂環式多価カルボン酸無水物）、無水ヘット酸、無水ハイミック酸などの橋かけ環式多価カルボン酸無水物（脂環式多価カルボン酸無水物）、無水フタル酸、テトラブロモ無水フタル酸、テトラクロロ無水フタル酸、無水ニトロフタル酸、無水トリメット酸、メチルシクロヘキセントリカルボン酸無水物、無水ピロメリット酸、無水メリト酸、１，８；４，５−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物などの芳香族多価カルボン酸無水物が含まれる。
【００５０】
特に好ましいイミド化合物は、脂環式多価カルボン酸無水物又は芳香族多価カルボン酸無水物、なかでも芳香族多価カルボン酸無水物から誘導されるＮ−ヒドロキシイミド化合物、例えば、Ｎ−ヒドロキシフタル酸イミド等が含まれる。
【００５１】
式（１）で表されるイミド化合物は一種又は二種以上使用できる。前記イミド化合物は、担体に担持した形態で用いてもよい。担体としては、活性炭、ゼオライト、シリカ、シリカ−アルミナ、ベントナイトなどの多孔質担体を用いる場合が多い。
【００５２】
前記イミド化合物の使用量は、広い範囲で選択でき、例えば、前記基質１モルに対して０．０００１〜１モル、好ましくは０．００１〜０．５モル、さらに好ましくは０．０１〜０．４モル程度であり、０．０５〜０．３５モル程度である場合が多い。
【００５３】
［助触媒］
本発明の方法（特に、前記有機化合物の共酸化法、エポキシ化合物の製造法、エステル又はラクトンの製造法１）では、反応速度や反応の選択性を向上させるため、前記式（１）で表される触媒と助触媒（Ｃ）とを併用することもできる。このような助触媒（Ｃ）には、例えば、（C1）電子吸引基が結合したカルボニル基を有する化合物、（C2）金属化合物、（C3）少なくとも１つの有機基が結合した周期表１５族又は１６族元素を含む多原子陽イオン又は多原子陰イオンとカウンターイオンとで構成された有機塩などが含まれる。これらの助触媒（Ｃ）は、同種又は異種の化合物を単独で又は２種以上組み合わせて使用できる。例えば、（C1）電子吸引基が結合したカルボニル基を有する化合物の１種又は２種以上と、（C2）金属化合物の１種又は２種以上とを組み合わせて使用できる。
【００５４】
前記電子吸引基が結合したカルボニル基を有する化合物（C1）において、カルボニル基に結合する電子吸引基としては、例えば、フルオロメチル、トリフルオロメチル、テトラフルオロエチル、フェニル、フルオロフェニル、ペンタフルオロフェニルなどのフッ素原子で置換された炭化水素基などが挙げられる。前記化合物（C1）の具体例として、例えば、ヘキサフルオロアセトン、トリフルオロ酢酸、ペンタフルオロフェニル（メチル）ケトン、ペンタフルオロフェニル（トリフルオロメチル）ケトン、安息香酸などが挙げられる。これらの化合物は、例えば、共酸化剤として（ａ）第１級又は第２級アルコールを用いた場合などに特に有用である。また、これらの化合物を、（A2）ケトン又は該ケトンに対応するアルコール体の酸化に用いると、系内で反応性の高い過酸化物に変換されるためか、Ｂａｅｙｅｒ−Ｖｉｌｌｉｇｅｒ型の反応の反応速度が促進される。
【００５５】
前記化合物（C1）の使用量は、基質１モルに対して、０．０００１〜１モル、好ましくは０．００１〜０．７モル、さらに好ましくは０．０１〜０．５モル程度である。
【００５６】
金属化合物（C2）を構成する金属元素としては、特に限定されず、周期表１〜１５族の金属元素の何れであってもよい。なお、本明細書では、ホウ素Ｂも金属元素に含まれるものとする。例えば、前記金属元素として、周期表１族元素（Ｌｉ、Ｎａ、Ｋなど）、２族元素（Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなど）、３族元素（Ｓｃ、ランタノイド元素、アクチノイド元素など）、４族元素（Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆなど）、５族元素（Ｖなど）、６族元素（Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗなど）、７族元素（Ｍｎなど）、８族元素（Ｆｅ、Ｒｕなど）、９族元素（Ｃｏ、Ｒｈなど）、１０族元素（Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔなど）、１１族元素（Ｃｕなど）、１２族元素（Ｚｎなど）、１３族元素（Ｂ、Ａｌ、Ｉｎなど）、１４族元素（Ｓｎ、Ｐｂなど）、１５族元素（Ｓｂ、Ｂｉなど）などが挙げられる。好ましい金属元素には、遷移金属元素（周期表３〜１２族元素）が含まれる。なかでも、周期表５〜１１族元素、特に、６族、７族及び９族元素が好ましく、とりわけ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｍｎなどが好ましい。金属元素の原子価は特に制限されないが、０〜６価程度である場合が多い。
【００５７】
金属化合物（C2）としては、前記金属元素の単体、水酸化物、酸化物（複合酸化物を含む）、ハロゲン化物（フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物）、オキソ酸塩（例えば、硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩、ホウ酸塩、炭酸塩など）、オキソ酸、イソポリ酸、ヘテロポリ酸などの無機化合物；有機酸塩（例えば、酢酸塩、プロピオン酸塩、青酸塩、ナフテン酸塩、ステアリン酸塩など）、錯体などの有機化合物が挙げられる。前記錯体を構成する配位子としては、ＯＨ（ヒドロキソ）、アルコキシ（メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシなど）、アシル（アセチル、プロピオニルなど）、アルコキシカルボニル（メトキシカルボニル、エトキシカルボニルなど）、アセチルアセトナト、シクロペンタジエニル基、ハロゲン原子（塩素、臭素など）、ＣＯ、ＣＮ、酸素原子、Ｈ2Ｏ（アコ）、ホスフィン（トリフェニルホスフィンなどのトリアリールホスフィンなど）のリン化合物、ＮＨ3（アンミン）、ＮＯ、ＮＯ2（ニトロ）、ＮＯ3（ニトラト）、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、ピリジン、フェナントロリンなどの窒素含有化合物などが挙げられる。
【００５８】
金属化合物（C2）の具体例としては、例えば、コバルト化合物を例にとると、水酸化コバルト、酸化コバルト、塩化コバルト、臭化コバルト、硝酸コバルト、硫酸コバルト、リン酸コバルトなどの無機化合物；酢酸コバルト、ナフテン酸コバルト、ステアリン酸コバルトなどの有機酸塩；コバルトアセチルアセトナトなどの錯体等の２価又は３価のコバルト化合物などが挙げられる。また、バナジウム化合物の例としては、水酸化バナジウム、酸化バナジウム、塩化バナジウム、塩化バナジル、硫酸バナジウム、硫酸バナジル、バナジン酸ナトリウムなどの無機化合物；バナジウムアセチルアセトナト、バナジルアセチルアセトナトなどの錯体等の２〜５価のバナジウム化合物などが挙げられる。さらに、モリブデン化合物の例としては、水酸化モリブデン、酸化モリブデン、塩化モリブデン、臭化モリブデン、硫化モリブデン、モリブデン酸又はその塩、リンモリブデン酸又はその塩、ケイモリブデン酸又はその塩などの無機化合物；モリブデンカルボニル、ビス（アセチルアセトナト）ジオキソモリブデン、クロロトリカルボニル（η−シクロペンタジエニル）モリブデン、ジブロモビス（η−シクロペンタジエニルモリブデンなどの錯体等の０〜６価のモリブデン化合物などが挙げられる。他の金属元素の化合物としては、前記コバルト、バナジウム又はモリブデン化合物に対応する化合物などが例示される。
【００５９】
金属化合物（C2）は、単独で又は２種以上組み合わせて使用できる。特に、例えば、（A1）非芳香族性のエチレン結合を有する化合物を酸化する場合において、共酸化剤として（ｂ）不飽和結合に隣接する部位に炭素−水素結合を有する化合物を用いるときには、モリブデンカルボニルなどのモリブデン化合物と、酢酸コバルトなどのコバルト化合物又は酢酸マンガンなどのマンガン化合物とを併用すると、高い収率でエポキシ化合物を得ることができる。また、（A2）ケトン又は該ケトンに対応するアルコール体を酸化する場合において、金属化合物（C2）として、Ｖ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｍｎなどの遷移金属元素（Ｆｅを除く）を含む化合物（特に、Ｃｏ化合物）と、白金族金属元素（Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ）又はＦｅを含む化合物（特に、［Ｐｔ（ｄｐｐｂ）（μ−ＯＨ）］2（ＢＨ4）2などの白金族金属水素錯化合物等）とを組み合わせて用いると、選択率が著しく向上し、高い収率で目的化合物を得ることができる。
【００６０】
前記金属化合物（C2）の使用量は、例えば、基質１モルに対して、０．０００１〜０．７モル、好ましくは０．００１〜０．５モル、さらに好ましくは０．００２〜０．１モル程度であり、０．００５〜０．０５モル程度である場合が多い。なお、前記のように、モリブデン化合物と、コバルト化合物又はマンガン化合物とを併用する場合には、モリブデン化合物の使用量は上記と同程度であり、コバルト化合物又はマンガン化合物の使用量は、前記基質１モルに対して、例えば０．０００１〜０．１モル、好ましくは０．０００５〜０．１モル程度である。
【００６１】
前記有機塩（C3）において、周期表１５族元素には、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉが含まれる。周期表１６族元素には、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅなどが含まれる。好ましい元素としては、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｓが挙げられ、特に、Ｎ、Ｐ、Ｓなどが好ましい。
【００６２】
前記元素の原子に結合する有機基には、置換基を有していてもよい炭化水素基、置換オキシ基などが含まれる。炭化水素基としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、デシル、テトラデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、アリルなどの炭素数１〜３０程度（好ましくは炭素数１〜２０程度）の直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素基（アルキル基、アルケニル基及びアルキニル基）；シクロペンチル、シクロヘキシルなどの炭素数３〜８程度の脂環式炭化水素基；フェニル、ナフチルなどの炭素数６〜１４程度の芳香族炭化水素基などが挙げられる。炭化水素基が有していてもよい置換基として、例えば、ハロゲン原子、オキソ基、ヒドロキシル基、置換オキシ基（例えば、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基など）、カルボキシル基、置換オキシカルボニル基、置換又は無置換カルバモイル基、シアノ基、ニトロ基、置換又は無置換アミノ基、アルキル基（例えば、メチル、エチル基などのＣ1-4アルキル基など）、シクロアルキル基、アリール基（例えば、フェニル、ナフチル基など）、複素環基などが例示できる。好ましい炭化水素基には、炭素数１〜３０程度のアルキル基、炭素数６〜１４程度の芳香族炭化水素基（特に、フェニル基又はナフチル基）などが含まれる。前記置換オキシ基には、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基などが含まれる。
【００６３】
前記多原子陽イオンは、例えば、下記式（５）で表される。この多原子陽イオンは、カウンターアニオンとともに、下記式（６）で表される有機オニウム塩を構成する。
［Ｒc mＡ］+ （５）
［Ｒc mＡ］+Ｙ- （６）
上記式中、Ｒcは炭化水素基又は水素原子を示す。４個のＲcは互いに同一又は異なっていてもよく、少なくとも１つのＲcは炭化水素基である。Ａは周期表１５族又は１６族元素の原子を示す。２つのＲcは互いに結合して隣接するＡと共に環を形成してもよく、また、２つのＲcが一体となってＡと二重結合を形成すると共に他のＲcと結合してＡとで環を形成してもよい。ｍは３又は４を示す。Ｙ-は、カウンターアニオンを示し、Ｙは酸基を示す。なお、上記炭化水素基は、例えば前記の置換基を有していてもよい。
【００６４】
２つのＲcが互いに結合して隣接するＡと共に形成する環としては、ピロリジン環、ピペリジン環などの３〜８員（好ましくは、５〜６員）程度の含窒素（又は含リン）複素環などが挙げられる。また、２つのＲcが一体となってＡと二重結合を形成すると共に他のＲcと結合してＡとで形成する環としては、ピリジン環などの５〜８員の含窒素複素環などが挙げられる。これらの環にはベンゼン環などの環が縮合していてもよい。このような縮合環として、キノリン環などが挙げられる。Ａが周期表１５族元素の原子のとき、ｍは４である場合が多く、Ａが周期表１６族元素の原子のとき、ｍは３である場合が多い。
【００６５】
前記Ａは、好ましくは、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、又はＳであり、さらに好ましくは、Ｎ、Ｐ、又はＳであり、特に、Ｎ又はＰが好ましい。また、好ましい多原子陽イオンでは、４個のＲcのすべてが有機基である（Ａを含む環が形成されている場合を含む）。
【００６６】
酸基Ｙとしては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などのハロゲン原子；硝酸基（ＮＯ3）、硫酸基（ＳＯ4）、リン酸基（ＰＯ4）、過塩素酸基（ＣｌＯ4）などの無機酸基；酢酸基（ＣＨ3ＣＯ2）、メタンスルホン酸基、ベンゼンスルホン酸基などの有機酸基などが挙げられる。好ましい酸基には、ハロゲン原子及び無機酸基が含まれ、特に塩素原子、臭素原子などのハロゲン原子が好ましい。
【００６７】
前記有機オニウム塩のなかでも、有機アンモニウム塩、有機ホスホニウム塩、有機スルホニウム塩などが特に好ましい。有機アンモニウム塩の具体例としては、テトラメチルアンモニウムクロリド、テトラエチルアンモニウムクロリド、テトラブチルアンモニウムクロリド、テトラヘキシルアンモニウムクロリド、トリオクチルメチルアンモニウムクロリド、トリエチルフェニルアンモニウムクロリド、トリブチル（ヘキサデシル）アンモニウムクロリド、ジ（オクタデシル）ジメチルアンモニウムクロリドなどの第４級アンモニウムクロリド、及び対応する第４級アンモニウムブロミドなどの、窒素原子に４つの炭化水素基が結合した第４級アンモニウム塩；ジメチルピペリジニウムクロリド、ヘキサデシルピリジニウムクロリド、メチルキノリニウムクロリドなどの環状第４級アンモニウム塩などが挙げられる。
【００６８】
また、有機ホスホニウム塩の具体例としては、テトラメチルホスホニウムクロリド、テトラブチルホスホニウムクロリド、トリブチル（ヘキサデシル）ホスホニウムクロリド、トリエチルフェニルホスホニウムクロリドなどの第４級ホスホニウムクロリド、及び対応する第４級ホスホニウムブロミドなどの、リン原子に４つの炭化水素基が結合した第４級ホスホニウム塩などが挙げられる。有機スルホニウム塩の具体例としては、トリエチルスルホニウムイオジド、エチルジフェニルスルホニウムイオジドなどの、イオウ原子に３つの炭化水素基が結合したスルホニウム塩などが挙げられる。
【００６９】
前記多原子陰イオンは、例えば、下記式（７）で表される。この多原子陰イオンは、カウンターカチオンとともに、下記式（８）で表される有機塩を構成する。
［ＲdＡＯ3］q- （７）
Ｚq+［ＲdＡＯ3］q- （８）
【００７０】
上記式中、Ｒdは炭化水素基又は水素原子を示す。Ａは周期表１５族又は１６族元素の原子を示す。ｑは１又は２を示し、Ｚq+は、カウンターカチオンを示す。
【００７１】
Ｒdで示される炭化水素基としては、前記と同様の基のほか、樹脂（ポリマー鎖又はその分岐鎖）が挙げられる。好ましいＡには、Ｓ、Ｐなどが含まれる。ＡがＳなどのとき、ｑは１であり、ＡがＰなどのとき、ｑは２である。Ｚとしては、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属；マグネシウム、カルシウムなどのアルカリ土類金属などが挙げられる。好ましいＺにはアルカリ金属が含まれる。Ｚq+は、前記の多原子陽イオンであってもよい。
【００７２】
前記式（８）で表される有機塩としては、メタンスルホン酸塩、エタンスルホン酸塩、オクタンスルホン酸塩、ドデカンスルホン酸塩などのアルキルスルホン酸塩；ベンゼンスルホン酸塩、ｐ−トルエンスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸塩、デシルベンゼンスルホン酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩などのアルキル基で置換されていてもよいアリールスルホン酸塩；スルホン酸型イオン交換樹脂（イオン交換体）；ホスホン酸型イオン交換樹脂（イオン交換体）などが挙げられる。なかでも、Ｃ6-18アルキルスルホン酸塩、Ｃ6-18アルキル−アリールスルホン酸塩を用いる場合が多い。
【００７３】
有機塩（C3）の使用量は、例えば、前記基質１モルに対して０．０００１〜０．７モル、好ましくは０．００１〜０．５モル、さらに好ましくは０．００２〜０．１モル程度であり、０．００５〜０．０５モル程度である場合が多い。有機塩（C3）の使用量が多すぎると、反応速度が低下する場合がある。
【００７４】
本発明では、さらに他の触媒成分又は添加物を併用してもよい。例えば、反応系内に、モレキュラーシーブ３Ａ、モレキュラーシーブ４Ａ、モレキュラーシーブ５Ａなどのモレキュラーシーブなどを添加してもよい。モレキュラーシーブの使用量は、基質１モルに対して、例えば１〜１０００ｇ、好ましくは１０〜２００ｇ程度である。モレキューラーシーブは、例えば、前記金属化合物（C2）などの助触媒と併用される場合が多い。
【００７５】
［酸素］
基質の酸化に利用される分子状酸素は、特に制限されず、純粋な酸素を用いてもよく、窒素、ヘリウム、アルゴン、二酸化炭素などの不活性ガスで希釈した酸素を使用してもよい。操作性及び安全性のみならず経済性などの点から、空気を使用するのが好ましい。
【００７６】
分子状酸素の使用量は、基質の種類に応じて適宜選択できるが、通常、基質１モルに対して、０．５モル以上（例えば、１モル以上）、好ましくは１〜１００モル、さらに好ましくは２〜５０モル程度である。基質に対して過剰モルの分子状酸素を使用する場合が多い。
【００７７】
［共酸化剤（Ｂ）］
前記イミド化合物と酸素とにより酸化可能な化合物（共酸化剤）（Ｂ）としては、前記イミド化合物と酸素によって酸化可能な化合物であって、且つ基質として用いる化合物とは異なる化合物であればよく、基質として用いる化合物と同種又は異種の化合物の何れであってもよい。共酸化剤（Ｂ）には、前記イミド化合物を触媒とする酸化反応について開示している特開平８−３８９０９号公報又は特開平９−３２７６２６号公報において、基質として記載されている化合物などが含まれる。
【００７８】
例えば、前記共酸化剤（Ｂ）として、（ａ）第１級又は第２級アルコール、（ｂ）不飽和結合に隣接する部位に炭素−水素結合を有する化合物、（ｃ）メチン炭素原子を有する化合物、（ｄ）シクロアルカン類、（ｅ）ヘテロ原子の隣接位に炭素−水素結合を有する非芳香族性複素環化合物、（ｆ）共役化合物、（ｇ）芳香族炭化水素、（ｈ）チオール類、（ｉ）エーテル類、（ｊ）スルフィド類、（ｋ）アルデヒド若しくはチオアルデヒド類、及び（ｌ）アミン類から選択された少なくとも１種の化合物を使用できる。これらの化合物は、種々の置換基、例えば、ハロゲン原子、オキソ基、ヒドロキシル基、メルカプト基、置換オキシ基（例えば、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基など）、置換チオ基、カルボキシル基、置換オキシカルボニル基、置換又は無置換カルバモイル基、シアノ基、ニトロ基、置換又は無置換アミノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、アリール基（例えば、フェニル、ナフチル基など）、アラルキル基、複素環基などを有していてもよい。
【００７９】
（ａ）第１級又は第２級アルコール
第１級又は第２級アルコール（ａ）には、広範囲のアルコールが含まれる。アルコールは、１価、２価又は多価アルコールの何れであってもよい。
【００８０】
第１級アルコールとしては、メタノール、エタノール、１−プロパノール、１−ブタノール、２−メチル−１−プロパノール、１−ペンタノール、１−ヘキサノール、１−オクタノール、１−デカノール、１−ヘキサデカノール、２−ブテン−１−オール、エチレングリコール、トリメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ペンタエリスリトールなどの炭素数１〜３０（好ましくは１〜２０、さらに好ましくは１〜１５）程度の飽和又は不飽和脂肪族第１級アルコール；シクロペンチルメチルアルコール、シクロヘキシルメチルアルコール、２−シクロヘキシルエチルアルコールなどの飽和又は不飽和脂環式第１級アルコール；ベンジルアルコール、２−フェニルエチルアルコール、３−フェニルプロピルアルコール、桂皮アルコールなどの芳香族第１級アルコール；２−ヒドロキシメチルピリジンなどの複素環式アルコールが挙げられる。好ましい第１級アルコールには、脂肪族第１級アルコール（例えば、炭素数１〜２０程度の飽和脂肪族第１級アルコールなど）などが含まれる。
【００８１】
第２級アルコールとしては、２−プロパノール、ｓ−ブチルアルコール、２−ペンタノール、３−ペンタノール、２−ヘキサノール、２−オクタノール、４−デカノール、２−ヘキサデカノール、２−ペンテン−４−オールなどの炭素数３〜３０（好ましくは３〜２０、さらに好ましくは３〜１５）程度の飽和又は不飽和脂肪族第２級アルコール；シクロブタノール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、シクロオクタノール、シクロドデカノール、シクロペンタデカノール、２−シクロヘキセン−１−オール、３，５，５−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−オール、１，３−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロオクタンジオール、２，２−ビス（４−ヒドロキシシクロヘキシル）プロパン、ビス（４−ヒドロキシシクロヘキシル）メタン、４−（４−ヒドロキシシクロヘキシル）シクロヘキサノールなどの３〜２０員（好ましくは３〜１５員、さらに好ましくは５〜１５員、特に５〜８員）程度の飽和又は不飽和脂環式第２級アルコール；１−フェニルエタノール、１−フェニルプロパノール、１−フェニルメチルエタノール、ジフェニルメタノール（ベンズヒドロール）などの芳香族第２級アルコール；１−（２−ピリジル）エタノールなどの複素環式第２級アルコールなどが含まれる。
【００８２】
好ましい第１級又は第２級アルコール（ａ）には、第２級アルコール（例えば、ｓ−ブチルアルコールなどの脂肪族第２級アルコール、シクロヘキサノールなどの脂環式第２級アルコール、１−フェニルエタノール（α−フェネチルアルコール）、ジフェニルメタノール（ベンズヒドロール）などの芳香族第２級アルコール）が含まれる。前記アルコール（ａ）は単独で又は２種以上を混合して使用できる。
【００８３】
（ｂ）不飽和結合に隣接する部位に炭素−水素結合を有する化合物
不飽和結合に隣接する部位に炭素−水素結合を有する化合物（ｂ）としては、（b1）芳香族性環の隣接位（いわゆるベンジル位）にメチル基又はメチレン基を有する芳香族性化合物、（b2）不飽和結合（例えば、炭素−炭素三重結合、炭素−酸素二重結合など）の隣接位にメチル基又はメチレン基を有する非芳香族性化合物などが挙げられる。
【００８４】
前記芳香族性化合物（b1）において、芳香族性環は、芳香族炭化水素環、芳香族性複素環の何れであってもよい。芳香族炭化水素環には、ベンゼン環、縮合炭素環（例えば、ナフタレン、アズレン、インダセン、アントラセン、フェナントレン、トリフェニレン、ピレンなどの２〜１０個の４〜７員炭素環が縮合した縮合炭素環など）などが含まれる。芳香族性複素環としては、例えば、ヘテロ原子として酸素原子を含む複素環（例えば、フラン、オキサゾール、イソオキサゾールなどの５員環、４−オキソ−４Ｈ−ピランなどの６員環、ベンゾフラン、イソベンゾフラン、４−オキソ−４Ｈ−クロメンなどの縮合環など）、ヘテロ原子としてイオウ原子を含む複素環（例えば、チオフェン、チアゾール、イソチアゾール、チアジアゾールなどの５員環、４−オキソ−４Ｈ−チオピランなどの６員環、ベンゾチオフェンなどの縮合環など）、ヘテロ原子として窒素原子を含む複素環（例えば、ピロール、ピラゾール、イミダゾール、トリアゾールなどの５員環、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジンなどの６員環、インドール、キノリン、アクリジン、ナフチリジン、キナゾリン、プリンなどの縮合環など）などが挙げられる。なお、芳香族性環の隣接位のメチレン基は、前記芳香族性環に縮合した非芳香族性環を構成するメチレン基であってもよい。また、芳香族性化合物（b1）において、芳香族性環と隣接する位置にメチル基とメチレン基の両方の基が存在していてもよい。
【００８５】
芳香族性環の隣接位にメチル基を有する芳香族化合物としては、例えば、芳香環に１〜６個程度のメチル基が置換した芳香族炭化水素類（例えば、トルエン、キシレン、１−エチル−４−メチルベンゼン、１−エチル−３−メチルベンゼン、１−ｔ−ブチル−４−メチルベンゼン、１−メトキシ−４−メチルベンゼン、メシチレン、デュレン、メチルナフタレン、メチルアントラセン、４，４′−ジメチルビフェニルなど）、複素環に１〜６個程度のメチル基が置換した複素環化合物（例えば、２−メチルフラン、３−メチルフラン、３−メチルチオフェン、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、２，４，６−トリメチルピリジン、４−メチルインドール、２−メチルキノリンなど）などが例示できる。
【００８６】
芳香族性環の隣接位にメチレン基を有する芳香族化合物としては、例えば、炭素数２以上のアルキル基又は置換アルキル基を有する芳香族炭化水素類（例えば、エチルベンゼン、プロピルベンゼン、１，４−ジエチルベンゼン、ジフェニルメタンなど）、炭素数２以上のアルキル基又は置換アルキル基を有する芳香族性複素環化合物（例えば、２−エチルフラン、３−プロピルチオフェン、４−エチルピリジン、４−ブチルキノリンなど）、芳香族性環に非芳香族性環が縮合した化合物であって、該非芳香族性環のうち芳香族性環に隣接する部位にメチレン基を有する化合物（ジヒドロナフタレン、インデン、インダン、テトラリン、フルオレン、アセナフテン、フェナレン、インダノン、キサンテン等）などが例示できる。
【００８７】
不飽和結合の隣接位にメチル基又はメチレン基を有する非芳香族性化合物（b2）には、例えば、（b2-1）炭素−炭素三重結合の隣接位にメチル基又はメチレン基を有する鎖状不飽和炭化水素類、（b2-2）カルボニル基の隣接位にメチル基又はメチレン基を有する化合物が例示できる。
【００８８】
前記鎖状不飽和炭化水素類（b2-1）としては、例えば、メチルアセチレン、２−ブチンなどの炭素数３〜２０程度のアルキン類が例示できる。前記化合物（b2-2）には、ケトン類（例えば、アセトン、メチルエチルケトン、３−ペンタノン、アセトフェノンなどの鎖状ケトン類；シクロヘキサノンなどの環状ケトン類）、カルボン酸又はその誘導体（例えば、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、及びこれらのエステルなど）などが含まれる。
【００８９】
（ｃ）メチン炭素原子を有する化合物
メチン炭素原子（又は第３級炭素原子）を有する化合物（ｃ）には、（c1）環の構成単位としてメチン基（すなわち、メチン炭素−水素結合）を含む環状化合物、（c2）メチン炭素原子を有する鎖状化合物が含まれる。
【００９０】
環状化合物（c1）には、（c1-1）少なくとも１つのメチン基を有する橋かけ環式化合物、（c1-2）環に炭化水素基が結合した非芳香族性環状化合物（脂環式炭化水素など）などが含まれる。なお、前記橋かけ環式化合物には、２つの環が２個の炭素原子を共有している化合物、例えば、縮合多環式芳香族炭化水素類の水素添加生成物なども含まれる。
【００９１】
橋かけ環式化合物（c1-1）としては、例えば、デカリン、ビシクロ［２．２．０］ヘキサン、ビシクロ［２．２．２］オクタン、ビシクロ［３．２．１］オクタン、ビシクロ［４．３．２］ウンデカン、ツジョン、カラン、ピナン、ピネン、ボルナン、ボルニレン、ノルボルナン、ノルボルネン、カンファー、ショウノウ酸、カンフェン、トリシクレン、トリシクロ［４．３．１．１2,5］ウンデカン、トリシクロ［５．２．１．０3,8］デカン、エキソトリシクロ［５．２．１．０2,6］デカン、エンドトリシクロ［５．２．１．０2,6］デカン、エンドトリシクロ［５．２．２．０2,6］ウンデカン、アダマンタン、１−アダマンタノール、１−クロロアダマンタン、１−メチルアダマンタン、１，３−ジメチルアダマンタン、１−メトキシアダマンタン、１−カルボキシアダマンタン、１−メトキシカルボニルアダマンタン、１−ニトロアダマンタン、テトラシクロ［４．４．０．１2,5．１7,10］ドデカン、ペルヒドロアントラセン、ペルヒドロアセナフテン、ペルヒドロフェナントレン、ペルヒドロフェナレン、ペルヒドロインデン、キヌクリジンなどの２〜４環式の橋かけ環式炭化水素又は橋かけ複素環化合物及びそれらの誘導体などが挙げられる。これらの橋かけ環式化合物は、橋頭位（２環が２個の原子を共有している場合には接合部位に相当）にメチン炭素原子を有する。
【００９２】
環に炭化水素基が結合した非芳香族性環状化合物（c1-2）としては、１−メチルシクロペンタン、１−メチルシクロヘキサン、リモネン、メンテン、メントール、カルボメントン、メントンなどの、炭素数１〜２０（好ましくは１〜１０）程度の炭化水素基（例えば、アルキル基など）が環に結合した３〜１５員程度の脂環式炭化水素及びその誘導体などが挙げられる。環に炭化水素基が結合した非芳香族性環状化合物（b1-2）は、環と前記炭化水素基との結合部位にメチン炭素原子を有する。
【００９３】
メチン炭素原子を有する鎖状化合物（c2）としては、第３級炭素原子を有する鎖状炭化水素類、例えば、イソブタン、イソペンタン、イソヘキサン、３−メチルペンタン、２，３−ジメチルブタン、２−メチルヘキサン、３−メチルヘキサン、３，４−ジメチルヘキサン、３−メチルオクタンなどの炭素数４〜２０（好ましくは、４〜１０）程度の脂肪族炭化水素類およびその誘導体などが例示できる。
【００９４】
（ｄ）シクロアルカン類
シクロアルカン類（ｄ）としては、３〜３０員のシクロアルカン環を有する化合物、例えば、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロノナン、シクロデカン、シクロドデカン、シクロテトラデカン、シクロヘキサデカン、シクロテトラコサン、シクロトリアコンタン、及びこれらの誘導体などが例示できる。好ましいシクロアルカン環には、５〜３０員、特に５〜２０員のシクロアルカン環が含まれる。
【００９５】
（ｅ）ヘテロ原子の隣接位に炭素−水素結合を有する非芳香族性複素環化合物
ヘテロ原子の隣接位に炭素−水素結合を有する非芳香族性複素環化合物（ｅ）における非芳香族性複素環には、窒素原子、酸素原子及びイオウ原子から選択された少なくとも１種のヘテロ原子を有する３〜２０員（好ましくは５〜１２員、さらに好ましくは５又は６員）の複素環などが含まれる。前記複素環には、ベンゼン環、シクロヘキサン環、ピリジン環などの芳香族性又は非芳香族性の環が１又は２以上縮合していてもよい。前記複素環としては、例えば、ジヒドロフラン、テトラヒドロフラン、ピラン、ジヒドロピラン、テトラヒドロピラン、ピロリジン、ピペリジン、ピペラジン、モルホリン、インドリン、クロマン、イソクロマンなどが例示される。
【００９６】
（ｆ）共役化合物
共役化合物（ｆ）には、共役ジエン類（f1）、α，β−不飽和ニトリル（f2）、α，β−不飽和カルボン酸又はその誘導体（例えば、エステル、アミド、酸無水物等）（f3）などが挙げられる。
【００９７】
共役ジエン類（f1）としては、例えば、ブタジエン、イソプレン、２−クロロブタジエン、２−エチルブタジエンなどが挙げられる。なお、共役ジエン類（f1）には、二重結合と三重結合とが共役している化合物、例えば、ビニルアセチレンなども含めるものとする。共役ジエン類（f1）を共酸化剤として用いると、共役ジエン類（f1）はアルケンジオールなどに酸化される。例えば、ブタジエンを共酸化剤として用いると、２−ブテン−１，４−ジオール、１−ブテン−３，４−ジオールなどが生成する。
【００９８】
α，β−不飽和ニトリル（f2）としては、例えば、（メタ）アクリロニトリルなどが挙げられる。α，β−不飽和カルボン酸又はその誘導体（f3）としては、（メタ）アクリル酸；（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸イソプロピル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸−２−ヒドロキシエチルなどの（メタ）アクリル酸エステル；（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミドなど（メタ）アクリルアミド誘導体などが挙げられる。
【００９９】
（ｇ）芳香族炭化水素
芳香族炭化水素（ｇ）としては、ベンゼン、ナフタレン、アセナフチレン、フェナントレン、アントラセン、ナフタセン、アセアンスリレン、トリフェニレン、ピレン、クリセン、ナフタセン、ピセン、ペリレン、ペンタセン、コロネン、ピランスレン、オバレンなどの、少なくともベンゼン環を１つ有する芳香族化合物、好ましくは少なくともベンゼン環が複数個（例えば、２〜１０個）縮合している縮合多環式芳香族化合物などが挙げられる。
【０１００】
これらの芳香族炭化水素は、１又は２以上の置換基を有していてもよい。置換基を有する芳香族炭化水素の具体例として、例えば、２−クロロナフタレン、２−メトキシナフタレン、１−メチルナフタレン、２−メチルナフタレン、２−メチルアントラセン、２−ｔ−ブチルアントラセン、２−カルボキシアントラセン、２−エトキシカルボニルアントラセン、２−シアノアントラセン、２−ニトロアントラセン、２−メチルペンタレンなどが挙げられる。また、前記ベンゼン環には、非芳香族性炭素環、芳香族性複素環、又は非芳香族性複素環が縮合していてもよい。
【０１０１】
（ｈ）チオール類
チオール類（ｈ）としては、メタンチオール、エタンチオール、１−プロパンチオール、１−ブタンチオール、１−ヘキサンチオール、１−オクタンチオール、１−デカンチオール、１−プロペンチオール、エチレンチオグリコール、プロピレンチオグリコール、１，３−ブタンジチールなどの脂肪族チオール；シクロペンタンチオール、シクロヘキサンチオール、メチルシクロヘキサンチオール、シクロヘキセン−１−チオールなどの脂環式チオール；フェニルメタンチオール、２−フェニルエタンチオールなどの芳香族チオールなどが挙げられる。
【０１０２】
（ｉ）エーテル類
エーテル類（ｉ）としては、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、メチルエチルエーテル、メチルブチルエーテル、エチルブチルエーテル、ジアリルエーテル、メチルビニルエーテル、エチルアリルエーテルなどの脂肪族エーテル類；アニソール、フェネトール、ジベンジルエーテル、フェニルベンジルエーテル等の芳香族エーテルなどが挙げられる。
【０１０３】
（ｊ）スルフィド類
スルフィド類（ｊ）としては、ジエチルスルフィド、ジプロピルスルフィド、ジイソプロピルスルフィド、ジブチルスルフィド、メチルエチルスルフィド、メチルブチルスルフィド、エチルブチルスルフィド、ジアリルスルフィドなどの脂肪族スルフィド類；メチルフェニルスルフィド、エチルフェニルスルフィド、ジフェニルスルフィド、ジベンジルスルフィド、フェニルベンジルスルフィドなどの芳香族スルフィド類などが挙げられる。
【０１０４】
（ｋ）アルデヒド若しくはチオアルデヒド類
アルデヒド類としては、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ヘキサナール、デカナール、スクシンアルデヒド、グルタルアルデヒド、アジピンアルデヒドなどの脂肪族アルデヒド；ホルミルシクロヘキサン、シトラール、シトロネラールなどの脂環式アルデヒド；ベンズアルデヒド、ニトロベンズアルデヒド、シンナムアルデヒド、サリチルアルデヒド、アニスアルデヒド、フタルアルデヒド、イソフタルアルデヒド、テレフタルアルデヒドなどの芳香族アルデヒド；フルフラール、ニコチンアルデヒドなどの複素環アルデヒドなどが挙げられる。チオアルデヒド類としては、前記アルデヒド類に対応するチオアルデヒド類が挙げられる。
【０１０５】
（ｌ）アミン類
アミン類（ｌ）としては、第１級または第２級アミン、例えば、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジブチルアミン、エチレンジアミン、１，４−ブタンジアミン、ヒドロキシルアミン、エタノールアミンなどの脂肪族アミン；シクロペンチルアミン、シクロヘキシルアミンなどの脂環式アミン；ベンジルアミン、トルイジンなどの芳香族アミンなどが例示される。
【０１０６】
これらの共酸化剤（Ｂ）の中でも、（ａ）第１級又は第２級アルコール、（ｂ）不飽和結合に隣接する部位に炭素−水素結合を有する化合物、（ｃ）メチン炭素原子を有する化合物、（ｄ）シクロアルカン類などが好ましく、特に、第２級アルコール、及び（b1）芳香族性環の隣接位（いわゆるベンジル位）にメチル基又はメチレン基を有する芳香族化合物（例えば、トルエンやエチルベンゼンなどのように芳香環の隣接位にメチル基又はメチレン基を有する芳香族炭化水素類；フルオレンやテトラリンなどのように、芳香族性環に非芳香族性環が縮合した化合物であって、該非芳香族性環のうち芳香族性環に隣接する部位にメチレン基を有する化合物など）が好ましい。
【０１０７】
本発明において、基質として前記式（２）で表されるケトンを用いる場合には、共酸化剤（Ｂ）として、該ケトンに対応する第２級アルコール、すなわち、前記式（４）で表される化合物を用いるのが好ましい。この場合には、共酸化剤が系内で基質に変換されるため、効率よく目的化合物を得ることができるだけでなく、精製も容易である。
【０１０８】
前記共酸化剤（Ｂ）は単独で又は２種以上混合して使用できる。共酸化剤（Ｂ）の使用量は、基質１モルに対して、例えば、０．１〜２００モル、好ましくは０．５〜１００モル、さらに好ましくは１〜５０モル（特に、２〜３０モル）程度である。共酸化剤を反応溶媒として用いることもできる。なお、基質、例えば、非芳香族性のエチレン結合を有する化合物（A1）が安価である場合には、基質を共酸化剤（Ｂ）に対して過剰量用いると経済的に有利である。
【０１０９】
本発明の方法では、共酸化剤（例えば、第１級又は第２級アルコールなど）が系内で酸化されて生成する過酸化物が、非芳香族性のエチレン結合を有する化合物をエポキシ化合物に、又、ケトンをエステル又はラクトンに変換する反応に関与するものと考えられる。
【０１１０】
前記エステル又はラクトンの製造法２では、酸化反応をケトンの存在下で行ってもよい。ケトンには、広範囲のケトン（脂肪族ケトン、脂環式ケトン、芳香族ケトン）、例えば前記式（２）で表されるケトンなどが含まれる。系内にケトンを存在させると、安定な過酸化物が生成しやすくなるためか、次工程での酸処理により良好な収率で目的化合物を得ることができる。前記エステル又はラクトンの製造法２の好ましい態様では、前記ケトンとして、基質である前記式（４）で表される第２級アルコールに対応するケトンを用いる。このようなケトンを用いる場合には、酸化反応中間体として、下記式（９）
【化３８】
（式中、Ｒa、Ｒbは前記に同じ）
で表される過酸化物が生成する。この中間体は、対称構造を有するため、酸処理によって単一のエステル又はラクトンが生成し得る。このため、目的化合物を効率よく製造できると共に、精製も容易となる。
【０１１１】
前記ケトンは単独で又は２種以上混合して使用できる。ケトンの使用量は、基質１モルに対して、０〜１０モル（例えば０．１〜１０モル）、好ましくは０．５〜５モル、さらに好ましくは１〜３モル程度である。
【０１１２】
［酸化反応］
酸化反応は、通常、有機溶媒中で行われる。有機溶媒としては、例えば、酢酸、プロピオン酸などの有機酸；アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリルなどのニトリル類；ホルムアミド、アセトアミド、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミドなどのアミド類；ヘキサン、オクタンなどの脂肪族炭化水素；クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、四塩化炭素、クロロベンゼン、トリフルオロメチルベンゼン（トリフルオロトルエン）などのハロゲン化炭化水素；ニトロベンゼン、ニトロメタン、ニトロエタンなどのニトロ化合物；酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類；これらの混合溶媒など挙げられる。溶媒としては、酢酸などの有機酸類、アセトニトリルやベンゾニトリルなどのニトリル類、トリフルオロメチルベンゼンなどのハロゲン化炭化水素、酢酸エチルなどのエステル類などを用いる場合が多い。
【０１１３】
本発明の方法は比較的温和な条件であっても円滑に酸化反応が進行する。反応温度は、基質の種類などに応じて適当に選択でき、例えば、０〜３００℃、好ましくは２０〜２００℃、さらに好ましくは３０〜１５０℃程度であり、通常、４０〜１００℃程度で反応する場合が多い。反応は、常圧または加圧下で行うことができ、加圧下で反応させる場合には、通常、１〜１００ａｔｍ（例えば、１．５〜８０ａｔｍ）、好ましくは２〜７０ａｔｍ程度である。反応時間は、反応温度及び圧力に応じて、例えば、３０分〜４８時間程度の範囲から適当に選択できる。反応は、分子状酸素の存在下又は分子状酸素の流通下、回分式、半回分式、連続式などの慣用の方法により行うことができる。
【０１１４】
反応終了後、反応生成物は、慣用の方法、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などの分離手段や、これらを組み合わせた分離手段により、容易に分離精製できる。
【０１１５】
本発明によれば、基質として非芳香族性エチレン結合を有する化合物（A1）を用いた場合には、該化合物のエチレン結合（二重結合）部位が優先的に酸化され、対応するエポキシ化合物が良好な収率で生成する。特に、基質がアリル位にヒドロキシル基を有する不飽和化合物（アリルアルコール類）又はその誘導体（例えば、アリル位にアシルオキシ基を有する不飽和化合物など）であっても、エチレン結合部位がエポキシ化された対応するエポキシアルコールが好収率で得られる。また、基質として、式（２）で表されるケトン又は該ケトンに対応するアルコール体（A2）を用いた場合には、Ｂａｅｙｅｒ−Ｖｉｌｌｉｇｅｒ型の反応が進行して、対応するエステル又はラクトンが好収率で生成する。
【０１１６】
なお、前記共酸化剤（Ｂ）は、通常、反応条件下で酸化され、対応する酸化生成物が生成する。例えば、第１級又は第２級アルコールは、通常、反応によりアルデヒド、カルボン酸、又はケトンに変換される。また、芳香族性環の隣接位にメチル基又はメチレン基を有する芳香族化合物（b1）では、該メチル基又はメチレン基が酸化され、対応するアルコール、アルデヒド、ケトン又はカルボン酸（主としてアルコール）が生成する。
【０１１７】
このことを利用すると、共酸化剤（Ｂ）として芳香族性環の隣接位にメチル基又はメチレン基を有する芳香族化合物（b1）を用いることにより、非芳香族性のエチレン結合を有する化合物（A1）から対応するエポキシ化合物を極めて効率よく製造することができる。すなわち、前記芳香族化合物（b1）の共存下で非芳香族性のエチレン結合を有する化合物（A1）を酸化すると、対応するエポキシ化合物とともに、前記芳香族化合物（b1）に対応するアルコール（第１級又は第２級アルコール）が生成する（第１段の反応）。上記のように、ここで生成したアルコールも共酸化剤（Ｂ）として機能することから、基質である非芳香族性のエチレン結合を有する化合物（A1）からさらにもう１分子のエポキシ化合物が生成する（第２段の反応）。より具体的には、エチルベンゼン（共酸化剤）の共存下でプロペン（プロピレン）を酸化すると、第１段の反応でプロピレンオキシドとα−フェネチルアルコールが生成し、第２段の反応で、前記α−フェネチルアルコールが共酸化剤として働き、プロペンからもう１分子のプロピレンオキシドが生成する（この際、前記α−フェネチルアルコールはアセトフェノンに転化する）。すなわち、この方法によれば、１分子の前記芳香族化合物（b1）からワンポットで２分子のエポキシ化合物を生成させることが可能である。この場合、非芳香族性のエチレン結合を有する化合物（A1）の使用量は、前記芳香族性環の隣接位にメチル基又はメチレン基を有する芳香族化合物（b1）１モルに対して、例えば２モル以上用いるのが好ましい。
【０１１８】
［酸処理］
本発明のエステル又はラクトンの製造法２では、酸化反応の後、反応生成物を酸で処理する。前記酸にはプロトン酸及びルイス酸が含まれる。プロトン酸としては、例えば、硫酸、塩酸、リン酸、メタンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸などが挙げられる。ルイス酸としては、例えば、塩化セリウム、塩化チタン、塩化ジルコニル、塩化バナジル、塩化鉄、塩化コバルト、塩化ロジウム、塩化ニッケル、塩化銅、酢酸銅、塩化亜鉛、塩化カドミウム、塩化アルミニウム、臭化アルミニウム、塩化インジウム、塩化スズなどの周期表３〜１５族金属の塩（ハロゲン化物を含む）などが挙げられる。好ましい酸には、ルイス酸、特に、塩化インジウム等の周期表３〜１５族金属（とりわけ周期表１３族金属）のハロゲン化物などが含まれる。これらの酸は単独で又は２種以上混合して使用できる。
【０１１９】
酸の使用量は、基質１モルに対して、例えば０．００１〜１モル、好ましくは０．０１〜０．７モル、さらに好ましくは０．０５〜０．５モル程度である。処理温度は、例えば−１０〜５０℃程度、好ましくは０〜３０℃程度であり、室温付近で反応を行う場合が多い。
【０１２０】
酸処理は、通常、有機溶媒中で行われる。有機溶媒としては、前記酸化反応において用いられる溶媒が挙げられる。エステル又はラクトンの製造法２においては、前記酸化反応により得られる反応混合液をそのまま酸処理に供してもよく、また、溶媒交換等の適当な処理を施した後に、酸処理に供してもよい。
【０１２１】
一般に、前記式（４）で表される第２級アルコールを、上記式（１）で表されるイミド化合物の存在下、分子状酸素により酸化すると、酸化反応中間体である過酸化物（例えば、前記式（９）で表される化合物など）が残存する場合が多い。本発明のエステル又はラクトンの製造法２では、この過酸化物が速やかに分解して目的物である対応するエステル又はラクトンに変換されるためか、目的化合物を良好な収率で得ることができる。なお、酸を用いることなく、前記酸化反応生成物を単に加熱処理（例えば３０〜１００℃程度）するだけでも、前記過酸化物が分解し、エステル又はラクトンの収率を向上できる。
【０１２２】
反応終了後、反応生成物は、慣用の方法、例えば前記分離手段により、容易に分離精製できる。上記エステル又はラクトンの製造法２は、第２級アルコールから直接エステル又はラクトンを得る方法として極めて有用である。
【０１２３】
本発明の有機化合物の共酸化法によれば、アルケン、シクロアルケンなどの非芳香族性のエチレン結合を有する化合物や鎖状又は環状ケトンを、温和な条件下、簡易な操作で効率よく酸化できる。
【０１２４】
［発明の効果］
本発明のエポキシ化合物の製造法によれば、温和な条件下、非芳香族性エチレン結合を有する化合物から、簡単な操作により、対応するエポキシ化合物を良好な収率で得ることができる。
本発明のエステル又はラクトンの製造法によれば、温和な条件下、ケトン（若しくはその対応するアルコール体）又は第２級アルコールから、簡単な操作により、対応するエステル又はラクトンを効率よく得ることができる。
【０１２５】
［実施例］
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何ら限定されるものではない。
【０１２６】
実施例１
２，４，４−トリメチル−２−ペンテン２ミリモル、１−フェニルエタノール（α−フェネチルアルコール）２０ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．４ミリモル、ヘキサフルオロアセトン・３水和物０．１ミリモル、及びベンゾニトリル２ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、７０℃で１６時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、２，４，４−トリメチル−２−ペンテンの転化率５５％で、２，４，４−トリメチル−２，３−エポキシペンタンが収率４３％で生成していた。
【０１２７】
実施例２
２−オクテン（シス体及びトランス体の混合物）２ミリモル、１−フェニルエタノール（α−フェネチルアルコール）２０ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．６ミリモル、ヘキサフルオロアセトン・３水和物０．６ミリモル、及びトリフルオロメチルベンゼン２ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、９０℃で２２時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、２−オクテンの転化率９１％で、２，３−エポキシオクタンが収率７０％で生成していた。
【０１２８】
実施例３
２−オクテン（シス体及びトランス体の混合物）２ミリモル、１−フェニルエタノール（α−フェネチルアルコール）１０ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．２ミリモル、ヘキサフルオロアセトン・３水和物０．４ミリモル、酢酸コバルト（II）０．００１ミリモル、及びトリフルオロメチルベンゼン２ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、７０℃で１６時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、２−オクテンの転化率７７％で、２，３−エポキシオクタンが収率５６％で生成していた。
【０１２９】
実施例４
２−オクテン（シス体及びトランス体の混合物）４ミリモル、テトラリン２０ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．４ミリモル、モリブデンヘキサカルボニル０．２ミリモル、酢酸コバルト（II）０．００４ミリモル、モレキュラーシーブ４Ａ２００ｍｇ、及びベンゾニトリル２ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、５０℃で２０時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、２−オクテンの転化率８２％で、２，３−エポキシオクタンが収率７２％で生成していた。なお、テトラリンの転化率４２％で、α−テトラロール（収率２１％）及びα−テトラロン（収率４３％）が生成していた。
【０１３０】
実施例５
ｃｉｓ−２−オクテン４ミリモル、テトラリン２０ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．４ミリモル、モリブデンヘキサカルボニル０．２ミリモル、酢酸コバルト（II）０．００４ミリモル、モレキュラーシーブ４Ａ２００ｍｇ、及びベンゾニトリル２ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、５０℃で１４時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、２−オクテンの転化率８３％で、２，３−エポキシオクタン（ｃｉｓ／ｔｒａｎｓ＝９８．５／１．５）が収率７２％で生成していた。なお、テトラリンの転化率３５％で、α−テトラロール（収率３４％）及びα−テトラロン（収率４６％）が生成していた。
【０１３１】
実施例６
２−オクテン（シス体及びトランス体の混合物）２ミリモル、テトラリン１０ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．２ミリモル、モリブデンヘキサカルボニル０．０４ミリモル、及びベンゾニトリル２ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、８０℃で２０時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、２−オクテンの転化率６７％で、２，３−エポキシオクタンが収率４２％で生成していた。
【０１３２】
実施例７
２−オクテン（シス体及びトランス体の混合物）２ミリモル、テトラリン１０ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．２ミリモル、モリブデンヘキサカルボニル０．１ミリモル、酢酸マンガン（II）０．００２ミリモル、及びベンゾニトリル２ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、７０℃で５時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、２−オクテンの転化率６７％で、２，３−エポキシオクタンが収率５３％で生成していた。なお、テトラリンの転化率２０％で、α−テトラロール（収率８．２％）及びα−テトラロン（収率８．３％）が生成していた。
【０１３３】
実施例８
２−オクテン（シス体及びトランス体の混合物）２ミリモル、テトラリン１０ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．２ミリモル、モリブデンヘキサカルボニル０．１ミリモル、酢酸コバルト（II）０．００２ミリモル、及びアセトニトリル２ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、７０℃で５時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、２−オクテンの転化率５６％で、２，３−エポキシオクタンが収率４９％で生成していた。なお、テトラリンの転化率２３％で、α−テトラロール（収率７．７％）及びα−テトラロン（収率１０％）が生成していた。
【０１３４】
実施例９
アセトニトリルに代えて、酢酸エチルを２ｍｌ用いた以外は実施例８と同様の操作を行ったところ、２−オクテンの転化率５１％で、２，３−エポキシオクタンが収率４０％で生成していた。
【０１３５】
実施例１０
２−オクテン（シス体及びトランス体の混合物）４ミリモル、エチルベンゼン４０ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．４ミリモル、モリブデンヘキサカルボニル０．２ミリモル、酢酸コバルト（II）０．００４ミリモル、モレキュラーシーブ４Ａ２００ｍｇ、及びベンゾニトリル２ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、６０℃で１２時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、２−オクテンの転化率８１％で、２，３−エポキシオクタンが収率５７％で生成していた。
【０１３６】
実施例１１
２−オクテン（シス体及びトランス体の混合物）４ミリモル、トルエン６０ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．４ミリモル、モリブデンヘキサカルボニル０．２ミリモル、酢酸コバルト（II）０．００４ミリモル、モレキュラーシーブ４Ａ２００ｍｇ、及びベンゾニトリル２ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、７０℃で６時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、２−オクテンの転化率５９％で、２，３−エポキシオクタンが収率２６％で生成していた。
【０１３７】
実施例１２
シクロヘキセン４ミリモル、エチルベンゼン４０ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．４ミリモル、モリブデンヘキサカルボニル０．２ミリモル、酢酸コバルト（II）０．００４ミリモル、モレキュラーシーブ４Ａ２００ｍｇ、及びベンゾニトリル２ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、６０℃で１２時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、シクロヘキセンの転化率８４％で、シクロヘキセンオキシドが収率７２％、シクロヘキサノンが収率４％、シクロヘキサノールが収率２％で、それぞれ生成していた。
【０１３８】
実施例１３
１−オクテン３ミリモル、ベンズヒドロール１５ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．３ミリモル、ヘキサフルオロアセトン・３水和物０．６ミリモル、及びトリフルオロメチルベンゼン３ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、９０℃で２４時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、１−オクテンの転化率８０％で、１，２−エポキシオクタンが収率７２％で生成していた。
【０１３９】
実施例１４
２−オクテン（シス体とトランス体の混合物）３ミリモル、ベンズヒドロール１５ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．３ミリモル、酢酸コバルト（II）０．００１５ミリモル、ヘキサフルオロアセトン・３水和物０．３ミリモル、及びトリフルオロメチルベンゼン３ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、６０℃で１８時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、２−オクテンの転化率８２％で、２，３−エポキシオクタンが収率７７％で生成していた。
【０１４０】
実施例１５
ｃｉｓ−２−オクテン３ミリモル、ベンズヒドロール１５ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．３ミリモル、酢酸コバルト（II）０．００１５ミリモル、ヘキサフルオロアセトン・３水和物０．３ミリモル、及びトリフルオロメチルベンゼン３ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、６０℃で２２時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、ｃｉｓ−２−オクテンの転化率９１％で、ｃｉｓ−２，３−エポキシオクタンが収率８４％で生成していた。
【０１４１】
実施例１６
シクロオクテン３ミリモル、ベンズヒドロール１５ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．３ミリモル、酢酸コバルト（II）０．００１５ミリモル、ヘキサフルオロアセトン・３水和物０．３ミリモル、及びトリフルオロメチルベンゼン３ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、６０℃で２２時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、シクロオクテンの転化率８８％で、シクロオクテンオキシドが収率８３％で生成していた。
【０１４２】
実施例１７
ｃｉｓ−３−ヘキセン−１−オール３ミリモル、ベンズヒドロール１５ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．３ミリモル、酢酸コバルト（II）０．００１５ミリモル、ヘキサフルオロアセトン・３水和物０．３ミリモル、及びトリフルオロメチルベンゼン３ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、６０℃で１８時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、ｃｉｓ−３−ヘキセン−１−オールの転化率９０％で、ｃｉｓ−３，４−エポキシ−１−ヘキサノールが収率７４％で生成していた。
【０１４３】
実施例１８
ｔｒａｎｓ−２−ヘキセン−１−オール３ミリモル、ベンズヒドロール１５ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．３ミリモル、酢酸コバルト（II）０．００１５ミリモル、ヘキサフルオロアセトン・３水和物０．６ミリモル、及びトリフルオロメチルベンゼン３ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、５０℃で２４時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、ｔｒａｎｓ−２−ヘキセン−１−オールの転化率８２％で、ｔｒａｎｓ−２，３−エポキシ−１−ヘキサノールが収率７３％で生成していた。
【０１４４】
実施例１９
１−オクテン−３−オール３ミリモル、ベンズヒドロール１５ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．３ミリモル、酢酸コバルト（II）０．００１５ミリモル、ヘキサフルオロアセトン・３水和物０．６ミリモル、及びトリフルオロメチルベンゼン３ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、６０℃で２４時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、１−オクテン−３−オールの転化率４３％で、１，２−エポキシ−３−オクタノールが収率４０％で生成していた。
【０１４５】
実施例２０
１−ｐ−メンテン３ミリモル、ベンズヒドロール１５ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．３ミリモル、酢酸コバルト（II）０．００１５ミリモル、ヘキサフルオロアセトン・３水和物０．３ミリモル、及びトリフルオロメチルベンゼン３ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、６０℃で１２時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、１−ｐ−メンテンの転化率６３％で、１−ｐ−メンテンオキシドが収率４２％で生成していた。
【０１４６】
実施例２１
ｔｒａｎｓ−１−アセトキシ−３，７−ジメチル−２，６−オクタジエン２ミリモル、ベンズヒドロール１０ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．２ミリモル、ヘキサフルオロアセトン・３水和物０．２ミリモル、及びベンゾニトリル４ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、８０℃で２０時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、ｔｒａｎｓ−１−アセトキシ−３，７−ジメチル−２，６−オクタジエンの転化率８８％で、ｔｒａｎｓ−１−アセトキシ−６，７−エポキシ−３，７−ジメチル−２−オクテンが収率７１％で生成していた。
【０１４７】
実施例２２
ｃｉｓ−１−アセトキシ−３，７−ジメチル−２，６−オクタジエン２ミリモル、ベンズヒドロール１０ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．２ミリモル、ヘキサフルオロアセトン・３水和物０．２ミリモル、及びベンゾニトリル４ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、８０℃で２０時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、ｃｉｓ−１−アセトキシ−３，７−ジメチル−２，６−オクタジエンの転化率９０％で、ｃｉｓ−１−アセトキシ−６，７−エポキシ−３，７−ジメチル−２−オクテンが収率７５％で生成していた。
【０１４８】
実施例２３
エチルベンゼン１モル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．１モル、酢酸コバルト（II）１ミリモル、ベンゾニトリル１ｌの混合液にプロピレンを３モル仕込み、酸素雰囲気下（酸素：１気圧）、８０℃で６時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、プロピレンオキシドが１．９５モル生成していた。また、アセトフェノン（収率９２％：エチルベンゼン基準）、及びα−フェネチルアルコール（収率７％：エチルベンゼン基準）も生成していた。エチルベンゼンの転化率は９９％であった。
【０１４９】
実施例２４
α−フェネチルアルコール１モル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．１モル、酢酸コバルト（II）１ミリモル、ベンゾニトリル１ｌの混合液にプロピレンを１．５モル仕込み、酸素雰囲気下（酸素：１気圧）、８０℃で６時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、プロピレンオキシドが０．９２モル生成していた。また、アセトフェノン（収率９８％：α−フェネチルアルコール基準）も生成していた。α−フェネチルアルコールの転化率は９９％であった。
【０１５０】
実施例２５
シクロヘキサノン２ミリモル、シクロヘキサノール２０ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．４ミリモル、ヘキサフルオロアセトン・３水和物０．６ミリモル、及びベンゾニトリル１ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、８０℃で１２時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、ε−カプロラクトン１．５３２ミリモル（シクロヘキサノン基準の収率７６．６％）が生成していた。なお、反応液中には、シクロヘキサノンが５．８３ミリモル、シクロヘキサノールが１１．８７ミリモル（転化率４０％）含まれていた。
【０１５１】
実施例２６
シクロヘキサノン２ミリモル、シクロヘキサノール２０ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．４ミリモル、ヘキサフルオロアセトン・３水和物０．６ミリモル、酢酸コバルト（II）０．００１ミリモル、及びベンゾニトリル１ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、７０℃で１２時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、ε−カプロラクトン０．６１２ミリモル（シクロヘキサノン基準の収率３２．２％）が生成していた。なお、反応液中には、シクロヘキサノンが５．１５ミリモル、シクロヘキサノールが１６．５４ミリモル（転化率１７％）含まれていた。
【０１５２】
実施例２７
シクロヘキサノン２ミリモル、シクロヘキサノール２０ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．２ミリモル、ヘキサフルオロアセトン・３水和物０．６ミリモル、及びベンゾニトリル３ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、８０℃で１２時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、ε−カプロラクトンが収率５４．０％（シクロヘキサノン基準）で生成していた。なお、反応液中には、シクロヘキサノンが５．０８ミリモル、シクロヘキサノールが１３．８３ミリモル（転化率３１％）含まれていた。
【０１５３】
実施例２８
シクロヘキサノン３ミリモル、シクロヘキサノール３ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．３ミリモル、ヘキサフルオロアセトン・３水和物１．５ミリモル、及びベンゾニトリル５ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、８０℃で２０時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、ε−カプロラクトンが収率３８．４％（シクロヘキサノン基準）で生成していた。なお、反応液中には、シクロヘキサノンが３．００ミリモル、シクロヘキサノールが１．０５ミリモル（転化率６５％）含まれていた。
【０１５４】
実施例２９
シクロヘキサノン及びシクロヘキサノールに代えて、それぞれ４−メチルシクロヘキサノン（２ミリモル）及び４−メチルシクロヘキサノール（２０ミリモル）を用いた以外は、実施例２５と同様の操作を行ったところ、γ−メチル−ε−カプロラクトンが収率４５．６％（４−メチルシクロヘキサノン基準）で生成していた。
【０１５５】
実施例３０
４−メチルシクロヘキサノールに代えて、シクロヘキサノール（２０ミリモル）を用いた以外は、実施例２９と同様の操作を行ったところ、γ−メチル−ε−カプロラクトンが収率５４．８％（４−メチルシクロヘキサノン基準）で生成していた。なお、反応液中には、シクロヘキサノン（シクロヘキサノール基準の収率４１．７％）及びε−カプロラクトン（シクロヘキサノール基準の収率４．４％）が生成していた。
【０１５６】
実施例３１
シクロヘキサノンに代えて、シクロペンタデカノン（２ミリモル）を用いた以外は、実施例２５と同様の操作を行ったところ、１５−ペンタデカノリドが収率４２．６％（シクロペンタデカノン基準）で生成していた。なお、反応液中には、シクロヘキサノン（シクロヘキサノール基準の収率５２．４％）及びε−カプロラクトン（シクロヘキサノール基準の収率４．２％）が生成していた。
【０１５７】
実施例３２
２−メチルシクロヘキサノン２ミリモル、ベンズヒドロール１０ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．４ミリモル、ヘキサフルオロアセトン・３水和物０．４ミリモル、及びトリフルオロメチルベンゼン（トリフルオロトルエン）２ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、７０℃で１８時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、ε−メチル−ε−カプロラクトンが収率５０％（２−メチルシクロヘキサノン基準）で生成していた。２−メチルシクロヘキサノンの転化率は８６％であった。
【０１５８】
実施例３３
２−メチルシクロヘキサノン１ミリモル、ベンズヒドロール５ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．０５ミリモル、酢酸コバルト（II）０．００５ミリモル、［Ｐｔ（ｄｐｐｂ）（μ−ＯＨ）］2（ＢＨ4）2０．０２ミリモル、及び酢酸エチル２ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、４０℃で２３時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、ε−メチル−ε−カプロラクトンが収率４６％（２−メチルシクロヘキサノン基準）、選択率９４％で生成していた。２−メチルシクロヘキサノンの転化率は４９％であった。
【０１５９】
実施例３４
２−メチルシクロヘキサノン１ミリモル、ベンズヒドロール５ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．１ミリモル、酢酸コバルト（II）０．００２ミリモル、［Ｐｔ（ｄｐｐｂ）（μ−ＯＨ）］2（ＢＨ4）2０．０２ミリモル、及び酢酸エチル２ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、４０℃で２３時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、ε−メチル−ε−カプロラクトンが収率６０％（２−メチルシクロヘキサノン基準）、選択率９３％で生成していた。２−メチルシクロヘキサノンの転化率は６４％であった。
【０１６０】
実施例３５
２−メチルシクロヘキサノン１ミリモル、ベンズヒドロール５ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．０５ミリモル、酢酸コバルト（II）０．００２ミリモル、［Ｐｔ（ｄｐｐｂ）（μ−ＯＨ）］2（ＢＨ4）2０．０２ミリモル、及び酢酸エチル１ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、４０℃で２３時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、ε−メチル−ε−カプロラクトンが収率６０％（２−メチルシクロヘキサノン基準）、選択率９３％で生成していた。２−メチルシクロヘキサノンの転化率は６４％であった。
【０１６１】
実施例３６
シクロヘキサノン１ミリモル、ベンズヒドロール５ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．１ミリモル、酢酸コバルト（II）０．００１ミリモル、［Ｐｔ（ｄｐｐｂ）（μ−ＯＨ）］2（ＢＨ4）2０．０２ミリモル、及びトリフルオロメチルベンゼン２ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、５０℃で１８時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、ε−カプロラクトンが収率２１％（シクロヘキサノン基準）、選択率８８％で生成していた。シクロヘキサノンの転化率は２４％であった。
【０１６２】
実施例３７
シクロヘキサノン１ミリモル、ベンズヒドロール５ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．１ミリモル、酢酸コバルト（II）０．００１ミリモル、［Ｐｔ（ｄｐｐｂ）（μ−ＯＨ）］2（ＢＨ4）2０．０２ミリモル、及びジクロロエタン（ＤＣＥ）２ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、５０℃で２３時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、ε−カプロラクトンが収率２６％（シクロヘキサノン基準）、選択率５７％で生成していた。シクロヘキサノンの転化率は４６％であった。
【０１６３】
実施例３８
シクロヘキサノール３ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．３ミリモル、及びアセトニトリル２ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、７５℃で１８時間撹拌した。次いで、得られた反応混合液に、塩化インジウム（ＩｎＣｌ3）０．６ミリモルを添加し、室温で５時間攪拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、ε−カプロラクトンが０．２６４ミリモル（シクロヘキサノール基準の収率８．８％）生成していた。なお、反応液中には、シクロヘキサノール１．６０ミリモル（転化率４７％）、シクロヘキサノン０．５２６ミリモルが含まれていた。
【０１６４】
実施例３９
シクロヘキサノール３ミリモル、シクロヘキサノン３ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．３ミリモル、及びアセトニトリル２ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、７５℃で１８時間撹拌した。次いで、得られた反応混合液に、塩化インジウム（ＩｎＣｌ3）０．６ミリモルを添加し、室温で５時間攪拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、ε−カプロラクトンが０．７１１ミリモル（シクロヘキサノール基準の収率２４％）生成していた。なお、反応液中には、シクロヘキサノール０．３４９ミリモル（転化率８８％）、シクロヘキサノン３．７３ミリモルが含まれていた。
【０１６５】
実施例４０
シクロヘキサノール３ミリモル、シクロヘキサノン６ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．３ミリモル、及びアセトニトリル１ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、７５℃で１４時間撹拌した。次いで、得られた反応混合液に、塩化インジウム（ＩｎＣｌ3）０．６ミリモルを添加し、室温で５時間攪拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、ε−カプロラクトンが収率３１％（シクロヘキサノール基準）で生成していた。シクロヘキサノールの転化率は９５％であった。
【０１６６】
実施例４１
シクロヘキサノール３ミリモル、シクロヘキサノン６ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．３ミリモル、及びアセトニトリル１ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、７５℃で１４時間撹拌した。次いで、得られた反応混合液に、塩化インジウム（ＩｎＣｌ3）１．０ミリモルを添加し、室温で５時間攪拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、ε−カプロラクトンが収率３２％、下記式
【化３９】
で表される過酸化物（ε−カプロラクトンの前駆体）が収率１４％（ε−カプロラクトン換算で６０％）、シクロヘキサノンが収率２６％で生成していた。なお、前記収率はシクロヘキサノール基準の値である。また、シクロヘキサノールの転化率は８８％であった。
技術分野
本発明は、有機化合物の共酸化法、エポキシ化合物の製造法、及びエステル又はラクトンの製造法に関する。より詳細には、アルケン、シクロアルケンなどの非芳香族性のエチレン結合を有する化合物、又はケトン若しくはアルコールを、他の有機化合物の共存下で分子状酸素により共酸化して対応する酸化物、すなわち、エポキシ化合物又はエステル若しくはラクトンを得る方法に関する。
【０００２】
背景技術
鎖状又は環状のエポキシ化合物、エステル及びラクトンは、医薬、香料、染料、有機合成中間体及び高分子樹脂原料として重要な化合物である。
【０００３】
エポキシ化合物と、エステル又はラクトンとは、反応原料は異なるものの、何れも、過安息香酸、過酢酸、三フッ化過酢酸などの過酸を用いた酸化反応により製造される点で共通する。例えば、エポキシ化合物は、アルケンやシクロアルケンなどの非芳香族性のエチレン結合を有する化合物と前記過酸との反応により製造されている。また、エステル又はラクトンは、鎖状又は環状ケトンを前記過酸と反応させる、いわゆるＢａｅｙｅｒ−Ｖｉｌｌｉｇｅｒ転位（酸化）により製造される。しかし、過酸は不安定であり、取扱いに格別の注意が必要である。また、過酸を用いる反応では当量のカルボン酸が副生する。
【０００４】
エポキシ化合物の製造法として、不飽和化合物に次亜ハロゲン酸を作用させて得られるハロヒドリンをアルカリで処理する方法も知られている。しかし、この方法は複雑な構造を有するオレフィン類に適用することが困難である。さらに、不飽和化合物に、酸素の存在下、微生物を作用させて対応するエポキシ化合物を製造する方法も知られている。しかし、微生物を用いる方法は、一般に基質濃度を高くできないため、生産性の点で不利である。
【０００５】
特開平９−３２７６２６号公報には、イミド化合物の存在下、鎖状不飽和炭化水素類又はアルケン類、シクロヘキサノン又はシクロヘキサノールをそれぞれ分子状酸素により酸化する方法が開示されている。しかし、この文献では、鎖状不飽和炭化水素類又はアルケン類からは、二重結合の隣接位が酸化されたケトン又はアルコールが主に生成しており、対応するエポキシ化合物は得られていない。また、シクロヘキサノン又はシクロヘキサノールからは、対応するジカルボン酸が生成しており、対応するエステル又はラクトンは得られていない。
【０００６】
発明の開示
従って、本発明の目的は、アルケン、シクロアルケンなどの非芳香族性のエチレン結合を有する化合物や鎖状又は環状ケトンを、温和な条件下、簡易な操作で効率よく酸化できる方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、温和な条件下、非芳香族性のエチレン結合を有する化合物から、対応するエポキシ化合物を簡易な操作で収率よく製造する方法を提供することにある。
【０００７】
本発明のさらに他の目的は、温和な条件下、ケトン又はその前駆体である第２級アルコールの酸化により、対応するエステル又はラクトンを簡易に効率よく製造できる方法を提供することにある。
【０００８】
本発明者らは、前記目的を達成するため鋭意検討した結果、特定構造のイミド化合物を触媒として用い、特定化合物の共存下で非芳香族性のエチレン結合を有する化合物又はケトン（若しくはそのアルコール体）を分子状酸素により酸化するか、又は特定構造のイミド化合物触媒の存在下で第２級アルコールを分子状酸素により酸化した後、酸で処理すると、非芳香族性のエチレン結合を有する化合物を原料とした場合にはエポキシ化反応が優先的に進行して、対応するエポキシ化合物が良好な収率で生成し、ケトンや第２級アルコールを原料とした場合には、いわゆるＢａｅｙｅｒ−Ｖｉｌｌｉｇｅｒ型の反応が進行して、対応するエステル又はラクトンが効率よく生成することを見いだし、本発明を完成した。
【０００９】
すなわち、本発明は、下記式（１）
【化１５】
で表されるイミド化合物、及び下記化合物（Ｃ）の存在下、下記化合物（Ａ）を下記化合物（Ｂ）の共存下で、分子状酸素により酸化する有機化合物の酸化法を提供する。
化合物（Ａ）：（A11）炭素数２〜３０のエチレン結合を有する鎖状炭化水素、（A12）３〜３０員のシクロアルケン環を有する化合物からなる群から選択された化合物（A1）、又は下記式（２）
【化１６】
で表される環状ケトン、及び該環状ケトンに対応するアルコール体からなる群から選択された化合物（A2）
化合物（Ｂ）：（ａ）第１級又は第２級アルコール、（ｂ）不飽和結合に隣接する部位に炭素−水素結合を有する化合物からなる群から選択された化合物であって且つ前記化合物（Ａ）とは異なる化合物
化合物（Ｃ）：（C1）電子吸引基が結合したカルボニル基を有する化合物、（C2）周期表５〜１１族元素を含む金属化合物からなる群から選択された少なくとも１種の化合物
【００１０】
前記式（１）で表されるイミド化合物において、Ｒ1及びＲ2が互いに結合して芳香族性又は非芳香族性の５〜１２員環を形成していてもよく、また、Ｒ1及びＲ2が互いに結合して、置換基を有していてもよいシクロアルカン環、置換基を有していてもよいシクロアルケン環、置換基を有していてもよい橋かけ炭素環、又は置換基を有していてもよい芳香族環を形成していてもよい。
【００１１】
式（２）で表されるケトンには、シクロヘキサノン類などの３〜２０員のシクロアルカノン類などが含まれる。
【００１２】
本発明は、また、下記化合物（A1）を、前記式（１）で表されるイミド化合物、及び前記化合物（Ｃ）の存在下、分子状酸素により酸化して対応するエポキシドを製造する方法であって、下記化合物（A1）を、下記化合物（B1）の共存下に酸化するエポキシ化合物の製造法を提供する。
化合物（A１）：（A11）炭素数２〜３０のエチレン結合を有する鎖状炭化水素、（A12）３〜３０員のシクロアルケン環を有する化合物からなる群から選択された化合物
化合物（B1）：（ａ）第１級又は第２級アルコール、（ｂ）不飽和結合に隣接する部位に炭素−水素結合を有する化合物からなる群から選択された化合物であって且つ前記化合物（A1）とは異なる化合物
【００１３】
本発明は、さらに、下記化合物（A2）を、前記式（１）で表されるイミド化合物、及び前記化合物（Ｃ）の存在下、下記化合物（B2）と共に、分子状酸素により酸化して、下記式（３）
【化１７】
で表される化合物を得るエステル又はラクトンの製造法（以下、「エステル又はラクトンの製造法１」と称することがある）を提供する。
化合物（A2）：前記式（２）で表される環状ケトン、及び該環状ケトンに対応するアルコール体からなる群から選択された化合物
化合物（B2）：（ａ）第１級又は第２級アルコール、（ｂ）不飽和結合に隣接する部位に炭素−水素結合を有する化合物からなる群から選択された化合物であって且つ前記化合物（A2）とは異なる化合物
【００１４】
この製造法において、基質として式（２）で表される環状ケトンを用いると共に、前記化合物（B2）として前記環状ケトンに対応する第２級アルコールを用いてもよい。
【００１５】
本発明は、さらにまた、下記式（４）
【化１８】
で表される第２級アルコールを、前記式（１）で表されるイミド化合物、下記化合物（Ｃ）、及び上記式（４）で表される第２級アルコールに対応する環状ケトンの存在下、分子状酸素により酸化した後、酸で処理して、下記式（３）
【化１９】
で表される化合物を得るエステル又はラクトンの製造法（以下、「エステル又はラクトンの製造法２」と称することがある）を提供する。
【００１６】
前記酸としてルイス酸を用いてもよい。また、この製造法において、３〜２０員のシクロアルカノール類（例えば、シクロヘキサノール類）を、式（１）で表されるイミド化合物、及び前記化合物（Ｃ）の存在下、分子状酸素により酸化した後、酸で処理して、対応するラクトン類（例えば、ε−カプロラクトン類）を得てもよい。
【００１７】
本発明はさらに又、下記式（４）
【化２０】
で表される第２級アルコールを、式（４）で表される第二級アルコールに対応する環状ケトンと下記式（１）
【化２１】
で表されるイミド化合物、及び前記化合物（Ｃ）の存在下、分子状酸素により酸化して下記式（９）
【化２２】
で表される化合物を得る過酸化物の製造法及び該製造法により前記式（９）で表される過酸化物を製造して、該過酸化物を、酸で処理して下記式（３）
【化２３】
で表される化合物を得るエステル又はラクトンの製造法を提供する。
【００１８】
なお、本明細書では、上記発明の他、下記式（１）
【化２４】
で表されるイミド化合物の存在下、（A1）非芳香族性のエチレン結合を有する化合物、及び（A2）下記式（２）
【化２５】
で表されるケトン、又は該ケトンに対応するアルコール体から選択された化合物（Ａ）を、前記イミド化合物と酸素とにより酸化可能であって且つ前記化合物（Ａ）とは異なる化合物（Ｂ）の共存下で、分子状酸素により酸化する有機化合物の共酸化法、式（１）で表されるイミド化合物において、Ｒ1及びＲ2が互いに結合して芳香族性又は非芳香族性の５〜１２員環を形成する前記有機化合物の共酸化法、式（１）で表されるイミド化合物において、Ｒ1及びＲ2が互いに結合して、置換基を有していてもよいシクロアルカン環、置換基を有していてもよいシクロアルケン環、置換基を有していてもよい橋かけ炭素環、又は置換基を有していてもよい芳香族環を形成する前記有機化合物の共酸化法、非芳香族性のエチレン結合を有する化合物（A1）が、炭素数２〜３０のエチレン結合を有する鎖状炭化水素（A11）、３〜３０員のシクロアルケン環を有する化合物（A12）、不飽和橋かけ環炭化水素（A13）、及び環の構成要素として非芳香族性エチレン結合を有する複素環化合物（A14）から選択された化合物である前記有機化合物の共酸化法、式（２）で表されるケトンが３〜２０員のシクロアルカノン類である前記有機化合物の共酸化法、式（２）で表されるケトンがシクロヘキサノン類である前記有機化合物の共酸化法、化合物（Ｂ）として、（ａ）第１級又は第２級アルコール、（ｂ）不飽和結合に隣接する部位に炭素−水素結合を有する化合物、（ｃ）メチン炭素原子を有する化合物、（ｄ）シクロアルカン類、（ｅ）ヘテロ原子の隣接位に炭素−水素結合を有する非芳香族性複素環化合物、（ｆ）共役化合物、（ｇ）芳香族炭化水素、（ｈ）チオール類、（ｉ）エーテル類、（ｊ）スルフィド類、（ｋ）アルデヒド若しくはチオアルデヒド類、及び（ｌ）アミン類から選択された少なくとも１種の化合物を用いる前記有機化合物の共酸化法、さらに、（Ｃ）（C1）電子吸引基が結合したカルボニル基を有する化合物、（C2）金属化合物、及び（C3）少なくとも１つの有機基が結合した周期表１５族又は１６族元素を含む多原子陽イオン又は多原子陰イオンとカウンターイオンとで構成された有機塩からなる群から選択された少なくとも１種の化合物の存在下で酸化を行う前記有機化合物の共酸化法、非芳香族性のエチレン結合を有する化合物（A1）を、下記式（１）
【化２６】
で表されるイミド化合物の存在下、分子状酸素により酸化して対応するエポキシドを製造する方法であって、前記非芳香族性のエチレン結合を有する化合物（A1）を、前記イミド化合物と酸素とにより酸化可能であって且つ前記化合物（A1）とは異なる化合物（B1）の共存下に酸化するエポキシ化合物の製造法、下記式（２）
【化２７】
で表されるケトン、又は該ケトンに対応するアルコール体（A2）を、下記式（１）
【化２８】
で表されるイミド化合物の存在下、前記イミド化合物と酸素とにより酸化可能であって且つ前記化合物（A2）とは異なる化合物（B2）と共に、分子状酸素により酸化して、下記式（３）
【化２９】
で表される化合物を得るエステル又はラクトンの製造法、基質として式（２）で表されるケトンを用いると共に、化合物（B2）として前記ケトンに対応する第２級アルコールを用いる前記エステル又はラクトンの製造法、下記式（４）
【化３０】
で表される第２級アルコールを、下記式（１）
【化３１】
で表されるイミド化合物の存在下、分子状酸素により酸化した後、酸で処理して、下記式（３）
【化３２】
で表される化合物を得るエステル又はラクトンの製造法、ケトンの存在下で酸化する前記エステル又はラクトンの製造法、ケトンとして、式（４）で表される第２級アルコールに対応するケトンを用いる前記エステル又はラクトンの製造法、酸としてルイス酸を用いる前記エステル又はラクトンの製造法、３〜２０員のシクロアルカノール類を、式（１）で表されるイミド化合物の存在下、分子状酸素により酸化した後、酸で処理して、対応するラクトン類を得る前記エステル又はラクトンの製造法、シクロヘキサノール類を、式（１）で表されるイミド化合物の存在下、分子状酸素により酸化した後、酸で処理して、対応するε−カプロラクトン類を得る前記エステル又はラクトンの製造法、下記式（４）
【化３３】
で表される第２級アルコールを、式（４）で表される第二級アルコールに対応するケトンと下記式（１）
【化３４】
で表されるイミド化合物の存在下、分子状酸素により酸化して下記式（９）
【化３５】
で表される化合物を得る過酸化物の製造法、前記製造方法により得られた過酸化物を、酸で処理して下記式（３）
【化３６】
で表される化合物を得るエステル又はラクトンの製造法についても記載する。
【００１９】
なお、本明細書では、前記各方法において反応成分として用いる「非芳香族性のエチレン結合を有する化合物」、「ケトン、又はその対応するアルコール体」、「第２級アルコール」を単に「基質」という場合がある。また、上記「イミド化合物と酸素とにより酸化可能であって且つ化合物（Ａ）とは異なる化合物（Ｂ）」を「共酸化剤」と称することがある。
【００２０】
発明を実施するための最良の形態
［基質］
基質としての非芳香族性のエチレン結合を有する化合物（A1）には、（A11）エチレン結合を有する鎖状炭化水素、（A12）シクロアルケン環を有する化合物、（A13）不飽和橋かけ環炭化水素、（A14）環の構成要素として非芳香族性エチレン結合を有する複素環化合物等が含まれる。なお、分子中に複数の非芳香族性エチレン結合を有していてもよい。
【００２１】
エチレン結合を有する鎖状炭化水素（A11）としては、例えば、エテン、プロペン、１−ブテン、２−ブテン、１−ペンテン、２−ペンテン、２，４，４−トリメチル−２−ペンテン、１−ヘキセン、２−ヘキセン、２，３−ジメチル−２−ブテン、３−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテン、２−オクテン、３−オクテン、１−ノネン、２−ノネン、１−デセン、１−ウンデセン、１−ドデセン、１−ヘキサデセン、１−オクタデセンなどのアルケン類；１，４−ブタジエン、１，５−ヘキサジエン、１，６−ヘプタジエン、１，７−オクタジエン、２，６−オクタジエンなどのアルカジエン類；ウンデカトリエン、ドデカトリエンなどのアルカトリエン類などが挙げられる。上記鎖状炭化水素（A1）の炭素数は、例えば２〜３０、好ましくは２〜２０、さらに好ましくは２〜１２程度である。
【００２２】
これらの鎖状炭化水素（A11）は、例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、メルカプト基、オキソ基、置換オキシ基（例えば、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基など）、置換チオ基、カルボキシル基、置換オキシカルボニル基、置換又は無置換カルバモイル基、シアノ基、ニトロ基、置換又は無置換アミノ基、スルホ基、アルキニル基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、複素環基などの置換基を有していてもよい。
【００２３】
このような置換基を有する鎖状炭化水素（A11）の具体例としては、例えば、３−ヘキセン−１−オール、２−ヘキセン−１−オール、１−オクテン−３−オールなどのヒドロキシル基及びエチレン結合を有する化合物；１−アセトキシ−３，７−ジメチル−２，６−オクタジエンなどのアシルオキシ基及びエチレン結合を有する化合物などが例示される。なお、エチレン結合を有する鎖状炭化水素（A11）に幾何異性体が存在する場合には、Ｅ体、Ｚ体、それらの混合物の何れであってもよい。
【００２４】
シクロアルケン環を有する化合物（A12）としては、例えば、シクロプロペン、シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテン、シクロノネン、シクロデセン、シクロウンデセン、シクロドデセンなどのシクロアルケン類；１，４−シクロヘキサジエン、１，４−シクロヘプタジエン、シクロデカジエン、シクロドデカジエンなどのシクロアルカジエン類；シクロデカトリエンなどのシクロアルカトリエン類；シクロドデカテトラエンなどのシクロアルカテトラエン類などが挙げられる。シクロアルケン環の員数は、例えば３〜３０、好ましくは３〜２０、さらに好ましくは３〜１２（特に５〜１０）程度である。
【００２５】
シクロアルケン環は、例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、メルカプト基、オキソ基、置換オキシ基（例えば、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基など）、置換チオ基、カルボキシル基、置換オキシカルボニル基、置換又は無置換カルバモイル基、シアノ基、ニトロ基、置換又は無置換アミノ基、スルホ基、アルキル基（例えば、メチル、エチル、ｔ−ブチル基などのＣ1-4アルキル基など）、アルケニル基（例えばＣ2-4アルケニル基など）、アルキニル基（例えばＣ2-4アルキニル基など）、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、複素環基などの置換基を有していてもよい。また、シクロアルケン環には、芳香族性又は非芳香族性炭素環、芳香族性又は非芳香族性複素環が縮合していてもよい。環に置換基を有する化合物（A12）の具体例としては、例えば、リモネン、１−ｐ−メンテン、３−ｐ−メンテン、カルベオールなどのテルペン類等が挙げられる。
【００２６】
不飽和橋かけ環炭化水素（A13）としては、例えば、ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、ビシクロ［３．２．１］オクタ−２−エン、α−ピネンや２−ボルネンなどのテルペン類等が挙げられる。
【００２７】
また、環の構成要素として非芳香族性エチレン結合を有する複素環化合物（A14）としては、３，６−ジヒドロ−２Ｈ−ピラン、１，２，５，６−テトラヒドロピリジンなどが挙げられる。これらの化合物は、環に、前記シクロアルケン環の場合と同様の置換基を有していてもよく、また芳香族性又は非芳香族性炭素環、芳香族性又は非芳香族性複素環が縮合していてもよい。
【００２８】
基質としての前記式（２）で表されるケトンにおいて、Ｒa、Ｒbで示される「隣接するカルボニル炭素原子との結合部位に炭素原子を有する有機基」には、炭化水素基及び複素環基が含まれる。炭化水素基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ネオペンチル、ヘキシル、オクチル、デシル、ドデシル、ペンタデシル、ビニル、アリル、１−ヘキセニル、エチニル、１−ブチニル基などの炭素数１〜２０（好ましくは炭素数１〜１５、さらに好ましくは炭素数１〜１０）程度の脂肪族炭化水素基（アルキル基、アルケニル基又はアルキニル基）；シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロペンテニル、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、シクロオクチル、シクロドデシル基などの３〜２０員（好ましくは３〜１５員、さらに好ましくは５〜８員）程度の脂環式炭化水素基（シクロアルキル基又はシクロアルケニル基）；フェニル、ナフチル基などの炭素数６〜１８程度の芳香族炭化水素基などが挙げられる。
【００２９】
前記複素環基に対応する複素環として、例えば、ヘテロ原子として酸素原子を含む複素環（例えば、テトラヒドロフラン、クロマン、イソクロマン、フラン、オキサゾール、イソオキサゾール、４−オキソ−４Ｈ−ピラン、ベンゾフラン、イソベンゾフラン、４−オキソ−４Ｈ−クロメンなど）、ヘテロ原子としてイオウ原子を含む複素環（例えば、チオフェン、チアゾール、イソチアゾール、チアジアゾール、４−オキソ−４Ｈ−チオピラン、ベンゾチオフェンなど）、ヘテロ原子として窒素原子を含む複素環（例えば、ピロリジン、ピペリジン、ピペラジン、モルホリン、インドリン、ピロール、ピラゾール、イミダゾール、トリアゾール、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、インドール、キノリン、アクリジン、ナフチリジン、キナゾリン、プリンなど）などが挙げられる。
【００３０】
Ｒa及びＲbが互いに結合して、隣接するカルボニル炭素原子と共に形成してもよい環には、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロペンテン、シクロヘキサン、シクロヘキセン、シクロオクタン、シクロドデカン環などの３〜２０員（好ましくは３〜１５員、さらに好ましくは３〜１２員）程度の脂環式炭化水素環（シクロアルカン環又はシクロアルケン環）；ノルボルナン環、ノルボルネン環、アダマンタン環などの２〜４環程度の橋かけ環式炭化水素環又は橋かけ環式複素環；テトラヒドロフラン、クロマン、イソクロマン、ピロリジン、ピペリジンなどの５〜８員程度の非芳香族性複素環などが含まれる。
【００３１】
前記有機基、並びにＲa及びＲbが互いに結合して、隣接する炭素原子と共に形成してもよい環は、置換基を有していてもよい。このような置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、メルカプト基、オキソ基、置換オキシ基（例えば、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基など）、置換チオ基、カルボキシル基、置換オキシカルボニル基、置換又は無置換カルバモイル基、シアノ基、ニトロ基、置換又は無置換アミノ基、スルホ基、アルキル基（例えば、メチル、エチル、ｔ−ブチル基などのＣ1-4アルキル基など）、アルケニル基（例えばＣ2-4アルケニル基など）、アルキニル基（例えばＣ2-4アルキニル基など）、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、複素環基などが挙げられる。また、前記環には芳香族性又は非芳香族性の環（炭化水素環又は複素環）が縮合していてもよい。
【００３２】
式（２）で表されるケトンの代表的な例としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルｓ−ブチルケトン、メチルｔ−ブチルケトン、メチルデシルケトン、エチルイソプロピルケトン、イソプロピルブチルケトン、メチルビニルケトン、メチルイソプロペニルケトン、メチルシクロヘキシルケトン、メチルフェニルケトン、メチル（２−メチルフェニル）ケトン、メチル（２−ピリジル）ケトン、シクロヘキシルフェニルケトンなどの鎖状ケトン；シクロプロパノン、シクロブタノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、４−メチルシクロヘキサノン、４−クロロシクロヘキサノン、イソホロン、シクロヘプタノン、シクロオクタノン、シクロデカノン、シクロドデカノン、シクロペンタデカノン、１，３−シクロヘキサンジオン、１，４−シクロヘキサンジオン、１，４−シクロオクタンジオン、２，２−ビス（４−オキソシクロヘキシル）プロパン、ビス（４−オキソシクロヘキシル）メタン、４−（４−オキソシクロヘキシル）シクロヘキサノン、２−アダマンタノンなどの環状ケトンなどが例示できる。
【００３３】
なお、本発明における基質には、反応系に外部より供給する化合物だけでなく、反応条件下で系内で生成する化合物も含まれる。例えば、第２級アルコールを反応に付した場合、反応で生成する対応するケトンは基質に含まれ、このとき共存する未反応の前記第２級アルコールは共酸化剤として作用する。
【００３４】
本発明のエステル又はラクトンの製造法１では、鎖状ケトンを基質として用いると対応するエステルが生成し、環状ケトンを基質として用いると、員数が１つ増加した対応するラクトンが生成する。本発明のエステル又はラクトンの製造法１は、特に、アルキル基などの置換基を有していてもよい３〜２０員のシクロアルカノン（シクロアルカノン類；例えば、シクロヘキサノン類など）や２〜４環程度の橋かけ環式炭化水素に対応する環状ケトンを酸化して、対応するラクトン類（例えば、ε−カプロラクトン類など）を製造する方法として有用である。
【００３５】
式（２）で表されるケトンに対応するアルコール体は、前記式（４）で表される。このようなアルコール体を基質として用いる場合には、反応系内で対応するケトンに酸化された後、さらに目的のエステル又はラクトンに酸化される。
【００３６】
一方、本発明のエステル又はラクトンの製造法２では、基質として前記式（４）で表される第２級アルコールを用いる。この第２級アルコールとしては、上記エステル又はラクトンの製造法１において基質として例示したケトンに対応する第２級アルコールなどが挙げられる。
【００３７】
本発明のエステル又はラクトンの製造法２では、鎖状のアルコールを基質として用いると対応するエステルが生成し、環状のアルコールを基質として用いると、員数が１つ増加した対応するラクトンが生成する。本発明のエステル又はラクトンの製造法２は、特に、アルキル基などの置換基を有していてもよい３〜２０員のシクロアルカノール（シクロアルカノール類；例えば、シクロヘキサノール類など）や２〜４環程度の橋かけ環式炭化水素に対応する環状アルコールを酸化して、直接、対応するラクトン類（例えば、ε−カプロラクトン類など）を製造する方法として有用である。
【００３８】
［イミド化合物］
前記式（１）で表されるイミド化合物において、置換基Ｒ1及びＲ2のうちハロゲン原子には、ヨウ素、臭素、塩素およびフッ素が含まれる。アルキル基には、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、デシル基などの炭素数１〜１０程度の直鎖状又は分岐鎖状アルキル基が含まれる。好ましいアルキル基としては、例えば、炭素数１〜６程度、特に炭素数１〜４程度の低級アルキル基が挙げられる。
【００３９】
アリール基には、フェニル、ナフチル基などが含まれ、シクロアルキル基には、シクロペンチル、シクロヘキシル基などが含まれる。アルコキシ基には、例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、ｔ−ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ基などの炭素数１〜１０程度、好ましくは炭素数１〜６程度、特に炭素数１〜４程度の低級アルコキシ基が含まれる。
【００４０】
アルコキシカルボニル基には、例えば、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、プロポキシカルボニル、イソプロポキシカルボニル、ブトキシカルボニル、イソブトキシカルボニル、ｔ−ブトキシカルボニル、ペンチルオキシカルボニル、ヘキシルオキシカルボニル基などのアルコキシ部分の炭素数が１〜１０程度のアルコキシカルボニル基が含まれる。好ましいアルコキシカルボニル基にはアルコキシ部分の炭素数が１〜６程度、特に１〜４程度の低級アルコキシカルボニル基が含まれる。
【００４１】
アシル基としては、例えば、ホルミル、アセチル、プロピオニル、ブチリル、イソブチリル、バレリル、イソバレリル、ピバロイル基などの炭素数１〜６程度のアシル基が例示できる。
【００４２】
前記置換基Ｒ1及びＲ2は、同一又は異なっていてもよい。また、前記式（１）において、Ｒ1及びＲ2は互いに結合して、二重結合、または芳香族性又は非芳香属性の環を形成してもよい。好ましい芳香族性又は非芳香族性環は５〜１２員環、特に６〜１０員環程度であり、複素環又は縮合複素環であってもよいが、炭化水素環である場合が多い。このような環には、例えば、非芳香族性脂環式環（シクロヘキサン環などの置換基を有していてもよいシクロアルカン環、シクロヘキセン環などの置換基を有していてもよいシクロアルケン環など）、非芳香族性橋かけ環（５−ノルボルネン環などの置換基を有していてもよい橋かけ式炭化水素環など）、ベンゼン環、ナフタレン環などの置換基を有していてもよい芳香族環（縮合環を含む）が含まれる。前記環は、芳香族環で構成される場合が多い。前記環は、アルキル基、ハロアルキル基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、アシル基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、ハロゲン原子などの置換基を有していてもよい。
【００４３】
前記一般式（１）において、Ｘは酸素原子又はヒドロキシル基を示し、窒素原子ＮとＸとの結合は単結合又は二重結合である。
【００４４】
前記Ｒ1、Ｒ2、又はＲ1及びＲ2が互いに結合して形成された二重結合又は芳香族性若しくは非芳香族性の環には、上記式（１）中に示されるＮ−置換環状イミド基がさらに１又は２個形成されていてもよい。例えば、Ｒ1又はＲ2が炭素数２以上のアルキル基である場合、このアルキル基を構成する隣接する２つの炭素原子を含んで前記Ｎ−置換環状イミド基が形成されていてもよい。また、Ｒ1及びＲ2が互いに結合して二重結合を形成する場合、該二重結合を含んで前記Ｎ−置換環状イミド基が形成されていてもよい。さらに、Ｒ1及びＲ2が互いに結合して芳香族性若しくは非芳香族性の環を形成する場合、該環を構成する隣接する２つの炭素原子を含んで前記Ｎ−置換環状イミド基が形成されていてもよい。
【００４５】
好ましいイミド化合物には、下記式で表される化合物が含まれる。
【化３７】
【００４６】
置換基Ｒ3〜Ｒ6において、アルキル基には、前記例示のアルキル基と同様のアルキル基、特に炭素数１〜６程度のアルキル基が含まれ、ハロアルキル基には、トリフルオロメチル基などの炭素数１〜４程度のハロアルキル基、アルコキシ基には、前記と同様のアルコキシ基、特に炭素数１〜４程度の低級アルコキシ基、アルコキシカルボニル基には、前記と同様のアルコキシカルボニル基、特にアルコキシ部分の炭素数が１〜４程度の低級アルコキシカルボニル基が含まれる。また、アシル基としては、前記と同様のアシル基、特に炭素数１〜６程度のアシル基が例示され、ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素原子が例示できる。置換基Ｒ3〜Ｒ6は、通常、水素原子、炭素数１〜４程度の低級アルキル基、カルボキシル基、ニトロ基、ハロゲン原子である場合が多い。Ｒ3〜Ｒ6が互いに結合して形成する環としては、前記Ｒ1及びＲ2が互いに結合して形成する環と同様であり、特に芳香族性又は非芳香族性の５〜１２員環が好ましい。
【００４７】
好ましいイミド化合物の代表的な例として、例えば、Ｎ−ヒドロキシコハク酸イミド、Ｎ−ヒドロキシマレイン酸イミド、Ｎ−ヒドロキシヘキサヒドロフタル酸イミド、Ｎ，Ｎ′−ジヒドロキシシクロヘキサンテトラカルボン酸イミド、Ｎ−ヒドロキシフタル酸イミド、Ｎ−ヒドロキシテトラブロモフタル酸イミド、Ｎ−ヒドロキシテトラクロロフタル酸イミド、Ｎ−ヒドロキシヘット酸イミド、Ｎ−ヒドロキシハイミック酸イミド、Ｎ−ヒドロキシトリメリット酸イミド、Ｎ，Ｎ′−ジヒドロキシピロメリット酸イミド、Ｎ，Ｎ′−ジヒドロキシナフタレンテトラカルボン酸イミドなどが挙げられる。
【００４８】
式（１）で表されるイミド化合物は、慣用のイミド化反応、例えば、対応する酸無水物とヒドロキシルアミンＮＨ2ＯＨとを反応させ、酸無水物基の開環及び閉環を経てイミド化する方法により調製できる。
【００４９】
前記酸無水物には、例えば、無水コハク酸、無水マレイン酸などの飽和又は不飽和脂肪族ジカルボン酸無水物、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸（１，２−シクロヘキサンジカルボン酸無水物）、１，２，３，４−シクロヘキサンテトラカルボン酸１，２−無水物などの飽和又は不飽和非芳香族性環状多価カルボン酸無水物（脂環式多価カルボン酸無水物）、無水ヘット酸、無水ハイミック酸などの橋かけ環式多価カルボン酸無水物（脂環式多価カルボン酸無水物）、無水フタル酸、テトラブロモ無水フタル酸、テトラクロロ無水フタル酸、無水ニトロフタル酸、無水トリメット酸、メチルシクロヘキセントリカルボン酸無水物、無水ピロメリット酸、無水メリト酸、１，８；４，５−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物などの芳香族多価カルボン酸無水物が含まれる。
【００５０】
特に好ましいイミド化合物は、脂環式多価カルボン酸無水物又は芳香族多価カルボン酸無水物、なかでも芳香族多価カルボン酸無水物から誘導されるＮ−ヒドロキシイミド化合物、例えば、Ｎ−ヒドロキシフタル酸イミド等が含まれる。
【００５１】
式（１）で表されるイミド化合物は一種又は二種以上使用できる。前記イミド化合物は、担体に担持した形態で用いてもよい。担体としては、活性炭、ゼオライト、シリカ、シリカ−アルミナ、ベントナイトなどの多孔質担体を用いる場合が多い。
【００５２】
前記イミド化合物の使用量は、広い範囲で選択でき、例えば、前記基質１モルに対して０．０００１〜１モル、好ましくは０．００１〜０．５モル、さらに好ましくは０．０１〜０．４モル程度であり、０．０５〜０．３５モル程度である場合が多い。
【００５３】
［助触媒］
本発明の方法（特に、前記有機化合物の共酸化法、エポキシ化合物の製造法、エステル又はラクトンの製造法１）では、反応速度や反応の選択性を向上させるため、前記式（１）で表される触媒と助触媒（Ｃ）とを併用することもできる。このような助触媒（Ｃ）には、例えば、（C1）電子吸引基が結合したカルボニル基を有する化合物、（C2）金属化合物、（C3）少なくとも１つの有機基が結合した周期表１５族又は１６族元素を含む多原子陽イオン又は多原子陰イオンとカウンターイオンとで構成された有機塩などが含まれる。これらの助触媒（Ｃ）は、同種又は異種の化合物を単独で又は２種以上組み合わせて使用できる。例えば、（C1）電子吸引基が結合したカルボニル基を有する化合物の１種又は２種以上と、（C2）金属化合物の１種又は２種以上とを組み合わせて使用できる。
【００５４】
前記電子吸引基が結合したカルボニル基を有する化合物（C1）において、カルボニル基に結合する電子吸引基としては、例えば、フルオロメチル、トリフルオロメチル、テトラフルオロエチル、フェニル、フルオロフェニル、ペンタフルオロフェニルなどのフッ素原子で置換された炭化水素基などが挙げられる。前記化合物（C1）の具体例として、例えば、ヘキサフルオロアセトン、トリフルオロ酢酸、ペンタフルオロフェニル（メチル）ケトン、ペンタフルオロフェニル（トリフルオロメチル）ケトン、安息香酸などが挙げられる。これらの化合物は、例えば、共酸化剤として（ａ）第１級又は第２級アルコールを用いた場合などに特に有用である。また、これらの化合物を、（A2）ケトン又は該ケトンに対応するアルコール体の酸化に用いると、系内で反応性の高い過酸化物に変換されるためか、Ｂａｅｙｅｒ−Ｖｉｌｌｉｇｅｒ型の反応の反応速度が促進される。
【００５５】
前記化合物（C1）の使用量は、基質１モルに対して、０．０００１〜１モル、好ましくは０．００１〜０．７モル、さらに好ましくは０．０１〜０．５モル程度である。
【００５６】
金属化合物（C2）を構成する金属元素としては、特に限定されず、周期表１〜１５族の金属元素の何れであってもよい。なお、本明細書では、ホウ素Ｂも金属元素に含まれるものとする。例えば、前記金属元素として、周期表１族元素（Ｌｉ、Ｎａ、Ｋなど）、２族元素（Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなど）、３族元素（Ｓｃ、ランタノイド元素、アクチノイド元素など）、４族元素（Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆなど）、５族元素（Ｖなど）、６族元素（Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗなど）、７族元素（Ｍｎなど）、８族元素（Ｆｅ、Ｒｕなど）、９族元素（Ｃｏ、Ｒｈなど）、１０族元素（Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔなど）、１１族元素（Ｃｕなど）、１２族元素（Ｚｎなど）、１３族元素（Ｂ、Ａｌ、Ｉｎなど）、１４族元素（Ｓｎ、Ｐｂなど）、１５族元素（Ｓｂ、Ｂｉなど）などが挙げられる。好ましい金属元素には、遷移金属元素（周期表３〜１２族元素）が含まれる。なかでも、周期表５〜１１族元素、特に、６族、７族及び９族元素が好ましく、とりわけ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｍｎなどが好ましい。金属元素の原子価は特に制限されないが、０〜６価程度である場合が多い。
【００５７】
金属化合物（C2）としては、前記金属元素の単体、水酸化物、酸化物（複合酸化物を含む）、ハロゲン化物（フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物）、オキソ酸塩（例えば、硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩、ホウ酸塩、炭酸塩など）、オキソ酸、イソポリ酸、ヘテロポリ酸などの無機化合物；有機酸塩（例えば、酢酸塩、プロピオン酸塩、青酸塩、ナフテン酸塩、ステアリン酸塩など）、錯体などの有機化合物が挙げられる。前記錯体を構成する配位子としては、ＯＨ（ヒドロキソ）、アルコキシ（メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシなど）、アシル（アセチル、プロピオニルなど）、アルコキシカルボニル（メトキシカルボニル、エトキシカルボニルなど）、アセチルアセトナト、シクロペンタジエニル基、ハロゲン原子（塩素、臭素など）、ＣＯ、ＣＮ、酸素原子、Ｈ2Ｏ（アコ）、ホスフィン（トリフェニルホスフィンなどのトリアリールホスフィンなど）のリン化合物、ＮＨ3（アンミン）、ＮＯ、ＮＯ2（ニトロ）、ＮＯ3（ニトラト）、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、ピリジン、フェナントロリンなどの窒素含有化合物などが挙げられる。
【００５８】
金属化合物（C2）の具体例としては、例えば、コバルト化合物を例にとると、水酸化コバルト、酸化コバルト、塩化コバルト、臭化コバルト、硝酸コバルト、硫酸コバルト、リン酸コバルトなどの無機化合物；酢酸コバルト、ナフテン酸コバルト、ステアリン酸コバルトなどの有機酸塩；コバルトアセチルアセトナトなどの錯体等の２価又は３価のコバルト化合物などが挙げられる。また、バナジウム化合物の例としては、水酸化バナジウム、酸化バナジウム、塩化バナジウム、塩化バナジル、硫酸バナジウム、硫酸バナジル、バナジン酸ナトリウムなどの無機化合物；バナジウムアセチルアセトナト、バナジルアセチルアセトナトなどの錯体等の２〜５価のバナジウム化合物などが挙げられる。さらに、モリブデン化合物の例としては、水酸化モリブデン、酸化モリブデン、塩化モリブデン、臭化モリブデン、硫化モリブデン、モリブデン酸又はその塩、リンモリブデン酸又はその塩、ケイモリブデン酸又はその塩などの無機化合物；モリブデンカルボニル、ビス（アセチルアセトナト）ジオキソモリブデン、クロロトリカルボニル（η−シクロペンタジエニル）モリブデン、ジブロモビス（η−シクロペンタジエニルモリブデンなどの錯体等の０〜６価のモリブデン化合物などが挙げられる。他の金属元素の化合物としては、前記コバルト、バナジウム又はモリブデン化合物に対応する化合物などが例示される。
【００５９】
金属化合物（C2）は、単独で又は２種以上組み合わせて使用できる。特に、例えば、（A1）非芳香族性のエチレン結合を有する化合物を酸化する場合において、共酸化剤として（ｂ）不飽和結合に隣接する部位に炭素−水素結合を有する化合物を用いるときには、モリブデンカルボニルなどのモリブデン化合物と、酢酸コバルトなどのコバルト化合物又は酢酸マンガンなどのマンガン化合物とを併用すると、高い収率でエポキシ化合物を得ることができる。また、（A2）ケトン又は該ケトンに対応するアルコール体を酸化する場合において、金属化合物（C2）として、Ｖ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｍｎなどの遷移金属元素（Ｆｅを除く）を含む化合物（特に、Ｃｏ化合物）と、白金族金属元素（Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ）又はＦｅを含む化合物（特に、［Ｐｔ（ｄｐｐｂ）（μ−ＯＨ）］2（ＢＨ4）2などの白金族金属水素錯化合物等）とを組み合わせて用いると、選択率が著しく向上し、高い収率で目的化合物を得ることができる。
【００６０】
前記金属化合物（C2）の使用量は、例えば、基質１モルに対して、０．０００１〜０．７モル、好ましくは０．００１〜０．５モル、さらに好ましくは０．００２〜０．１モル程度であり、０．００５〜０．０５モル程度である場合が多い。なお、前記のように、モリブデン化合物と、コバルト化合物又はマンガン化合物とを併用する場合には、モリブデン化合物の使用量は上記と同程度であり、コバルト化合物又はマンガン化合物の使用量は、前記基質１モルに対して、例えば０．０００１〜０．１モル、好ましくは０．０００５〜０．１モル程度である。
【００６１】
前記有機塩（C3）において、周期表１５族元素には、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉが含まれる。周期表１６族元素には、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅなどが含まれる。好ましい元素としては、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｓが挙げられ、特に、Ｎ、Ｐ、Ｓなどが好ましい。
【００６２】
前記元素の原子に結合する有機基には、置換基を有していてもよい炭化水素基、置換オキシ基などが含まれる。炭化水素基としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、デシル、テトラデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、アリルなどの炭素数１〜３０程度（好ましくは炭素数１〜２０程度）の直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素基（アルキル基、アルケニル基及びアルキニル基）；シクロペンチル、シクロヘキシルなどの炭素数３〜８程度の脂環式炭化水素基；フェニル、ナフチルなどの炭素数６〜１４程度の芳香族炭化水素基などが挙げられる。炭化水素基が有していてもよい置換基として、例えば、ハロゲン原子、オキソ基、ヒドロキシル基、置換オキシ基（例えば、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基など）、カルボキシル基、置換オキシカルボニル基、置換又は無置換カルバモイル基、シアノ基、ニトロ基、置換又は無置換アミノ基、アルキル基（例えば、メチル、エチル基などのＣ1-4アルキル基など）、シクロアルキル基、アリール基（例えば、フェニル、ナフチル基など）、複素環基などが例示できる。好ましい炭化水素基には、炭素数１〜３０程度のアルキル基、炭素数６〜１４程度の芳香族炭化水素基（特に、フェニル基又はナフチル基）などが含まれる。前記置換オキシ基には、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基などが含まれる。
【００６３】
前記多原子陽イオンは、例えば、下記式（５）で表される。この多原子陽イオンは、カウンターアニオンとともに、下記式（６）で表される有機オニウム塩を構成する。
［Ｒc mＡ］+ （５）
［Ｒc mＡ］+Ｙ- （６）
上記式中、Ｒcは炭化水素基又は水素原子を示す。４個のＲcは互いに同一又は異なっていてもよく、少なくとも１つのＲcは炭化水素基である。Ａは周期表１５族又は１６族元素の原子を示す。２つのＲcは互いに結合して隣接するＡと共に環を形成してもよく、また、２つのＲcが一体となってＡと二重結合を形成すると共に他のＲcと結合してＡとで環を形成してもよい。ｍは３又は４を示す。Ｙ-は、カウンターアニオンを示し、Ｙは酸基を示す。なお、上記炭化水素基は、例えば前記の置換基を有していてもよい。
【００６４】
２つのＲcが互いに結合して隣接するＡと共に形成する環としては、ピロリジン環、ピペリジン環などの３〜８員（好ましくは、５〜６員）程度の含窒素（又は含リン）複素環などが挙げられる。また、２つのＲcが一体となってＡと二重結合を形成すると共に他のＲcと結合してＡとで形成する環としては、ピリジン環などの５〜８員の含窒素複素環などが挙げられる。これらの環にはベンゼン環などの環が縮合していてもよい。このような縮合環として、キノリン環などが挙げられる。Ａが周期表１５族元素の原子のとき、ｍは４である場合が多く、Ａが周期表１６族元素の原子のとき、ｍは３である場合が多い。
【００６５】
前記Ａは、好ましくは、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、又はＳであり、さらに好ましくは、Ｎ、Ｐ、又はＳであり、特に、Ｎ又はＰが好ましい。また、好ましい多原子陽イオンでは、４個のＲcのすべてが有機基である（Ａを含む環が形成されている場合を含む）。
【００６６】
酸基Ｙとしては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などのハロゲン原子；硝酸基（ＮＯ3）、硫酸基（ＳＯ4）、リン酸基（ＰＯ4）、過塩素酸基（ＣｌＯ4）などの無機酸基；酢酸基（ＣＨ3ＣＯ2）、メタンスルホン酸基、ベンゼンスルホン酸基などの有機酸基などが挙げられる。好ましい酸基には、ハロゲン原子及び無機酸基が含まれ、特に塩素原子、臭素原子などのハロゲン原子が好ましい。
【００６７】
前記有機オニウム塩のなかでも、有機アンモニウム塩、有機ホスホニウム塩、有機スルホニウム塩などが特に好ましい。有機アンモニウム塩の具体例としては、テトラメチルアンモニウムクロリド、テトラエチルアンモニウムクロリド、テトラブチルアンモニウムクロリド、テトラヘキシルアンモニウムクロリド、トリオクチルメチルアンモニウムクロリド、トリエチルフェニルアンモニウムクロリド、トリブチル（ヘキサデシル）アンモニウムクロリド、ジ（オクタデシル）ジメチルアンモニウムクロリドなどの第４級アンモニウムクロリド、及び対応する第４級アンモニウムブロミドなどの、窒素原子に４つの炭化水素基が結合した第４級アンモニウム塩；ジメチルピペリジニウムクロリド、ヘキサデシルピリジニウムクロリド、メチルキノリニウムクロリドなどの環状第４級アンモニウム塩などが挙げられる。
【００６８】
また、有機ホスホニウム塩の具体例としては、テトラメチルホスホニウムクロリド、テトラブチルホスホニウムクロリド、トリブチル（ヘキサデシル）ホスホニウムクロリド、トリエチルフェニルホスホニウムクロリドなどの第４級ホスホニウムクロリド、及び対応する第４級ホスホニウムブロミドなどの、リン原子に４つの炭化水素基が結合した第４級ホスホニウム塩などが挙げられる。有機スルホニウム塩の具体例としては、トリエチルスルホニウムイオジド、エチルジフェニルスルホニウムイオジドなどの、イオウ原子に３つの炭化水素基が結合したスルホニウム塩などが挙げられる。
【００６９】
前記多原子陰イオンは、例えば、下記式（７）で表される。この多原子陰イオンは、カウンターカチオンとともに、下記式（８）で表される有機塩を構成する。
［ＲdＡＯ3］q- （７）
Ｚq+［ＲdＡＯ3］q- （８）
【００７０】
上記式中、Ｒdは炭化水素基又は水素原子を示す。Ａは周期表１５族又は１６族元素の原子を示す。ｑは１又は２を示し、Ｚq+は、カウンターカチオンを示す。
【００７１】
Ｒdで示される炭化水素基としては、前記と同様の基のほか、樹脂（ポリマー鎖又はその分岐鎖）が挙げられる。好ましいＡには、Ｓ、Ｐなどが含まれる。ＡがＳなどのとき、ｑは１であり、ＡがＰなどのとき、ｑは２である。Ｚとしては、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属；マグネシウム、カルシウムなどのアルカリ土類金属などが挙げられる。好ましいＺにはアルカリ金属が含まれる。Ｚq+は、前記の多原子陽イオンであってもよい。
【００７２】
前記式（８）で表される有機塩としては、メタンスルホン酸塩、エタンスルホン酸塩、オクタンスルホン酸塩、ドデカンスルホン酸塩などのアルキルスルホン酸塩；ベンゼンスルホン酸塩、ｐ−トルエンスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸塩、デシルベンゼンスルホン酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩などのアルキル基で置換されていてもよいアリールスルホン酸塩；スルホン酸型イオン交換樹脂（イオン交換体）；ホスホン酸型イオン交換樹脂（イオン交換体）などが挙げられる。なかでも、Ｃ6-18アルキルスルホン酸塩、Ｃ6-18アルキル−アリールスルホン酸塩を用いる場合が多い。
【００７３】
有機塩（C3）の使用量は、例えば、前記基質１モルに対して０．０００１〜０．７モル、好ましくは０．００１〜０．５モル、さらに好ましくは０．００２〜０．１モル程度であり、０．００５〜０．０５モル程度である場合が多い。有機塩（C3）の使用量が多すぎると、反応速度が低下する場合がある。
【００７４】
本発明では、さらに他の触媒成分又は添加物を併用してもよい。例えば、反応系内に、モレキュラーシーブ３Ａ、モレキュラーシーブ４Ａ、モレキュラーシーブ５Ａなどのモレキュラーシーブなどを添加してもよい。モレキュラーシーブの使用量は、基質１モルに対して、例えば１〜１０００ｇ、好ましくは１０〜２００ｇ程度である。モレキューラーシーブは、例えば、前記金属化合物（C2）などの助触媒と併用される場合が多い。
【００７５】
［酸素］
基質の酸化に利用される分子状酸素は、特に制限されず、純粋な酸素を用いてもよく、窒素、ヘリウム、アルゴン、二酸化炭素などの不活性ガスで希釈した酸素を使用してもよい。操作性及び安全性のみならず経済性などの点から、空気を使用するのが好ましい。
【００７６】
分子状酸素の使用量は、基質の種類に応じて適宜選択できるが、通常、基質１モルに対して、０．５モル以上（例えば、１モル以上）、好ましくは１〜１００モル、さらに好ましくは２〜５０モル程度である。基質に対して過剰モルの分子状酸素を使用する場合が多い。
【００７７】
［共酸化剤（Ｂ）］
前記イミド化合物と酸素とにより酸化可能な化合物（共酸化剤）（Ｂ）としては、前記イミド化合物と酸素によって酸化可能な化合物であって、且つ基質として用いる化合物とは異なる化合物であればよく、基質として用いる化合物と同種又は異種の化合物の何れであってもよい。共酸化剤（Ｂ）には、前記イミド化合物を触媒とする酸化反応について開示している特開平８−３８９０９号公報又は特開平９−３２７６２６号公報において、基質として記載されている化合物などが含まれる。
【００７８】
例えば、前記共酸化剤（Ｂ）として、（ａ）第１級又は第２級アルコール、（ｂ）不飽和結合に隣接する部位に炭素−水素結合を有する化合物、（ｃ）メチン炭素原子を有する化合物、（ｄ）シクロアルカン類、（ｅ）ヘテロ原子の隣接位に炭素−水素結合を有する非芳香族性複素環化合物、（ｆ）共役化合物、（ｇ）芳香族炭化水素、（ｈ）チオール類、（ｉ）エーテル類、（ｊ）スルフィド類、（ｋ）アルデヒド若しくはチオアルデヒド類、及び（ｌ）アミン類から選択された少なくとも１種の化合物を使用できる。これらの化合物は、種々の置換基、例えば、ハロゲン原子、オキソ基、ヒドロキシル基、メルカプト基、置換オキシ基（例えば、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基など）、置換チオ基、カルボキシル基、置換オキシカルボニル基、置換又は無置換カルバモイル基、シアノ基、ニトロ基、置換又は無置換アミノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、アリール基（例えば、フェニル、ナフチル基など）、アラルキル基、複素環基などを有していてもよい。
【００７９】
（ａ）第１級又は第２級アルコール
第１級又は第２級アルコール（ａ）には、広範囲のアルコールが含まれる。アルコールは、１価、２価又は多価アルコールの何れであってもよい。
【００８０】
第１級アルコールとしては、メタノール、エタノール、１−プロパノール、１−ブタノール、２−メチル−１−プロパノール、１−ペンタノール、１−ヘキサノール、１−オクタノール、１−デカノール、１−ヘキサデカノール、２−ブテン−１−オール、エチレングリコール、トリメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ペンタエリスリトールなどの炭素数１〜３０（好ましくは１〜２０、さらに好ましくは１〜１５）程度の飽和又は不飽和脂肪族第１級アルコール；シクロペンチルメチルアルコール、シクロヘキシルメチルアルコール、２−シクロヘキシルエチルアルコールなどの飽和又は不飽和脂環式第１級アルコール；ベンジルアルコール、２−フェニルエチルアルコール、３−フェニルプロピルアルコール、桂皮アルコールなどの芳香族第１級アルコール；２−ヒドロキシメチルピリジンなどの複素環式アルコールが挙げられる。好ましい第１級アルコールには、脂肪族第１級アルコール（例えば、炭素数１〜２０程度の飽和脂肪族第１級アルコールなど）などが含まれる。
【００８１】
第２級アルコールとしては、２−プロパノール、ｓ−ブチルアルコール、２−ペンタノール、３−ペンタノール、２−ヘキサノール、２−オクタノール、４−デカノール、２−ヘキサデカノール、２−ペンテン−４−オールなどの炭素数３〜３０（好ましくは３〜２０、さらに好ましくは３〜１５）程度の飽和又は不飽和脂肪族第２級アルコール；シクロブタノール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、シクロオクタノール、シクロドデカノール、シクロペンタデカノール、２−シクロヘキセン−１−オール、３，５，５−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−オール、１，３−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロオクタンジオール、２，２−ビス（４−ヒドロキシシクロヘキシル）プロパン、ビス（４−ヒドロキシシクロヘキシル）メタン、４−（４−ヒドロキシシクロヘキシル）シクロヘキサノールなどの３〜２０員（好ましくは３〜１５員、さらに好ましくは５〜１５員、特に５〜８員）程度の飽和又は不飽和脂環式第２級アルコール；１−フェニルエタノール、１−フェニルプロパノール、１−フェニルメチルエタノール、ジフェニルメタノール（ベンズヒドロール）などの芳香族第２級アルコール；１−（２−ピリジル）エタノールなどの複素環式第２級アルコールなどが含まれる。
【００８２】
好ましい第１級又は第２級アルコール（ａ）には、第２級アルコール（例えば、ｓ−ブチルアルコールなどの脂肪族第２級アルコール、シクロヘキサノールなどの脂環式第２級アルコール、１−フェニルエタノール（α−フェネチルアルコール）、ジフェニルメタノール（ベンズヒドロール）などの芳香族第２級アルコール）が含まれる。前記アルコール（ａ）は単独で又は２種以上を混合して使用できる。
【００８３】
（ｂ）不飽和結合に隣接する部位に炭素−水素結合を有する化合物
不飽和結合に隣接する部位に炭素−水素結合を有する化合物（ｂ）としては、（b1）芳香族性環の隣接位（いわゆるベンジル位）にメチル基又はメチレン基を有する芳香族性化合物、（b2）不飽和結合（例えば、炭素−炭素三重結合、炭素−酸素二重結合など）の隣接位にメチル基又はメチレン基を有する非芳香族性化合物などが挙げられる。
【００８４】
前記芳香族性化合物（b1）において、芳香族性環は、芳香族炭化水素環、芳香族性複素環の何れであってもよい。芳香族炭化水素環には、ベンゼン環、縮合炭素環（例えば、ナフタレン、アズレン、インダセン、アントラセン、フェナントレン、トリフェニレン、ピレンなどの２〜１０個の４〜７員炭素環が縮合した縮合炭素環など）などが含まれる。芳香族性複素環としては、例えば、ヘテロ原子として酸素原子を含む複素環（例えば、フラン、オキサゾール、イソオキサゾールなどの５員環、４−オキソ−４Ｈ−ピランなどの６員環、ベンゾフラン、イソベンゾフラン、４−オキソ−４Ｈ−クロメンなどの縮合環など）、ヘテロ原子としてイオウ原子を含む複素環（例えば、チオフェン、チアゾール、イソチアゾール、チアジアゾールなどの５員環、４−オキソ−４Ｈ−チオピランなどの６員環、ベンゾチオフェンなどの縮合環など）、ヘテロ原子として窒素原子を含む複素環（例えば、ピロール、ピラゾール、イミダゾール、トリアゾールなどの５員環、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジンなどの６員環、インドール、キノリン、アクリジン、ナフチリジン、キナゾリン、プリンなどの縮合環など）などが挙げられる。なお、芳香族性環の隣接位のメチレン基は、前記芳香族性環に縮合した非芳香族性環を構成するメチレン基であってもよい。また、芳香族性化合物（b1）において、芳香族性環と隣接する位置にメチル基とメチレン基の両方の基が存在していてもよい。
【００８５】
芳香族性環の隣接位にメチル基を有する芳香族化合物としては、例えば、芳香環に１〜６個程度のメチル基が置換した芳香族炭化水素類（例えば、トルエン、キシレン、１−エチル−４−メチルベンゼン、１−エチル−３−メチルベンゼン、１−ｔ−ブチル−４−メチルベンゼン、１−メトキシ−４−メチルベンゼン、メシチレン、デュレン、メチルナフタレン、メチルアントラセン、４，４′−ジメチルビフェニルなど）、複素環に１〜６個程度のメチル基が置換した複素環化合物（例えば、２−メチルフラン、３−メチルフラン、３−メチルチオフェン、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、２，４，６−トリメチルピリジン、４−メチルインドール、２−メチルキノリンなど）などが例示できる。
【００８６】
芳香族性環の隣接位にメチレン基を有する芳香族化合物としては、例えば、炭素数２以上のアルキル基又は置換アルキル基を有する芳香族炭化水素類（例えば、エチルベンゼン、プロピルベンゼン、１，４−ジエチルベンゼン、ジフェニルメタンなど）、炭素数２以上のアルキル基又は置換アルキル基を有する芳香族性複素環化合物（例えば、２−エチルフラン、３−プロピルチオフェン、４−エチルピリジン、４−ブチルキノリンなど）、芳香族性環に非芳香族性環が縮合した化合物であって、該非芳香族性環のうち芳香族性環に隣接する部位にメチレン基を有する化合物（ジヒドロナフタレン、インデン、インダン、テトラリン、フルオレン、アセナフテン、フェナレン、インダノン、キサンテン等）などが例示できる。
【００８７】
不飽和結合の隣接位にメチル基又はメチレン基を有する非芳香族性化合物（b2）には、例えば、（b2-1）炭素−炭素三重結合の隣接位にメチル基又はメチレン基を有する鎖状不飽和炭化水素類、（b2-2）カルボニル基の隣接位にメチル基又はメチレン基を有する化合物が例示できる。
【００８８】
前記鎖状不飽和炭化水素類（b2-1）としては、例えば、メチルアセチレン、２−ブチンなどの炭素数３〜２０程度のアルキン類が例示できる。前記化合物（b2-2）には、ケトン類（例えば、アセトン、メチルエチルケトン、３−ペンタノン、アセトフェノンなどの鎖状ケトン類；シクロヘキサノンなどの環状ケトン類）、カルボン酸又はその誘導体（例えば、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、及びこれらのエステルなど）などが含まれる。
【００８９】
（ｃ）メチン炭素原子を有する化合物
メチン炭素原子（又は第３級炭素原子）を有する化合物（ｃ）には、（c1）環の構成単位としてメチン基（すなわち、メチン炭素−水素結合）を含む環状化合物、（c2）メチン炭素原子を有する鎖状化合物が含まれる。
【００９０】
環状化合物（c1）には、（c1-1）少なくとも１つのメチン基を有する橋かけ環式化合物、（c1-2）環に炭化水素基が結合した非芳香族性環状化合物（脂環式炭化水素など）などが含まれる。なお、前記橋かけ環式化合物には、２つの環が２個の炭素原子を共有している化合物、例えば、縮合多環式芳香族炭化水素類の水素添加生成物なども含まれる。
【００９１】
橋かけ環式化合物（c1-1）としては、例えば、デカリン、ビシクロ［２．２．０］ヘキサン、ビシクロ［２．２．２］オクタン、ビシクロ［３．２．１］オクタン、ビシクロ［４．３．２］ウンデカン、ツジョン、カラン、ピナン、ピネン、ボルナン、ボルニレン、ノルボルナン、ノルボルネン、カンファー、ショウノウ酸、カンフェン、トリシクレン、トリシクロ［４．３．１．１2,5］ウンデカン、トリシクロ［５．２．１．０3,8］デカン、エキソトリシクロ［５．２．１．０2,6］デカン、エンドトリシクロ［５．２．１．０2,6］デカン、エンドトリシクロ［５．２．２．０2,6］ウンデカン、アダマンタン、１−アダマンタノール、１−クロロアダマンタン、１−メチルアダマンタン、１，３−ジメチルアダマンタン、１−メトキシアダマンタン、１−カルボキシアダマンタン、１−メトキシカルボニルアダマンタン、１−ニトロアダマンタン、テトラシクロ［４．４．０．１2,5．１7,10］ドデカン、ペルヒドロアントラセン、ペルヒドロアセナフテン、ペルヒドロフェナントレン、ペルヒドロフェナレン、ペルヒドロインデン、キヌクリジンなどの２〜４環式の橋かけ環式炭化水素又は橋かけ複素環化合物及びそれらの誘導体などが挙げられる。これらの橋かけ環式化合物は、橋頭位（２環が２個の原子を共有している場合には接合部位に相当）にメチン炭素原子を有する。
【００９２】
環に炭化水素基が結合した非芳香族性環状化合物（c1-2）としては、１−メチルシクロペンタン、１−メチルシクロヘキサン、リモネン、メンテン、メントール、カルボメントン、メントンなどの、炭素数１〜２０（好ましくは１〜１０）程度の炭化水素基（例えば、アルキル基など）が環に結合した３〜１５員程度の脂環式炭化水素及びその誘導体などが挙げられる。環に炭化水素基が結合した非芳香族性環状化合物（b1-2）は、環と前記炭化水素基との結合部位にメチン炭素原子を有する。
【００９３】
メチン炭素原子を有する鎖状化合物（c2）としては、第３級炭素原子を有する鎖状炭化水素類、例えば、イソブタン、イソペンタン、イソヘキサン、３−メチルペンタン、２，３−ジメチルブタン、２−メチルヘキサン、３−メチルヘキサン、３，４−ジメチルヘキサン、３−メチルオクタンなどの炭素数４〜２０（好ましくは、４〜１０）程度の脂肪族炭化水素類およびその誘導体などが例示できる。
【００９４】
（ｄ）シクロアルカン類
シクロアルカン類（ｄ）としては、３〜３０員のシクロアルカン環を有する化合物、例えば、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロノナン、シクロデカン、シクロドデカン、シクロテトラデカン、シクロヘキサデカン、シクロテトラコサン、シクロトリアコンタン、及びこれらの誘導体などが例示できる。好ましいシクロアルカン環には、５〜３０員、特に５〜２０員のシクロアルカン環が含まれる。
【００９５】
（ｅ）ヘテロ原子の隣接位に炭素−水素結合を有する非芳香族性複素環化合物
ヘテロ原子の隣接位に炭素−水素結合を有する非芳香族性複素環化合物（ｅ）における非芳香族性複素環には、窒素原子、酸素原子及びイオウ原子から選択された少なくとも１種のヘテロ原子を有する３〜２０員（好ましくは５〜１２員、さらに好ましくは５又は６員）の複素環などが含まれる。前記複素環には、ベンゼン環、シクロヘキサン環、ピリジン環などの芳香族性又は非芳香族性の環が１又は２以上縮合していてもよい。前記複素環としては、例えば、ジヒドロフラン、テトラヒドロフラン、ピラン、ジヒドロピラン、テトラヒドロピラン、ピロリジン、ピペリジン、ピペラジン、モルホリン、インドリン、クロマン、イソクロマンなどが例示される。
【００９６】
（ｆ）共役化合物
共役化合物（ｆ）には、共役ジエン類（f1）、α，β−不飽和ニトリル（f2）、α，β−不飽和カルボン酸又はその誘導体（例えば、エステル、アミド、酸無水物等）（f3）などが挙げられる。
【００９７】
共役ジエン類（f1）としては、例えば、ブタジエン、イソプレン、２−クロロブタジエン、２−エチルブタジエンなどが挙げられる。なお、共役ジエン類（f1）には、二重結合と三重結合とが共役している化合物、例えば、ビニルアセチレンなども含めるものとする。共役ジエン類（f1）を共酸化剤として用いると、共役ジエン類（f1）はアルケンジオールなどに酸化される。例えば、ブタジエンを共酸化剤として用いると、２−ブテン−１，４−ジオール、１−ブテン−３，４−ジオールなどが生成する。
【００９８】
α，β−不飽和ニトリル（f2）としては、例えば、（メタ）アクリロニトリルなどが挙げられる。α，β−不飽和カルボン酸又はその誘導体（f3）としては、（メタ）アクリル酸；（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸イソプロピル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸−２−ヒドロキシエチルなどの（メタ）アクリル酸エステル；（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミドなど（メタ）アクリルアミド誘導体などが挙げられる。
【００９９】
（ｇ）芳香族炭化水素
芳香族炭化水素（ｇ）としては、ベンゼン、ナフタレン、アセナフチレン、フェナントレン、アントラセン、ナフタセン、アセアンスリレン、トリフェニレン、ピレン、クリセン、ナフタセン、ピセン、ペリレン、ペンタセン、コロネン、ピランスレン、オバレンなどの、少なくともベンゼン環を１つ有する芳香族化合物、好ましくは少なくともベンゼン環が複数個（例えば、２〜１０個）縮合している縮合多環式芳香族化合物などが挙げられる。
【０１００】
これらの芳香族炭化水素は、１又は２以上の置換基を有していてもよい。置換基を有する芳香族炭化水素の具体例として、例えば、２−クロロナフタレン、２−メトキシナフタレン、１−メチルナフタレン、２−メチルナフタレン、２−メチルアントラセン、２−ｔ−ブチルアントラセン、２−カルボキシアントラセン、２−エトキシカルボニルアントラセン、２−シアノアントラセン、２−ニトロアントラセン、２−メチルペンタレンなどが挙げられる。また、前記ベンゼン環には、非芳香族性炭素環、芳香族性複素環、又は非芳香族性複素環が縮合していてもよい。
【０１０１】
（ｈ）チオール類
チオール類（ｈ）としては、メタンチオール、エタンチオール、１−プロパンチオール、１−ブタンチオール、１−ヘキサンチオール、１−オクタンチオール、１−デカンチオール、１−プロペンチオール、エチレンチオグリコール、プロピレンチオグリコール、１，３−ブタンジチールなどの脂肪族チオール；シクロペンタンチオール、シクロヘキサンチオール、メチルシクロヘキサンチオール、シクロヘキセン−１−チオールなどの脂環式チオール；フェニルメタンチオール、２−フェニルエタンチオールなどの芳香族チオールなどが挙げられる。
【０１０２】
（ｉ）エーテル類
エーテル類（ｉ）としては、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、メチルエチルエーテル、メチルブチルエーテル、エチルブチルエーテル、ジアリルエーテル、メチルビニルエーテル、エチルアリルエーテルなどの脂肪族エーテル類；アニソール、フェネトール、ジベンジルエーテル、フェニルベンジルエーテル等の芳香族エーテルなどが挙げられる。
【０１０３】
（ｊ）スルフィド類
スルフィド類（ｊ）としては、ジエチルスルフィド、ジプロピルスルフィド、ジイソプロピルスルフィド、ジブチルスルフィド、メチルエチルスルフィド、メチルブチルスルフィド、エチルブチルスルフィド、ジアリルスルフィドなどの脂肪族スルフィド類；メチルフェニルスルフィド、エチルフェニルスルフィド、ジフェニルスルフィド、ジベンジルスルフィド、フェニルベンジルスルフィドなどの芳香族スルフィド類などが挙げられる。
【０１０４】
（ｋ）アルデヒド若しくはチオアルデヒド類
アルデヒド類としては、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ヘキサナール、デカナール、スクシンアルデヒド、グルタルアルデヒド、アジピンアルデヒドなどの脂肪族アルデヒド；ホルミルシクロヘキサン、シトラール、シトロネラールなどの脂環式アルデヒド；ベンズアルデヒド、ニトロベンズアルデヒド、シンナムアルデヒド、サリチルアルデヒド、アニスアルデヒド、フタルアルデヒド、イソフタルアルデヒド、テレフタルアルデヒドなどの芳香族アルデヒド；フルフラール、ニコチンアルデヒドなどの複素環アルデヒドなどが挙げられる。チオアルデヒド類としては、前記アルデヒド類に対応するチオアルデヒド類が挙げられる。
【０１０５】
（ｌ）アミン類
アミン類（ｌ）としては、第１級または第２級アミン、例えば、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジブチルアミン、エチレンジアミン、１，４−ブタンジアミン、ヒドロキシルアミン、エタノールアミンなどの脂肪族アミン；シクロペンチルアミン、シクロヘキシルアミンなどの脂環式アミン；ベンジルアミン、トルイジンなどの芳香族アミンなどが例示される。
【０１０６】
これらの共酸化剤（Ｂ）の中でも、（ａ）第１級又は第２級アルコール、（ｂ）不飽和結合に隣接する部位に炭素−水素結合を有する化合物、（ｃ）メチン炭素原子を有する化合物、（ｄ）シクロアルカン類などが好ましく、特に、第２級アルコール、及び（b1）芳香族性環の隣接位（いわゆるベンジル位）にメチル基又はメチレン基を有する芳香族化合物（例えば、トルエンやエチルベンゼンなどのように芳香環の隣接位にメチル基又はメチレン基を有する芳香族炭化水素類；フルオレンやテトラリンなどのように、芳香族性環に非芳香族性環が縮合した化合物であって、該非芳香族性環のうち芳香族性環に隣接する部位にメチレン基を有する化合物など）が好ましい。
【０１０７】
本発明において、基質として前記式（２）で表されるケトンを用いる場合には、共酸化剤（Ｂ）として、該ケトンに対応する第２級アルコール、すなわち、前記式（４）で表される化合物を用いるのが好ましい。この場合には、共酸化剤が系内で基質に変換されるため、効率よく目的化合物を得ることができるだけでなく、精製も容易である。
【０１０８】
前記共酸化剤（Ｂ）は単独で又は２種以上混合して使用できる。共酸化剤（Ｂ）の使用量は、基質１モルに対して、例えば、０．１〜２００モル、好ましくは０．５〜１００モル、さらに好ましくは１〜５０モル（特に、２〜３０モル）程度である。共酸化剤を反応溶媒として用いることもできる。なお、基質、例えば、非芳香族性のエチレン結合を有する化合物（A1）が安価である場合には、基質を共酸化剤（Ｂ）に対して過剰量用いると経済的に有利である。
【０１０９】
本発明の方法では、共酸化剤（例えば、第１級又は第２級アルコールなど）が系内で酸化されて生成する過酸化物が、非芳香族性のエチレン結合を有する化合物をエポキシ化合物に、又、ケトンをエステル又はラクトンに変換する反応に関与するものと考えられる。
【０１１０】
前記エステル又はラクトンの製造法２では、酸化反応をケトンの存在下で行ってもよい。ケトンには、広範囲のケトン（脂肪族ケトン、脂環式ケトン、芳香族ケトン）、例えば前記式（２）で表されるケトンなどが含まれる。系内にケトンを存在させると、安定な過酸化物が生成しやすくなるためか、次工程での酸処理により良好な収率で目的化合物を得ることができる。前記エステル又はラクトンの製造法２の好ましい態様では、前記ケトンとして、基質である前記式（４）で表される第２級アルコールに対応するケトンを用いる。このようなケトンを用いる場合には、酸化反応中間体として、下記式（９）
【化３８】
で表される過酸化物が生成する。この中間体は、対称構造を有するため、酸処理によって単一のエステル又はラクトンが生成し得る。このため、目的化合物を効率よく製造できると共に、精製も容易となる。
【０１１１】
前記ケトンは単独で又は２種以上混合して使用できる。ケトンの使用量は、基質１モルに対して、０〜１０モル（例えば０．１〜１０モル）、好ましくは０．５〜５モル、さらに好ましくは１〜３モル程度である。
【０１１２】
［酸化反応］
酸化反応は、通常、有機溶媒中で行われる。有機溶媒としては、例えば、酢酸、プロピオン酸などの有機酸；アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリルなどのニトリル類；ホルムアミド、アセトアミド、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミドなどのアミド類；ヘキサン、オクタンなどの脂肪族炭化水素；クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、四塩化炭素、クロロベンゼン、トリフルオロメチルベンゼン（トリフルオロトルエン）などのハロゲン化炭化水素；ニトロベンゼン、ニトロメタン、ニトロエタンなどのニトロ化合物；酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類；これらの混合溶媒など挙げられる。溶媒としては、酢酸などの有機酸類、アセトニトリルやベンゾニトリルなどのニトリル類、トリフルオロメチルベンゼンなどのハロゲン化炭化水素、酢酸エチルなどのエステル類などを用いる場合が多い。
【０１１３】
本発明の方法は比較的温和な条件であっても円滑に酸化反応が進行する。反応温度は、基質の種類などに応じて適当に選択でき、例えば、０〜３００℃、好ましくは２０〜２００℃、さらに好ましくは３０〜１５０℃程度であり、通常、４０〜１００℃程度で反応する場合が多い。反応は、常圧または加圧下で行うことができ、加圧下で反応させる場合には、通常、１〜１００ａｔｍ（例えば、１．５〜８０ａｔｍ）、好ましくは２〜７０ａｔｍ程度である。反応時間は、反応温度及び圧力に応じて、例えば、３０分〜４８時間程度の範囲から適当に選択できる。反応は、分子状酸素の存在下又は分子状酸素の流通下、回分式、半回分式、連続式などの慣用の方法により行うことができる。
【０１１４】
反応終了後、反応生成物は、慣用の方法、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などの分離手段や、これらを組み合わせた分離手段により、容易に分離精製できる。
【０１１５】
本発明によれば、基質として非芳香族性エチレン結合を有する化合物（A1）を用いた場合には、該化合物のエチレン結合（二重結合）部位が優先的に酸化され、対応するエポキシ化合物が良好な収率で生成する。特に、基質がアリル位にヒドロキシル基を有する不飽和化合物（アリルアルコール類）又はその誘導体（例えば、アリル位にアシルオキシ基を有する不飽和化合物など）であっても、エチレン結合部位がエポキシ化された対応するエポキシアルコールが好収率で得られる。また、基質として、式（２）で表されるケトン又は該ケトンに対応するアルコール体（A2）を用いた場合には、Ｂａｅｙｅｒ−Ｖｉｌｌｉｇｅｒ型の反応が進行して、対応するエステル又はラクトンが好収率で生成する。
【０１１６】
なお、前記共酸化剤（Ｂ）は、通常、反応条件下で酸化され、対応する酸化生成物が生成する。例えば、第１級又は第２級アルコールは、通常、反応によりアルデヒド、カルボン酸、又はケトンに変換される。また、芳香族性環の隣接位にメチル基又はメチレン基を有する芳香族化合物（b1）では、該メチル基又はメチレン基が酸化され、対応するアルコール、アルデヒド、ケトン又はカルボン酸（主としてアルコール）が生成する。
【０１１７】
このことを利用すると、共酸化剤（Ｂ）として芳香族性環の隣接位にメチル基又はメチレン基を有する芳香族化合物（b1）を用いることにより、非芳香族性のエチレン結合を有する化合物（A1）から対応するエポキシ化合物を極めて効率よく製造することができる。すなわち、前記芳香族化合物（b1）の共存下で非芳香族性のエチレン結合を有する化合物（A1）を酸化すると、対応するエポキシ化合物とともに、前記芳香族化合物（b1）に対応するアルコール（第１級又は第２級アルコール）が生成する（第１段の反応）。上記のように、ここで生成したアルコールも共酸化剤（Ｂ）として機能することから、基質である非芳香族性のエチレン結合を有する化合物（A1）からさらにもう１分子のエポキシ化合物が生成する（第２段の反応）。より具体的には、エチルベンゼン（共酸化剤）の共存下でプロペン（プロピレン）を酸化すると、第１段の反応でプロピレンオキシドとα−フェネチルアルコールが生成し、第２段の反応で、前記α−フェネチルアルコールが共酸化剤として働き、プロペンからもう１分子のプロピレンオキシドが生成する（この際、前記α−フェネチルアルコールはアセトフェノンに転化する）。すなわち、この方法によれば、１分子の前記芳香族化合物（b1）からワンポットで２分子のエポキシ化合物を生成させることが可能である。この場合、非芳香族性のエチレン結合を有する化合物（A1）の使用量は、前記芳香族性環の隣接位にメチル基又はメチレン基を有する芳香族化合物（b1）１モルに対して、例えば２モル以上用いるのが好ましい。
【０１１８】
［酸処理］
本発明のエステル又はラクトンの製造法２では、酸化反応の後、反応生成物を酸で処理する。前記酸にはプロトン酸及びルイス酸が含まれる。プロトン酸としては、例えば、硫酸、塩酸、リン酸、メタンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸などが挙げられる。ルイス酸としては、例えば、塩化セリウム、塩化チタン、塩化ジルコニル、塩化バナジル、塩化鉄、塩化コバルト、塩化ロジウム、塩化ニッケル、塩化銅、酢酸銅、塩化亜鉛、塩化カドミウム、塩化アルミニウム、臭化アルミニウム、塩化インジウム、塩化スズなどの周期表３〜１５族金属の塩（ハロゲン化物を含む）などが挙げられる。好ましい酸には、ルイス酸、特に、塩化インジウム等の周期表３〜１５族金属（とりわけ周期表１３族金属）のハロゲン化物などが含まれる。これらの酸は単独で又は２種以上混合して使用できる。
【０１１９】
酸の使用量は、基質１モルに対して、例えば０．００１〜１モル、好ましくは０．０１〜０．７モル、さらに好ましくは０．０５〜０．５モル程度である。処理温度は、例えば−１０〜５０℃程度、好ましくは０〜３０℃程度であり、室温付近で反応を行う場合が多い。
【０１２０】
酸処理は、通常、有機溶媒中で行われる。有機溶媒としては、前記酸化反応において用いられる溶媒が挙げられる。エステル又はラクトンの製造法２においては、前記酸化反応により得られる反応混合液をそのまま酸処理に供してもよく、また、溶媒交換等の適当な処理を施した後に、酸処理に供してもよい。
【０１２１】
一般に、前記式（４）で表される第２級アルコールを、上記式（１）で表されるイミド化合物の存在下、分子状酸素により酸化すると、酸化反応中間体である過酸化物（例えば、前記式（９）で表される化合物など）が残存する場合が多い。本発明のエステル又はラクトンの製造法２では、この過酸化物が速やかに分解して目的物である対応するエステル又はラクトンに変換されるためか、目的化合物を良好な収率で得ることができる。なお、酸を用いることなく、前記酸化反応生成物を単に加熱処理（例えば３０〜１００℃程度）するだけでも、前記過酸化物が分解し、エステル又はラクトンの収率を向上できる。
【０１２２】
反応終了後、反応生成物は、慣用の方法、例えば前記分離手段により、容易に分離精製できる。上記エステル又はラクトンの製造法２は、第２級アルコールから直接エステル又はラクトンを得る方法として極めて有用である。
【０１２３】
本発明の有機化合物の共酸化法によれば、アルケン、シクロアルケンなどの非芳香族性のエチレン結合を有する化合物や鎖状又は環状ケトンを、温和な条件下、簡易な操作で効率よく酸化できる。
【０１２４】
［発明の効果］
本発明のエポキシ化合物の製造法によれば、温和な条件下、非芳香族性エチレン結合を有する化合物から、簡単な操作により、対応するエポキシ化合物を良好な収率で得ることができる。
本発明のエステル又はラクトンの製造法によれば、温和な条件下、ケトン（若しくはその対応するアルコール体）又は第２級アルコールから、簡単な操作により、対応するエステル又はラクトンを効率よく得ることができる。
【０１２５】
［実施例］
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何ら限定されるものではない。
【０１２６】
実施例１
２，４，４−トリメチル−２−ペンテン２ミリモル、１−フェニルエタノール（α−フェネチルアルコール）２０ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．４ミリモル、ヘキサフルオロアセトン・３水和物０．１ミリモル、及びベンゾニトリル２ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、７０℃で１６時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、２，４，４−トリメチル−２−ペンテンの転化率５５％で、２，４，４−トリメチル−２，３−エポキシペンタンが収率４３％で生成していた。
【０１２７】
実施例２
２−オクテン（シス体及びトランス体の混合物）２ミリモル、１−フェニルエタノール（α−フェネチルアルコール）２０ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．６ミリモル、ヘキサフルオロアセトン・３水和物０．６ミリモル、及びトリフルオロメチルベンゼン２ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、９０℃で２２時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、２−オクテンの転化率９１％で、２，３−エポキシオクタンが収率７０％で生成していた。
【０１２８】
実施例３
２−オクテン（シス体及びトランス体の混合物）２ミリモル、１−フェニルエタノール（α−フェネチルアルコール）１０ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．２ミリモル、ヘキサフルオロアセトン・３水和物０．４ミリモル、酢酸コバルト（II）０．００１ミリモル、及びトリフルオロメチルベンゼン２ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、７０℃で１６時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、２−オクテンの転化率７７％で、２，３−エポキシオクタンが収率５６％で生成していた。
【０１２９】
実施例４
２−オクテン（シス体及びトランス体の混合物）４ミリモル、テトラリン２０ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．４ミリモル、モリブデンヘキサカルボニル０．２ミリモル、酢酸コバルト（II）０．００４ミリモル、モレキュラーシーブ４Ａ２００ｍｇ、及びベンゾニトリル２ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、５０℃で２０時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、２−オクテンの転化率８２％で、２，３−エポキシオクタンが収率７２％で生成していた。なお、テトラリンの転化率４２％で、α−テトラロール（収率２１％）及びα−テトラロン（収率４３％）が生成していた。
【０１３０】
実施例５
ｃｉｓ−２−オクテン４ミリモル、テトラリン２０ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．４ミリモル、モリブデンヘキサカルボニル０．２ミリモル、酢酸コバルト（II）０．００４ミリモル、モレキュラーシーブ４Ａ２００ｍｇ、及びベンゾニトリル２ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、５０℃で１４時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、２−オクテンの転化率８３％で、２，３−エポキシオクタン（ｃｉｓ／ｔｒａｎｓ＝９８．５／１．５）が収率７２％で生成していた。なお、テトラリンの転化率３５％で、α−テトラロール（収率３４％）及びα−テトラロン（収率４６％）が生成していた。
【０１３１】
実施例６
２−オクテン（シス体及びトランス体の混合物）２ミリモル、テトラリン１０ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．２ミリモル、モリブデンヘキサカルボニル０．０４ミリモル、及びベンゾニトリル２ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、８０℃で２０時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、２−オクテンの転化率６７％で、２，３−エポキシオクタンが収率４２％で生成していた。
【０１３２】
実施例７
２−オクテン（シス体及びトランス体の混合物）２ミリモル、テトラリン１０ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．２ミリモル、モリブデンヘキサカルボニル０．１ミリモル、酢酸マンガン（II）０．００２ミリモル、及びベンゾニトリル２ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、７０℃で５時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、２−オクテンの転化率６７％で、２，３−エポキシオクタンが収率５３％で生成していた。なお、テトラリンの転化率２０％で、α−テトラロール（収率８．２％）及びα−テトラロン（収率８．３％）が生成していた。
【０１３３】
実施例８
２−オクテン（シス体及びトランス体の混合物）２ミリモル、テトラリン１０ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．２ミリモル、モリブデンヘキサカルボニル０．１ミリモル、酢酸コバルト（II）０．００２ミリモル、及びアセトニトリル２ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、７０℃で５時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、２−オクテンの転化率５６％で、２，３−エポキシオクタンが収率４９％で生成していた。なお、テトラリンの転化率２３％で、α−テトラロール（収率７．７％）及びα−テトラロン（収率１０％）が生成していた。
【０１３４】
実施例９
アセトニトリルに代えて、酢酸エチルを２ｍｌ用いた以外は実施例８と同様の操作を行ったところ、２−オクテンの転化率５１％で、２，３−エポキシオクタンが収率４０％で生成していた。
【０１３５】
実施例１０
２−オクテン（シス体及びトランス体の混合物）４ミリモル、エチルベンゼン４０ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．４ミリモル、モリブデンヘキサカルボニル０．２ミリモル、酢酸コバルト（II）０．００４ミリモル、モレキュラーシーブ４Ａ２００ｍｇ、及びベンゾニトリル２ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、６０℃で１２時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、２−オクテンの転化率８１％で、２，３−エポキシオクタンが収率５７％で生成していた。
【０１３６】
実施例１１
２−オクテン（シス体及びトランス体の混合物）４ミリモル、トルエン６０ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．４ミリモル、モリブデンヘキサカルボニル０．２ミリモル、酢酸コバルト（II）０．００４ミリモル、モレキュラーシーブ４Ａ２００ｍｇ、及びベンゾニトリル２ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、７０℃で６時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、２−オクテンの転化率５９％で、２，３−エポキシオクタンが収率２６％で生成していた。
【０１３７】
実施例１２
シクロヘキセン４ミリモル、エチルベンゼン４０ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．４ミリモル、モリブデンヘキサカルボニル０．２ミリモル、酢酸コバルト（II）０．００４ミリモル、モレキュラーシーブ４Ａ２００ｍｇ、及びベンゾニトリル２ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、６０℃で１２時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、シクロヘキセンの転化率８４％で、シクロヘキセンオキシドが収率７２％、シクロヘキサノンが収率４％、シクロヘキサノールが収率２％で、それぞれ生成していた。
【０１３８】
実施例１３
１−オクテン３ミリモル、ベンズヒドロール１５ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．３ミリモル、ヘキサフルオロアセトン・３水和物０．６ミリモル、及びトリフルオロメチルベンゼン３ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、９０℃で２４時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、１−オクテンの転化率８０％で、１，２−エポキシオクタンが収率７２％で生成していた。
【０１３９】
実施例１４
２−オクテン（シス体とトランス体の混合物）３ミリモル、ベンズヒドロール１５ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．３ミリモル、酢酸コバルト（II）０．００１５ミリモル、ヘキサフルオロアセトン・３水和物０．３ミリモル、及びトリフルオロメチルベンゼン３ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、６０℃で１８時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、２−オクテンの転化率８２％で、２，３−エポキシオクタンが収率７７％で生成していた。
【０１４０】
実施例１５
ｃｉｓ−２−オクテン３ミリモル、ベンズヒドロール１５ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．３ミリモル、酢酸コバルト（II）０．００１５ミリモル、ヘキサフルオロアセトン・３水和物０．３ミリモル、及びトリフルオロメチルベンゼン３ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、６０℃で２２時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、ｃｉｓ−２−オクテンの転化率９１％で、ｃｉｓ−２，３−エポキシオクタンが収率８４％で生成していた。
【０１４１】
実施例１６
シクロオクテン３ミリモル、ベンズヒドロール１５ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．３ミリモル、酢酸コバルト（II）０．００１５ミリモル、ヘキサフルオロアセトン・３水和物０．３ミリモル、及びトリフルオロメチルベンゼン３ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、６０℃で２２時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、シクロオクテンの転化率８８％で、シクロオクテンオキシドが収率８３％で生成していた。
【０１４２】
実施例１７
ｃｉｓ−３−ヘキセン−１−オール３ミリモル、ベンズヒドロール１５ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．３ミリモル、酢酸コバルト（II）０．００１５ミリモル、ヘキサフルオロアセトン・３水和物０．３ミリモル、及びトリフルオロメチルベンゼン３ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、６０℃で１８時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、ｃｉｓ−３−ヘキセン−１−オールの転化率９０％で、ｃｉｓ−３，４−エポキシ−１−ヘキサノールが収率７４％で生成していた。
【０１４３】
実施例１８
ｔｒａｎｓ−２−ヘキセン−１−オール３ミリモル、ベンズヒドロール１５ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．３ミリモル、酢酸コバルト（II）０．００１５ミリモル、ヘキサフルオロアセトン・３水和物０．６ミリモル、及びトリフルオロメチルベンゼン３ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、５０℃で２４時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、ｔｒａｎｓ−２−ヘキセン−１−オールの転化率８２％で、ｔｒａｎｓ−２，３−エポキシ−１−ヘキサノールが収率７３％で生成していた。
【０１４４】
実施例１９
１−オクテン−３−オール３ミリモル、ベンズヒドロール１５ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．３ミリモル、酢酸コバルト（II）０．００１５ミリモル、ヘキサフルオロアセトン・３水和物０．６ミリモル、及びトリフルオロメチルベンゼン３ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、６０℃で２４時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、１−オクテン−３−オールの転化率４３％で、１，２−エポキシ−３−オクタノールが収率４０％で生成していた。
【０１４５】
実施例２０
１−ｐ−メンテン３ミリモル、ベンズヒドロール１５ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．３ミリモル、酢酸コバルト（II）０．００１５ミリモル、ヘキサフルオロアセトン・３水和物０．３ミリモル、及びトリフルオロメチルベンゼン３ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、６０℃で１２時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、１−ｐ−メンテンの転化率６３％で、１−ｐ−メンテンオキシドが収率４２％で生成していた。
【０１４６】
実施例２１
ｔｒａｎｓ−１−アセトキシ−３，７−ジメチル−２，６−オクタジエン２ミリモル、ベンズヒドロール１０ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．２ミリモル、ヘキサフルオロアセトン・３水和物０．２ミリモル、及びベンゾニトリル４ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、８０℃で２０時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、ｔｒａｎｓ−１−アセトキシ−３，７−ジメチル−２，６−オクタジエンの転化率８８％で、ｔｒａｎｓ−１−アセトキシ−６，７−エポキシ−３，７−ジメチル−２−オクテンが収率７１％で生成していた。
【０１４７】
実施例２２
ｃｉｓ−１−アセトキシ−３，７−ジメチル−２，６−オクタジエン２ミリモル、ベンズヒドロール１０ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．２ミリモル、ヘキサフルオロアセトン・３水和物０．２ミリモル、及びベンゾニトリル４ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、８０℃で２０時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、ｃｉｓ−１−アセトキシ−３，７−ジメチル−２，６−オクタジエンの転化率９０％で、ｃｉｓ−１−アセトキシ−６，７−エポキシ−３，７−ジメチル−２−オクテンが収率７５％で生成していた。
【０１４８】
実施例２３
エチルベンゼン１モル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．１モル、酢酸コバルト（II）１ミリモル、ベンゾニトリル１ｌの混合液にプロピレンを３モル仕込み、酸素雰囲気下（酸素：１気圧）、８０℃で６時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、プロピレンオキシドが１．９５モル生成していた。また、アセトフェノン（収率９２％：エチルベンゼン基準）、及びα−フェネチルアルコール（収率７％：エチルベンゼン基準）も生成していた。エチルベンゼンの転化率は９９％であった。
【０１４９】
実施例２４
α−フェネチルアルコール１モル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．１モル、酢酸コバルト（II）１ミリモル、ベンゾニトリル１ｌの混合液にプロピレンを１．５モル仕込み、酸素雰囲気下（酸素：１気圧）、８０℃で６時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、プロピレンオキシドが０．９２モル生成していた。また、アセトフェノン（収率９８％：α−フェネチルアルコール基準）も生成していた。α−フェネチルアルコールの転化率は９９％であった。
【０１５０】
実施例２５
シクロヘキサノン２ミリモル、シクロヘキサノール２０ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．４ミリモル、ヘキサフルオロアセトン・３水和物０．６ミリモル、及びベンゾニトリル１ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、８０℃で１２時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、ε−カプロラクトン１．５３２ミリモル（シクロヘキサノン基準の収率７６．６％）が生成していた。なお、反応液中には、シクロヘキサノンが５．８３ミリモル、シクロヘキサノールが１１．８７ミリモル（転化率４０％）含まれていた。
【０１５１】
実施例２６
シクロヘキサノン２ミリモル、シクロヘキサノール２０ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．４ミリモル、ヘキサフルオロアセトン・３水和物０．６ミリモル、酢酸コバルト（II）０．００１ミリモル、及びベンゾニトリル１ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、７０℃で１２時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、ε−カプロラクトン０．６１２ミリモル（シクロヘキサノン基準の収率３２．２％）が生成していた。なお、反応液中には、シクロヘキサノンが５．１５ミリモル、シクロヘキサノールが１６．５４ミリモル（転化率１７％）含まれていた。
【０１５２】
実施例２７
シクロヘキサノン２ミリモル、シクロヘキサノール２０ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．２ミリモル、ヘキサフルオロアセトン・３水和物０．６ミリモル、及びベンゾニトリル３ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、８０℃で１２時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、ε−カプロラクトンが収率５４．０％（シクロヘキサノン基準）で生成していた。なお、反応液中には、シクロヘキサノンが５．０８ミリモル、シクロヘキサノールが１３．８３ミリモル（転化率３１％）含まれていた。
【０１５３】
実施例２８
シクロヘキサノン３ミリモル、シクロヘキサノール３ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．３ミリモル、ヘキサフルオロアセトン・３水和物１．５ミリモル、及びベンゾニトリル５ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、８０℃で２０時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、ε−カプロラクトンが収率３８．４％（シクロヘキサノン基準）で生成していた。なお、反応液中には、シクロヘキサノンが３．００ミリモル、シクロヘキサノールが１．０５ミリモル（転化率６５％）含まれていた。
【０１５４】
実施例２９
シクロヘキサノン及びシクロヘキサノールに代えて、それぞれ４−メチルシクロヘキサノン（２ミリモル）及び４−メチルシクロヘキサノール（２０ミリモル）を用いた以外は、実施例２５と同様の操作を行ったところ、γ−メチル−ε−カプロラクトンが収率４５．６％（４−メチルシクロヘキサノン基準）で生成していた。
【０１５５】
実施例３０
４−メチルシクロヘキサノールに代えて、シクロヘキサノール（２０ミリモル）を用いた以外は、実施例２９と同様の操作を行ったところ、γ−メチル−ε−カプロラクトンが収率５４．８％（４−メチルシクロヘキサノン基準）で生成していた。なお、反応液中には、シクロヘキサノン（シクロヘキサノール基準の収率４１．７％）及びε−カプロラクトン（シクロヘキサノール基準の収率４．４％）が生成していた。
【０１５６】
実施例３１
シクロヘキサノンに代えて、シクロペンタデカノン（２ミリモル）を用いた以外は、実施例２５と同様の操作を行ったところ、１５−ペンタデカノリドが収率４２．６％（シクロペンタデカノン基準）で生成していた。なお、反応液中には、シクロヘキサノン（シクロヘキサノール基準の収率５２．４％）及びε−カプロラクトン（シクロヘキサノール基準の収率４．２％）が生成していた。
【０１５７】
実施例３２
２−メチルシクロヘキサノン２ミリモル、ベンズヒドロール１０ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．４ミリモル、ヘキサフルオロアセトン・３水和物０．４ミリモル、及びトリフルオロメチルベンゼン（トリフルオロトルエン）２ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、７０℃で１８時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、ε−メチル−ε−カプロラクトンが収率５０％（２−メチルシクロヘキサノン基準）で生成していた。２−メチルシクロヘキサノンの転化率は８６％であった。
【０１５８】
実施例３３
２−メチルシクロヘキサノン１ミリモル、ベンズヒドロール５ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．０５ミリモル、酢酸コバルト（II）０．００５ミリモル、［Ｐｔ（ｄｐｐｂ）（μ−ＯＨ）］2（ＢＨ4）2０．０２ミリモル、及び酢酸エチル２ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、４０℃で２３時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、ε−メチル−ε−カプロラクトンが収率４６％（２−メチルシクロヘキサノン基準）、選択率９４％で生成していた。２−メチルシクロヘキサノンの転化率は４９％であった。
【０１５９】
実施例３４
２−メチルシクロヘキサノン１ミリモル、ベンズヒドロール５ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．１ミリモル、酢酸コバルト（II）０．００２ミリモル、［Ｐｔ（ｄｐｐｂ）（μ−ＯＨ）］2（ＢＨ4）2０．０２ミリモル、及び酢酸エチル２ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、４０℃で２３時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、ε−メチル−ε−カプロラクトンが収率６０％（２−メチルシクロヘキサノン基準）、選択率９３％で生成していた。２−メチルシクロヘキサノンの転化率は６４％であった。
【０１６０】
実施例３５
２−メチルシクロヘキサノン１ミリモル、ベンズヒドロール５ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．０５ミリモル、酢酸コバルト（II）０．００２ミリモル、［Ｐｔ（ｄｐｐｂ）（μ−ＯＨ）］2（ＢＨ4）2０．０２ミリモル、及び酢酸エチル１ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、４０℃で２３時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、ε−メチル−ε−カプロラクトンが収率６０％（２−メチルシクロヘキサノン基準）、選択率９３％で生成していた。２−メチルシクロヘキサノンの転化率は６４％であった。
【０１６１】
実施例３６
シクロヘキサノン１ミリモル、ベンズヒドロール５ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．１ミリモル、酢酸コバルト（II）０．００１ミリモル、［Ｐｔ（ｄｐｐｂ）（μ−ＯＨ）］2（ＢＨ4）2０．０２ミリモル、及びトリフルオロメチルベンゼン２ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、５０℃で１８時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、ε−カプロラクトンが収率２１％（シクロヘキサノン基準）、選択率８８％で生成していた。シクロヘキサノンの転化率は２４％であった。
【０１６２】
実施例３７
シクロヘキサノン１ミリモル、ベンズヒドロール５ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．１ミリモル、酢酸コバルト（II）０．００１ミリモル、［Ｐｔ（ｄｐｐｂ）（μ−ＯＨ）］2（ＢＨ4）2０．０２ミリモル、及びジクロロエタン（ＤＣＥ）２ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、５０℃で２３時間撹拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、ε−カプロラクトンが収率２６％（シクロヘキサノン基準）、選択率５７％で生成していた。シクロヘキサノンの転化率は４６％であった。
【０１６３】
実施例３８
シクロヘキサノール３ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．３ミリモル、及びアセトニトリル２ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、７５℃で１８時間撹拌した。次いで、得られた反応混合液に、塩化インジウム（ＩｎＣｌ3）０．６ミリモルを添加し、室温で５時間攪拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、ε−カプロラクトンが０．２６４ミリモル（シクロヘキサノール基準の収率８．８％）生成していた。なお、反応液中には、シクロヘキサノール１．６０ミリモル（転化率４７％）、シクロヘキサノン０．５２６ミリモルが含まれていた。
【０１６４】
実施例３９
シクロヘキサノール３ミリモル、シクロヘキサノン３ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．３ミリモル、及びアセトニトリル２ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、７５℃で１８時間撹拌した。次いで、得られた反応混合液に、塩化インジウム（ＩｎＣｌ3）０．６ミリモルを添加し、室温で５時間攪拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、ε−カプロラクトンが０．７１１ミリモル（シクロヘキサノール基準の収率２４％）生成していた。なお、反応液中には、シクロヘキサノール０．３４９ミリモル（転化率８８％）、シクロヘキサノン３．７３ミリモルが含まれていた。
【０１６５】
実施例４０
シクロヘキサノール３ミリモル、シクロヘキサノン６ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．３ミリモル、及びアセトニトリル１ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、７５℃で１４時間撹拌した。次いで、得られた反応混合液に、塩化インジウム（ＩｎＣｌ3）０．６ミリモルを添加し、室温で５時間攪拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、ε−カプロラクトンが収率３１％（シクロヘキサノール基準）で生成していた。シクロヘキサノールの転化率は９５％であった。
【０１６６】
実施例４１
シクロヘキサノール３ミリモル、シクロヘキサノン６ミリモル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド０．３ミリモル、及びアセトニトリル１ｍｌの混合物を、酸素雰囲気下（１気圧）、７５℃で１４時間撹拌した。次いで、得られた反応混合液に、塩化インジウム（ＩｎＣｌ3）１．０ミリモルを添加し、室温で５時間攪拌した。反応液中の生成物をガスクロマトグラフィー分析により調べたところ、ε−カプロラクトンが収率３２％、下記式
【化３９】
Claims (14)
- 下記式（１）
で表されるイミド化合物、及び下記化合物（Ｃ）の存在下、下記化合物（Ａ）を下記化合物（Ｂ）の共存下で、分子状酸素により酸化する有機化合物の酸化法。
化合物（Ａ）：（A11）炭素数２〜３０のエチレン結合を有する鎖状炭化水素、（A12）３〜３０員のシクロアルケン環を有する化合物からなる群から選択された化合物（A1）、又は下記式（２）
で表される環状ケトン、及び該環状ケトンに対応するアルコール体からなる群から選択された化合物（A2）
化合物（Ｂ）：（ａ）第１級又は第２級アルコール、（ｂ）不飽和結合に隣接する部位に炭素−水素結合を有する化合物からなる群から選択された化合物であって且つ前記化合物（Ａ）とは異なる化合物
化合物（Ｃ）：（C1）電子吸引基が結合したカルボニル基を有する化合物、（C2）周期表５〜１１族元素を含む金属化合物からなる群から選択された少なくとも１種の化合物 - 式（１）で表されるイミド化合物において、Ｒ1及びＲ2が互いに結合して芳香族性又は非芳香族性の５〜１２員環を形成する請求項１記載の有機化合物の酸化法。
- 式（１）で表されるイミド化合物において、Ｒ1及びＲ2が互いに結合して、置換基を有していてもよいシクロアルカン環、置換基を有していてもよいシクロアルケン環、置換基を有していてもよい橋かけ炭素環、又は置換基を有していてもよい芳香族環を形成する請求項１記載の有機化合物の酸化法。
- 式（２）で表される環状ケトンが３〜２０員のシクロアルカノン類である請求項１記載の有機化合物の酸化法。
- 式（２）で表される環状ケトンがシクロヘキサノン類である請求項１記載の有機化合物の酸化法。
- 下記化合物（A１）を、下記式（１）
で表されるイミド化合物、及び下記化合物（Ｃ）の存在下、分子状酸素により酸化して対応するエポキシドを製造する方法であって、下記化合物（A1）を、下記化合物（B1）の共存下に酸化するエポキシ化合物の製造法。
化合物（A１）：（A11）炭素数２〜３０のエチレン結合を有する鎖状炭化水素、（A12）３〜３０員のシクロアルケン環を有する化合物からなる群から選択された化合物
化合物（B1）：（ａ）第１級又は第２級アルコール、（ｂ）不飽和結合に隣接する部位に炭素−水素結合を有する化合物からなる群から選択された化合物であって且つ前記化合物（A1）とは異なる化合物
化合物（Ｃ）：（C1）電子吸引基が結合したカルボニル基を有する化合物、（C2）周期表５〜１１族元素を含む金属化合物からなる群から選択された少なくとも１種の化合物 - 下記化合物（A2）を、下記式（１）
で表されるイミド化合物、及び下記化合物（Ｃ）の存在下、下記化合物（B2）と共に、分子状酸素により酸化して、下記式（３）
で表される化合物を得るエステル又はラクトンの製造法。
化合物（A2）：下記式（２）
で表される環状ケトン、及び該環状ケトンに対応するアルコール体からなる群から選択された化合物
化合物（B2）：（ａ）第１級又は第２級アルコール、（ｂ）不飽和結合に隣接する部位に炭素−水素結合を有する化合物からなる群から選択された化合物であって且つ前記化合物（A2）とは異なる化合物
化合物（Ｃ）：（C1）電子吸引基が結合したカルボニル基を有する化合物、（C2）周期表５〜１１族元素を含む金属化合物からなる群から選択された少なくとも１種の化合物 - 基質として式（２）で表される環状ケトンを用いると共に、化合物（B2）として前記環状ケトンに対応する第２級アルコールを用いる請求項７記載のエステル又はラクトンの製造法。
- 下記式（４）
で表される第２級アルコールを、下記式（１）
で表されるイミド化合物、下記化合物（Ｃ）、及び上記式（４）で表される第２級アルコールに対応する環状ケトンの存在下、分子状酸素により酸化した後、酸で処理して、下記式（３）
で表される化合物を得るエステル又はラクトンの製造法。
化合物（Ｃ）：（C1）電子吸引基が結合したカルボニル基を有する化合物、（C2）周期表５〜１１族元素を含む金属化合物からなる群から選択された少なくとも１種の化合物 - 酸としてルイス酸を用いる請求項９記載のエステル又はラクトンの製造法。
- ３〜２０員のシクロアルカノール類を、式（１）で表されるイミド化合物、及び下記化合物（Ｃ）の存在下、分子状酸素により酸化した後、酸で処理して、対応するラクトン類を得る請求項９記載のエステル又はラクトンの製造法。
化合物（Ｃ）：（C1）電子吸引基が結合したカルボニル基を有する化合物、（C2）周期表５〜１１族元素を含む金属化合物からなる群から選択された少なくとも１種の化合物 - シクロヘキサノール類を、式（１）で表されるイミド化合物、及び下記化合物（Ｃ）の存在下、分子状酸素により酸化した後、酸で処理して、対応するε−カプロラクトン類を得る請求項９記載のエステル又はラクトンの製造法。
化合物（Ｃ）：（C1）電子吸引基が結合したカルボニル基を有する化合物、（C2）周期表５〜１１族元素を含む金属化合物からなる群から選択された少なくとも１種の化合物 - 下記式（４）
で表される第２級アルコールを、式（４）で表される第二級アルコールに対応する環状ケトンと下記式（１）
で表されるイミド化合物、及び下記化合物（Ｃ）の存在下、分子状酸素により酸化して下記式（９）
で表される化合物を得る過酸化物の製造法。
化合物（Ｃ）：（C1）電子吸引基が結合したカルボニル基を有する化合物、（C2）周期表５〜１１族元素を含む金属化合物からなる群から選択された少なくとも１種の化合物 - 請求項１３に記載の過酸化物の製造法により下記式（９）
で表される過酸化物を製造して、該過酸化物を、酸で処理して下記式（３）
で表される化合物を得るエステル又はラクトンの製造法
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