【事件の表示】
　特許第３１７４８４９号「無触媒有機合成反応方法」の請求項１、２に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３１７４８４９号の請求項１ないし２に係る特許を取り消す。
【理　由】
１．手続の経緯
　特許第３１７４８４９号の請求項１及び２に係る発明は、平成１０年１０月３０日に特許出願され、平成１３年４月６日に特許権の設定登録がなされ、その後、特許異議申立人小野尚純より特許異議の申立てがなされ、取消しの理由が通知され、訂正請求がなされた（その後取下げ）後、再度取消しの理由が通知され、その指定期間内である平成１６年１１月１５日に訂正請求がなされたものである。
　
２．訂正の適否についての判断
（１）訂正の内容
　訂正の内容は、以下のア〜ウのとおりである。
ア．訂正事項ａ
　請求項１及び２における「超臨界状態において有機合成反応（但し、加水分解反応を含まない）」を「酸を触媒として添加することにより強酸又は弱酸存在下で反応が進行する有機合成反応において、超臨界状態において酸を添加することなく有機合成反応（但し、ベックマン転移反応及び加水分解反応を含まない）」と訂正する。
イ．訂正事項ｂ
　請求項１及び２における「４）水からのプロトン供給を利用する」を「４）水からのプロトン供給による臨界点付近での超臨界水の酸強度の変化を利用する」と訂正する。
ウ．訂正事項ｃ
　請求項１及び２における「無触媒下で水からのプロトン供給を利用して」を「無触媒下で水からのプロトン供給による酸強度の変化を利用して」と訂正する。
エ．訂正事項ｄ
　発明の詳細な説明の段落００１１における、請求項１及び２と同様の記載について、上記訂正事項ａ〜ｃと同様に訂正する。
　
（２）訂正の適否、新規事項の有無、及び特許請求の範囲の拡張・変更の存否
　上記訂正事項ａは、請求項１、２に係る有機合成反応について、１）酸を触媒として添加することにより強酸又は弱酸存在下で反応が進行するものであることを追加し、２）酸を添加することがないことを追加し、３）ベックマン転移反応を含まないことを追加するものであるが、これらはいずれも請求項１及び２における有機合成反応を限定するものであるから、特許請求の範囲の減縮を目的とする訂正に該当する。そして、上記１）については、本件特許明細書に「従来のピナコール転位反応は、硫酸、塩酸等の酸を触媒として添加しなければ反応は進行しない・・・酸濃度が増大するにつれ反応速度定数も増加するので、反応が酸、すなわち酸から生成するプロトンによって促進される反応である」（段落００１２）、「ピナコール転位反応が硫酸、塩酸のような強酸存在下で進行するのに対して、ピナコールからジエンへの脱水反応は塩化臭素のような弱酸存在下で進行する」（段落００１４）と記載されており、上記２）については、本件特許明細書に「本発明は、・・・酸を添加しない・・・有機合成反応方法に関するものであり」（段落０００１）、「本発明により、・・・酸を添加しない・・有機合成反応を行う」（段落００１５）と記載されており、いずれも新規事項を追加するものではない。また、上記３）については、平成１４年３月１５日付けで通知した取消しの理由における先行技術文献に記載された事項を除くものであるから、新規事項を追加するものではない。また、特許請求の範囲を拡張・変更するものでもない。
　
　上記訂正事項ｂは、請求項１、２に係る有機合成反応における「水からのプロトン供給を利用する」とは、水からのプロトン供給によって臨界点付近での超臨界水の酸強度が変化することを利用するものであることを明確化したものであり、上記訂正事項ｃは、請求項１、２に係る有機合成反応における「水からのプロトン供給を利用して」とは、水からのプロトン供給によって酸強度が変化することを利用するものであることを明確化したものであるから、これらはいずれも明りょうでない記載の釈明を目的とする訂正に該当する。そして、本件特許明細書に「超臨界水中では酸強度が温度、圧力によって変化する可能性もあり」（段落００１４）、「超臨界水中では温度、圧力だけで酸強度を変化できる可能性があり」（段落００１５）、「超臨界水の臨界点付近では、超臨界水の酸強度の変化を利用して」（段落００２７）と記載されているから、いずれも新規事項を追加するものではない。また、特許請求の範囲を拡張・変更するものでもない。
　
　上記訂正事項ｄは、発明の詳細な説明の記載を、訂正後の特許請求の範囲の記載と整合させるためのものであるから、明りょうでない記載の釈明を目的とする訂正に該当する。そして、新規事項を追加するものではなく、実質上特許請求の範囲を拡張・変更するものでもない。
　
（３）むすび
　以上のとおりであるから、上記訂正は特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項において準用する同法１２６条第２項及び同条第３項の規定に適合するから当該訂正を認める。
　
３．特許異議の申立てについて
　
（１）申立ての理由の概要
　特許異議申立人小野尚純は、訂正前の請求項１及び２に係る発明は甲第１号証〜甲第３号証（以下「刊行物１〜３」という。）に記載された発明であるから、請求項１及び２に係る発明の特許は特許法第２９条第１項の規定に違反してなされたものであり、また、請求項１及び２に係る発明は刊行物１〜３に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、請求項１及び２に係る発明の特許は特許法第２９条第２項の規定に違反してなされたものであり、さらに、請求項１及び２に係る発明の特許は、特許法第３６条第４項及び第６項に規定する要件を満たしていない出願に対してなされたものであるから、当該発明の特許は取り消されるべきである旨主張する。
　
（２）本件発明
　上述のように、訂正請求による訂正が認められるから、本件請求項１及び２に係る発明（以下、「本件発明１及び２」という。）は、当該訂正による訂正明細書の記載からみて、その特許請求の範囲の請求項１及び２に記載された事項により特定される以下のとおりのものである。
「【請求項１】酸を触媒として添加することにより強酸又は弱酸存在下で反応が進行する有機合成反応において、超臨界状態において酸を添加することなく有機合成反応（但し、ベックマン転移反応及び加水分解反応を含まない）を行う方法であって、以下の点；
　１）有機溶媒を使用しない、
　２）酸触媒を添加しない、
　３）無触媒下の反応である、
　４）水からのプロトン供給による臨界点付近での超臨界水の酸強度の変化を利用する、
を構成要件とし、超臨界水中で酸触媒を添加しない無触媒下で水からのプロトン供給による酸強度の変化を利用して有機合成反応を行うことを特徴とする無触媒有機合成方法。　　
【請求項２】酸を触媒として添加することにより強酸又は弱酸存在下で反応が進行する有機合成反応において、超臨界状態において酸を添加することなく有機合成反応（但し、ベックマン転移反応及び加水分解反応を含まない）の反応速度を増加する方法であって、以下の点；
　１）有機溶媒を使用しない、
　２）酸触媒を添加しない、
　３）無触媒下の反応である、
　４）水からのプロトン供給による臨界点付近での超臨界水の酸強度の変化を利用する、
を構成要件とし、超臨界水中で酸触媒を添加しない無触媒下で水からのプロトン供給による酸強度の変化を利用して有機合成反応の反応速度を増加する方法。」
　
（３）特許法第２９条第２項について
（３−１）刊行物及びその記載
刊行物１：「化学工学会第３１回秋季大会　研究発表講演要旨集　９月２９日（火）［第１分冊］」、社団法人化学工学会、平成１０年９月１日発行、第３４１〜３４２頁（特許異議申立人の提示した甲第１号証）
刊行物２：特開平１０−２８７６４４号公報（同甲第２号証）
刊行物３：特開平７−９５９００号公報（同甲第３号証）
　
刊行物１：
ａ）「臨界点付近ではＦＷＨＨ（当審注：ＯＨ対称伸縮振動（ν１）スペクトルの半値幅）は特異的に小さくなり、νｍａｘ（当審注：ν１スペクトルのピーク位置）はモノマーの振動数に近づくので、四面体構造は崩壊している。・・・臨界点近傍でのΔｆ値（当審注：νｍａｘのモノマー構造に相当する振動数からの偏差）は亜臨界及び他の超臨界領域でのそれに比べて著しく小さく、密度０．１９ｇ／ｃｍ３の水のそれに匹敵している。以上の結果から、臨界点付近ではダイマーあるいはモノマー構造が主で、その構造不安定性からプロトンの生成さえも予想される。」（３４１頁右欄２２〜２９行）
ｂ）「筆者らはＳｃｈｅｍｅに示したベックマン転位反応を超臨界水中無触媒で行うことを提案した。・・・ε−カプロラクタムは３００−４００℃の限られた温度範囲で合成され、臨界温度付近で最大値となり、反応速度はそれ以上の温度では急激に減少する。このような温度依存性は初めての知見である。・・・臨界温度付近でΔｆ値は最小値となり、水素結合が特異的に弱くなることを示しており、同領域でのプロトンの生成を裏付けている。また、プロトンの溶媒和には４−１０分子の水分子のネットワークを必要とすることから、臨界点付近では発生するプロトンを保持できる場が少ないため、局所プロトン濃度が増大し、反応速度の増加をもたらしたと推測された。」（３４２頁右欄３〜１７行）
ｃ）水中、無触媒下にシクロヘキサノンオキシムからε−カプロラクタムを製造することを示す、超臨界水ベックマン転位反応のＳｃｈｅｍｅ（３４２頁右欄）
　
刊行物２：
ｄ）「カルボニル化合物のオキシム誘導体から、温度２５０〜６００℃、圧力４〜６０ＭＰａの水条件下で、ラクタムを製造する方法。」（特許請求の範囲の請求項１）
ｅ）「従来、・・・ラクタムを工業的に生産するには、・・・オキシム誘導体・・・を、硫酸中でＢｅｃｋｍａｎｎ転位反応させて合成している。この転位反応には酸触媒が必要不可欠のため・・・酸触媒として発煙硫酸を使用するのが一般的となっている。」（段落０００２）
ｆ）「本発明は・・・硫酸や、高価な触媒・溶媒を用いることなく・・・オキシム誘導体（化１）からラクタム製造し、提供することを目的としてなされたものである。」（段落０００４）
　
刊行物３：
ｇ）「セルロースからグルコースを生成する技術としては基本的に・・・○２（当審注：○内に２）酸触媒を用いた高温加水分解法・・・が知られている」（段落０００３）
ｈ）超臨界状態又は亜臨界状態の水を用いて酸を用いずにセルロースを分解しグルコースを生成すること（段落０００５，００１１）
ｉ）「セルロースの分解反応が臨界点近傍で特異的な挙動を示すことがわかったが、・・・このときの反応温度は３８０℃であり、圧力は２５〜４０ＭＰａで変化させたものである。」（段落００１２）
　
（３−２）対比・判断
　ベックマン転位は、刊行物２によるまでもなく強酸を触媒とする有機合成反応であるから、上記摘記事項ａ）〜ｃ）によれば、刊行物１には、酸を触媒として添加することにより強酸存在下で反応が進行する有機合成反応において、超臨界状態において酸を添加することなく有機合成反応を行う方法であって、有機溶媒を使用せず、酸触媒を添加せず、無触媒下で有機合成反応を行う無触媒有機合成方法についての発明が記載されているものと認められる。したがって、本件発明１と刊行物１に記載された発明とは、「酸を触媒として添加することにより強酸存在下で反応が進行する有機合成反応において、超臨界状態において酸を添加することなく有機合成反応を行う方法であって、以下の点；１）有機溶媒を使用しない、２）酸触媒を使用しない、３）無触媒下の反応であるを、構成要件とし、超臨界水中で酸触媒を添加しない無触媒下で有機合成反応を行うことを特徴とする無触媒有機合成方法」である点で一致し、Ａ）本件発明１が上記１）〜３）に加えて「４）水からのプロトン供給による臨界点付近での超臨界水の酸強度の変化を利用する」ことを発明特定事項とするものであり、有機合成反応が「水からのプロトン供給による酸強度の変化を利用して」いるのに対し、刊行物１に記載された発明はこの点について明記されていない点、Ｂ）本件発明１が「ベックマン転移反応を含まない」有機合成反応であるとしているのに対し、刊行物１に記載された発明はベックマン転位反応である点で相違する。（なお、ベックマン転移とベックマン転位は同意である。）
　
　上記相違点Ａ）、Ｂ）について検討する。
相違点Ａ）について
　刊行物１においては、臨界点付近でＦＷＨＨが特異的に小さくなること、νｍａｘがモノマーの振動数に近づくこと、臨界点近傍でのΔｆ値は亜臨界及び他の超臨界領域でのそれに比べて著しく小さく、密度０．１９ｇ／ｃｍ３の水のそれに匹敵しているという実験結果から、臨界点付近ではダイマーあるいはモノマー構造が主で、その構造不安定性からプロトンの生成さえも予想されると結論付けている。また、臨界温度付近でΔｆ値は最小値となるという実験結果は、臨界温度付近で水素結合が特異的に弱くなることを示しており、同領域でのプロトンの生成を裏付けているとしている。さらに、プロトンの溶媒和には４−１０分子の水分子のネットワークを必要とすることから、臨界点付近では発生するプロトンを保持する場が少ないため局所プロトン濃度が増大し、ベックマン転移反応において反応速度の増加をもたらしたと推測されるとしている。
　以上の刊行物１の記載は、まず、超臨界水についての実験結果から理論的に導かれる事項として、臨界点付近ではプロトンの生成さえも予想されるとしたものであり、さらに、具体的な有機合成反応としてベックマン転位反応を行い、臨界点付近において反応速度が増加するという結果を確認し、かかる反応速度の増加は局所プロトン濃度が増大したことによるものであると推測したものであるから、超臨界水におけるプロトンの生成の予想と同様の推測によって具体的な有機合成反応であるベックマン転位反応における実験結果を理論的に説明することができるものであり、刊行物１には、「予想される」、「推測された」と記載されてはいるものの、これら両実験結果から予想・推測された事項の一致性からみて、臨界点付近でプロトンが生成しており、また、プロトン濃度が増大することは相当の蓋然性をもって認められる事項である。そして、酸強度はプロトンの濃度によって変化するから、プロトンが生成し、また、プロトン濃度が増大すれば酸強度が変化することは自明である。
　したがって、刊行物１に記載のベックマン転位反応は臨界点付近の超臨界水中において水からのプロトン供給がなされ、該転位反応が該プロトン供給による酸強度の変化を利用したものであるといえるから、刊行物１に特に明記はされていないものの、上記Ａ）でいう酸強度の変化を利用するものであり、この点で実質的に相違するものではない。
　
相違点Ｂ）について
　刊行物２の上記摘記事項ｅ）及びｆ）によればベックマン転位反応は酸触媒を必須とする反応であるが、この反応は、刊行物１及び刊行物２に記載されるように超臨界点付近の超臨界水中においても進行するものである（なお、本件特許明細書段落００１０によれば、刊行物２に記載の上記摘記事項ｄ）における温度、圧力は、超臨界点付近を含むものである。）。同様に、刊行物３に記載の上記摘記事項ｇ）〜ｉ）によれば、酸触媒を用いて進行するセルロースの加水分解反応が超臨界点付近の超臨界水中において進行する。これらのことを考え合わせると、酸触媒により進行する反応は超臨界点付近の超臨界水中でも進行するということができるから、刊行物１に記載の反応条件を、ベックマン転移反応及び加水分解反応以外の、酸を触媒として添加することにより強酸又は弱酸存在下で反応が進行する有機合成反応に適用することに格別の創意を要するものとはいえない。また、それによって予測することのできない格別の効果を奏するものではない。
　したがって、本件発明１は刊行物１〜３に記載された発明に基いて当業者が容易に発明をすることができたものである。
　
　本件発明２は、本件発明１と同様の有機合成反応においてその反応速度を増加する方法であるが、反応速度が増加することは刊行物１に記載されており、この点は相違点とならないから、本件発明１と同様の理由により、刊行物１〜３に記載された発明に基いて当業者が容易に発明をすることができたものである。
　
　なお、特許権者は特許異議意見書において刊行物１のプロトンに関する記載はあくまでも推測である旨主張するが、上記「相違点Ａ）について」で述べたとおりであるから、かかる主張は採用できない。
　
（３−３）むすび
  以上のとおり、本件発明１及び２についての特許は、特許法第２９条第２項の規定に違反してされたものであるから、同法１１３条第２号に該当し、取り消されるべきものである。
　よって、結論のとおり審決する。　
【異議決定日】
平成１７年１月６日（２００５．１．６）
【訂正の要旨】
審決（決定）の【理由】欄参照。
（５４）【発明の名称】
無触媒有機合成反応方法
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　
酸を触媒として添加することにより強酸又は弱酸存在下で反応が進行する有機合成反応において、
酸を添加することなく
ベックマン転移反応及び
　１）有機溶媒を使用しない、
　２）酸触媒を添加しない、
　３）無触媒下の反応である、
　４）水からのプロトン供給
による臨界点付近での超臨界水の酸強度の変化
を構成要件とし、超臨界水中で酸触媒を添加しない無触媒下で水からのプロトン供給
による酸強度の変化
　【請求項２】　
酸を触媒として添加することにより強酸又は弱酸存在下で反応が進行する有機合成反応において、
酸を添加することなく
ベックマン転移反応及び
　１）有機溶媒を使用しない、
　２）酸触媒を添加しない、
　３）無触媒下の反応である、
　４）水からのプロトン供給
による臨界点付近での超臨界水の酸強度の変化
を構成要件とし、超臨界水中で酸触媒を添加しない無触媒下で水からのプロトン供給
による酸強度の変化
　【請求項３】　超臨界水中で酸触媒を添加しない無触媒下でピナコール転位反応を行うことによりピナコリンを生成することを特徴とするピナコール転位反応方法。
　【請求項４】　超臨界水の臨界点付近において酸触媒を添加しない無触媒下でピナコールより環状化合物を生成することを特徴とする環化反応方法。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【発明の属する技術分野】
　本発明は、超臨界水中において高濃度の酸を添加しない無触媒下で高い反応速度で有機合成反応を行うことを可能とする新しい超臨界水有機合成反応方法に関するものであり、さらに詳しくは、本発明は、超臨界水中で無触媒下で水からのプロトン供給を利用して有機合成反応を行う方法並びに該有機合成反応の反応速度を増加する方法、及び、超臨界水中で酸触媒を添加しない無触媒下でピナコール転位反応を行うことによりピナコリンを生成するピナコール転位反応方法並びに超臨界点付近において酸触媒を添加しない無触媒下でピナコールより環状化合物を生成する環化反応方法、に関するものである。
　【０００２】
　【従来の技術】
　最近、超臨界流体を反応媒体とする有機化学反応において、プロセス上の種々の利点に加え、超臨界流体の臨界点付近での反応速度や選択性の著しい変化が報告され（１〜３；後記する先行技術文献の番号を示す。以下、同じ。）、大いに注目を集めている。超臨界流体は、液体と気体の中間の物理的性質を有しており、分子運動エネルギーが常に分子間力より優勢である。それでも臨界点近傍では、分子間力による系の秩序の形成と分子の運動エネルギーによる散逸が拮抗してくることから、ミクロに見ると若干の秩序を保ちつつ（クラスターの形成）、それらの分子が激しく入れ代わっている。そのために、臨界点近傍ではわずかの温度・圧力の変化により、流体密度は大きく変化する。
　【０００３】
　このような超臨界液体を反応媒体とする有機合成反応において、反応分子に着目して、その周りの微小領域での異種分子間の化学的相互作用が、とりわけ臨界点近傍で特異的に変化することが見出されており（４〜５）、その動的・静的構造の変化は、反応の平衡や速度、生成物分布に大きな影響を与えることが予想される。
　【０００４】
　そのため、本発明者らは、新たに高圧ＦＴ−ＩＲ、ＵＶ／Ｖｉｓ、ラマン分光法等のｉｎ　ｓｉｔｕ測定法を開発し、その反応性に影響を及ぼしている因子とミクロ反応場との関係を分子スケールで解明することに取り組んでいる。これらが実現すれば、超臨界流体の反応場としての機能と反応性との関係を明らかにできるだけでなく、超臨界流体中に形成されるミクロ反応場を温度、圧力といったマクロな操作で制御できることも考えられ、さらに、新たなる高選択的、高効率化学反応プロセスの創製につながる可能性もあり、工業的にも期待できる。
　【０００５】
　このような超臨界流体の反応場への応用が期待される中で、近年、超臨界二酸化炭素とともに、超臨界水を反応場とする化学反応が注目を集めている。二酸化炭素は超臨界状態でも無極性でその本質は基本的には変化しないのに対して、水は超臨界状態に変化すると常温の水とは全く異なる性質を有することがよく知られている。たとえば、常温、大気圧下の水の誘電率は８０程度であるが、臨界温度付近では超臨界水の誘電率は３〜２０程度であることから、水の誘電率は温度、圧力により連続的かつ広範に制御できる。このことから、超臨界水中には芳香族化合物のような極性の低い有機物や、さまざまな気体も溶解できる可能性があり、その工学的な価値は非常に大きい。
　【０００６】
　かくして、このような超臨界水の特性を利用した有毒物質の酸化分解反応（ＳＣＷＯ）に世界的な注目が集まっている（６）。これは、超臨界水中には多くの有害有機物（たとえば、含塩素芳香族化合物）、空気、酸素のような酸化剤が容易に溶解し、酸化分解（燃焼）が可能になるからである。本発明者らも、過酸化水素を酸化剤としたＳＣＷＯによりＰｏＩｙｃｈｌｏｒｉｎａｔｅｄ　ｂｉｐｈｅｎｙｌ（ＰＣＢ）の完全分解に成功している（７）。さらに、合成反応、還元反応、熱分解反応や脱水反応などの熱化学反応の反応媒体としてもその応用の可能性は極めて広く、超臨界水の反応溶媒としての将来性を明示している。
　【０００７】
　超臨界流体中での有機合成反応が注目を集めているが、その多くは超臨界二酸化炭素中で有機金属触媒を使用した化学反応であり（８）、超臨界水を反応場とした有機合成反応の例は極めて少ない。非極性化合物が超臨界水中で容易に溶解できること、その臨界温度が二酸化炭素のそれに比べて極めて高いという超臨界水の性質から、超臨界水中での有機合成反応の検討は極めて意義深いと考えられる。
　【０００８】
　最近の研究で（９、１０）、水の臨界点付近では水素結合強度が著しく減少しダイマーあるいはモノマー構造を有することが明らかになった。さらに、本発明者らのラマン分光法を用いた超臨界水あるいは高温・高圧水溶液の研究（１１、１２）によれば、臨界点近傍の構造不安定性（ダイナミックスの変化）により、モノマー構造はさらに分解され、プロトンが生成する可能性が強いことが示唆された。プロトン発生後、もしプロトンを保持できる場が系内に少なければ、プロトン局所濃度が高くなり、化学反応性にも影響を及ぼすはずである。
　【０００９】
　以上のように、これまで、超臨界流体（二酸化炭素、水、エタン、プロパン等）中での有機化学反応について、反応速度や選択性の温度・圧力依存性について臨界点付近を中心に、溶媒の物理化学的特性、溶媒あるいは溶質クラスタリング効果の観点から、種々の研究が進められている。さらに、触媒存在下での超臨界流体中でのさまざまな化学反応、超臨界水のような高温・高圧反応場での分光学的その場測定法の開発、無機反応を含む新たな化学反応創製の可能性についても種々検討されている。超臨界流体中での化学反応性と基質分子近傍領域のミクロ因子との関係を分子スケールで解明することができれば、超臨界状態での反応場の機能と反応性の解明、ひいては高選択的、高効率反応プロセスの創製につながり、科学的、工業的双方の見地からその有用性が大いに期待できる。しかし、これまでのところ、超臨界水中での有機合成反応において、水からのプロトン供給を利用して高い反応速度を達成した例は、ほとんど報告されていない。
　【００１０】
　【発明が解決しようとする課題】
　このような状況の中で、本発明者らは、超臨界水中では無触媒でベックマン転位反応が進行することを確認し、さらに、高温高圧ＦＴＩＲを用いて超臨界水中で無触媒ピナコール転位反応のその場観察を行い、その可能性を検討した結果、超臨界水中で無触媒下で水からのプロトン供給を利用して有機合成反応の反応速度を増加することができること、及び、超臨界水中でピナコール転位反応を行うことによって極めて高い速度定数が得られること、臨界点付近（３７５−３８０℃、２２．５−２５ＭＰａ）で、ピナコリンに加えて環状化合物が特異的に生成することを見出し、さらにピナコールから環状化合物が生成することを明らかにして、本発明を完成するに至った。
　すなわち、本発明は、超臨界水中で無触媒下で水からのプロトン供給を利用して有機合成反応を行う方法を提供するとともに、該有機合成反応の反応速度を増加する方法を提供することを目的とするものである。
　また、本発明は、超臨界水中で酸触媒を添加しない無触媒下でピナコール転位反応を行うことによりピナコリンを生成するピナコール転位反応方法を提供するとともに、臨界点付近でピナコールより環状化合物を新たに生成する方法を提供することを目的とするものである。
　【００１１】
　【課題を解決するための手段】
　上記課題を解決するための本発明は、以下の技術的手段から構成される。
（１）
酸を触媒として添加することにより強酸又は弱酸存在下で反応が進行する有機合成反応において、
酸を添加することなく
ベックマン転移反応及び
による臨界点付近での超臨界水の酸強度の変化
による酸強度の変化
（２）
酸を触媒として添加することにより強酸又は弱酸存在下で反応が進行する有機合成反応において、
酸を添加することなく
ベックマン転移反応及び
による臨界点付近での超臨界水の酸強度の変化
による酸強度の変化
（３）超臨界水中で酸触媒を添加しない無触媒下でピナコール転位反応を行うことによりピナコリンを生成することを特徴とするピナコール転位反応方法。
（４）超臨界水の臨界点付近（３７５−３８０℃、２２．５−２５ＭＰａ）で、酸触媒を添加しない無触媒下で、ピナコールより環状化合物を生成することを特徴とする合成方法。
　【００１２】
　【発明の実施の形態】
　次に、本発明についてさらに詳細に説明する。
　本発明者らは、超臨界水中では無触媒でベックマン転位反応が進行することを確認したことを踏まえ、さらに、超臨界水中でのピナコール転位反応の可能性を検討したところ、酸触媒を添加しない無触媒下でピナコリンが生成すること、また、水からのプロトン供給により有機合成反応の反応速度が増加することを見出した。従来のピナコール転位反応は、硫酸、塩酸等の酸を触媒として添加しなければ反応は進行ないことから、たとえば、過塩素酸、塩酸が高濃度で添加されている。酸濃度が増大するにつれ反応速度定数も増加するので、反応が酸、すなわち酸から生成するプロトンによって促進される反応であることが分かる。また、ピナコールから環状化合物が生成することも判明した。
　【００１３】
　本発明者らは、以前から超臨界水（臨界温度３７５℃、臨界圧力２２．０５ＭＰａ以上の水）の構造を高温・高圧ラマン分光法で検討を行っている中で、その水素結合構造が臨界点付近で著しく壊れることを見出した。ただ、これまで、水の水素結合構造がプロトンまで壊れるかという確証はなかったため、それを検証するためにも超臨界水中でプロトンが関与する反応を行うことを初めて提案し、プロトンが超臨界水から供給されているという可能性が大きいことを推察し、さらに、より確実な水からのプロトン供給の確証を得るために、次にピナコール転位反応を試みた。
　【００１４】
　その結果、本発明者らは、超臨界水中で水からのプロトン供給により有機合成反応の反応速度が増加すること、また、超臨界水中で酸触媒を添加しない無触媒下でピナコール転位反応を行うことにより高い反応速度でピナコリンが生成すること、を見出した。後記する実施例で示したように、超臨界水中でのピナコール転位反応を行うことによって速度定数が極めて大きくなることは全く予想外のことであった。また、生成物についても臨界点付近を除くとピナコリン以外のものは生成していないことを、ＩＲの他に、ＮＭＲ、ＧＣ−ＭＳを用いて確認した。
　本発明者らは、超臨界水の臨界点付近では、ピナコールの脱水機構が、上述のピナコール転位反応のそれとは異なり、共役二重結合を有するジエン類が生成し、さらに、生成したジエン化合物間でディールスーアルダー反応が起こり、環状化合物が新たに生成することを見出した。ピナコール転位反応が硫酸、塩酸のような強酸存在下で進行するのに対して、ピナコールからジエンへの脱水反応は塩化臭素のような弱酸存在下で進行する（１３）ことから、超臨界水中では酸強度が温度、圧力によって変化する可能性もあり、これらの結果は全く予想外のことであった。生成物については、ＧＣ−ＭＳ、ＮＭＲを用いて確認した。
　【００１５】
　上記転位反応は、超臨界状態中で行っているため温度は高いが（高濃度の酸を添加した状態では高温で反応を行うことが装置的に難しい上、たとえ可能であるとしても酸の性質は大きく変化することが予想される）、最近の環境問題への意識の高まりの中で、環境に悪い影響をもたらす高濃度の酸を添加しなくても極めて高い反応速度が得られる意義は極めて大きいと考えられる。さらに、超臨界水の臨界点付近では、ピナコール転位反応とは異なる脱水機構により環状化合物が新たに生成することから、超臨界水中では温度、圧力だけで酸強度を変化できる可能性があり、科学的、工業的見地からも重要である。また、上記転位反応は、使用する溶媒もただの安価な水であり、有機溶媒を使用しないことからも環境に優しい反応法であるといえる。
　本発明により、超臨界水中で高濃度の酸を添加しない無触媒下で水からのプロトン供給を利用して有機合成反応を行うことにより高い反応速度が得られることが分かった。
　また、超臨界水中でのピナコール転位反応において、速度定数が極めて大きくなることが分かった。
　さらに、超臨界水の臨界点付近では、環状化合物が新たに生成してくることが分かった。
　このように、上記超臨界水中で酸触媒を添加しない無触媒下で水からのプロトン供給を利用して有機合成反応を行う方法並びに有機合成反応の反応速度を増加する方法等の有効性は、本発明者らによってはじめて実証されたものであり、したがって、本発明は、一つの特定の方法に限定されるものではなく、これらの方法を利用するものであれば、その種類を問わず、本発明の方法に属することはいうまでもない。
　【００１６】
　【化１】
　【００１７】
　【実施例】
　次に、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、以下の実施例は本発明の好適な例を示したものであり、本発明は以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
実施例１
（１）システムの概略
　図３に、本実施例で使用した流通式の高温・高圧レーザーラマン分光システムの概略図を示した。測定方法は、まず、高純度蒸留水（３回蒸留）を窒素ガスで十分バブリングし脱気した後、フィルターを通し、通常の高速液クロ用ポンプを用いて連続的に送液した。圧力は背圧弁によって±０．１ＭＰａの精度で、また、温度はマントルヒーター型の加熱炉を作製し、温度コントローラーによって制御した。温度の較正は気液共存二相領域での任意の温度（たとえば、３５０℃）で圧力を測定し、ＮＢＣ／ＮＲＣ　Ｔａｂｌｅを参照して飽和点での既知温度と比較することによって行った。
　【００１８】
（２）実験方法
１）高温・高圧セル
　本発明者らが構築した流通式高温・高圧ＦＴＩＲシステムが、超臨界水中での連続反応、及びＩＲによるその場観察を可能にした。図１に高温・高圧セルの概略図を示した。窓材としてのダイアモンドの使用は、普通赤外領域の測定を可能にした。金箔をダイアモンド窓と緩衝材の間に挿入しスペーサーとして使用してセル光路長を調整した。光路長を水の屈折率と干渉縞から測定したが、それに圧力は影響しなかったが、光路長は、温度とともに増加し、１００℃で２４．４μｍ、４００℃では４４．０μｍ、４００℃以上で一定になった。また、反応部分の容積（セル内の光路を含めた経路及び加熱炉内にある配管の容積の和）は０．６６２ｍｌである。
　【００１９】
２）方法
　Ｈｅにより十分に脱気した高純度蒸留水をピナコール｛（ＣＨ３）２（ＯＨ）Ｃ（ＯＨ）（ＣＨ３）２｝水溶液の調製に使用し、その濃度を０．４２２ｍｏｌａｌにした。水あるいはピナコール水溶液は液クロポンプで連続的に送液した。圧力は背圧弁によって±０．１ＭＰａの精度で、また、温度はマントルヒーター型の真空加熱炉を作製し、温度コントローラーによって±０．２℃の精度で制御した。反応は、温度が室温〜７４８Ｋ、圧力が０．１〜３５ＭＰａ、滞在時間１２０〜８秒の条件下で行った。反応溶液のＩＲスペクトルの測定は所定の圧力、温度に達した後、一定の流速で送液し平衡に達したことを確認した後、分解能４ｃｍ−１、積算回数５０回（１．２秒／ｓｃａｎ）で測定した。
　【００２０】
（３）結果１
　図２に、圧力、温度それぞれ、０．１ＭＰａ、２０℃（ａ）、２５ＭＰａ、２５０℃（ｂ）、２５ＭＰａ、３８．５℃（ｃ）、滞在時間１０８秒一定で測定したピナコール水溶液の２０００−８００ｃｍ−１のＩＲスペクトルを示した。いずれも同条件で測定した純水のバックグランドスペクトルで補正した。図中で最も大きな変化は、（ａ）、（ｂ）の９４５ｃｍ−１の吸収ピークが（ｃ）では消失し、新たに１７００ｃｍ−１に強い吸収が現れた点である。
　明らかに、（ｃ）の条件下で特異的に新たな物質が生成したことが分かる。９４５ｃｍ−１はアルコールのＯＨ変角振動数、１７００ｃｍ−１は典型的な脂肪族ケトンのＣ＝Ｏ伸縮振動数であることから、ピナコールの転位反応が生じ、ピナコリン｛（ＣＨ３）３ＣＣＯＣＨ３｝が生成してきたものと考えられた。さらに、ＧＣ−ＭＳ，ＮＭＲにより分析を行いその生成を確認した。
　以上の結果から、超臨界水中では無触媒でピナコール転位反応が促進されることを始めて見いだすとともに、超臨界水自身からのプロトン生成を確認した。
　【００２１】
（４）結果２
　次に、実験条件と本発明で得られた速度定数を示す。なお、速度定数は他の文献同様に速度定数１次として処理し、測定方法は本発明者らが開発した流通式の高温・高圧ＦＴＩＲ装置を用いて、ピナコリン水溶液の温度、圧力、滞在時間を変化させてピナコリンの特徴的な吸収波数（ＯＨ変角振動）の減少率から計算した。なお、温度２５０℃より低い温度ではいずれの圧力でもピナコリンは生成しなかった。
１）実験条件
ピナール水溶液濃度　　０．４Ｍ
温度　　　　　　　　　２０℃−４５０℃
圧力　　　　　　　　　０．１、２０、２２．０５、２５、３０、３５ＭＰａ
滞在時間　　　　　　　５０ｍ秒−１２０秒
　なお、使用したピナコールの種類は、Ｒ＝ＣＨ３である。
　【００２２】
２）結果
（圧力　２５ＭＰａ）
　　温度（℃）　　　　　速度定数（Ｓ−１）
　　３００　　　　　　　１．２６×１０−１
　　３５０　　　　　　　２．３７×１０−１
　　３７０　　　　　　　３．４１×１０−１
　　３８５　　　　　　　３．５８×１０−１
　　３９５　　　　　　　５．４１×１０−１
　　４００　　　　　　　５．６６×１０−１
　　４２５　　　　　　　１．３２
　　４５０　　　　　　　１．９６
（圧力　３０ＭＰａ）
　　温度（℃）　　　　　速度定数（Ｓ−１）
　　３００　　　　　　　１．２６×１０−１
　　３５０　　　　　　　３．３８×１０−１
　　３７０　　　　　　　４．５２×１０−１
　　３８５　　　　　　　４．５５×１０−１
　　３９５　　　　　　　７．３６×１０−１
　　４１０　　　　　　　８．０７×１０−１
　　４３０　　　　　　　１．７３
（圧力　３５ＭＰａ）
　　温度（℃）　　　　　速度定数（Ｓ−１）
　　３００　　　　　　　３．５６×１０−１
　　３７０　　　　　　　３．４３×１０−１
　　３８５　　　　　　　３．５８×１０−１
　　３９５　　　　　　　４．５２×１０−１
　　４２５　　　　　　　０．８７×１０−１
　　４５０　　　　　　　１．４５
　【００２３】
　比較する結果の酸濃度、温度によっても異なるが、従来の方法（ＨＣｌＯ４０．７１Ｍ、温度１１３．５℃）と比較しても６００倍近い速度定数の増加が得られた。また、従来の文献（Ｔｈｅ　Ｒｅｖｉｅｗ　ｏｆ　Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ｏｆ　Ｊａｐａｎ，Ｖｏｌ．４０，Ｎｏ．１，１９７０）では、本発明と同様に高圧下で０．８７１Ｍ塩酸触媒を使用して同反応を行っているが、本発明者らの最も良かった研究結果と、上記従来の文献の４６．７ＭＰａ、７０℃の場合を比較すると１．５×１０５倍も増加することが分かる。
　【００２４】
（５）結果３
　次に、表１に超臨界水中無触媒下でピナコール｛（ＣＨ３）２（ＯＨ）Ｃ（ＯＨ）（ＣＨ３）２｝から合成された生成物とその選択性を示す。生成物として表１に示すピナコリン｛（ＣＨ３）ＣＯＣ（ＣＨ３）３｝と１，２，５−トリメチル−５−イソプロペニル−１−シクロヘキセンの生成をＧＣ−ＭＳ及びＮＭＲで確認した。選択性については１，２，５−トリメチル−５−イソプロペニル−１−シクロヘキセンは２０％程度ほどであるが、臨界点付近においてのみ特異的に生成した。また、それ以外の条件下ではピナコリンが１００％の割合で生成した。なお、実験条件は結果２の場合と同じである。
　【００２５】
　【表１】
　【００２６】
　既往の研究として、上記のような超臨界水中での合成反応は世界的にもほとんど報告例がなく、本発明者らの研究以外では、超臨界水中でのＤｉｅｌｓ−Ａｌｄｅｒ反応がある程度である。ちなみに、超臨界水中での分解反応については多くの報告例がある。
　【００２７】
　【発明の効果】
　以上詳述したとおり、本発明は、超臨界水中で酸触媒を添加しない無触媒下で水からのプロトン供給を利用して有機合成反応の反応速度を増加する方法、ピナコール転位反応を行うことによりピナコリンを生成する方法及び臨界点付近においてピナコールより環状化合物を生成する方法等に係るものであり、本発明により、
（１）酸触媒を添加しない無触媒下でピナコリンを生成することができる、
（２）超臨界水中でのピナコール転位反応を行うことによって速度定数を極めて大きくすることができる、
（３）高濃度の酸を添加しなくても極めて高い反応速度が得られる、
（４）超臨界水中で酸触媒を添加しない無触媒下でピナコール転位反応が促進される、
（５）超臨界水の臨界点付近では、超臨界水の酸強度の変化を利用して環状化合物を新たに合成できる、
（６）超臨界水から供給されるプロトンを利用した有機合成反応を行うことができる、
（７）高濃度の酸や有機溶媒を使用しない環境に優しい合成反応法を提供することができる、
等の格別の効果が奏される。
　【００２８】
　以下に、先行技術文献を示す。
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　高温・高圧セルの概略図である。
　【図２】
　ピナコール水溶液の２０００−８００ｃｍ−１のＩＲスペクトルである。
　【図３】
　流通式の高温・高レーザーラマン分光システムの概略図である。
　【符号の説明】
　１）　本体（Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ　Ｃ−２７６）
　２）　ダイアモンド窓を固定する本体
　３）　ダイアモンド窓を乗せるモリブデン
　４）　ダイアモンド窓