以下、本発明を詳細に説明する。

(第1の実施形態)
 本実施形態は、下記式(1)で表される(4S,5R,6S) -4,5,6-トリヒドロキシ-2-シクロヘキセン-1-オ� �からカテコールを製造する方法である。

 この方法は、式(5)で表される反応により� ��テコールを製造するものである。

 具体的には、本実施形態は、(4S,5R,6S)-4,5,6 -トリヒドロキシ-2-シクロヘキセン-1-オンを� �素還元条件下、加熱しながら反応させるこ� �によりカテコールを製造する方法である。

 本実施形態は、ワンポットで(4S,5R,6S)-4,5,6 -トリヒドロキシ-2-シクロヘキセン-1-オンか� �カテコールを製造するものである。ここで� �うワンポットとは、いくつかの反応を同一� �応容器で行うことを意味し、具体的には還� �反応と脱水反応である。

 (4S,5R,6S)-4,5,6-トリヒドロキシ-2-シクロヘ� �セン-1-オンからカテコールを製造するにあ� �り、「水素還元条件下」に反応するとは、� �媒に溶解した(4S,5R,6S)-4,5,6-トリヒドロキシ-2- シクロヘキセン-1-オンを還元触媒とともに水 素雰囲気下に反応させることである。

 溶媒として、反応の進行を妨げないもの� ��あれば特に制限はないが、水あるいは、メ� ��ノール、エタノール、ブタノール等のアル� ��ール系溶媒、ヘキサン、トルエン、キシレ� ��等の炭化水素系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブ� ��ル等のエステル系溶媒、ジイソプロピルエ� ��テル、ジオキサン、エチレングリコールジ� ��チルエーテル、テトラヒドロフラン等のエ� ��テル系溶媒、クロロホルム、ジクロロメタ� ��等のハロゲン系溶媒、アセトニトリル、ジ� ��チルホルムアミド、ジメチルスルホキシド� ��を挙げることができる。またこれら溶媒は� ��独で、あるいは2種以上の任意の比率での混 合溶媒として使用可能であるが、水を用いる のが好ましい。

 (4S,5R,6S)-4,5,6-トリヒドロキシ-2-シクロヘ� �セン-1-オンの仕込みの濃度は、とくに限定� �れないが、たとえば、1w/v%以上30w/v%以下とす ると好ましい。

 本実施形態において「加熱しながら」と� ��、気温以上に反応温度を上昇させることで� ��り、必要に応じて反応中に時間の経過とと� ��に温度を変化させることも包含する概念で� ��り、温度を変化させることにより、反応を� ��階的に進めることができる。通常の反応温� ��範囲として、30℃以上300℃以下である。反� �温度が低いと脱水反応の反応速度が低下し� �反応温度が高いと副反応が進行する。した� �って30℃以上300℃以下で加熱させることによ り、収率よくカテコールを製造することがで きる。より好ましくは35℃以上240℃以下であ� ��、さらに好ましくは70℃以上200℃以下とす� �。こうすることにより、好適な反応速度で� �水反応を進行させることができ、より収率� �くカテコールを製造することができる。

 反応時間は特に制限は無いが、数分から4 8時間、好ましくは30分から24時間の範囲であ� ��。こうすることにより、(4S,5R,6S)-4,5,6-トリ� �ドロキシ-2-シクロヘキセン-1-オンを確実に� �元し、かつ、脱水させることができ、収率� �くカテコールを製造することができる。

 還元触媒としては、パラジウム、ロジウ� ��、ルテニウム、白金、イリジウムなどの白� ��属金属、及び、ニッケル、コバルトなどの� ��属金属から選択される金属、並びに、銅な� ��の金属を用いることができる。これら金属� ��、単独で用いてもよいし、または活性炭、� ��リカゲル、アルミナ、グラファイト、珪藻� ��、軽石、モンモリロナイト、ゼオライトな� ��に担持させてもよい。具体的な例としてパ� ��ジウム/活性炭、パラジウム/シリカゲル、� �ラジウム/アルミナ、パラジウム/ゼオライト 、ニッケル/アルミナ、銅/アルミナ、ルテニ� ��ム/活性炭、ロジウム/活性炭、白金/活性炭� ��イリジウム/活性炭などが挙げられる。また 、その担持量は、通常、担体に対して0.01~50� �量%の範囲である。こうすることにより、好� ��に還元反応を進行させることが可能となる� ��還元触媒の添加量は、0.1~10重量%の範囲にす ると好ましい。

 水素雰囲気下とは、大気圧から10MPaまで� �水素を含む気体で満たされた反応器の中で� �応させることであり、好ましくは大気圧か� �1MPaの間である。水素は単独あるいは窒素な� ��と混合して使用することもできる。

 (4S,5R,6S)-4,5,6-トリヒドロキシ-2-シクロヘ� �セン-1-オンの製造方法は後述するが、2-デオ キシ-scyllo-イノソースを脱水反応させること� ��より製造することができる。

 また、加熱することで無触媒でも反応が� ��能であるが、反応には反応を促進させるた� ��に添加剤を加えることができる。添加剤と� ��て酸、塩基やそれらの塩を用いることがで� ��る。

 用いられる酸としては、例えば塩化水素� ��臭化水素、硫酸、リン酸等の無機酸、ギ酸� ��酢酸、プロピオン酸、シュウ酸、クエン酸� ��乳酸、安息香酸、トリフルオロ酢酸、p-ト� �エンスルホン酸、メタンスルホン酸、ドデ� �ルベンゼンスルホン酸等の有機酸、ゼオラ� �ト、シリカゲル、アルミナ、活性白土、ナ� �ィオン(登録商標)、イオン交換樹脂等の固体 酸等が挙げられる。酸の添加量は、1~2000重量 %の範囲にすると好ましい。

 用いられる塩基としては、水酸化リチウ� ��、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭� ��ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナト� ��ウム等の無機塩基、トリエチルアミン、ピ� ��ジン、1,8-ジアザビシクロウンデセン等の有 機アミン塩基等を挙げることができる。

 反応終了後カテコールを取得する方法と� ��て、反応液から還元触媒や不均一な添加剤� ��ろ過で除いた後、ろ液を濃縮することで粗� ��製のカテコールを結晶として得ることがで� ��る。粗精製のカテコールは蒸留や再結晶す� ��ことでより精製されたカテコールとして取� ��することができる。また加熱した状態の反� ��液を、ある程度まで溶媒濃縮を行なった後� ��却することでカテコールを結晶として析出� ��せ、ろ過により取得することができる。ま� ��、カテコールが溶けにくい溶媒を加えるこ� ��で結晶としてカテコールを析出させ、ろ過� ��より取得することもできる。さらに、反応� ��媒に適当な溶媒を加え、抽出することがで� ��る。抽出液は前記と同様に処理することで� ��より精製されたカテコールとして取得する� ��とができる。

 つづいて、本実施形態の効果について説� ��する。本発明者は鋭意検討した結果、2-デ� �キシ-scyllo-イノソースから得られる(4S,5R,6S)-4 ,5,6-トリヒドロキシ-2-シクロヘキセン-1-オン� ��水素化反応と脱水反応することで容易にカ� ��コールが得られることを見いだした。

 本実施形態の方法によれば、(4S,5R,6S)-4,5,6-� �リヒドロキシ-2-シクロヘキセン-1-オンを水� �雰囲気下加熱しながら反応させるため、ワ� �ポットで水素添加による還元反応と脱水反� �とを同時に行うことができる。これにより� �理想的には基質と等モルの水素と、少量の� �媒を用いることによりカテコールを製造す� �ことができる。したがって、腐食性の試薬� �使用せず、マイルドな条件で安価にカテコ� �ルを製造することができ、工業的生産に適� �た容易なカテコールの製造が実現可能とな� �。
(第2の実施形態)

 本実施形態は、下記式(2)で表される2-デ� �キシ-scyllo-イノソースを脱水して(4S,5R,6S)-4,5, 6-トリヒドロキシ-2-シクロヘキセン-1-オンを� ��造し、さらに水素化反応および脱水反応を� ��うことでカテコールを製造する方法である� ��この方法は、式(6)で表される反応によりカ� ��コールを製造するものである。

 具体的には、2-デオキシ-scyllo-イノソース を水素還元条件下加熱しながら反応させるこ とにより(4S,5R,6S)-4,5,6-トリヒドロキシ-2-シク� ��ヘキセン-1-オンを経由してワンポットでカ� ��コールを製造する方法である。

 この方法では、2-デオキシ-scyllo-イノソー スを脱水して(4S,5R,6S)-4,5,6-トリヒドロキシ-2-� ��クロヘキセン-1-オンを製造し、さらに水素� ��元条件下、加熱反応させることによりカテ� ��ールを製造する。

 本実施形態では、2-デオキシ-scyllo-イノソ ースからワンポットでカテコールを製造する 。

 本実施形態において、2-デオキシ-scyllo-イ ノソースから(4S,5R,6S)-4,5,6-トリヒドロキシ-2-� ��クロヘキセン-1-オンを経由してカテコール� ��製造するにあたり、「水素還元条件下、加� ��しながら反応させる」とは、加熱しながら� ��媒に溶解した2-デオキシ-scyllo-イノソースを 還元触媒とともに水素雰囲気下に反応させる ことである。

 溶媒として、反応の進行を妨げないもの� ��あれば特に制限はないが、水、メタノール� ��エタノール、ブタノール等のアルコール系� ��媒、ヘキサン、トルエン、キシレン等の炭� ��水素系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル等の� ��ステル系溶媒、ジイソプロピルエーテル、� ��オキサン、エチレングリコールジメチルエ� ��テル、テトラヒドロフラン等のエーテル系� ��媒、クロロホルム、ジクロロメタン等のハ� ��ゲン系溶媒、アセトニトリル、ジメチルホ� ��ムアミド、ジメチルスルホキシド等を挙げ� ��ことができる。またこれら溶媒は単独で、� ��るいは2種以上の任意の比率での混合溶媒と して使用可能であるが、水を用いるのが好ま しい。

 2-デオキシ-scyllo-イノソースの仕込みの濃 度は、とくに限定されないが、たとえば、1w/ v%以上30w/v%以下とすると好ましい。

 本実施形態において「加熱しながら」と� ��、気温以上に反応温度を上昇させることで� ��り、必要に応じて反応中に時間の経過とと� ��に温度を変化させることも包含する概念で� ��り、温度を変化させることにより、反応を� ��階的に進めることができる。通常の反応温� ��範囲として、30℃以上300℃以下である。反� �温度が低いと脱水反応の反応速度が低下し� �反応温度が高いと副反応が進行する。した� �って30℃以上300℃以下で加熱させることによ り、収率よくカテコールを製造することがで きる。より好ましくは60℃以上240℃以下であ� ��、さらに好ましくは70℃以上200℃以下とす� �。こうすることにより、好適な反応速度で� �水反応を進行させることができ、より収率� �くカテコールを製造することができる。

 反応時間は特に制限は無いが、数分から4 8時間、好ましくは1時間から24時間の範囲で� �る。こうすることにより、2-デオキシ-scyllo-� ��ノソースを確実に脱水し、かつ、中間体の( 4S,5R,6S)-4,5,6-トリヒドロキシ-2-シクロヘキセ� �-1-オンを還元させることができ、収率よく� �テコールを製造することができる。

 還元触媒としては、パラジウム、ロジウ� ��、ルテニウム、白金、イリジウムなどの白� ��属金属、及び、ニッケル、コバルトなどの� ��属金属から選択される金属、並びに、銅な� ��の金属を用いることができる。これら金属� ��、単独で用いてもよいし、または活性炭、� ��リカゲル、アルミナ、グラファイト、珪藻� ��、軽石、モンモリロナイト、ゼオライトな� ��に担持させてもよい。具体的な例としてパ� ��ジウム/活性炭、パラジウム/シリカゲル、� �ラジウム/アルミナ、パラジウム/ゼオライト 、ニッケル/アルミナ、銅/アルミナ、ルテニ� ��ム/活性炭、ロジウム/活性炭、白金/活性炭� ��イリジウム/活性炭などが挙げられる。また 、その担持量は、通常、担体に対して0.01~50� �量%の範囲である。こうすることにより、好� ��に還元反応を進行させることが可能となる� ��還元触媒の添加量は、0.1~10重量%の範囲にす ると好ましい。

 水素雰囲気下とは、大気圧から10MPaまで� �水素を含む気体で満たされた反応器の中で� �応させることであり、好ましくは大気圧か� �1MPaの間である。水素は単独あるいは窒素な� ��と混合して使用することもできる。

 また、加熱することで無触媒でも反応が� ��能であるが、反応には反応を促進させるた� ��に添加剤を加えることができる。添加剤と� ��て酸、塩基やそれらの塩を用いることがで� ��る。

 用いられる酸としては、例えば塩化水素� ��臭化水素、硫酸、リン酸等の無機酸、ギ酸� ��酢酸、プロピオン酸、シュウ酸、クエン酸� ��乳酸、安息香酸、トリフルオロ酢酸、p-ト� �エンスルホン酸、メタンスルホン酸、ドデ� �ルベンゼンスルホン酸等の有機酸、ゼオラ� �ト、シリカゲル、アルミナ、活性白土、ナ� �ィオン(登録商標)、イオン交換樹脂等の固体 酸等が挙げられる。酸の添加量は、1~2000重量 %の範囲にすると好ましい。

 用いられる塩基としては、水酸化リチウ� ��、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭� ��ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナト� ��ウム等の無機塩基、トリエチルアミン、ピ� ��ジン、1,8-ジアザビシクロウンデセン等の有 機アミン塩基等を挙げることができる。

 また、ここでいうワンポットとは、いく� ��かの反応を同一反応容器で行うことを意味� ��、具体的には還元反応と脱水反応である。

 なお、本実施形態で用いられる2-デオキ� �-scyllo-イノソースはD-グルコースから発酵に� ��って得られることが非特許文献2、非特許文 献3、および国際公開第2006/112000号パンフレッ トなどにより知られている。

 反応終了後カテコールを取得する方法と� ��て、反応液から還元触媒や不均一な添加剤� ��ろ過で除いた後、ろ液を濃縮することで粗� ��製のカテコールを結晶として得ることがで� ��る。粗精製のカテコールは蒸留や再結晶す� ��ことでより精製されたカテコールとして取� ��することができる。また加熱した状態の反� ��液を、ある程度まで溶媒濃縮を行なった後� ��却することでカテコールを結晶として析出� ��せ、ろ過により取得することができる。ま� ��、カテコールが溶けにくい溶媒を加えるこ� ��で結晶としてカテコールを析出させ、ろ過� ��より取得することもできる。さらに、反応� ��媒に適当な溶媒を加え、抽出することがで� ��る。抽出液は前記と同様に処理することで� ��より精製されたカテコールとして取得する� ��とができる。

 つづいて、本実施形態の効果について説� ��する。

 本実施形態によれば、2-デオキシ-scyllo-イ ノソースを水素還元条件下に加熱しながらワ ンポットで反応させることでカテコールを製 造することができる。これにより、再生可能 資源であるD-グルコースから腐食性の試薬を� ��用せず、安価にカテコールを製造すること� ��できる。したがって、工業的生産に適した� ��テコールの製造が実現可能となる。

 また、本実施形態によれば、再生可能資� ��であるグルコースから発酵により容易に得� ��れる2-デオキシ-scyllo-イノソースを水素還元 条件下加熱しながら反応させることにより、 (4S,5R,6S)-4,5,6-トリヒドロキシ-2-シクロヘキセ� ��-1-オンを経由して、カテコールを得ること� ��できる。したがって、ワンポットで水素添� ��による還元反応と脱水反応とを同時に行っ� ��容易にカテコールを製造することができる� ��

 上述のように非特許文献2において、2-デ� ��キシ-scyllo-イノソースを酢酸中でヨウ化水� �による還元的脱水反応を行うことにより、� �率59%でカテコールを得る方法が知られてい� �。しかし、この反応では2-デオキシ-scyllo-イ� ��ソースに対し2分子のヨウ化水素が必要とさ れる。すなわち、1分子のヨウ化水素がカル� �ニル基に付加し、ついでもう1分子のヨウ化� ��素と反応し、ヨウ素と水として脱離しなが� ��還元し、さらに脱水することでカテコール� ��生成すると考えられる。このため、高価で� ��食性の高いヨウ化水素酸を理想的な反応に� ��いても2当量使用しなければならないという 問題があった。

 一方、本実施形態の方法においては、理� ��的には基質と等モルの水素と、少量の触媒� ��必要とするのみである。また、(4S,5R,6S)-4,5,6 -トリヒドロキシ-2-シクロヘキセン-1-オンを� �由するため、マイルドな条件でカテコール� �合成することができる。したがって、腐食� �の試薬を使用せず、安価かつ容易にカテコ� �ルを製造することができ、工業的生産に適� �たカテコールの製造が実現可能となる。

 また、本実施形態の方法では、金属触媒� ��用いて水素還元反応を実施することができ� ��。したがって、原料コストが安価にすみ、� ��業的生産に有利である。また、多量の腐食� ��の試薬を使用しないため、環境にもやさし� ��。

 また、本実施形態の方法では、2-デオキ� �-scyllo-イノソースをワンポットで反応させる ことでカテコールを製造することができる。 したがって、各ステップの単離精製をする手 間を省き、工業的生産にさらに有利である。

 さらに、本実施形態の方法により、再生� ��能資源であるグルコースなどから容易に製� ��される2-デオキシ-scyllo-イノソースを原料と し、汎用化学品であるカテコールを製造する ことができる。それにより、化石原料の使用 削減、温暖化ガスの排出抑制、地球温暖化防 止に有用である。

(第3の実施形態)
 本実施形態は、2-デオキシ-scyllo-イノソース を加熱しながら脱水して(4S,5R,6S)-4,5,6-トリヒ� ��ロキシ-2-シクロヘキセン-1-オンとした後、� ��属触媒存在下、水素で還元して下記式(3)で� ��される(2S,3R,4S)-2,3,4-トリヒドロキシシクロ� �キサン-1-オンとしたのち、さらに加熱しな� �ら脱水することでカテコールを製造する方� �である。本実施形態の方法は、式(7)で示す� �応によりカテコールを製造する。

 第2の実施形態ではカテコールをワンポット で製造する方法を例示した。本実施形態では 、以下の3つの工程をそれぞれ行って、カテ� �ールを製造するものである。
(工程1)2-デオキシ-scyllo-イノソースから(4S,5R,6 S)-4,5,6-トリヒドロキシ-2-シクロヘキセン-1-オ ンを製造する工程、
(工程2)(4S,5R,6S)-4,5,6-トリヒドロキシ-2-シクロ� ��キセン-1-オンから(2S,3R,4S)-2,3,4-トリヒドロ� �シシクロヘキサン-1-オンを製造する工程。
(工程3)(2S,3R,4S)-2,3,4-トリヒドロキシシクロヘ� ��サン-1-オンからカテコールを製造する工程� ��

 <工程1>
 工程1は、2-デオキシ-scyllo-イノソースを脱� �して、(4S,5R,6S)-4,5,6-トリヒドロキシ-2-シクロ ヘキセン-1-オンを製造する工程である。

 2-デオキシ-scyllo-イノソースを脱水反応さ せて(4S,5R,6S)-4,5,6-トリヒドロキシ-2-シクロヘ� ��セン-1-オンを製造するにあたり、反応温度� ��関しては、30℃以上300℃以下とすることに� �り実施可能である。反応温度が低いと脱水� �応の反応速度が低下し、反応温度が高いと� �反応が進行する。したがって30℃以上300℃以 下で加熱させることにより、収率よく(4S,5R,6S )-4,5,6-トリヒドロキシ-2-シクロヘキセン-1-オ� ��を製造することができる。より好ましくは� ��100℃以上240℃以下の温度範囲とする。こう� ��ることにより、好適な反応速度で脱水反応� ��進行させることができ、より収率よく(4S,5R, 6S)-4,5,6-トリヒドロキシ-2-シクロヘキセン-1-� �ンを製造することができる。

 溶媒として、反応の進行を妨げないもの� ��あれば特に制限はないが、水、メタノール� ��エタノール、ブタノール等のアルコール系� ��媒、ヘキサン、トルエン、キシレン等の炭� ��水素系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル等の� ��ステル系溶媒、ジイソプロピルエーテル、� ��オキサン、エチレングリコールジメチルエ� ��テル、テトラヒドロフラン等のエーテル系� ��媒、クロロホルム、ジクロロメタン等のハ� ��ゲン系溶媒、アセトニトリル、ジメチルホ� ��ムアミド、ジメチルスルホキシド等を挙げ� ��ことができる。またこれら溶媒は単独で、� ��るいは2種以上の任意の比率での混合溶媒と して使用可能であるが、水を用いるのが好ま しい。

 反応時間は特に制限は無いが、数分から4 8時間、好ましくは15分から24時間の範囲であ� ��。こうすることにより、2-デオキシ-scyllo-イ ノソースを確実に脱水し、収率よく(4S,5R,6S)-4 ,5,6-トリヒドロキシ-2-シクロヘキセン-1-オン� ��製造することができる。

 加熱することで無触媒でも反応が可能で� ��るが、反応促進のため添加剤として酸、塩� ��やそれらの塩を用いることができる。

 用いられる酸としては、例えば塩化水素� ��臭化水素、硫酸、リン酸等の無機酸、ギ酸� ��酢酸、プロピオン酸、シュウ酸、クエン酸� ��乳酸、安息香酸、トリフルオロ酢酸、p-ト� �エンスルホン酸、メタンスルホン酸、ドデ� �ルベンゼンスルホン酸等の有機酸、ゼオラ� �ト、シリカゲル、アルミナ、活性白土、ナ� �ィオン(登録商標)、イオン交換樹脂等の固体 酸等が挙げられる。酸の添加量は、1~2000重量 %の範囲にすると好ましい。

 用いられる塩基としては、水酸化リチウ� ��、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭� ��ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナト� ��ウム等の無機塩基、トリエチルアミン、ピ� ��ジン、1,8-ジアザビシクロウンデセン等の有 機アミン塩基等を挙げることができる。

 ただし、非特許文献3にあるように、2-デ� ��キシ-scyllo-イノソースから2分子の水が脱水� ��ると1,2,4-トリヒドロキシベンゼンが生成す� ��。そのため、(4S,5R,6S)-4,5,6-トリヒドロキシ-2 -シクロヘキセン-1-オンを収率良く得るため� �は、反応温度と時間と触媒をコントロール� �る必要がある。より具体的には、高い温度� �反応させるときは、弱い触媒あるいは無触� �で短時間反応させ、低い温度であれば強い� �媒を用い長時間反応させることで、1,2,4-ト� �ヒドロキシベンゼンの生成を抑えることが� �きる。

 なお、触媒とは、上記の酸または塩基に� ��示される添加剤のことをいう。同一種類の� ��媒では、溶液中の濃度を高めることにより� ��強い触媒として反応させることができ、溶� ��中の濃度を低くすることにより、弱い触媒� ��して反応させることができる。また、異な� ��種類の触媒では、例えば水を溶媒としたと� ��溶液のpHが7から離れるほど強い触媒という� ��とができ、pH7に近いものほど弱い触媒とい� ��ことができる。このように、触媒を適宜変� ��させつつ、反応温度および時間をコントロ� ��ルすることにより、収率よく(4S,5R,6S)-4,5,6-� �リヒドロキシ-2-シクロヘキセン-1-オンを合� �することができる。

 なお、本発明で用いられる2-デオキシ-scyl lo-イノソースの入手方法は第2の実施形態で� �明したとおりである。

 反応終了後(4S,5R,6S)-4,5,6-トリヒドロキシ-2 -シクロヘキセン-1-オンは、反応液を濃縮す� �ことで粗生成物を得ることができる。必要� �応じ、pHを中性付近(pH6~8)に調整することが� �きる。また、不均一な添加剤を使用した場� �、反応液からろ過で除き、同様にろ液を濃� �することで粗精製物を得ることができる。� �らに、粗精製物は、再結晶やシリカゲルカ� �ムで精製し、より高純度の(4S,5R,6S)-4,5,6-トリ ヒドロキシ-2-シクロヘキセン-1-オンを取得す ることができる。

<工程2>
 工程2は、(4S,5R,6S)-4,5,6-トリヒドロキシ-2-シ� ��ロヘキセン-1-オンを金属触媒存在下水素で� ��元し、(2S,3R,4S)-2,3,4-トリヒドロキシシクロ� �キサン-1-オンを製造する工程である。

  ここでいう金属触媒としては、パラジ� �ム、ロジウム、ルテニウム、白金、イリジ� �ムなどの白金属金属、及び、ニッケル、コ� �ルトなどの鉄属金属から選択される金属、� �びに、銅などの金属を用いることができる� �これら金属は、単独で用いてもよいし、ま� �は活性炭、シリカゲル、アルミナ、グラフ� �イト、珪藻土、軽石、モンモリロナイト、� �オライトなどに担持させてもよい。具体的� �例としてパラジウム/活性炭、パラジウム/シ リカゲル、パラジウム/アルミナ、パラジウ� �/ゼオライト、ニッケル/アルミナ、銅/アル� �ナ、ルテニウム/活性炭、ロジウム/活性炭、 白金/活性炭、イリジウム/活性炭などが挙げ� ��れる。また、その担持量は、通常、担体に� ��して0.01~50重量%の範囲である。還元触媒の� �加量は、0.1~10重量%の範囲にすると好ましい� ��

 水素雰囲気下とは、大気圧から10MPaまで� �水素を含む気体で満たされた反応器の中で� �応させることであり、好ましくは大気圧か� �1MPaの間である。水素は単独あるいは窒素な� ��と混合して使用することもできる。

 溶媒として、反応の進行を妨げないもの� ��あれば特に制限はないが、水、メタノール� ��エタノール、ブタノール等のアルコール系� ��媒、ヘキサン、トルエン、キシレン等の炭� ��水素系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル等の� ��ステル系溶媒、ジイソプロピルエーテル、� ��オキサン、エチレングリコールジメチルエ� ��テル、テトラヒドロフラン等のエーテル系� ��媒、クロロホルム、ジクロロメタン等のハ� ��ゲン系溶媒、アセトニトリル、ジメチルホ� ��ムアミド、ジメチルスルホキシド等を挙げ� ��ことができる。またこれら溶媒は単独で、� ��るいは2種以上の任意の比率での混合溶媒と して使用可能であるが、メタノールを用いる ことにより脱水反応を抑制することができ(2S ,3R,4S)-2,3,4-トリヒドロキシシクロヘキサン-1-� ��ンを収率よく製造できるため好ましい。

 (4S,5R,6S)-4,5,6-トリヒドロキシ-2-シクロヘ� �セン-1-オンの仕込みの濃度は、とくに限定� �れないが、たとえば、1w/v%以上30w/v%以下とす ると好ましい。

 また、反応には反応を促進させるために� ��加剤を加えることができる。添加剤として� ��、塩基やそれらの塩を用いることができる� ��

 用いられる酸としては、例えば塩化水素� ��臭化水素、硫酸、リン酸等の無機酸、ギ酸� ��酢酸、プロピオン酸、シュウ酸、クエン酸� ��乳酸、安息香酸、トリフルオロ酢酸、p-ト� �エンスルホン酸、メタンスルホン酸、ドデ� �ルベンゼンスルホン酸等の有機酸、ゼオラ� �ト、シリカゲル、アルミナ、活性白土、ナ� �ィオン(登録商標)、イオン交換樹脂等の固体 酸等が挙げられる。酸の添加量は、1~2000重量 %の範囲にすると好ましい。

 用いられる塩基としては、水酸化リチウ� ��、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭� ��ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナト� ��ウム等の無機塩基、トリエチルアミン、ピ� ��ジン、1,8-ジアザビシクロウンデセン等の有 機アミン塩基等を挙げることができる。

 反応温度に関しては、室温(25℃)から300℃ まで実施可能であるが、好ましくは、60℃以� ��240℃以下の温度範囲とする。こうすること� ��より、好適な反応速度で還元反応を進行さ� ��ることができ、かつ、脱水反応の進行を抑� ��ことができる。したがって、より収率よく( 2S,3R,4S)-2,3,4-トリヒドロキシシクロヘキサン-1 -オンを製造することができる。

 反応時間は特に制限は無いが、数分から4 8時間、好ましくは10分から24時間の範囲であ� ��。こうすることにより、(4S,5R,6S)-4,5,6-トリ� �ドロキシ-2-シクロヘキセン-1-オンを確実に� �元させることができる。

 (2S,3R,4S)-2,3,4-トリヒドロキシシクロヘキ� �ン-1-オンは、還元触媒をろ過により除去し� �ろ液を濃縮することで得ることができる。� �要に応じ再結晶を行うことで、より純度の� �い(2S,3R,4S)-2,3,4-トリヒドロキシシクロヘキサ ン-1-オンを取得することができる。

<工程3>
 工程3は、(2S,3R,4S)-2,3,4-トリヒドロキシシク� ��ヘキサン-1-オンを加熱しながら脱水反応さ� ��ることでカテコールを製造する工程である� ��

 溶媒として、反応の進行を妨げないもの� ��あれば特に制限はないが、水、メタノール� ��エタノール、ブタノール等のアルコール系� ��媒、ヘキサン、トルエン、キシレン等の炭� ��水素系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル等の� ��ステル系溶媒、ジイソプロピルエーテル、� ��オキサン、エチレングリコールジメチルエ� ��テル、テトラヒドロフラン等のエーテル系� ��媒、クロロホルム、ジクロロメタン等のハ� ��ゲン系溶媒、アセトニトリル、ジメチルホ� ��ムアミド、ジメチルスルホキシド等を挙げ� ��ことができる。またこれら溶媒は単独で、� ��るいは2種以上の任意の比率での混合溶媒と して使用可能であるが、水を用いるのが好ま しい。

(2S,3R,4S)-2,3,4-トリヒドロキシシクロヘキサ� ��-1-オンの仕込みの濃度は、とくに限定され� ��いが、たとえば、1w/v%以上30w/v%以下とする� �好ましい。

 また、反応には反応を促進させるために� ��加剤を加えることができる。添加剤として� ��、塩基やそれらの塩を用いることができる� ��

 用いられる酸としては、例えば塩化水素� ��臭化水素、硫酸、リン酸等の無機酸、ギ酸� ��酢酸、プロピオン酸、シュウ酸、クエン酸� ��乳酸、安息香酸、トリフルオロ酢酸、p-ト� �エンスルホン酸、メタンスルホン酸、ドデ� �ルベンゼンスルホン酸等の有機酸、ゼオラ� �ト、シリカゲル、アルミナ、活性白土、ナ� �ィオン(登録商標)、イオン交換樹脂等の固体 酸等が挙げられる。酸の添加量は、1~2000重量 %の範囲にすると好ましい。

 用いられる塩基としては、水酸化リチウ� ��、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭� ��ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナト� ��ウム等の無機塩基、トリエチルアミン、ピ� ��ジン、1,8-ジアザビシクロウンデセン等の有 機アミン塩基等を挙げることができる。

 本実施形態において「加熱しながら」と� ��、気温以上に反応温度を上昇させることで� ��り、必要に応じて反応中に時間の経過とと� ��に温度を変化させることも包含する概念で� ��り、温度を変化させることにより、反応を� ��階的に進めることができる。30℃以上300℃� �下で加熱させることをいう。反応温度が低� �と反応速度が低下し、反応温度が高いと副� �応が進行する。したがって30℃以上300℃以下 で加熱させることにより、カテコールを製造 することができる。より好ましくは、60℃以� ��240℃以下の温度範囲とし、さらに好ましく� ��70℃以上200℃以下とする。こうすることに� �り、好適な反応速度で脱水反応を進行させ� �ことができ、より収率よくカテコールを製� �することができる。

 反応時間は特に制限は無いが、数分から4 8時間、好ましくは10分から24時間の範囲であ� ��。こうすることにより、(2S,3R,4S)-2,3,4-トリ� �ドロキシシクロヘキサン-1-オンを確実に脱� �させることができる。

 反応終了後カテコールを取得する方法と� ��て、反応液から還元触媒や不均一な添加剤� ��ろ過で除いた後、ろ液を濃縮することで粗� ��製のカテコールを結晶として得ることがで� ��る。粗精製のカテコールは蒸留や再結晶す� ��ことでより精製されたカテコールとして取� ��することができる。また加熱した状態の反� ��液を、ある程度まで溶媒濃縮を行なった後� ��却することでカテコールを結晶として析出� ��せ、ろ過により取得することができる。ま� ��、カテコールが溶けにくい溶媒を加えるこ� ��で結晶としてカテコールを析出させ、ろ過� ��より取得することもできる。さらに、反応� ��媒に適当な溶媒を加え、抽出することがで� ��る。抽出液は前記と同様に処理することで� ��より精製されたカテコールとして取得する� ��とができる。

 つづいて、本実施形態の効果について説� ��する。

 本実施形態によれば、2-デオキシ-scyllo-イ ノソースを脱水し、得られる(4S,5R,6S)-4,5,6-ト� ��ヒドロキシ-2-シクロヘキセン-1-オンを還元� ��(2S,3R,4S)-2,3,4-トリヒドロキシシクロヘキサ� �-1-オンとしたのち、脱水することでカテコ� �ルを製造することができる。これにより、� �ルコースなどの再生可能資源から汎用化学� �として有用なカテコールを容易に製造する� �とができる

 また、本実施形態の工程1の方法によれば 、2-デオキシ-scyllo-イノソースを加熱しなが� �脱水して、(4S,5R,6S)-4,5,6-トリヒドロキシ-2-シ クロヘキセン-1-オンを製造することができる 。これにより、汎用化学品として有用なカテ コール製造に重要な中間体である、(4S,5R,6S)-4 ,5,6-トリヒドロキシ-2-シクロヘキセン-1-オン� ��容易に製造することができる。

 より詳しく述べれば、2-デオキシ-scyllo-イ ノソースは、0.5Mリン酸水溶液中で加熱する� �とで2分子の水が脱水し、1,2,4-トリヒドロキ� ��ベンゼンになることが知られている(非特許 文献3)。しかし、2-デオキシ-scyllo-イノソース を反応温度、時間と触媒などをコントロール して反応させることで、1分子の水が脱水し(4 S,5R,6S)-4,5,6-トリヒドロキシ-2-シクロヘキセン -1-オンとすることができる。すなわち、高い 温度で反応させるときは、弱い触媒あるいは 無触媒で短時間反応させ、低い温度で反応さ せるときは、強い触媒を用い長時間反応させ ることで、1,2,4-トリヒドロキシベンゼンの生 成を抑えることができる。したがって、汎用 化学品として有用なカテコール製造に重要な 中間体である、(4S,5R,6S)-4,5,6-トリヒドロキシ- 2-シクロヘキセン-1-オンを容易に製造するこ� ��ができる。

 また、本実施形態の工程2の方法によれば 、(4S,5R,6S)-4,5,6-トリヒドロキシ-2-シクロヘキ� ��ン-1-オンを還元し、(2S,3R,4S)-2,3,4-トリヒド� �キシシクロヘキサン-1-オンを製造すること� �できる。これにより、汎用化学品として有� �なカテコール製造に重要な中間体である(2S,3 R,4S)-2,3,4-トリヒドロキシシクロヘキサン-1-オ ンを容易に製造することができる。

 従来、(4S,5R,6S)-4,5,6-トリヒドロキシ-2-シ� �ロヘキセン-1-オンとは、逆の立体を有する(4 R,5S,6R)-4,5,6-トリヒドロキシ-2-シクロヘキセン -1-オンは知られていた(非特許文献4など)。し かしながら、(4S,5R,6S)-4,5,6-トリヒドロキシ-2-� ��クロヘキセン-1-オンの合成方法は知られて� ��なかった。この物質はカテコールを製造す� ��目的において有用な中間体であり、その2重 結合が触媒存在下、水素で容易に還元され、 (2S,3R,4S)-2,3,4-トリヒドロキシシクロヘキサン- 1-オンとなること、さらに触媒存在下あるい� ��非存在下で脱水反応を行うことでカテコー� ��を得ることができる。したがって、(4S,5R,6S) -4,5,6-トリヒドロキシ-2-シクロヘキセン-1-オ� �を製造可能とすることにより、汎用化学品� �して有用なカテコールを容易に製造するこ� �が可能となる。

 さらに、本実施形態の工程3の方法によれ ば、(2S,3R,4S)-2,3,4-トリヒドロキシシクロヘキ� ��ン-1-オンを加熱しながら脱水反応させるこ� ��でカテコールを製造することができる。こ� ��により、グルコースなどの再生可能資源か� ��汎用化学品として有用なカテコールを製造� ��ることができる。

 以上、本発明の実施形態について述べた� ��、これらは本発明の例示であり、上記以外� ��様々な構成を採用することもできる。

 たとえば、第2の実施形態および第3の実� �形態では、出発物質として、2-デオキシ-scyll o-イノソースを用いてカテコールを製造する� ��法について説明した。しかしながら、2-デ� �キシ-scyllo-イノソースに代えて下記式(4)で表 される2,3,4,5-テトラヒドロキシ-シクロヘキサ ン-1-オンを適用することも可能である。