Lanthanide extraction using a thiodiglycolamic acid extractant; Effect of S-donor on lanthanide separation

チオジグリコールアミド酸を用いたランタノイド抽出; ランタノイド分離における硫黄ドナーの影響

下条 晃司郎   ; 藤原 伊織*; 大島 達也*; 横山 啓一  ; 矢板 毅

Shimojo, Kojiro; Fujiwara, Iori*; Oshima, Tatsuya*; Yokoyama, Keiichi; Yaita, Tsuyoshi

ジオクチルチオジグリコールアミド酸(DOTDGAA)はチオエーテル鎖によってアミド基とカルボキシ基を結合した硫黄ドナー配位子である。このDOTDGAAを新規に合成し、ランタノイドの溶媒抽出を行った。DOTDGAAのランタノイドに対する抽出能および選択性について、類似化合物である酸素ドナー配位子ジオクチルジグリコールアミド酸(DODGAA)と比較し、ランタノイド分離におけるソフト・ハードドナーの影響について調査した。その結果DOTDGAAは全てのランタノイドを定量的に抽出し、特に軽ランタノイド、中ランタノイドに対して選択性を示した。一方、DODGAAは重ランタノイドに対して選択性を示した、スロープ解析の結果から、DOTDGAAはプロトン交換反応によりランタノイドを抽出し、1:3錯体を形成していることを証明した。また、抽出されたランタノイドは酸性溶液によって簡便に逆抽出できることが明らかとなった。

Liquid-liquid extraction of lanthanide (Ln) ions was investigated using -dioctylthiodiglycolamic acid (DOTDGAA), which is a sulfur donor ligand with an amide group and a carboxyl group connected by a thioether chain. The extraction performance and selectivity of DOTDGAA for Ln ions were compared with those of -dioctyldiglycolamic acid (DODGAA), which is also an oxygen donor ligand with a similar chemical structure, to assess the effect of the soft/hard donor atom on Ln separation. DOTDGAA quantitatively extracted all Ln ions while being selective toward light and middle Ln ions, in contrast to the selectivity of DODGAA for heavier Ln ions. Slope analysis demonstrated that the Ln transfer using DOTDGAA proceeded through a proton-exchange reaction, forming a 1:3 complex, Ln(DOTDGAA). The back-extraction of Ln ions from the extracting phase was successfully achieved under acidic conditions.