構造-機能変換能を有する化合物合成の研究-f元素抽出に適した構造の改良-2-

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小夫家 芳明*

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軽水炉核燃料の再処理に伴って生ずる高レベル廃液中に存在する多数の金属イオンの抽出、分離技術を開発することを目標として、構造-機能変換能を有する新規ホスト化合物を合成し、金属イオンの捕捉特性を評価した。本年度はf元素の抽出に適した構造への改造を目指して、アニオン電荷を有するアート錯体から成る新規遷移金属イオン組織化ホストを調整し、捕捉能を検討した。オリゴエーテル鎖の両末端にサリチル酸エステルを加水分解して得られる酸をアルカリ存在下にウラニルイオンを用いて組織化した。本反応は特徴あるテンプレート反応であることを明らかにし、生成した疑クラウン環にフィットするストロンチウムは定量的に組織化ホストを与えた。その他のイオン(Ca、Ba、Na、Kなど)は過剰の金属塩を共存させることにより、それぞれの金属イオンをクラウン環内に取り込んだ錯体を合成した。単離したストロンチウム錯体なとを用いてNMR滴定法により金属イオン間の選択性を求めたところ、本ホスト錯体はアルカリ金属イオンも強く捕捉できるが、アルカリ土類金属イオンを特に選択的に捕捉し、その間では空孔径にフィットするストロンチウムを最も選択的に捕捉することを見いだした。またこの錯体の擬クラウン環は第2のウラニルイオン、あるいは3価金属であるランタンの強力な取り込み場として機能することも明らかとなった。更に本ホストの金属イオンに対する捕捉力は、Srに対しクリプタンドの50倍、Caに対してはクイーン2と同程度であることをこれら既存のホストとの競争取り込み実験により明らかにし、強力な金属イオン捕捉ホストであることを実証した。

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