Molecular and crystal structures of uranyl nitrate complexes with -alkylated 2-pyrrolidone derivatives; Design and optimization of promising precipitant for uranyl ion

アルキル-2-ピロリドン誘導体の硝酸ウラニル錯体の分子構造と結晶構造; ウラニルイオン沈殿剤の設計と最適化

鷹尾 康一朗*; 野田 恭子*; 森田 泰治  ; 西村 建二*; 池田 泰久*

Takao, Koichiro*; Noda, Kyoko*; Morita, Yasuji; Nishimura, Kenji*; Ikeda, Yasuhisa*

アルキル-2-ピロリドン誘導体の硝酸ウラニル錯体の分子構造と結晶構造を単結晶X線回折,赤外及びラマン吸収スペクトル分析により探求した。錯体の分子構造解析ではいずれのピロリドン誘導体においても、ウラニルイオンのエカトリアル面にピロリドン2分子と硝酸イオン2個がそれぞれトランス位に配位していることが判明した。n-プロピルピロリドン及びイソプロピルピロリドンのウラニル錯体の結晶構造解析から、これらの化合物の結晶格子にはボイドが存在することが示唆された。結晶の効率的パッキングについて検討を行い、イソブチルピロリドンは、そのアルキル基によってボイドを埋め、効率的結晶パッキングの要求を満足させることがわかった。

Molecular and crystal structures of UO(NO)(NRP) (NRP = N-alkylated 2-pyrrolidone derivative) have been investigated by using single crystal X-ray analysis, IR and Raman spectroscopies. All UO(NO)(NRP) complexes have typical structural properties of UO(NO)(L) (L = unidentate ligand), i.e., hexagonal-bipyramidal geometry, two NRP and two NO located in trans positions in an equatorial plane of the uranyl ion. Observation of the crystals of the uranyl nitrate complexes with N-n-propyl-2-pyrrolidone and N-iso-propyl-2-pyrrolidone indicate the presence of significant voids in the crystal lattices of these compounds. From this result, an approach for construction of efficient packing of UO(NO)(NRP) was proposed. Consequently, it was found that N-iso-butyl-2-pyrrolidone completely satisfies with the requirement for the efficient packing by filling the voids with the alkyl chain.