Molecular design for hybrid donor type ligands with oxygen and nitrogen for simultaneous ion recognition of actinides (III, IV, VI) from lanthanides (III)

アクチノイド(III, IV, VI)の同時イオン認識のための酸素,窒素ハイブリッド型配位子の分子設計

矢板 毅; 小林 徹 ; 塩飽 秀啓   ; 岡本 芳浩  ; 阿久津 和宏; 鈴木 伸一

Yaita, Tsuyoshi; Kobayashi, Toru; Shiwaku, Hideaki; Okamoto, Yoshihiro; Akutsu, Kazuhiro; Suzuki, Shinichi

2つのアザ芳香族ドナーとアミド酸素を持つハイブリッド型ドナー配位子であるフェナントロリンアミド(PTA)を設計,合成した。この化合物は、酸水溶液からアクチノイド(III, IV, VI)をランタノイド(III)から分離することが可能であるような、これまでにない性能を有している。一般に酸素は、静電結合によりすべてのランタノイド及びアクチノイドを、一方窒素は、選択的に5f電子と共有結合的相互作用することによりアクチノイドをそれぞれ認識することが知られている。それゆえPTAは両者の相互作用が効果的に合算した結果によって特異な認識を示したといえる。また分光滴定から求めた錯生成度定数は、酸素の存在が酸溶液でのイオンへの配位に効果的であるという結果も示している。本発表では、放射光XAS, XES及びRIXSなどの実験結果などから化学結合の特徴からイオン認識のメカニズムなども紹介する予定である。

Hybrid donor type ligand consistent of two aza-aromatic donors and an amide oxygen, N-alkyl-N-phenyl-1,10- phenanthroline-2-carboxamide (PTA) as ion recognition reagents for actinides, was successfully designed and synthesized. This compound presents a quite unique function never seen before, i.e., recognizes actinides (III, IV, VI) from lanthanides (III) in acidic solution. Generally, oxygen donor ligands show strong affinity to all actinides and lanthanides by electrostatic coupling, while nitrogen donor ligands recognize selectively trivalent actinides from lanthanides through covalent interaction. Therefore, this special property of the PTA is attributed to be an integrated compound by the two types of the ligands. In this presentation, mechanism for the recognition of trivalent actinides from lanthanides by syanchrotron based XAS, XES and RIXS will be also discussed.