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MA/Ln separation with new ligand, hydrophobic derivatives of TPEN

新規配位子、TPEN疎水化誘導体によるMA/Ln分離

松村 達郎 ; 竹下 健二*; 森 敦紀*

Matsumura, Tatsuro; Takeshita, Kenji*; Mori, Atsunori*

分離変換技術における重要な開発課題であるMA/Ln分離のため、TPENの誘導体を利用した分離プロセスの開発を進めている。TPENは、Am(III)とEu(III)の分離に良好な特性を持つ6座の窒素ドナー配位子であるが、実プロセスへの応用には改良すべき特性が存在する。特に重要な点として、水への溶解度がある。TPENは、10$$^{-4}$$mol/l程度溶解し、これが濃度の高いAm(III)を含む廃液を処理しようとする場合に問題となる。われわれは、TPEN分子を分離性能を損なわずに疎水化することを試み、TPEN分子のピリジル基にアルキル基を結合させることによって開発に成功した。新たに合成した配位子TBPEN (N,N,N',N'-tetrakis((5-butoxypyridin-2-yl)-methyl)ethylenediamine)は、良好な分離特性を示し、分離係数SF$$_{rm Am/Eu}$$の最大値は、91であった。今後、この開発方針によってより有効な特性を持つ誘導体の開発を進める計画である。

We are developing a new MA/Ln separation process with derivatives of TPEN (N,N,N',N'-tetrakis(2-pyridylmethyl)ethylenediamine) for P&T technology. TPEN is a hexadentate ligand, which has good selectivity of Am(III) from Ln(III). However, there is a serious problem for the practical application. This is to the dissolution of a slight amount of TPEN (about 10$$^{-4}$$ mol/l) to water. High enrichment of Am(III) will be restricted by the dissolution of TPEN to water. In this study, the hydrophobicity of TPEN is improved by introducing alkyl groups and the selectivity of Am(III) and Eu(III) is examined. We succeeded to synthesize a new hydrophobic derivative of TPEN, TBPEN (N,N,N',N'-tetrakis((5-butoxypyridin-2-yl)-methyl)ethylenediamine. It showed good selectivity and the maximum separation factor, SF$$_{rm Am/Eu}$$, was 91 at pH 3.0. A hydrophobic derivative of TPEN that has potential of application to the MA/Ln separation process was synthesized successfully.

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