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Extraction of actinides by multidentate diamides and their evaluation with computational molecular modeling

多座配位ジアミド化合物によるアクチノイドの抽出及び計算化学による分子モデル評価

佐々木 祐二; 北辻 章浩; 平田 勝; 木村 貴海; 吉塚 和治*

Sasaki, Yuji; Kitatsuji, Yoshihiro; Hirata, Masaru; Kimura, Takaumi; Yoshizuka, Kazuharu*

多座配位ジアミド化合物を合成し、アクチノイド抽出についての性能を評価した。その結果、ジグリコールアミド化合物,メチルイミノジオクチルアセトアミド,マロンアミド誘導体などが高いPu分配比を示した。また、側鎖の異なるDGA化合物を用いての抽出の結果から、(1)短いアルキル基を持つDGA化合物は長いものに比べて高い分配比を示すこと、(2)長いアルキル基を持つDGA化合物はドデカンのような無極性溶媒に溶解しやすいことなどを明らかにした。計算化学による分子モデル計算はそれら抽出能力の差について、特に酸素の電荷密度や立体構造について依存性があることを明らかにした。

The multidentate diamides are synthesized and examined for the actinide (An) extractions, bi- and tridentate extractants are focused in this work. The extraction of actinide was performed from 0.1-6M HNO$$_{3}$$ to organic solvents. It was obvious that tetraalkyl-diglycolamide (DGA) derivatives, (methylimino)bis(N,N-dioctylacetamide) (MIDOA) and dimethyl-dioctyl-2-(3-oxapentadecane)-malonamide (DMDOOPDMA) have relatively high D values (D(Pu): more than 70). The following notable results using DGA extractants are obtained, (1) DGA with short alkyl chain give higher D values than those with long alkyl chain, (2) DGA with long alkyl chain have high solubility in n-dodecane. The molecular modeling with computational chemistry was also used to elucidate the effects of structural and electronic properties of the reagents on their different extractabilities.

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