Structure and complexation studies on 2,2'-bipyridyl and trivalent lanthanides

2,2'-ビピリジルと3価ランタノイドの構造と錯体形成

中瀬 正彦*; 竹下 健二*; 小林 徹 ; 塩飽 秀啓   ; 矢板 毅

Nakase, Masahiko*; Takeshita, Kenji*; Kobayashi, Toru; Shiwaku, Hideaki; Yaita, Tsuyoshi

3価ランタノイドや3価アクチノイドの分離は高レベル廃液処理における重要な課題である。本研究では、2,2'-ビピリジルとランタノイドの錯体の構造と配位能力の関係をX線回折法やUV滴定法により検討した。その結果、NdからErへとイオン半径が減少するのに伴い、2,2'-ビピリジルの窒素とランタノイド間の結合距離やN-Ln-Nの結合角は減少し、2,2'-ビピリジルのピリジル基間の2面角が大きくなること、また、錯形成定数は増大することが分かった。このような構造と錯形成能力との関係に関する情報は、より高効率なランタノイドやアクチノイド分離剤を設計するうえで重要である。

Separation of trivalent lanthanides (Ln) and trivalent actinides (An) is important task in reprocessing high-level liquid waste. In this study, the relationship between structures of complexes of 2,2'-bipyridyl (Bpy) and Ln and coordination strengths were investigated by X-ray diffraction and UV titration. With the decrease in ionic radius from Nd to Er, the N(Bpy)-Ln distance and N(Bpy)-Ln-N(Bpy) angle decreased, the dihedral angle of the Bpy pyridines increased, and the stability constant increased. This information about structure and coordination strength is important for designing better ligands for separating Ln and An ions.