新規フルオラスリン酸エステル抽出剤を用いたランタノイドの抽出

Extraction of trivalent lanthanoids by a fluorous phosphate extractant

菊池 圭; 上田 祐生   ; 杉田 剛   ; 長縄 弘親  

Kikuchi, Kei; Ueda, Yuki; Sugita, Tsuyoshi; Naganawa, Hirochika

フルオラス溶媒とは、主にフルオロカーボンから構成される溶媒であり、高い熱安定性および低粘度などの性質を持つ。加えて、水溶解度が殆ど無いため溶媒抽出において、有機溶媒に比べて再利用性が高いことが期待される。しかしながら、これまでに開発されたフルオラス抽出剤は、フッ素原子による電子求引が配位部位の反応性を低下させてしまうという欠点があった。本研究では、新規フルオラス抽出剤を開発しランタノイドの抽出を行った。新規フルオラス抽出剤は、フッ素原子と配位部位の間にスペーサーとしてプロピル基を導入することで、高い抽出能力を持つことが期待された。本研究で合成した新規フルオラス抽出剤は、低酸濃度条件において、高いランタノイド抽出能力を示した。さらに、平衡論解析および水と硝酸の抽出量の測定を行うことで、詳細な抽出機構を検討した。

Fluorous solvents, such as perfluorinated alkanes, ethers, and tertiary amines have excellent chemical properties, including low toxicity, low viscosity, nonflammability, chemical stability, and immiscibility with both water and organic solutions. However, there are few reports on metal ion extraction in fluorous biphasic systems, because hardly any extractants that have a high affinity for fluorous solvents and the introduction of fluorous groups can reduce the extraction performance. In this study, a fluorous extractant with a sufficiently long spacer between the coordinating group and fluoroalkyl chain can maintain the original coordinating ability, which is comparable with a conventional organic extractant, and have an affinity for the fluorous solvent. We investigated the extraction performance and mechanism of TFP extraction of Zr(IV) from HNO solutions into perfluorohexane and compared them with the conventional organic extraction system using TBP in n-octane.