2011 Fiscal Year Annual Research Report
分子鋳型を用いた錯形成のエナンチオ選択性制御と隣合うランタノイドの相互分離法開発
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22760655
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
小林 徹 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 任期付研究員 (40552302)
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| Keywords | ランタノイド / 相互分離 / イオン認識 / エナンチオマー |
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| Research Abstract |
N-alkyl-N-phenyl-1,10-phenanthroline-2-carboxamide(PTA)はランタノイドとの錯形成において、ある元素を境目に擬似鏡像体を形成し結晶化する。本研究は、分子鋳型を用いた擬似鏡像体の分離方法や鏡像体形成の境界の制御方法を確立することにより、特定ランタノイドを高選択的に分離するための革新的技術開発を行うことを目的としている。平成22年度の研究では、Nd-Eu間で擬似鏡像体を生成するMePhPTAを用い、分子鋳型として光学活性単座配位アミン配位子を添加することで、Euを高選択的に沈殿させることに成功した。そこで本年度は、X線結晶構造解析や放射光XAFSなどの手法を用いてPTA錯体の構造等を詳細に明らかにし、選択性発現のメカニズムやその制御方法の検討を行った。その結果、リジッドな構造を持つPTAのPhen部位の僅かな構造変化により錯形成に最適なイオンサイズが決まることや、Phen部位のN-N原子間距離を変えることで、サイズ認識特性を制御できることが明らかとなった。また、PTAのアミド窒素上の置換基を変えることでN-N原子間距離を制御できることも明らかとなり、実際に置換基としてフェニル基を有するMePhPTAではNd～Smを認識するのに対し、新たに合成したトリル基を含むMeTolPTAではPr～Ndを認識することも明らかとなっている。さらにこれらのPTA誘導体を用いて分子鋳型を用いたランタノイドの分離実験を行った結果、MePhPTAはNd/Smを選択的に分離できるのに対し、MeTolPTAではPr/Ndを選択的に分離できることも分かった。これらの結果より、PTAの置換基を変えることでサイズ認識特性やランタノイド分離特性を制御できることが明らかとなり、高効率に単一のランタノイド元素を分離・回収できる分離技術確立への道筋が示された。
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