過酸化ウラニルクラスターの有機官能基化による溶解性の向上

Organic Functionalization of Uranyl Peroxide Clusters to Impact Solubility.

• Mengyu Xu
• Peter Eckard
• Peter C Burns

抄録

ベンゼン-1,2-ジホスホン酸(Ppb)をウラニル過酸化物クラスター系に導入した結果、(UO)(O)(CHPO)(UPpb)、(UO)(O)(CHPO)(UPpb)、及び(UO)(O)(CHPO)(UPpb)の3つのPpb官能化ウラニル過酸化物クラスターが得られた。UPpbおよびUPpbのカリウム塩について溶解実験を行ったところ、UPpbは有機溶媒であるジメチルスルホキシド(DMSO)に溶解する能力を有することが明らかになった。UPpbとは異なり、UPpbのK塩はDMSOには溶解しなかったが、水には溶解した。本研究では、UPpbとUPpbはカリウム塩として形成され、どちらも以前に報告されたUのフラーレントポロジーを採用している。ここで報告されている新しいクラスターの場合のように、空間的な制約により、未官能化Uが12個のKカチオンを取り込むことは不可能である。UPpbの水中での変態は、時間の経過とともにUを生成することが観察されたが、これはおそらくUの生成に関連するKカチオンを取り込む能力のためであろう。

Benzene-1,2-diphosphonic acid (Ppb) was introduced into the uranyl peroxide cluster system, resulting in three Ppb-functionalized uranyl peroxide clusters, (UO)(O)(CHPO) (UPpb), (UO)(O)(CHPO) (UPpb), and (UO)(O)(CHPO) (UPpb). Dissolution experiments were performed for the potassium salts of UPpb and UPpb, which revealed the capacity of UPpb to dissolve in the organic solvent dimethyl sulfoxide (DMSO). Unlike UPpb, the K salt of UPpb did not dissolve in DMSO but was more soluble in water, perhaps due to the lower proportion of Ppb ligands in its structure. In this work, UPpb and UPpb formed as potassium salts and both adopt the fullerene topology of previously reported U. U contains 20 uranyl peroxide units and encapsulates 12 Na cations. It is not possible for unfunctionalized U to incorporate 12 K cations owing to space constraints, as is the case in the new clusters reported here. Transformation of UPpb in water over time to produce U was observed, possibly owing to its ability to incorporate K cations, which have been associated with the formation of U.