核能放射化學實驗室成功合成首個錒系元素金屬聚輪烷
英國皇家化學會著名化學期刊Chemical Communications日前在線發(fā)表了多學科中心核能化學實驗室在錒系超分子構建方面的重要成果(Lei Mei, Zhi-fang Chai* and Wei-qun Shi*, et al, Chem. Comm. 2014, DOI: 10.1039/C4CC00690A)。這篇論文報道了首個錒系元素金屬聚輪烷的合成與表征過程,研究成果受到了審稿人的高度評價。
金屬聚輪烷是一類以主客體超分子為配體,金屬離子為連接節(jié)點的配位聚合物,在分子識別與器件方面具有廣闊的應用前景,是近年來超分子化學的研究熱點。目前金屬聚輪烷的研究主要集中在過渡金屬和稀土元素,而基于錒系元素的金屬聚輪烷還未見報道。由于錒系元素配位行為的復雜性,加之放射性操作困難,國外實驗室曾嘗試合成過此類錒系超分子,但均沒有成功。在國家自然科學基金和中科院核能先導專項的支持下,多學科中心核能化學實驗室自2011年起致力于錒系功能復合物的制備及相關性質(zhì)研究。此次通過配體的巧妙選擇,首次得到了鈾酰金屬聚輪烷。該化合物具有典型的鈾酰離子七配位結構,與普通鈾酰配合物不同的是,這一結構里鈾酰周圍的羧基配位基團呈現(xiàn)η1和η2兩種配位方式,導致鈾酰配位的五角雙錐結構的扭曲變形,形成了一類獨特的‘dragon-like’拓撲結構。這個結構對于理解錒系元素的超分子成鍵特性具有重要意義,有望為核廢料處理與處置提供一個新的思路和方法。
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