«Imidazolium and 2-Methylimidazolium Iodoacetatouranylates: Structure and Some Properties»

В написании статьи участвовали: Митина Д.С. (аспирант кафедры неорганической химии), Сережкина Л.Б. (д.х.н и профессор кафедры неорганической химии), Григорьев М.С. (д.х.н. и главный научный сотрудник Института физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук), Пушкин Д.В. (д.х.н., заведующий кафедрой неорганической химии, декан Химического факультета, член научного совета РАН), Сережкин В.Н. (д.х.н. и профессор кафедры неорганической химии)

DOI: 10.1134/S0036024424010175

Статья опубликована в журнале Russian Journal of Physical Chemistry A 2024 — Volume 98, No 1 (Российский журнал Физической химии А — квартиль журнала Q4) 

Авторы синтезировали новые йодоацетатные комплексы уранила с имидазолами, а также изучили их с помощью ИК-спектроскопии, термографии и рентгеновской дифрактометрии, благодаря чему выяснили особенности строения данных веществ и их свойства.

Про работу простыми словами:

«Имидазол обладает рядом полезных свойств: он плавится при низкой температуре, устойчив к радиации и высоким температурам, не боится воды и не горит. Поэтому его использование в новых технологиях для обработки ядерного топлива выглядит многообещающе.

В исследовании ученые изучили, как йодоацетат уранила взаимодействует с имидазолом и 2-метилимидазолом в растворе монойодоуксусной кислоты. Для этого они растворили оксид урана в этом растворе, затем добавили имидазол и медленно выпаривали воду. Через 3–5 дней образовались кристаллы первого соединения. Когда они заменили имидазол на 2-метилимидазол, получилось другое соединение с кристаллами второго типа. Затем провели анализ, чтобы выяснить структуру и свойства этих веществ.»

Будет интересно для химиков:

«Имидазол (C3H4N2) и его производные играют важную роль в биоорганической и координационной химии. Согласно имеющимся на данный момент кристаллографическим данным, имидазол и его алкильные производные чаще всего присутствуют в соединениях U(VI) в виде катионов имидазолия. В последние десятилетия было установлено, что диалкилзамещённые катионы имидазолия в сочетании с различными анионами, в том числе с комплексными анионами, содержащими U(VI), способны образовывать ионные жидкости. Благодаря набору специфических свойств (низкой температуре плавления (<100°C), высокой радиационной и термической стабильности, гидрофобности, низкой летучести, негорючести и т. д.), использование ИК-излучателей считается перспективным для усовершенствования существующих методов обработки, извлечения и разделения ядерного топлива.

Было изучено взаимодействие йодоацетата уранила с имидазолом и 2-метилимидазолом в присутствии монойодоуксусной кислоты. Оксид урана(VI) растворяли в водном растворе монойодоуксусной кислоты. Затем добавляли водный раствор имидазола и полученный раствор медленно выпаривали на воздухе. Через 3–5 дней образовались кристаллы I. Выход составил 62%. Замена имидазола на 2-метилимидазол привела к выделению кристаллов II. Выход составил 57%.

Далее проводили анализ, с помощью которого были установлены свойства и структура кристаллов. Параметры элементарной ячейки были уточнены для всех данных. Экспериментальные интенсивности отражений были скорректированы с учетом поглощения с помощью программы SADABS. Структуры были рассчитаны прямым методом и уточнены для всех атомов, кроме водорода. Атомы водорода были размещены в геометрически рассчитанных положениях.  Параметры эксперимента по дифракции рентгеновских лучей и характеристики основных длин связей и углов UO8-многогранников были приведены в таблицах. Координационные числа атомов в структурах были рассчитаны с помощью метода пересекающихся сфер.»