肼衍生物与Pu(IV)的氧化还原反应定量构效关系研究
2016-09-09肖松涛刘协春李辉波中国原子能科学研究院北京102413
肖松涛 杨 贺 兰 天 刘协春 李 丽 李辉波 王 妍(中国原子能科学研究院 北京 102413)
肼衍生物与Pu(IV)的氧化还原反应定量构效关系研究
肖松涛 杨 贺 兰 天 刘协春 李 丽 李辉波 王 妍
(中国原子能科学研究院 北京 102413)
钚是最重要的放射性核素之一,Pu(IV)与有机还原的的氧化还原反应一直是核燃料后处理研究的重点之一。通过肼衍生物结构与Pu(IV)还原速率之间构效关系的研究,获得其关键影响因素,为镎钚分离提供关键数据及研究方向指引。采用密度泛函B3LYP方法和6-311+(3d,3p)基组对11种肼衍生物进行了几何优化和能量计算,获得了其最稳定构型。并利用HyperChem软件包计算优化后的分子的疏水性参数等结构描述符。运用数学统计软件SPSS对相应的物理化学参数进行相关性分析及逐步回归分析,最终得到具有良好相关性的构效关系(Quantitative structure-activity relationships, QSAR)方程。方程表明,疏水性参数是影响肼衍生物对Pu(IV)还原速率的主要因素,且与Pu(IV)还原速率呈负相关。
肼及其衍生物,Pu(IV),还原速率,构效关系
肼及其衍生物是一种用途广泛的化工产品,其在航天、医药、农业、工业以及核能方面都有应用。肼由于其结构的特殊性,可以和亚硝酸、Tc(VII)及Np(VI)反应,故在核燃料后处理中,肼及其衍生物作为无盐的还原剂被普遍采用[1-2]。
肼被广泛用于U(IV)和羟胺作还原反萃剂时的支持还原剂,但肼与NO2-反应会生成叠氮酸(HN3),毒性极大,且积累到一定浓度后,撞击时会发生爆炸,使得肼在流程中的应用受到了极大的限制[3]。张先业等[4]提出以单甲基肼取代肼作为新型支持还原剂,不仅能快速清除亚硝酸,而且避免产生易爆炸的叠氮酸,比肼具有更好的适用性。……
