Abstract
A series of new thorium nitrate complexes with crown ethers have been synthesized from the reaction of the hydrated thorium nitrate, with the appropriate crown ethers of different cavity sizes in various solvents such as methanol, ethanol, butanol, methylacetate, acetone, tetrahydrofuran and acetylacetone. CHN elemental analysis, ICPAS, thermal analysis and Karl-Fischer method have been used to characterize their compositions, and the spectroscopic methods of IR, UV, $^1H-NMR$, and X-ray diffraction have been employed to determine the structures and solvolysis phenomena of these complexes. and the electrical conductances were measured in DMSO, and water solvent. The solvolysis have been observed only in the complexes synthesized in acetylacetone solvent. In the solvated complexes of 15-crown-5 and 18-crown-6, the mole ratio of $Th^{4+}$: ligand : acetylacetone is found to be 1:1:1, but in the non-solvated complexes of 12-crown-4 and 15-crown-5, the mole ratios of Th:L are 1:2 and 2:3, respectively, and that in the complexes of both 18-crown-6 and dicyclohexano-18-crown-6 is 1:1. All complexes which were not solvated have shown $n{\to}{\sigma}^{\ast}$ electronic transitions of crown ether whereas complexes solvated have exhibited both $n{\to}{\sigma}^{\ast}$ of crown ether and $n{\to}{\pi}^{\ast}$ transitions of acac. The dissociation mole ratio of $Th^{4+}$ and nitrate ion is found to be 1:1 in aprotic solvent, and 1:4 in protic solvent like water.
여러 용매(methanol, ethanol, butanol, ethylether, methylacetate, acetone, THF 및 acetylacetone)중에서 아직 보고된 바 없는 공동을 달리한 crown ether들을 리간드로 한 토륨(IV) 고체 착물을 합성하였다. 이 고체 착물에 대한 배위 화학적인 정보를 얻기 위하여 원소분석(C.H.N) 및 ICPAS법에 의한 토륨분상, 열분석과 Karl-Fischer적정법에 의한 착물중의 결정수 분석에 의해서 고체 착물들의 조성을 결정하였다. 그리고 적외선, 자외선 분광분석, $^1H$-핵자기 공명 분석 및 X-선 회절분석법에 의하여 각 합성 착물들의 결합구조에 대한 정보들을 얻었고 각 합성 착물들에 대한 용매화 현상을 논의하였다. 그 결과 아세틸아세톤 용매하에서 합성된 착물들은 아세틸아세톤을 제외한 모든 실험 용매중에서 합성된 crown ether를 가지는 토륨(IV) 착물들은 용매화 반응이 일어나지 않았다. $Th^{4+}$금속이온에 대한 리간드 결합비는 고리의 크기에 주로 영향을 받으며 12-crown-4의 경우는 1:1([$Th^{4+}$]:[lig.]) 착물, 15-crown-5의 경우는 2:3 착물 및 18-crown-6와 dicyclohexano-18-crown-6의 경우는 1:1 착물이었다. 용매화가 일어나는 15-crown-5 와 18-crown-6 착물의 경우는 1:1:1([$Th^{4+}$]:[lig.]:$[CH_3COCH_2COCH_3]$)이었다. 용매화하지 않는 모든 착물들은 crown-ether의 n-${\sigma}^{\ast}$전자전이를, 그리고 용매화된 착물은 crown-ether n-${\sigma}^{\ast}$와 acac의 $n-{\pi}^{\ast}$전자전이를 동시에 나타냈다. 반양성자성 용매에서 모든 착물들은 1:1전해질로, 물에서는 1:4전해질로 각각 행동하는 9배위자 착물임을 알 수 있다.