ИСТИНА

Цель проекта заключается в разработке синтетических подходов к фторорганическим соединениям фенантролина, способным к эффективному экстракционному разделению f-элементов для возможности дальнейшей переработки отработавшего ядерного топлива. При этом важным требованием к создаваемым экстрагентам является их высокая устойчивость к радиолизу. В рамках выполнения проекта планируется синтезировать широкий ряд фенантролиндиамидов, содержащих атомы фтора в фенантролиновом ядре и/или в амидной функции. Для наиболее эффективных и устойчивых к радиолизу экстрагентов будет проведено расширенное экстракционное тестирование, на основании которого будут выбраны фторсодержащие фенантролины для возможного применения в реальных процессах атомной энергетики. Научная новизна определяется практически полным отсутствием в мировой литературе примеров фторсодержащих фенантролиндиамидов, а также отсутствием данных о возможности использования таких соединений в жидкостно-жидкостной экстракции для разделения f-элементов.

The aim of the project is to develop synthetic approaches to organofluorine compounds of phenanthroline capable of efficient extraction separation of f-elements for the possibility of further processing of spent nuclear fuel. At the same time, an important requirement for the created extractants is their high resistance to radiolysis. In the framework of the project implementation it is planned to synthesize a wide range of phenanthrolinate containing fluorine atoms in the phenanthroline core and/or amide functions. For the most effective and radiolysis-resistant extractants, an extended extraction test will be conducted, on the basis of which fluorine-containing phenanthrolines will be selected for possible use in real nuclear power processes.The scientific novelty is determined by the almost complete absence in the world literature of examples of fluorinated phenanthrolinediamides, as well as the lack of data on the possibility of using such compounds in liquid - liquid extraction for the separation of f-elements.

В рамках выполнения данного проекта ожидаются следующие научные результаты 1) Будут разработаны методы эффективного введения фтора в 1,10-фенантролин-2,9-диамиды, в частности, замещение атомов хлора в на атомы фтора в положениях 4 и 7 фенантролинового ядра. 2) Будут разработаны способы получения макроциклических фторсодержащих диамидов 1,10-фенантролин-2,9-дикарбоновой кислоты. 3) Для 4,7-дифтор-1,10-фенантролин-2,9-дикарбоновой кислоты будет реализована многокомпонентная реакция Уги, открывающая возможность в одну стадию получать полидентатные лиганды с широким варьированием структуры и заместителей. 4) Будет проведён ряд экспериментов по жидкостно-жидкостной экстракции с целью выявления наиболее интересных фторсодержащих диамидов с точки зрения эффективности экстракции и селективности разделения f-элементов, исследована координационная химия наиболее перспективных фторсодержащих производных 1,10-фенантролина и проведены эксперименты по их радиолитической стабильности. 5) По результатам выполнения проекта будет опубликовано не менее 2 статей в высокорейтинговых химических журналах.

Ранее нами был тщательно исследован и оптимизирован синтез амидов 4,7-дихлорфенантролиндикарбоновой кислоты. В качестве исходного соедиения используется доступный орто-фенилендиамин I, а выходы на каждой стадии как правило превышают 80-90%. В данном проекте планируется исследовать нуклеофильное замещение на примере ключевого производного фенантролина III. Нами уже проведены предварительные эксперименты, которые показали возможность превращения III в дифторпроизводное IV. Затем, используя стандартные методы (например, окисление с диоксидом селена и азотной кислотой) мы планируем получить дифторзамещенную кислоту V. По аналогии с проведённым ранее исследованием [P. S. Lemport, P. I. Matveev, A. V. Yatsenko, M. V. Evsiunina, V. S. Petrov, B. N. Tarasevich, V. A. Roznyatovsky, P. V. Dorovatovskii, V. N. Khrustalev, S. S. Zhokhov, V. P. Solov'ev, L. A. Aslanov, V. G. Petrov, S. N. Kalmykov, V. G. Nenajdenko, Y. A. Ustyniuk. RSC Adv., 2020, 10, pp. 26022–26033] мы планируем синтезировать широкий круг фенантролиндиамидов, содержащих атомы фтора в положениях 4 и 7 фенантролинового ядра, а также распространить данный подход для получения макроциклических фенантролинсодержащих производных.