アスタチン化合物

アスタチン化合物は、アスタチン（At）元素を含む化合物です。この元素は放射性が強いため、研究されている化合物はほとんどありません。アスタチンはヨウ素よりも反応性が低く、ハロゲンの中で最も反応性が低いです。^[1]その化合物はナノスケールの量で合成され、放射性崩壊する前に可能な限り集中的に研究されています。関連する反応は、通常、より大量のヨウ素を混合したアスタチンの希薄溶液でテストされています。キャリアとして機能するヨウ素は、実験室技術（ろ過や沈殿など）が機能するのに十分な材料があることを保証します。^{[2] [3] [a]}ヨウ素と同様に、アスタチンは-1から+7までの奇数の酸化状態をとることが示されている。

アスタチンの化学的性質は、「アスタチン実験が行われた濃度が極めて低いこと、不純物、壁やフィルターとの反応、または放射能副産物、およびその他の望ましくないナノスケールの相互作用の可能性によって不明瞭である」。^[6]その明らかな化学的性質の多くは、非常に希薄なアスタチン溶液、^{[7] [8]典型的には10 −10} mol·L ⁻¹未満のトレーサー研究を使用して観察されている。^[9]アニオン形成などのいくつかの特性は、他のハロゲンと一致している。^{[10]アスタチンには、}陰極へのめっき、^[b]や塩酸中の金属硫化物との共沈など、金属特性もある。^[12]金属キレート剤であるEDTAと錯体を形成し、^[13]抗体の放射性標識で金属として機能することができる。いくつかの点で、+1状態のアスタチンは同じ状態の銀に似ている。しかし、アスタチンの有機化学のほとんどはヨウ素のものと類似している。^[14]アスタチンは水溶液中で安定した単原子陽イオンを形成できることが示唆されている。 ^{[12] [15]}

^{金属との化合物は、ナトリウム[16] 、} パラジウム、銀、タリウム、鉛のアスタチン化物の形で、ごくわずかしか報告されていない。 ^[17]アスタチンは、水銀^{[18] 、ロジウム、イリジウムともアスタチン}錯体を形成する。^[19]銀およびナトリウムのアスタチン化物、およびその他の仮説上のアルカリおよびアルカリ土類アスタチン化物のいくつかの特性は、他の金属ハロゲン化物からの外挿によって推定されている。^[20]セシウムアスタチン化物は、フッ化リチウムと同様に、水にほとんど溶けないと予測されている。^[21]

水素とアスタチン化合物（通常は水素アスタチドと呼ばれる）の形成は、アスタチン化学の先駆者たちによって注目された。^[22]前述のように、この化合物をアスタチン水素化物と呼ぶ根拠がある。これは容易に酸化され、希硝酸で酸性化するとAt ⁰またはAt ⁺形態が得られ、その後銀(I)を添加しても、せいぜい部分的にしかアスタチンが銀(I)アスタチド（AgAt）として沈殿しない。対照的にヨウ素は酸化されず、容易にヨウ化銀(I)として沈殿する。^{[10] [23]}

アスタチンはホウ素^[24]および窒素^[25]と結合することが知られている。At–B 結合を持つ様々なホウ素ケージ化合物が合成されており、これらは At–C 結合よりも安定している。[ ^26]ジピリジン-アスタチン(I) カチオン [At(C ₅ H ₅ N) ₂ ] ^{+ は}、過塩素酸^[25]（非配位アニオン^[27]）および硝酸[At(C ₅ H ₅ N) ₂ ]NO _3とイオン性化合物を形成する。^[25]このカチオンは、2 つの配位共有結合がアスタチン(I) 中心と各ピリジン環を窒素原子を介して別々に結び付けている配位錯体として存在する。^[25]

^{酸素の場合、水溶液中にAtO −}およびAtO ⁺の種が存在する証拠があり、これはアスタチンと元素臭素などの酸化剤との反応、または（後者の場合）過塩素酸溶液中の過硫酸ナトリウムとの反応によって形成される：^{[10] [28]後者の種はプロトン化されたアスタチン酸、} Hである可能性もある。
₂アト⁺
₂[ 29 ^{]これまで}AtOと考えられていた種⁻
₂その後、 AtO(OH)であることが決定された。⁻
₂^{、AtO +}の加水分解生成物（別の加水分解生成物はAtOOHである）。^[30]よく特徴付けられたAtO⁻
₃アニオンは、例えば、水酸化カリウム溶液中の次亜塩素酸カリウムによるアスタチンの酸化によって得ることができる。^{[31] [32]高温のNa} ₂ S ₂ O ₈溶液によるアスタチンの酸化に続いて、ランタントリアスタチン酸La(AtO ₃ ) ₃の調製が報告されている。^[33] AtO⁻
₃二フッ化キセノン（高温アルカリ溶液中）や過ヨウ素酸塩（中性またはアルカリ溶液中）などの方法では、過酸化水素酸イオンAtOが生成される。⁻
₄; これは中性またはアルカリ性溶液中でのみ安定である。^{[34]アスタチンは、}ヨウ素酸塩や二クロム酸塩などのオキシアニオンとの塩中で陽イオンを形成できるとも考えられている。これは、酸性溶液中では、アスタチンの一価または中間の正の状態が、ヨウ素酸銀(I)や二クロム酸タリウム(I)などの金属陽イオンの不溶性塩と共沈するという観察に基づいている。^{[31] [35]}

アスタチンは他のカルコゲンと結合する可能性があり、これにはS ₇ At ⁺およびAt(CSN)が含まれる。⁻
₂硫黄との配位セレノ尿素化合物、セレンとの配位セレノ尿素化合物、テルルとの配位アスタチン-テルルコロイドがある。^[36]

アスタチンは、蒸気状態でより軽い同族体であるヨウ素、臭素、塩素と反応することが知られています。これらの反応により、式AtI、AtBr、AtClの二原子ハロゲン間化合物が生成されます。 ^[4]最初の2つの化合物は水中でも生成される可能性があります。アスタチンはヨウ素/ヨウ化物溶液と反応してAtIを形成しますが、AtBrには（アスタチンとは別に）ヨウ素/ヨウ素一臭化物/臭化物溶液が必要です。ヨウ化物または臭化物が過剰になると、 AtBrにつながる可能性があります。⁻
₂およびAtI⁻
₂イオン^[4]または塩化物溶液中では、AtClのような種を生成する可能性がある。⁻
₂またはAtBrCl⁻
塩化物との平衡反応を介して。^[5]二クロム酸（硝酸溶液中）による元素の酸化により、塩化物を加えるとアスタチンがAtClまたはAtOClのいずれかの分子に変化することが示された。同様に、AtOCl⁻
₂またはAtCl⁻
₂生成される可能性がある。^[4]ポリハロゲン化物PdAtI ₂、CsAtI ₂、TlAtI ₂、^{[37] [38] [39]}およびPbAtI ^[40]は既知であるか、沈殿したと推定されている。プラズマイオン源質量分析計では、アスタチンを含むヘリウム充填セルに軽いハロゲン蒸気を導入することで、 [AtI] ⁺、[AtBr] ⁺、[AtCl] ⁺イオンが生成されており、プラズマイオン状態で安定した中性分子が存在することを裏付けている。^[4]アスタチンフッ化物はまだ発見されていない。それらが存在しないのは、最初に形成されたフッ化物がガラス容器の壁と反応して不揮発性生成物を形成するなど、そのような化合物の極端な反応性に起因すると推測されている。^[c]したがって、アスタチンフッ化物の合成は可能だと考えられるが、ラドンフッ化物の特性評価にすでに使用されているように、液体ハロゲンフッ化物溶媒が必要になる可能性がある。^{[4] [34]}

アスタチンの有機化学のほとんどはヨウ素と類似している。^{[14]アスタチンは}ベンゼンの水素原子を置換してアスタトベンゼン C ₆ H _{5 At を形成し、これは塩素によって C 6} H ₅ AtCl ₂に酸化される。この化合物を次亜塩素酸のアルカリ溶液で処理すると、C ₆ H ₅ AtO ₂が生成される。^[31]アスタチン標識ヨウ素試薬は、RAt、RAtCl ₂、R ₂ AtCl、および RAtO ₂（R = フェニルまたはp -トリル）の合成に使用されている。^[44]アルキルおよびアリールアスタチドは比較的安定しており、高温（120 °C）でラジオガスクロマトグラフィーにより分析されている。^{[45]脱水銀反応により、 211At}を含む芳香族アミノ酸、ステロイド、イミダゾールなどの化合物が良好な収率で生成されている。 ^[44]

• クグラー、香港。ケラー、C. (1985)。「At、アスタチン」、システム No. 8a。グメリン無機および有機金属化学ハンドブック。第 8 巻 (第 8 版)。Springer- Verlag。ISBN 978-3-540-93516-2。
• ラヴルキナ、アヴグスタ・コンスタンティノヴナ。ポズドニャコフ、アレクサンドル・アレクサンドロヴィチ（1970年）。テクネチウム、プロメチウム、アスタチン、フランシウムの分析化学。 R. コンドール訳。アナーバー – ハンフリー・サイエンス・パブリッシャーズ。ISBN 978-0-250-39923-9。
• Zuckerman, JJ; Hagen, AP (1989)。無機反応と方法、第3巻、ハロゲンへの結合の形成（パート1）。John Wiley & Sons。ISBN 978-0-471-18656-4。
• Zuckerman, JJ; Hagen, AP (1990)。無機反応と方法、第4巻、ハロゲンへの結合の形成（パート2）。John Wiley & Sons。ISBN 978-0-471-18657-1。