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| 名前 | |||
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| IUPAC名
塩化ガドリニウム(III)
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| その他の名前
三塩化ガドリニウム 塩化
ガドリニウム | |||
| 識別子 | |||
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3Dモデル（JSmol）
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| チェビ |
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| チェムBL |
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| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.030.338 | ||
パブケム CID
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| ユニ |
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CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |||
| 塩化ガドリニウム3 | |||
| モル質量 | 263.61 グラム/モル | ||
| 外観 | 白色結晶 吸湿性 | ||
| 密度 | 4.52グラム/ cm3 | ||
| 融点 | 609 °C (1,128 °F; 882 K) | ||
| 沸点 | 1,580 °C (2,880 °F; 1,850 K) | ||
| 94.65 g/100mL、25℃ [1] | |||
磁化率（χ）
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+27,930·10 −6 cm 3 /モル | ||
| 構造 | |||
| 六角形、hP8 | |||
| P6 3 /m、No.176 | |||
| 関連化合物 | |||
その他の陰イオン
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ガドリニウム(III) フッ化物 ガドリニウム(III) 臭化物 ガドリニウム(III) 酸化物 | ||
その他の陽イオン
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塩化ユーロピウム(III) 塩化 テルビウム(III) | ||
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
 確認する （何ですか ？）
 インフォボックス参照
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塩化ガドリニウム(III)は三塩化ガドリニウムとも呼ばれ、 GdCl 3です。無色で吸湿性があり、水溶性の固体です。六水和物GdCl 3 ∙6H 2 O がよく見られ、三塩化ガドリニウムと呼ばれることもあります。Gd 3+種は、少なくとも既知の元素では最大数の不対スピンを持つイオンであるため、特に注目されています。7 つの価電子と 7 つの利用可能な f 軌道があり、7 つの電子はすべて不対で、金属の周りに対称的に配置されています。高い磁性と高い対称性が組み合わさって、Gd 3+ はNMR 分光法や MRI の有用なコンポーネントになっています。
準備
GdCl 3は通常、「塩化アンモニウム」経路で製造され、最初に (NH 4 ) 2 [GdCl 5 ] を合成します。この物質は、一般的な出発物質から、反応温度 230 °C で酸化ガドリニウムから製造できます。[2]
- 10 NH 4 Cl + Gd 2 O 3 → 2 (NH 4 ) 2 [GdCl 5 ] + 6 NH 3 + 3 H 2 O
水和塩化ガドリニウムから：
- 4 NH 4 Cl + 2 GdCl 3 ∙6H 2 O → 2 (NH 4 ) 2 [GdCl 5 ] + 12 H 2 O
ガドリニウム金属から:
- 10 NH 4 Cl + 2 Gd → 2 (NH 4 ) 2 [GdCl 5 ] + 6 NH 3 + 3 H 2
2番目のステップでは、五塩化物が300℃で分解されます。
- (NH 4 ) 2 [GdCl 5 ] → GdCl 3 + 2 NH 4 Cl
この熱分解反応はNH 4 [Gd 2 Cl 7 ]を介して進行します。
塩化アンモニウム法は他の方法よりも一般的で安価です。しかし、GdCl 3は固体GdをHClの流れる流れの中で600℃で反応させることによっても合成できます。[3]
- Gd + 3 HCl → GdCl 3 + 3/2 H 2
塩化ガドリニウム(III)は六水和物GdCl 3 ∙6H 2 Oも形成します。六水和物は、濃HCl中のガドリニウム(III)酸化物（または塩化物）を蒸発させることによって調製されます。 [4]
構造
GdCl 3 は、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Euなどの他の4f三塩化物と同様に、六方晶のUCl 3構造で結晶化する。[5] YCl 3モチーフで結晶化するものは、DyCl 3、HoCl 3、ErCl 3、TmCl 3、YdCl 3、LuCl 3、YCl 3である。UCl 3モチーフは、三頂三方柱状配位球を持つ9配位金属を特徴とする。塩化ガドリニウム(III)の六水和物やその他のより小さな4f三塩化物や三臭化物では、6つのH 2 O分子と2つのCl −イオンが陽イオンに配位し、8つの配位群を形成する。
特性、MRIへの応用
ガドリニウム塩は、磁気共鳴画像法（ MRI ）における緩和剤として最も注目されている。この技術は、Gd 3+の電子配置が f 7であるという事実を利用している。7は原子が取り得る最大の不対電子スピン数であるため、Gd 3+は高度常磁性錯体の設計において重要な要素である。[6] 緩和剤を生成するために、 GdCl 3 ∙6H 2 OなどのGd 3+源は配位錯体に変換される。GdCl 3 ∙6H 2 Oは、体内の中性付近のpHでの水への溶解度が低いため、MRI造影剤として使用できない。 [7] 「遊離」ガドリニウム（III）、例えば[GdCl 2 (H 2 O) 6 ] +は有毒であるため、生物医学的用途にはキレート剤が不可欠である。単純な単座配位子や二座配位子では、溶液中で Gd 3+に結合したままではいられないため、十分ではありません。したがって、より高い配位数を持つ配位子が必要です。明らかな候補はEDTA 4−、エチレンジアミンテトラアセテートで、これは遷移金属と錯体を形成するためによく使用される六座配位子です。しかし、ランタノイドでは配位数が 6 を超えるため、さらに大きなアミノカルボキシレートが使用されます。
代表的なキレート剤の 1 つに、ジエチレントリアミン五酢酸(H 5 DTPA) があります。 [8] このリガンドの共役塩基へのキレート化により、体内の中性 pH でのGd 3+の溶解度が増加し、MRI造影剤に必要な常磁性効果が得られます。DTPA 5−リガンドは、カルボキシレートの 5 つの酸素原子とアミンの 3 つの窒素原子を介して Gd に結合します。9 番目の結合部位が残り、水分子が占めています。この水リガンドがバルク水と急速に交換されることが、キレートの信号増強特性の主な理由です。[Gd(DTPA)(H 2 O)] 2−の構造は、歪んだ三頭三角柱です。
Gd-DTPA の形成の反応は次のとおりです。
参考文献
- ^ Saeger, Victor William; Spedding, FH (1960年11月). 水溶液中の希土類塩化物の物理的性質。エイムズ研究所技術報告書46. p. 38 . 2020年10月19日閲覧。
- ^ マイヤー、G. (1989)。塩化アンモニウムによる無水希土類塩化物の合成 - YCl 3の例。無機合成。第 25 巻。pp. 146–150。doi : 10.1002 / 9780470132562.ch35。ISBN 978-0-470-13256-2。
- ^ コーベット、ジョン・D. (1983)。「希土類元素、イットリウム、スカンジウムの三塩化物」。無機合成。無機合成。第22巻。pp.39-42。doi :10.1002/ 9780470132531.ch8。ISBN 978-0-470-13253-1。
- ^ Quill, LL; Clink, George L. (1967). 「2,2-ジメトキシプロパンを用いたランタニド塩化物メタノラートの調製」.無機化学. 6 (7): 1433–1435. doi :10.1021/ic50053a032.
- ^ Wells, AF (1984).構造無機化学. オックスフォード: クラレンドン・プレス.
- ^ Raduchel, B.; Weinmann , H.; Muhler, A. (1996). 「ガドリニウムキレート：化学、安全性、および挙動」。核磁気共鳴百科事典。4 ：2166–2172。
- ^ Spencer, AJ; Wilson, SA; Batchelor, J.; Reid, A.; Pees, J.; Harpur, E. (1997). 「ラットにおける塩化ガドリニウムの毒性」.毒性病理学. 25 (3): 245–255. doi :10.1177/019262339702500301. ISSN 0192-6233. PMID 9210255. S2CID 19838648.
- ^ Aime, S.; Botta, Mauro; Dastru, Walter; Fasano, Mauro; Panero, Maurizio; Arnelli, Aldo (1993). 「新規 DPTA 類似ガドリニウム (III) 錯体の合成と特性評価: 水プロトン NMR 緩和測定による糖化タンパク質の測定に使用できる潜在的試薬」無機化学32 (10): 2068–2071. doi :10.1021/ic00062a031.
- 「ガドリニウム」。磁気共鳴 TIP-MRI データベース。2006年2 月 22 日閲覧。
- 「ガドリニウム」。Webelements 。 2006年2月22日閲覧。