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有機ウラン化学は、炭素とウランの化学結合を含む有機金属化合物である有機ウラン化合物の性質、構造、反応性を研究する科学である。[ 1 ]この分野は、有機金属化学において理論的に興味深い。[ 2 ]
有機ウラン化合物は、第二次世界大戦中にマンハッタン計画で235 U/ 238 U同位体分離用の揮発性ウラン化合物が必要とされたときに研究されました。ヘンリー・ギルマンはテトラメチルウランなどの化合物の合成を試み、他の研究者はウランCO 錯体の研究に取り組みました。これらの努力は実を結びませんでしたが、60年後の研究によりこの種の化合物が定義されました (下記参照)。フェロセンの発見後、後にノーベル賞を受賞するジェフリー・ウィルキンソンとエルンスト・オットー・フィッシャーが率いる研究チームは、メタロセン Cp 3 UCl とテトラシクロペンタジエニルウランCp 4 U を報告しました。この分野の範囲は、ウラン (IV) が 2 つの平面シクロオクタテトラエニド (COT)配位子に挟まれたウラノセン( COT) 2 U の合成によって拡大しました。
Cp 3 UCl および Cp 4 Uに関する初期の研究は、かさ高い Cp 配位子の使用により大きく拡大しました。例として、U(C 5 H 3 (SiMe 3 ) 2 ) 3および U(C 5 Me 5 ) 3 (Me = CH 3 ) が挙げられます。[ 3 ] 錯体 U(C 5 Me 5 ) 3 は、例えばN 2との付加物を形成するなど、広範な化学反応を示します。[ 4 ]
U(IV)化合物の容易な1電子還元により、1983年にエフリティキンらのグループによって発見されたハーフサンドイッチ化合物(COT)U(BH 4 ) 2が得られた。 [ 4 ] この種の化合物は、例えば有機リチウム試薬によるウランのアルキル化やハイブリッドサンドイッチ化合物への変換など、さまざまな方法で反応する。他の有機ウラン化合物としては、2つのウラン原子の間にCOT配位子を持つ反転ウラノセンや、 COT配位子の代わりにペンタレニド配位子を持つウランサンドイッチ化合物などがある。
ウランはアレン錯体を形成するが、その化学量論は遷移金属誘導体のように単純ではない。初期の例としては、「反転」アレン錯体[ U(R(Ar)N) 2 } 2 ] 2 (µ−C 6 H 5 CH 3 (R、Ar = かさ高いアルキル基およびアリール基) があり、トルエン配位子が 2 つのウラン中心を架橋している。[ 4 ] この先例から、より複雑なウランアレン錯体が生まれた。[ 5 ]
多数の陰イオン性ウラン(IV)およびウラン(V)アルキルおよびアリール錯体がリチウム塩として特徴付けられている。これらの塩では、リチウムイオンはエーテルまたは第三級アミンに結合している。パーメチル錯体には、 [ UMe 6 ] 2−、[UMe 7 ] 3−、および[U 2 Me 10 ] 2−が含まれる。[ 6 ] 関連する錯体には、より嵩高いアルキル配位子を持つ[UR 8 ] 3−があり、R = Me、CH 2 SiMe 3、およびCH 2 t Buである。ヘキサフェニル[ U(C 6 H 5 ) 6 ] 2−および電荷中性のテトラベンジルU(CH 2 C 6 H 5 ) 4は、この種の有機ウラン錯体の多様性をさらに示している。[ 7 ]
NHC配位子はウランにも導入されている。例としては、ウラニルの付加物であるUO 2 X 2 (NHC) 2 (X = ハロゲン化物、アミド)などが挙げられる。[ 8 ]