氯化铀 | 10026-10-5

• 分子结构分类: 无机化合物 - 混合金属/非金属化合物 - 锕系盐类
• 中文名称: 氯化铀
• 中文别名: 四氯化铀
• 英文名称: Uranium(IV) chloride
• 英文别名: uranium tetrachloride；Uranium(4+);tetrachloride；uranium(4+);tetrachloride
• CAS: 10026-10-5
• 化学式: Cl₄U
• 分子量: 379.841
• InChiKey: HPICRATUQFHULE-UHFFFAOYSA-J

物化性质

• 熔点：
  590 °C
• 沸点：
  618 °C
• 稳定性/保质期：
  深绿色正方晶系晶体，其晶格参数为：a=8.302×10^-10 m，c=7.481×10^-10 m，计算密度为4.89 g/cm³。熔点为590℃，沸点为792℃，在350～505℃范围内，固体蒸气压较高，遵循公式：lgP=-10427/T+13.30（单位：P—mmHg，T—K）。因此可以在真空或氮气环境中，于600～650℃下通过蒸发进行精制。该物质易潮解且极易溶于水，不溶于苯、氯仿和乙醚。若暴露在空气中容易被氧化，并能与乙醇、丙酮、吡啶、乙酸乙酯等发生反应。

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  2.76
• 重原子数：
  5
• 可旋转键数：
  0
• 环数：
  0.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.0
• 拓扑面积：
  0
• 氢给体数：
  0
• 氢受体数：
  0

ADMET

代谢

铀通过口服、吸入和皮肤途径被少量吸收。体内的铀通常以铀酰离子（UO2）2+ 的形式存在，与阴离子如柠檬酸盐和碳酸氢盐或血浆蛋白结合。铀优先分布到骨骼、肝脏和肾脏。进入体内的铀大部分不被吸收，并通过尿液和粪便从体内排出。

Uranium is absorbed in low amounts via oral, inhalation, and dermal routes. Uranium in body fluids generally exists as the uranyl ion (UO2)2+ complexed with anions, such as citrate and bicarbonate, or plasma proteins. Uranium preferentially distributes to bone, liver, and kidney. The large majority of uranium that enters the body is not absorbed and is eliminated from the body via the urine and faeces. (L248)

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 毒性总结

铀与血液中的碳酸氢盐或血浆蛋白结合，但一旦进入肾脏，它就会被释放并与肾小管壁上的磷酸盐配体和蛋白质形成复合物，造成损害。铀还可能抑制肾近端小管中的依赖钠传输和不依赖钠传输的ATP利用以及线粒体的氧化磷酸化。铀通过损害肺泡上皮II型细胞引起呼吸系统疾病。铀诱导c-Jun N端激酶（JNK）和p38丝裂原活化蛋白激酶（p38 MAPK）的激活，进而诱导肿瘤坏死因子α（TNF-α）的分泌，在肺部产生炎症反应。研究表明，铀盐的水溶性越大，毒性越强。铀产生的电离辐射损伤DNA，导致基因突变和染色体畸变。这可以启动和促进致癌作用，并干扰繁殖和发育。（L249，A160）

Uranium is combined with either bicarbonate or a plasma protein in the blood but once in the kidney, it is released and forms complexes with phosphate ligands and proteins in the tubular wall, causing damage. Uranium may also inhibit both sodium transport-dependent and independent ATP utilization and mitochondrial oxidative phosphorylation in the renal proximal tubule. Uranium causes respiratory diseases by damaging alveolar epithelium type II cells in the lungs. Uranium induces c-Jun N-terminal kinase (JNK) and p38 mitogen-activated protein kinase (p38 MAPK) activation, which in turn induces tumor necrosis factor alpha (TNF-alpha) secretion and generates and inflammatory response in the lungs. Studies have shown that the more soluble the uranium salt, the more toxic it is. Ionizing radiation produced by uranium damages the DNA, resulting in gene mutations and chromosomal aberrations. This can both both initiate and promote carcinogenesis, and interfere with reproduction and development. (L249, A160)

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 致癌物分类

铀：第1组，对人类有致癌性（L135）

Uranium: Group 1, carcinogenic to humans (L135)

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 健康影响

铀主要损害肾脏，但也可能损害肺部、中枢神经系统和免疫系统。铀的放射性被认为会损害DNA，导致致癌效果以及生殖和发育损害。

Uranium primarily damages the kidney, but may also damage the lungs, central nervous system, and immune system. Uranium's radioactivity is believed to damage the DNA, resulting in carcinogenic effects and reproductive and developmental damage. (L248, L249)

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 暴露途径

口服（L249）；吸入（L249）；皮肤给药（L249）

Oral (L249) ; inhalation (L249) ; dermal (L249)

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 症状

摄入铀可能会导致呕吐和腹泻。

Ingestion of uranium may cause vomiting and diarrhea. (L248)

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

制备方法与用途

制备方法

制法1：采用类似ThCl4制法1的方法来制备UCl4。为了提高金属铀的反应活性，先将金属铀在250℃下与氢气流作用使其生成UH3（因UH3易于粉碎），再取UH3与六倍摩尔量的NH4Cl在干燥箱中混合，然后按制备ThCl4的操作方法进行，最终得到苹果绿的UCl4粉末。若要制备UCl4单晶，则需将石英管密封，加热到750℃使样品熔融，然后慢慢冷却（每天降温10℃），最终得到深绿色的不规则柱状晶体，尺寸约为：0.03mm×0.04mm×0.1mm。

制法2：以UO2和CCl4作为原料来制备UCl4。因UCl4为吸湿性物质，反应时需要在气密干燥箱（箱中的空气可使其循环通过冷阱，使水蒸气在此处冷凝）中操作。取约100mg的UO2置于反应容器内的二氧化硅质管中，抽空装置，在Q管底部放置CaCl2的情况下重蒸馏CCl4（沸点：76～77℃）24小时，确保CCl4气体不含水分。将反应器加热至450℃时，关闭A旋塞，使足够的四氯化碳气进入反应器，压力为5～7kPa（4～5cmHg），几分钟后再次打开A旋塞，棕色的UCl4升华并冷却成绿色，随后慢慢附着在石英管壁上。重复此过程直到收集约100mg UCl4为止。然后关闭旋塞D和E，在D与E间涂油接头，将反应管转移到干燥箱中，并从石英管壁刮下四氯化铀产物。

合成制备方法

制法1：采用类似ThCl4制法1的方法来制备UCl4。为了提高金属铀的反应活性，先将金属铀在250℃与氢气流作用生成UH3（因UH3易于粉碎），然后取UH3与六倍摩尔量NH4Cl在干燥箱中混合，接着按制备ThCl4的操作进行，最终获得苹果绿的UCl4粉末。若要制备UCl4单晶，则需将石英管密封，在750℃加热使其熔融，然后慢慢冷却（每天降温10℃），得到深绿色不规则柱状晶体，尺寸约为：0.03mm×0.04mm×0.1mm。

制法2：以UO2和CCl4作为原料来制备UCl4。因UCl4是吸湿性物质，反应时应在气密干燥箱（箱中的空气可使其循环通过冷阱，在那儿冷凝水蒸气）中操作。取约100mg的UO2置于反应容器内的二氧化硅质管中，抽空装置，在Q管底部放置CaCl2的情况下重蒸馏CCl4（沸点：76～77℃）24小时，以确保CCl4气体不含水分。将反应器加热至450℃时，关闭A旋塞使足够的四氯化碳气进入反应器，压力为5～7kPa（4～5cmHg），几分钟后再次打开A旋塞，棕色的UCl4升华并冷却成绿色，随后慢慢附着在石英管壁上。重复此过程直到收集约100mg UCl4为止。然后关闭旋塞D和E，在D与E间涂油接头，将反应管转移到干燥箱中，并从石英管壁刮下四氯化铀产物。

用途简介

（此项内容为空）

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  氯化铀 生成 盐酸
  参考文献：
  名称：

  Colani, A., Annales de Chimie et de Physique, 1907, vol. 12, p. 72 - 72

  摘要：

  DOI：
• 作为产物：
  描述：

  五氯化铀 生成 氯化铀
  参考文献：
  名称：

  Michael, A.; Murphy, A. Jr., American Chemical Journal, 1910, vol. 44, p. 384 - 384

  摘要：

  DOI：
• 作为试剂：
  描述：

  苄基乙基醚 、 苯 在 氯化铀 作用下， 生成 1,3-二苄基苯
  参考文献：
  名称：

  Kaschtanow, Zhurnal Obshchei Khimii, 1933, vol. 3, p. 229,230

  摘要：

  DOI：

文献信息

• Thiosemicarbazone Complexes of Uranium(IV)
  作者：Dennis Grödler、Alexander Haseloer、Christian Tobeck、Yusuf Bulut、Jörg M. Neudörfl、Sanjay Mathur、Uwe Ruschewitz、Axel Klein、Mathias S. Wickleder、Markus Zegke

  DOI：10.1002/ejic.202001118

  日期：2021.3.26

  The first homoleptic thiosemicarbazone complexes of uranium were isolated by reacting uranium tetrachloride in a salt metathesis or acid‐base reaction with four equivalents of Na(BzTSC) or H(BzTSC) (BzTSC=benzylthiosemicarbazone), carrying a non‐methylated (L1), monomethylated (L2) or dimethylated (L3) terminal amino group, in moderate yields. [U(BzTSCNH2)4] (1), [U(BzTSCNH(CH3))4] (2) and [U(BzTSCN(CH3)2)4]

  铀的第一均配缩氨基硫脲复合物通过使四氯化铀与4个当量的Na（BzTSC）或H（BzTSC）（BzTSC = benzylthiosemicarbazone）的盐复分解或酸-碱反应进行反应，携带非甲基化的（分离的L1），单甲基化（L2）或二甲基化（L3）末端氨基，产率中等。[U（BzTSCNH 2）4 ]（1），[U（BzTSCNH（CH 3））4 ]（2）和[U（BzTSCN（CH 3）2）4 ]（3）显示出对空气的显着稳定性，相对于二茂铁/二茂铁，THF中的氧化电势介于+0.43至+0.53 V之间，还原电势介于-2.53至-2.67 V之间。配体的末端氨基的简单甲基化允许复合物配位环境的受控变化。热重分析表明该络合物在高达155°C的温度下稳定。
• A General and Modular Synthesis of Monoimidouranium(IV) Dihalides
  作者：Robert. E. Jilek、Liam P. Spencer、David L. Kuiper、Brian L. Scott、Ursula J. Williams、James M. Kikkawa、Eric J. Schelter、James M. Boncella

  DOI：10.1021/ic200377b

  日期：2011.5.16

  of coordinating Lewis bases to give complexes with the general formula U(NR)(X)2(L)n (X = Cl, I; L = tBu2bpy, n = 1; L = THF, n = 2). The complexes were characterized by 1H NMR spectroscopy and single-crystal X-ray diffraction analysis of compounds 2 and U[N(2,6-iPrC6H3)](Cl)2(THF)2}2 (4). (The X-ray structures of 5 and 6 are reported in the Supporting Information.)

  二聚二亚氨基铀（V）物种[U（N t Bu）2（I）（t Bu 2 bpy）] 2（t Bu 2 bpy = 4,4'-二叔丁基-2,2 ' t-联吡啶基）和UI 3（THF）4在存在额外的t Bu 2 bpy的情况下会产生U（N t Bu）（I）2（t Bu 2 bpy）（THF）2（2），是单亚氨基铀（IV）二卤化物络合物的前所未有的例子。该家族铀（IV）的衍生物可以更容易地实现的一般合成通过添加2当量的MN（H）R（M =锂，钾; R =吨卜，2,6-我PRC 6 ħ 3，2 -吨BUC 6 ħ 4）至UX 4在配位路易斯碱，得到的复合物具有通式U（NR）（X）的存在下2（L）ñ（X =氯，I; L =吨卜2联吡啶，n = 1； L = THF，n = 2）。配合物的特征是1化合物2和U [N（2,6- i PrC 6 H 3）]（Cl）2（THF）2 } 2（4）的1 H NMR
• Dithio- and Diselenophosphinate Thorium(IV) and Uranium(IV) Complexes: Molecular and Electronic Structures, Spectroscopy, and Transmetalation Reactivity
  作者：Andrew C. Behrle、Andrew Kerridge、Justin R. Walensky

  DOI：10.1021/acs.inorgchem.5b01342

  日期：2015.12.21

  the molecular and electronic structures of dithio- and diselenophosphinate, (E2PR2)1– (E = S, Se; R = iPr, tBu), with thorium(IV) and uranium(IV) complexes. For the thorium dithiophosphinate complexes, reaction of ThCl4(DME)2 with 4 equiv of KS2PR2 (R = iPr, tBu) produced the homoleptic complexes, Th(S2PiPr2)4 (1S-Th-iPr) and Th(S2PtBu2)4 (2S-Th-tBu). The diselenophosphinate complexes were synthesized

  我们报告了二硫代和二硒代次膦酸酯（E 2 PR 2）1–（E = S，Se; R = i Pr，t Bu）与with（IV）和铀（IV）的分子和电子结构的比较复合体。对于二硫代次膦酸or络合物，ThCl 4（DME）2与4当量的KS 2 PR 2（R = i Pr，t Bu）的反应产生了均纯络合物Th（S 2 P i Pr 2）4（1S-Th -我镨）和Th（S 2 P吨Bu 2）4（2S-Th- t Bu）。使用KSe 2 PR 2以相似的方式合成二硒代次膦酸酯配合物，以生成Th（Se 2 P i Pr 2）4（1Se- Th - i Pr）和Th（Se 2 P t Bu 2）4（2Se-Th- t Bu）。û（S 2 P我镨2）4，1S-U-我镨可以直接由UCl 4和4当量的KS 2 P i Pr 2制成。与（SE 2 P我镨2）1-，使用UCL 4和3或4当量的KSE 2 P我镨2，得到氯化物产物U（硒2
• Pentadienyluranium borohydride complexes and their cyclopentadienyl analogues; crystal structures of (η-2,4-Me2C5H5)U(BH4)3 and (η-C5H5)U(BH4)3
  作者：Denise Baudry、Emmanuelle Bulot、Pierrette Charpin、Michel Ephritikhine、Monique Lance、Martine Nierlich、Julien Vigner

  DOI：10.1016/0022-328x(89)88023-4

  日期：1989.7

  Treatment of U(BH4)4(I) with the potassium salt of the 2,4-dimethylpentadienyl anion (dmpd) afforded the pentadienyl complex (dmpd)U(BH4)3(II), whereas the reaction of (dmpd)3U (VI) with TIBH4 gave (dmpd)2U(BH4) (IV). Complex VI reacted with KBH4 in the presence of 18-crown-6-ether to give the anionic uranium(III) compound [(dmpd)2][K(18-crown-6)] (VII), and the corresponding cyclopentadienyl derivative [

  用2,4-二甲基戊二烯基阴离子（dmpd）的钾盐处理U（BH 4）4（I），得到戊二烯基络合物（dmpd）U（BH 4）3（II），而（dmpd）的反应用TIBH 4 3 U（VI）得到（dmpd）2 U（BH 4）（IV）。络合物VI在18-冠-6-醚的存在下与KBH 4反应，得到阴离子铀（III）化合物[（dmpd）2 ] [K（18-冠-6）]（VII）和相应的环戊二烯基从Cp 2的Na / Hg还原获得衍生物[Cp 2 U（BH 4）2 ] [Na（18-crown-6）]（VIII）U（BH 4）2（V）。发现这些配合物的开放戊二烯基配体与金属中心的结合强度低于其在相应的环戊二烯基衍生物中的环状对应物的结合力。拟四面体II和CpU（BH 4）3（III）配合物的晶体结构表明UC-（戊二烯基）键长于UC（环戊二烯键），并且存在很大程度的离子性金属-戊二烯基键合中的特征。
• Oxidation of uranium(<scp>iv</scp>) mixed imido–amido complexes with PhEEPh and to generate uranium(<scp>vi</scp>) bis(imido) dichalcogenolates, U(NR)₂(EPh)₂(L)₂
  作者：Neil C. Tomson、Nickolas H. Anderson、Aaron M. Tondreau、Brian L. Scott、James M. Boncella

  DOI：10.1039/c9dt00680j

  日期：——

  provides a general route into bis(imido) U(VI) chalcogenolate complexes, circumventing the need to perform problematic salt metathesis reactions on U(VI) iodides. Investigation into the speciation of the U(IV) complexes that form prior to oxidation found a significant dependence on the identity of the ancillary ligands, with tBu2bpy forming the isolable imido–(bis)amido complex, U(NDipp)(NHDipp)2(tBu2bpy)2

  这项工作提供了将U（IV）转化为U（VI）双（亚氨基）配合物的新途径，并提供了有关U（VI）化合物形成方式的新信息。通式U（NR）2（EPh）2（L）2（R = 2,6-二异丙基苯基，叔丁基; E = S，Se，Te; L = py，EPh）描述的系列中的许多化合物通过用Ph 2 E 2氧化原位生成的U（IV）酰胺基-酰亚胺基物质而合成。该合成序列为进入双（亚氨基）U（VI）硫族油酸酯复合物，从而避免了对U（VI）碘化物进行有问题的盐复分解反应的需要。对氧化前形成的U（IV）配合物的形态的研究发现，它对辅助配体的身份有很大的依赖性，t Bu 2 bpy形成了可分离的亚氨基-（双）酰胺基配合物，U（NDipp）（NHDipp） ）2（t Bu 2 bpy）2。总之，这些数据与双（酰亚胺基）U（VI）基序的观点相符-非常像铀酰离子UO 2 2+ –是一种热力学吸收剂，当存在合适的亚氨基配位体残基时，简单的配体框架无法阻止铀掉入。