氧化铀 | 1344-58-7

• 分子结构分类: 无机化合物 - 混合金属/非金属化合物 - 锕系有机物
• 中文名称: 氧化铀
• 中文别名: 三氧化铀
• 英文名称: uranium(VI) oxide
• 英文别名: uranium trioxide；trioxouranium
• CAS: 1344-58-7
• 化学式: O₃U
• 分子量: 286.027
• InChiKey: JCMLRUNDSXARRW-UHFFFAOYSA-N

物化性质

• 稳定性/保质期：
  α-UO₃呈红褐色，属六方晶系，其晶格参数为a=6.878 Å（1 Å=0.1 nm），b=4.168 Å，计算密度为8.42 g/cm³，测量密度为7.13 g/cm³。β-UO₃呈橙红色，属斜方晶系，c=14.3 Å，密度为7.29 g/cm³，不溶于水但能溶于盐酸和硝酸。γ-UO₃呈黄色，亦可视为斜方晶系，其晶格参数分别为a=9.71 Å、b=9.77 Å、c=19.92 Å；或者为单斜晶系，其晶格参数分别为a=6.90 Å、c=19.92 Å，γ角为90.57°。δ-UO₃呈暗红色，属立方晶系，边长a=4.146 Å（氧原子与铀原子间距比值O/U=2.82）。ε-UO₃呈红色，属三斜晶系，其晶格参数分别为a=4.002 Å、b=3.841 Å、c=4.165 Å，角度分别为α=98.10°、β=90.20°、γ=120.17°。ζ-UO₃呈暗褐色。η-UO₃亦属斜方晶系，其晶格参数分别为a=7.511 Å、b=5.466 Å、c=5.224 Å。非晶型UO₃则呈现橙色。

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  -0.36
• 重原子数：
  4
• 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：
  51.2
• 氢给体数：
  0
• 氢受体数：
  3

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alpha（TNF-alpha）的分泌，在肺中产生炎症反应。研究表明，铀盐越可溶，毒性越大。铀产生的电离辐射损害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)

安全信息

• 海关编码：
  28441000
• 危险品运输编号：
  UN 2912
• 危险类别：
  7

制备方法与用途

根据提供的信息，我整理了三氧化二铀（UO₂）的制备方法及其相关性质：

1. 制备方法：

   • γ-UO₂： 通过加热无水U₃O₈、含氨盐或金属铀，在特定条件下生成。

   • β-UO₂： 将硝酸双氧铀溶液与氨水反应，生成黄色的二铀酸铵沉淀。将此沉淀在空气中加热至500℃即可得到β-UO₂。

   • 非晶型UO₂、α-UO₂： 通过向硝酸双氧铀溶液中加入过氧化氢，生成过氧化铀。随后将其干燥并加热，在200-400℃分解为非晶型UO₂。在550℃以上加热可以得到结晶性的α-UO₂。

2. 性质：

   • γ-UO₂是室温下最稳定的形态。
   • β-UO₂在特定条件下容易转变为γ-UO₂，但使用含氨的盐能生成更稳定的β-UO₂。
   • 非晶型UO₂和α-UO₂之间存在相变，在525-575℃以上的温度下加热会发生转变。

3. 注意事项：

   在制备过程中需要注意控制反应条件，以确保得到目标产物。例如，在生成β-UO₂时需要在特定的pH值条件下进行；非晶型UO₂和α-UO₂之间存在相变现象，必须注意温度范围。

以上信息仅供参考，请根据具体实验需求选择合适的制备方法并严格遵守安全操作规程。

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  氧化铀 生成 二氧化铀
  参考文献：
  名称：

  SHARMA, R. K.;KUMAR, N;GANATRA, V. R.;NARONHA, D. M.;VAIDYA, V. N.;SOOD, +, REPORT,(1988) N436 , C. 15-18

  摘要：

  DOI：
• 作为产物：
  描述：

  uranyl nirate hexahydrate 在 air 作用下， 反应 24.0h， 生成 氧化铀
  参考文献：
  名称：

  Mg, Ca and Ba glutaratouranylates – Synthesis and structure

  摘要：

  Three novel uranyl coordination polymers were synthesized and structurally characterized by single crystal X-ray diffraction - [Mg(H2O)(6)][UO2(glt)(Hglt)](2)center dot 6H(2)O (1), [Ca(H2O)(4)][UO2(glt)(Hglt)](2)center dot 4H(2)O (2) and [Ba(H2O)(5)][UO2(glt)(Hglt)](2)center dot 2H(2)O (3), where glt = C5H6O42- (glutarate) and Hglt = C5H7O4- (hydroglutarate) anions. The structures of compounds 1-3 contain 1D [UO2(glt)(Hglt)](-) units that belong to the AQ(02)B(01) (A = UO22+, Q(02) = glt, B-01 = Hglt) crystallochemical group. The different roles of alkaline earth R2+ cations in the structures and the flexibility of the glutarate anions account for the structural distinctions of 1-3. The diverse ways for the connection between the R2+ ions and the [UO2(glt)(Hglt)](-) chains, the water content and the geometry of the uranyl-glutarate units present the main structural features of the new complexes. A comparative analysis based on Pauling's second rule of 1-3 and alkali glutaratouranylates has allowed an explanation of their structural dissimilarity. (C) 2017 Elsevier Ltd. All rights reserved.

  DOI：

  10.1016/j.poly.2017.11.031

文献信息

• Synthesis of Anhydrous Acetates for the Components of Nuclear Fuel Recycling in Dialkylimidazolium Acetate Ionic Liquids
  作者：Volodymyr Smetana、Steven P. Kelley、Hatem M. Titi、Xiaomin Hou、Si-Fu Tang、Anja-Verena Mudring、Robin D. Rogers

  DOI：10.1021/acs.inorgchem.9b03077

  日期：2020.1.6

  anhydrous acetate salts with uranium [C2C1im][UO2(OAc)3] (1), [C2C2im][UO2(OAc)3] (2), and [C4C1im][UO2(OAc)3] (3)}, lanthanides [C2C2im]2[La(OAc)5] (4) and [C2C1im]2[Nd(OAc)5] (5)}, and strontium [C2C1im]n[Sr(OAc)3]n (6)} (where C2C1im = 1-ethyl-3-methylimidazolium, C2C2im = 1,3-diethylimidazolium, C4C1im = 1-butyl-3-methylimidazolium, and OAc = acetate) have been prepared and structurally characterized

  与铀[C2C1im] [UO2（OAc）3]（1），[C2C2im] [UO2（OAc）3]（2）和[C4C1im] [UO2（OAc）3]（3）制成的一系列无水乙酸盐）}，镧系元素[C2C2im] 2 [La（OAc）5]（4）和[C2C1im] 2 [Nd（OAc）5]（5）}和锶[C2C1im] n [Sr（OAc）3] n（6）}（其中C 2 Clim ＝ 1-乙基-3-甲基咪唑鎓，C2Clim ＝ 1，3-二乙基咪唑鎓，C4Clim ＝ 1-丁基-3-甲基咪唑鎓和OAc ＝乙酸酯）已经制备并进行了结构表征。镧系元素和锶都是核燃料废物的常见成分，将其与铀分离是一项重要但仍具有挑战性的任务。已开发出一种新的以乙酸二烷基咪唑鎓离子液体（ILs）为溶剂的合成方法，用于由相应的水合物和出乎意料的难溶性f元素氧化物直接合成均乙酸盐。尽管一组表征的化合物显示出完美的结构可变性，但所有ac
• Synthesis and Structure of Uranyl Succinate Complex with Isonicotinic Acid and New Polymorph of Uranyl Succinate Monohydrate
  作者：L. B. Serezhkina、M. S. Grigoriev、E. F. Rogaleva、V. N. Serezhkin

  DOI：10.1134/s1066362221040056

  日期：2021.8

  Abstract Synthesis, IR spectroscopic and X-ray structural studies of crystals [UO2(C4H4O4)(C6H5NO2)2] (I) and a new modification [UO2(C4H4O4)(H2O)] (II), where C4H4O42– are succinate ions, and C6H5NO2 is isonicotinic acid. Structure I is formed by chains in which succinate ions play the role of bridging ligands Q02 and B2, and isonicotinic acid molecules in the form of a zwitterion are monodentate

  摘要 合成，红外光谱和X射线晶体结构的研究[UO 2（C 4 H ^ 4 ø 4）（C 6 H ^ 5 NO 2）2 ]（我）和一个新的修改[UO 2（C 4 H ^ 4 Ò 4 )(H 2 O)] ( II )，其中C 4 H 4 O 4 2-是琥珀酸离子，C 6 H 5 NO 2是异烟酸。结构一由链形成，其中琥珀酸离子起桥接配体Q 02和B 2的作用，两性离子形式的异烟酸分子是单齿配体M 1。链I对应于晶体化学式 АQ 02 0.5 B 2 0.5 M 1 2，其中 = UO 2 2+，Q 02和 B 2 = C 4 H 4 O 4 2–，M 1 = C 6 H 5 NO 2. 从铀酰化合物中的18电子法则的角度解释了I中一半琥珀酸离子的配位类型从特征Q 02变为稀有B 2 的原因。结构II与已知的两个变体一样，对应于晶体化学式 АQ 4 M 1，其中 A = UO 2 2+，Q 4 =
• Hydrothermal synthesis, crystal structure and properties of a two-dimensional uranyl coordination polymer based on a flexible zwitterionic ligand
  作者：Wen Cui、Ruyu Wang、Xi Shu、Yu Fan、Yang Liu、Yongdong Jin、Chuanqin Xia、Chao Huang

  DOI：10.1107/s2053229618002279

  日期：2018.3.1

  fuel reprocessing. The hydrothermal reaction of various uranyl compounds with flexible zwitterionic 1,1′‐[1,4‐phenylenebis(methylene)]bis(pyridin‐1‐ium‐4‐carboxylate) dihydrochloride (Bpmb·2HCl) in deionized water containing drops of H2SO4 resulted in the formation of a novel two‐dimensional uranyl coordination polymer, namely poly[tetraoxidoμ2‐1,1′‐[1,4‐phenylenebis(methylene)]bis(pyridin‐1‐ium‐4‐ca

  铀酰阳离子（UO 2）2+和有机物质之间的相互作用非常重要，这是由于所得化合物在核废料处置和核燃料后处理方面的潜在应用。各种铀酰化合物与柔性两性离子1,1'-[1,4-亚苯基双（亚甲基）]双（吡啶-1-基-4-羧酸盐）二盐酸盐（Bpmb·2HCl）在含有H滴的去离子水中的水热反应2 SO 4导致的新颖的二维铀酰配位聚合物的形成，即聚[tetraoxidoμ 2 -1,1' - [1,4-亚苯基二（亚甲基）]双（吡啶-1-鎓-4-甲酸酯）}二μ 3 -sulfato-diuranium（VI）]，[（UO 2）2（SO 4）2（C 20 H 16 N 2 O 4）] n，（1）。X射线单晶衍射表明，该配位聚合物表现出层状排列，并且（UO 2）2+中心由五个赤道O原子配位。通过FT-IR光谱，粉末X射线衍射（PXRD）和热重分析（TGA）进一步表征了该结构。该聚合物显示高达696 K的高热稳
• Hybrid Uranyl–Phosphonate Coordination Nanocage
  作者：Pius O. Adelani、Josemaria S. Soriano、Bryan E. Galeas、Ginger E. Sigmon、Jennifer E. S. Szymanowski、Peter C. Burns

  DOI：10.1021/acs.inorgchem.9b01448

  日期：2019.10.7

  in the synthesis, a remarkable uranyl coordination nanocage, 2, resulted. The macrocycle (1) is approximately 10.9 × 10.9 Å2 in diameter while the nanocage (2) is approximately 15.0 × 11.3 Å2 in diameter, as measured from the outer oxygen atoms of the uranyl centers. Both compounds are constructed from a UO22+ moiety, coordinated by an additional four oxygen atoms from the phosphonate group to form

  我们在此报告了设计铀酰配位笼的一般合成方法。化合物1和2是通过依赖温度和溶剂驱动的自组装而构建的。在这两种情况下，合成策略都涉及将原位膦酸酯配体缩合为柔性焦磷酸酯配体。焦磷酸盐配体的形成对于将曲率引入这些化合物是必不可少的。在PF的存在6 -离子，其选自氢氟酸，大环双氧铀-膦酸酯化合物的离散，衍生1，其空腔包含PF 6 -离子，水合氢离子和水分子，被获得。当Cs +阳离子用于合成中，产生了显着的铀酰配位纳米笼2。大环（1）是约10.9×10.9 2在直径，而纳米笼（2）大约为15.0×11.3埃2的直径，如从铀酰中心的外氧原子进行测定。两种化合物均由UO 2 2+部分构成，并与来自膦酸酯基团的另外四个氧原子配位以形成五边形双锥体的几何形状。所有化合物在室温下发出荧光，显示出特征性的基于电子耦合的电荷转移发射。
• Three New Silver Uranyl Diphosphonates: Structures and Properties
  作者：Anna-Gay D. Nelson、Zsolt Rak、Thomas E. Albrecht-Schmitt、Udo Becker、Rodney C. Ewing

  DOI：10.1021/ic401897n

  日期：2014.3.17

  structural building unit, but the structures are different; Ag-3 is formed through edge-sharing of F atoms to form UO5F2 dimers. The pH and silver cation have significant effects on the structure that is synthesized. Raman spectra of single crystals of Ag-1, Ag-2, and Ag-3 reveal v1 UO22+ symmetric stretches of 816 and 829, 822, and 802 cm–1, respectively. Electronic structure calculations were performed

  在硝酸银存在下三氧化铀与亚甲基二膦酸的水热反应导致形成了三种新型的铀酰配位聚合物：AgUO 2 [CH 2（PO 3）（PO 3 H）]（Ag-1），[Ag 2（H 2 O）1.5 ] （UO 2）2 [CH 2（PO 3）2 ] F 2 }·（H 2 O）0.5（Ag-2）和Ag 2 UO 2 [CH 2（PO 3）2个]（Ag-3）。全部由形成二维分层结构的铀酰五角双锥体组成。Ag-1和Ag-3具有相同的结构构建单元，但结构不同；Ag-3是通过F原子的边缘共享形成的，以形成UO 5 F 2二聚体。pH和银阳离子对合成的结构有重要影响。Ag-1，Ag-2和Ag-3单晶的拉曼光谱显示816和829、822和802 cm –1的v 1 UO 2 2+对称拉伸， 分别。使用具有密度泛函理论（DFT）的投影仪增强波（PAW）方法进行电子结构计算，以洞悉合成化合物的键合性质和电子特性。在这里，我