Ultrasonik olaraq polihidroksillənmiş C60 (Fullerenol)
- Fullerenol və ya fullerol adlanan suda çözünür polyhidroksillenmiş C60 fulleren güclü bir azad radikal təmizləyicidir və buna görə də əlavə və dərman preparatlarında antioksidant kimi istifadə olunur.
- Ultrasonik hidroksilasiya suda çözünür polihidroksillenmiş C60 çıxarmaq üçün istifadə edilən sürətli və sadə bir addım reaksiyadır.
- Ultrasonik olaraq sintez edilmiş suda çözünür C60 üstün keyfiyyətə malikdir və pharma və yüksək performanslı tətbiqlər üçün istifadə olunur.
Polyhydrolxylated C60 Ultrasonik Tək Təkam Sintezi
Ultrasonik kavitasiya suda həll olunan və buna görə də əczaçılıq, tibb və sənayedə müxtəlif tətbiqlərdə istifadə oluna bilən yüksək keyfiyyətli polihidroksillənmiş C60 fullerenləri istehsal etmək üçün üstün texnikadır. Afreen et al (2017) çirklənmədən təmizlənmiş polihidroksillənmiş C60-ın (həmçinin fullerenol və ya fullerol kimi tanınır) sürətli və sadə ultrasəs sintezini inkişaf etdirmişdir. Ultrasəs bir addımlı reaksiya H2O2-dən istifadə edir və əlavə hidroksilləşdirici reagentlərin, yəni NaOH, H2SO4 və sintez edilmiş fullerenolda çirklərə səbəb olan faza transfer katalizatorlarının (PTC) istifadəsindən azaddır. Bu ultrasəs fullerenol sintezini fullerenol istehsal etmək üçün daha təmiz bir yanaşma edir; eyni zamanda yüksək keyfiyyətli, suda həll olunan C60 istehsal etməyin daha asan və sürətli yoludur.
Dilin mövcudluğunda fullerenolün ultrasəs köməkli sintezində mümkün reaksiya yolları. H2O2 (30%).
Mənbə: Afreen et al. 2017
Suda Çöküntülü C60 Ultrasonik Sintezi – Addım addım
Suda həll olan polihidroksillənmiş C60-ın sürətli, sadə və yaşıl hazırlanması üçün 20ml 30% H2O2-yə 200 mq təmiz C60 əlavə edilir və sonikator modelləri ilə sonikasiya edilir. Uf200 ः t və ya UP200St. Sonikasiya parametrləri otaq temperaturunda 1 saat impuls rejimində 30% amplituda, 200 Vt idi. Reaksiya qabı, qabın içərisindəki temperaturu ətraf mühitin temperaturunda saxlamaq üçün soyudulmuş sirkulyator su banyosuna yerləşdirilir. Sonikasiyadan əvvəl C60 sulu H2O2 ilə qarışmaz və 30 dəqiqə ultrasəsdən sonra açıq qəhvəyi rəngə çevrilən rəngsiz heterojen qarışıqdır. Sonradan, növbəti 30 dəqiqəlik ultrasəsdə o, tamamilə tünd qəhvəyi dispersiyaya çevrilir.
Hidroksil donoru: Ultrasəslə yaranan intensiv (= akustik) kavitasiya H2O və H2O2 molekullarından cOH, cOOH və cH kimi radikallar yaradır. H2O2-nin sulu mühitdə istifadəsi yalnız fullerenolun sintezi üçün H2O-dan istifadə etməkdənsə, C60 qəfəsinə -OH qruplarını daxil etmək üçün daha səmərəli yanaşmadır. H2O2 ultrasəs hidroksilləşməsinin intensivləşdirilməsində mühüm rol oynayır.
Dil istifadə edərək C60-ın ultrasəs hidroksilasiyası. H2O2 (30%) fullerenol hazırlamaq üçün asan və sürətli bir addımlı reaksiyadır. Reaksiya üçün yalnız qısa bir müddət tələb edən ultrasəs reaksiyası, sintez üçün hər hansı zəhərli və ya aşındırıcı reagentlərin istifadəsindən qaçaraq, aşağı enerji tələbi ilə yaşıl və təmiz bir yanaşma təklif edir və onların ayrılması və təmizlənməsi üçün tələb olunan həlledicilərin sayını azaldır. C60(OH)8∙ 2H2O.
UP400St (400W, 24kHz) güclü ultrasəs disperserdir
Ultrasonik polihidroksilasiya yolu
Güclü ultrasəs dalğaları bir sıvıya birləşdikdə, aşağı təzyiqli / yüksək təzyiqli dövrləri dəyişən sıvıdakı vakuum baloncukları yaradır. Vakuum baloncukları bir çox dövrlər üzərində böyüyürlər ki, onlar daha çox enerji absorbe edə bilməzlər, buna görə şiddətlə dağılırlar. Bubble çökməsi zamanı yüksək temperatur və təzyiq diferensialları, şok dalğaları, mikrojetlər, turbulensiyalar, kəsmə qüvvələri və s. Kimi ekstremal fiziki təsirlər. Bu fenomen ultrasəs və ya akustik çuxurluq.Ultrasəs kavitasiyasının bu intensiv qüvvələri molekulları cOH və cOOH55 radikallarına parçalayır.
Afreen və başqaları. (2017) reaksiyanın eyni vaxtda iki yolla gedə biləcəyini fərz edir. Reaktiv oksigen növləri (ROS) kimi cOH radikalları fullerenol (Yol I) vermək üçün C60 qəfəsinə yapışır və/yaxud –OH və coOH radikalları nukleofil reaksiyada elektron çatışmazlığı olan C60 ikiqat bağlarına hücum edir və bu fulleren epoksidin əmələ gəlməsinə səbəb olur. [C60On] Bingel reaksiyasının mexanizminə oxşar olan birinci mərhələdə (Yol II) ara məhsul kimi. Bundan əlavə, SN2 reaksiyası vasitəsilə cOH (və ya coOH) C60O-ya təkrar hücumu polihidroksillənmiş fulleren və ya fullerenolla nəticələnir.
C60O2 və C60O3 kimi ardıcıl epoksid qruplarını əmələ gətirən təkrar epoksidləşmə baş verə bilər. Bu epoksid qrupları sonoliz zamanı (= sonokimyəvi parçalanma) hidroksillənmiş fulleren epoksid kimi digər ara məhsulların yaradılması üçün mümkün namizədlər ola bilər. Bundan əlavə, C60(OH)xOy-nin cOH ilə sonrakı halqasının açılması fullerenolun əmələ gəlməsi ilə nəticələnə bilər. C60-ın iştirakı ilə H2O2 və ya H2O-nun sonolizi zamanı bu ara məhsulların əmələ gəlməsi qaçılmazdır və onların son fullerenolda olması (bir az miqdarda olsa da) qeyd olunmaya bilməz. Bununla belə, onlar fullerenolda yalnız iz miqdarlarında olduqları üçün onların hər hansı əhəmiyyətli təsir göstərməsi gözlənilmir. [Afreen və başqaları, 2017]
Fulleren Dispersiyası üçün Yüksək Performanslı Sonikatorlar
Hielscher Ultrasonics sizin xüsusi tələbləriniz üçün zond tipli sonikatorları təmin edir: İstər laboratoriya miqyasında kiçik həcmləri sonikasiya etmək, istərsə də sənaye miqyasında böyük həcmli axın istehsal etmək istəsəniz, Hielscher yüksək performanslı sonikatorlar portfeli fulleren dispersiyanız üçün mükəmməl həll təklif edir. Ultrasonikatorlarımızın yüksək gücü, dəqiq tənzimlənməsi və etibarlılığı proses tələblərinizin yerinə yetirilməsinə əmin olur. Rəqəmsal sensor ekranlar və ultrasəs parametrlərinin inteqrasiya olunmuş SD kartda avtomatik qeydi ultrasəs cihazlarımızın işini və idarəsini çox istifadəçi dostu edir.
Hielscher ultrasəs avadanlığının möhkəmliyi ağır iş şəraitində və tələbkar mühitlərdə 24/7 işləməyə imkan verir.
Aşağıdakı cədvəldə bizim ultrasonicators təxmini emal gücü bir göstəriş verir:
| Partiyanın həcmi | Axın | tövsiyə Cihazlar |
|---|---|---|
| 1 500ml | 10 200ml / dəq | UP100H |
| 10 2000ml üçün | 20 400ml / dəq | Uf200 ः t, UP400St |
| 0.1 20L üçün | 04L / min .2 | UIP2000hdT |
| 10 100L üçün | 10L 2 / dəq | UIP4000hdT |
| na | 10 100L / dəq | UIP16000 |
| na | daha böyük | çoxluq UIP16000 |
Bizimlə əlaqə saxlayın! Bizdən soruşun!
Laboratoriyadan pilot və sənaye miqyaslı yüksək güclü ultrasonik prosessorlar.
Ədəbiyyat / Referanslar
- Sadia Afreen, Kasturi Muthoosamy, Sivakumar Manickam (2018): Sono-nano kimyası: Hidroksil qrupları olan polihidroksillenmiş karbon nanomaterialların və onların sənaye aspektlərini sintez edən yeni bir dövr. Ultrasonik Sonokimiya 2018.
- Sadia Afreen, Kasturi Muthoosamy, Sivakumar Manickam (2017): Hidratasiya və ya hidroksilasiya: Hidrogen periks iştirakı ilə akustik kavitasiya yolu ilə prisitin fullerenin [C60] fullerenolün birbaşa sintezi. RSC Adv., 2017, 7, 31930-31939.
- Grigory V. Andriyevski, Vadim İ. Bruskov, Artem A. Tykomyov, Sergey V. Qudkov (2009): Hidrogen C60 fulleren nanostukturlarının antioksidan və radioprotektiv təsirlərinin in vitro və in vivo xüsusiyyətləri. Pulsuz Radikal Biologiya & Tibb 47, 2009. 786-793.
- Mihajlo Giqov, Borivoj Adnađević, Borivoj Adnađević, Jelena D. Jovanovic (2016): ultrasonik sahənin fulleren polihidroksilinin izotermik kinetikasına təsiri. Sinterleme Elmi 2016, 48 (2): 259-272.
- Hirotaka Yoshioka, Naoko Yui, Kanaka Yatabe, Hiroto Fujiya, Haruki Musha, Hisateru Niki, Rie Karasawa, Kazuo Yudoh (2016): Polyhydroxylated C60 Fullerenes, Osteoartritte Nanomolar Konsentrasiyalarda Kondrosit Katabolik Aktivitesinin qarşısını alır. Osteoartrit jurnalının 2016, 1: 115.
[/keçid]
Bilmək lazımdır
C60 Fullerenes
C60 fulleren (buckyball ya da Buckminster fullerene kimi tanınan) 60 karbon atomundan inşa edilmiş, 12 pentagon və 20 hexagon kimi təşkil edilən bir molekuldur. C60 molekulunun forması bir futbol topuna bənzəyir. C60 fullerens Vitamin E-dən 100-1000 yüksək potensialı göstərən qeyri-toksik bir antioksidandır. C60 özü suda çözünməməli olsa da, tam suda həllolan fulleren türevləri sentezlənmişdir.
C60 fullerens antioksidant və biyofarmasotik kimi istifadə olunur. Digər proqramlarda maddi elm, üzvi fotovoltaik (OPV), katalizatorlar, suyun təmizlənməsi və biohazard qorunması, portativ güc, nəqliyyat vasitəsi və tibbi qurğu daxildir.
Saf C60-nun həllolma qabiliyyəti:
- suda: çözünməzdir
- dimetil sulfoksiddə (DMSO): çözünməzdir
- toluendə: həll edir
- benzində: həll edir
C60 fullerenlərin səth quruluşu
Mənbə: Yoshioka et al. 2016
Polyhydroxylated C60 / Fullenerols
Fullernerol və ya fullerollar polihidroksillənmiş C60 molekullarıdır (hidratlı C60 fulleren: C60)HyFn). Hidrolilasiya reaksiyası hidroksil qruplarını (-OH) C60 molekuluna təqdim edir. 40-dan çox hidroksil qrupu olan C60 molekulları daha yüksək suda həll qabiliyyətinə malikdirlər (>50 mq / ml). Bunlar suda monodisperse nanohissəciklər kimi mövcuddur və cəsarətli cilalama effektinə malikdir. Onlar üstün antioksidan və iltihab əleyhinə xüsusiyyətlər nümayiş etdirirlər. Polyidroksilated fullerenes (fullerenols; C60 (OH) n) bəzi spirtlərdə həll oluna bilər və sonra elektrokimyəvi prosesdə çökülərək anodda nanokarbon film yaradır. Fullerenol filmləri biokompozisiya örtüyü kimi istifadə olunur, bioloji obyektlərə inertdir və bioloji olmayan obyektlərin bədən toxumalarına inteqrasiyasını asanlaşdıra bilər.
Fullenerolun həllolma səviyyəsi:
- suda: həll olunur, çata bilər >50 mq / ml
- dimetil sülfoksid (DMSO): həll edir
- metanolda: bir qədər çözünür
- toluendə: çözünməz
- benzol içində: çözünməzdir
Rəng: 10-dən çox -OH qrupu üzərində olan Fullerenol tünd qəhvəyi rəngdədir. Artaraq -OH qrupları sayəsində, rəng tədricən qara-qəhvardan sarıya keçir.
Müxtəlif həlledicilərdə C60 ilə müqayisədə C60 (OH) 8.2H2O-nun Çözünürlülüğü. Mənbə: Afreen et al. 2017
Fullerenollərin tətbiqi və istifadəsi:
- Dərman: Diaqnostik reaktivlər, super narkotiklər, kosmetika, nüvə maqnit rezonansı (NMR) ilə geliştirici. DNT afinitesi, anti-HİV preparatları, anti-xərçəngin preparatları, kemoterapi preparatları, kosmetika əlavələri və elmi tədqiqatlar. Düzgün forma ilə müqayisədə, polihidroksillenmiş fullerenlərin suyun daha yaxşı həll olunmasına görə potensial potensiala malikdirlər. Fullerolların bəzi dərmanların kardiotoksisidiyini azalda bilməsi və HIV-proteazın, hepatit C virusunun və hüceyrələrin anormal artımının qarşısını ala biləcəyi aşkar edilmişdir. Bundan başqa, reaktiv oksigen növlərinə və fizioloji şəraitdə radikallara qarşı mükəmməl sərbəst radikal sürüşmə qabiliyyətlərini sərgilədilər.
- Enerji: Günəş batareyası, yanacaq hüceyrəsi, ikincil batareya.
- Sənaye: Aşınmaya davamlı materiallar, alov gecikdirici materiallar, sürtkü yağları, polimer qatqıları, yüksək performanslı membran, katalizator, süni almaz, ağır alaşım, elektriksiz viskoz maye, mürekkep filtreleri, yüksək performanslı örtüklər, yanğına qarşı dayanan örtüklər, bioaktiv materiallar, yaddaş materialları , gömülü molekulyar və digər xüsusiyyətlər, kompozit materiallar və s.
- İnformasiya sənayesi: Yarımkeçiricilərin qeydiyyatı, maqnit materialları, çap mürəkkəbləri, toner, ink, kağız xüsusi məqsədlər.
- Elektron hissələri: Superconducting yarımkeçirici, diodlar, transistorlar, indükləyici.
- Optik materiallar, elektron kamera, floresans ekran borusu, qeyri-xətti optik materiallar.
- Ətraf mühit: Qaz adsorbsiyası, qaz saxlanması.