Hielscher ultrazvuková technologie

Ultrasonicky Polyhydroxylované C60 (Fullerenol)

  • Vodorozpustné polyhydroxylované C60 fulleren, nazývané fullerenol nebo fullerol, je silným, bezuzdným radikálním odmrcholem, a proto se používá jako antioxidační v doplňcích a farmaceutických léčivech.
  • Ultrazvuková hydroxylace je rychlá a jednoduchá jednostupňová reakce, která se používá k výrobě vodorozpustného polyhydroxylovaného C60.
  • Vodorozpustná C60 v ultravodě má vynikající kvalitu a používá se pro Pharma a vysoce výkonné aplikace.

Ultrazvuková syntéza jednostupňových Polyhydrolxylovaných C60

Ultrazvuková kavitace je vynikající technika pro výrobu vysoce kvalitních polyhydroxylovaných C60 fullerenů, které jsou rozpustné ve vodě a mohou se proto používat v různých aplikacích v pharmatu, medicíně a průmyslu. Afreen et al (2017) vyvinul rychlou a jednoduchou ultrazvukovou syntézu nekontaminovaného polyhydroxylovaného C60 (známého také jako fullerenol nebo fullerol). Ultrazvukový jednostupňová reakce používá H2Ó2 a je prostý použití dalších hydroxylových činidel, tj.2TAK4a fázové převodové katalyzátory (PTC), které způsobují nečistoty ve syntetizovaných fullerenolu. Díky tomu je syntéza ultrazvukových fullerenolů čistějším přístupem k výrobě fullerenolu; zároveň je snazší a rychlejší způsob výroby vysoce kvalitního vodorozpustného C60.

Ultrazvuková hydroxylace C60 pro výrobu vodorozpustného C60 (fullerenol)

Možné reakční cesty v ultrazvukové syntéze fullerenolu v přítomnosti Koprkvaš. H2O2 (30%).
Pramen: Afreen et al. 2017

Ultrazvuková syntéza vodorozpustného C60 – Podrobné

UP200St-200W výkonný ultrazvukový procesorPro rychlou, jednoduchou a zelenou přípravu polyhydroxylovaných C60, která je rozpustná ve vodě, se 200 mg čistého C60 přidá do 20 ml 30% H2Ó2 a sonikkován ultrazvukovým procesorem, jako je například Uf200 ः t nebo UP200St. Parametry sonikace byly 30% amplitudy, 200 W v pulsní režimu pro 1 h při pokojové teplotě. Reakční nádoba se umístí do chladicí vodní lázně s cílem udržet teplotu uvnitř nádoby při pokojové teplotě. Před sonikací je C60 nemísitelná ve vodném H2Ó2 a je bezbarvou heterogenní směsí, která po 30 minutách ultrazvuku mění barvu světle hnědé barvy. Následně se v příštích 30 minutách ultrazvuku změní na úplně tmavě hnědou disperzi.
Hydroxylové dárce: intenzivní ultrazvukové kavitace (= akustická) vytváří radikály jako cOH, cOOH a cH od H2O a H2Ó2 Molekuly. Použití H2Ó2 ve vodných médiích je efektivnější přístup k zavedení – skupiny OH do klece C60, nikoli pouze pro použití H2O syntézu fullerenolu. H2Ó2 hraje důležitou roli při intenzifikaci ultrazvukové hydroxylace.

Ultrazvuková hydroxylace C60 s použitím Dile. H2Ó2 30 je facilní a rychlá reakce na přípravu fullerenolu. Ultrazvuková reakce, která vyžaduje pouze krátkou dobu reakce, nabízí zelený a čistý přístup s nízkou energetickou požadavkem, zamezující použití jakýchkoli toxických nebo žíravých činidel pro syntézu a snížení počtu rozpouštědel potřebných pro separace a čištění C60 (OH)8∙ 2H2O.

Ultrazvukový procesor UP400St (400W) pro homogenizaci, disperzi, emulaci a sonochemické aplikace.

UP400St (400W, 24kHz) je účinný Ultrazvukový disperzní

Žádost o informace





Ultrazvuková cesta

Když jsou do kapaliny napojené intenzivní ultrazvukové vlny, vytvářejí se střídavé cykly s nízkým tlakem/vysokotlakým tlakem v kapalině. Podtlakové bubliny rostou po několika cyklech, dokud nemohou absorbovat větší energii, takže se prudce rozskočí. Během bubliny se hroutí extrémní fyzikální vlivy, jako jsou vysoké teploty a tlakové rozdíly, rázové vlny, mikrotrysky, turbulence, smykové síly atd. Tento jev je znám jako ultrazvukový nebo akustické kavitace. Tyto intenzivní síly ultrazvukové cavitace rozloží molekuly na radikály cOH a cOOH55. Afreen et al (2017) předpokládá, že reakce může pokročit na dvou cestách současně. radikálové z cOH jako reaktivní kyslíkové druhy (ROS) se připojují na C60 klec, aby dali fullerenol (cesta I), a/nebo – radikály OH a cOOH útočí na elektronové nedostatečné C60 dvojité dluhopisy v nukleofilní reakci, což vede k tvorbě fullerenepoxidu [C60On] jako mezipřistání v první etapě (cesta II), která je podobná mechanismu reakce Bingelové. Dále, opakovaný útok cOH (nebo cOOH) na C60O prostřednictvím SN2 reakce vede k polyhydroxylované fullerenu nebo fullerenolu.
Může dojít k opakované epoxidaci, která produkuje po sobě jdoucí epoxidové skupiny, například C60O2 a C60O3. Tyto epoxidové skupiny by mohly být možnými kandidáty na vytváření jiných mezilátek, například hydroxylovaných fullerenových epoxidů během sonolýzy (= sonochemický rozklad). Kromě toho může následné otevření prstence C60 (OH) xOy s cOH mít za následek vznik fullerenolu. Tvorba těchto polotovarů během sonolýzy H2Ó2 nebo H2O v přítomnosti C60 je nevyhnutelný a jejich přítomnost v konečném fullerenolu (byť v trasovacím množství) nemůže být zaznamenána. Avšak protože jsou přítomny pouze ve stopových částkách ve fullerenolu, neočekává se, že by způsobily významný dopad. [Afreen et al 2017:31936]

Vysoce výkonné Ultrasoniátory

Společnost Hielscher Ultrazvuková služba dodává pro vaše specifické požadavky ultrazvukové procesory: ať už se jedná o malé objemy na laboratorní stupnici nebo o velké množství proudu v průmyslovém měřítku, Hielscherovo široké portfolio vysoce výkonných ultrazvukových procesory nabízí dokonalé řešení pro vaši aplikaci. Vysoký výkon, přesná upravitelnost a spolehlivost ultraultrasoniátorů zajistí splnění požadavků na proces. Digitální dotykové displeje a automatické zaznamenávání ultrazvukových parametrů na integrované SD kartě dělají provoz a ovládání našich ultrazvukových zařízení velmi uživatelsky přívětivé.
Robustnost ultrazvuku Hielscher umožňuje na 24/7 provoz v těžkých a náročných prostředích.
Níže uvedená tabulka vám dává informaci o přibližné zpracovatelské kapacity našich ultrasonicators:

Hromadná dávka průtok Doporučené Devices
1 až 500 ml 10 až 200 ml / min UP100H
10 až 2000ml 20 až 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
00,1 až 20L 00,2 až 4 litry / min UIP2000hdT
10 až 100L 2 až 10 l / min UIP4000hdT
na 10 až 100L / min UIP16000
na větší hrozen UIP16000

Kontaktujte nás! / Zeptej se nás!

Požádejte o další informace

Použijte formulář níže, pokud chcete požádat o další informace o ultrazvukové homogenizace. Budeme rádi Vám nabídnout ultrazvukový systém plnění vašich požadavků.









Uvědomte si prosím naši Zásady ochrany osobních údajů,


Hielscher Ultraakustik vyrábí vysoce výkonné ultrasonicátory pro sonochemické aplikace.

Vysoce energetické ultrazvukové procesory od laboratoře k pilotnímu a průmyslovému měřítku.

Literatura / Reference

  • Sadia Afreen, Kasturi Muthoosamy, Sivakumar Manikkam (2018): sono-nano chemie: nová éra syntezační polyhydroxylovaných uhlíkových nanomateriálů s hydroxylovou skupinou a jejich průmyslovými aspekty. Ultraakustika Sonochemie 2018.
  • Sadia Afreen, Kasturi Muthoosamy, Sivakumar Manikkam (2017): hydratace nebo hydroxyace: Přímá syntéza fullerenolu z pristinu fullerenu [C60] přes akustickou kavitaci za přítomnosti peroxidu vodíku. RSC ADV., 2017, 7, 31930 – 31939.
  • Grigorij V. Andrijevsky, Vadim I. (Bruskov, Artem A. Tykhomyrov, Sergej V. Gudkov (2009): zvláštnosti antioxidantů a radioochranných účinků hydratovaných C60 fulleren nanostuctů in vitro a in vivo. Volná radikální biologie & Medicína 47, 2009. 786 – 793.
  • Mihajlo Gigov, borivoj Adnađević, borivoj Adnađević, jelena D. Jovanovic (2016): účinek ultrazvukového pole na isotermních kinetika fullerenové polyhydroxyflace. Věda o Sintering 2016, 48 (2): 259-272.
  • Hirotaka Yoshioka, naoko YUI, Kanaka Yatabe, Hiroto Fujiya, Haruki Musha, Hisateru Niki, RIE Karasawa, Kazuo Yudoh (2016): Polyhydroxylované C60 Fullerenes brání Chondrocyte Catabolové aktivitě při koncentracích Nanomolar v Osteoarthritis. Deník Osteoarthritis 2016, 1:115.


Fakta Worth Knowing

C60 Fullerenes

C60 fulleren (také známý jako bukyball nebo Buckminster fulleren) je molekula, která je postavena z 60 uhlíkových atomů, uspořádaných jako 12 pentagonů a 20 šestihranů. Tvar molekuly C60 připomíná fotbalový míč. C60 fullerens jsou netoxické antioxidanty vykazující potenci 100 – 1000 vyšší než vitamín E. Ačkoli C60 samotný není vodorozpustný, mnoho vysoce vodorozpustných derivátů, jako je fullenerol, bylo syntetizované.
C60 fullerens se používají jako antioxidační a jako biopharmakeutické. Mezi další aplikace patří materiální věda, organické fotovoltaiky (OPV), katalyzátory, čištění vody a ochrana biologické nebezpečí, přenosná energie, vozidla a zdravotnické prostředky.

Rozpustnost čistého C60:

  • ve vodě: nerozpustný
  • v dimethyl sulfoxidu (DMSO): nerozpustný
  • v toluenu: rozpustný
  • v benzenu: rozpustný
Povrchová struktura C60 fullereny (Buckminster fullereny, bukykuličky)

Povrchová struktura C60 fullerenů
Pramen: Yoshioka et al. 2016

Polyhydroxylované C60/Fulleneroly

Fullernerol nebo fulleroly jsou polyhydroxylované C60 molekuly (hydratované C60 fulleren: C60HyFn). Hydrolyzující reakce zavádí hydroxylové skupiny (-OH) k molekule C60. C60 molekuly s více než 40 hydroxylovými skupinami mají vyšší rozpustnost ve vodě (> 50 mg/mL). Ty existují jako Monodisperse nanopty ve vodě a mají chrleštící efekt. Vykazují vyšší antioxidanty a antizánětlivé vlastnosti. Polyhydroxylované fullereny (fullerenoly; C60 (OH) n) lze rozpustit v některých alkoholů a poté se srážovat v elektrochemickém procesu a vytvořit nanuhlíkový film na anodu. Fullerenolové filmy se používají jako biokompatibilní nátěr, inertní pro biologické objekty a mohou usnadnit integraci nebiologických předmětů do tělesných tkání.
Rozpustnost Fullenerolu:

  • ve vodě: rozpustný, může dosahovat > 50 g/mL
  • v dimethyl sulfoxidu (DMSO): rozpustný
  • v methanolu: slabě rozpustný
  • v toluenu: nerozpustný
  • v benzenu: nerozpustný

Barev: Fullerenol nesoucí více než 10 – OH skupiny vykazuje tmavě hnědou barvu. S rostoucím počtem – skupiny OH, se barva postupně přesouvá z tmavě hnědého na žlutou.

Vodorozpustný, polyhydroxylovaný C60 lze syntetizovat pomocí ultralátky

Rozpustnost C60 (OH) 8.2 H2O ve srovnání s C60 v různých rozpouštědlech. Pramen: Afreen et al. 2017

Aplikace a používání Fullerenolů:

  1. Farmaceutická: diagnostická činidla, super drogy, kosmetika, nukleární magnetická rezonance (NMR) s vývojářem. Spřažení DNA, léky proti HIV, léky proti rakovině, léky na chemoterapii, kosmetické přísady a vědecký výzkum. Ve srovnání s Panenská forma mají polyhydroxylované fullereny více potenciálních aplikací vzhledem k jejich zvýšené rozpustnosti ve vodě. Bylo zjištěno, že fulleroly mohou redukovat kardiotoxicitu některých léků a inhibovat HIV-proteáza, virus hepatitidy C a neobvyklý růst buněk. Kromě toho vystavovali v fyziologických podmínkách výtečné, bezradikálové schopnosti úklidu proti reakčním druhům kyslíku a radikálům.
  2. Energie: solární baterie, palivová komora, sekundární baterie.
  3. Průmysl: Noste odolný materiál, materiály zpomalující hoření, maziva, polymerové přísady, vysokoúčinnou membránu, katalyzátory, Umělý diamant, tvrdou slitinu, elektrickou viskózu, inkoustové filtry, vysoce výkonné nátěry, nátěrové hmoty s hořlavými látkami, Výroba bioaktivních materiálů, paměťových materiálů, vložených molekulárních a jiných charakteristik, kompozitních materiálů atd.
  4. Informační průmysl: polovodičové záznamové médium, magnetické materiály, tiskařské barvy, toner, inkoust, papír speciální.
  5. Elektronické součásti: Superdirigování polovodičů, diod, tranzistorů, induktoru.
  6. Optické materiály, elektronická kamera, fluorescenční zobrazovací trubice, nelineární optické materiály.
  7. Životní prostředí: adsorpce plynu, skladování plynu.