Ultrasonically Polyhydroxylated C60 (फुलरेनोल)
- पानी में घुलनशील polyhydroxylated C60 फुलरीन, fullerenol या fullerol कहा जाता है, एक मजबूत मुक्त कट्टरपंथी scavenger है और इसलिए की खुराक और फार्मास्यूटिकल्स में एक एंटीऑक्सीडेंट के रूप में प्रयोग किया जाता है.
- अल्ट्रासोनिक hydroxylation एक तेजी से और सरल एक कदम प्रतिक्रिया है, जो पानी में घुलनशील polyhydroxylated C60 का उत्पादन करने के लिए प्रयोग किया जाता है।
- Ultrasonically संश्लेषित पानी में घुलनशील C60 बेहतर गुणवत्ता है और फार्मा और उच्च प्रदर्शन अनुप्रयोगों के लिए प्रयोग किया जाता है।
अल्ट्रासोनिक एक कदम संश्लेषण Polyhydrolxylated C60
अल्ट्रासोनिक गुहिकायन उच्च गुणवत्ता वाले polyhydroxylated C60 फुलरीन, जो पानी में घुलनशील हैं और इसलिए फार्मा, चिकित्सा और उद्योग में विभिन्न अनुप्रयोगों में इस्तेमाल किया जा सकता है उत्पादन करने के लिए बेहतर तकनीक है। Afreen एट अल (2017) संदूषण मुक्त polyhydroxylated C60 (भी fullerenol या फुलरोल के रूप में जाना जाता है) के एक तेजी से और सरल अल्ट्रासोनिक संश्लेषण विकसित किया है। अल्ट्रासोनिक एक कदम प्रतिक्रिया एच का उपयोग करता है2हे2 और अतिरिक्त hydroxylating अभिकर्मकों के उपयोग से मुक्त है, अर्थात् NaOH, एच2इसलिए4, और चरण हस्तांतरण उत्प्रेरक (PTC), जो संश्लेषित fullerenol में दोष का कारण. यह अल्ट्रासोनिक fullerenol संश्लेषण fullerenol का उत्पादन करने के लिए एक क्लीनर दृष्टिकोण है बनाता है; एक ही समय में, यह एक आसान और उच्च गुणवत्ता, पानी में घुलनशील C60 का उत्पादन करने के लिए एक तेज तरीका है।
dil. H2O2 (30%) की उपस्थिति में फुलरेनोल के अल्ट्रासाउंड की मदद से संश्लेषण में संभावित प्रतिक्रिया पथ।
स्रोत: Afreen एट अल. 2017
पानी में घुलनशील C60 का अल्ट्रासोनिक संश्लेषण – चरण दर चरण
पॉलीहाइड्रॉक्सीलेडेड C60 की तेज, सरल और हरी तैयारी के लिए, जो पानी में घुलनशील है, 200 मिलीग्राम शुद्ध C60 को 20mL 30% H में जोड़ा जाता है2हे2 और इस तरह के रूप में एक अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर के साथ sonicated UP200Ht या UP200St. sonication पैरामीटर थे 30% आयाम, कमरे के तापमान पर 1 एच के लिए स्पंदित मोड पर 200 डब्ल्यू. प्रतिक्रिया पोत को परिवेश के तापमान पर पोत के अंदर के तापमान को बनाए रखने के लिए एक रेफ्रिजरेटेड सर्क्युलेटर वाटर बाथ में रखा जाता है। sonication से पहले, C60 जलीय एच में अमिश्रणीय है2हे2 और एक बेरंग विषम मिश्रण है, जो ultrasonication के 30 मिनट के बाद एक हल्के भूरे रंग के रंग में बदल जाता है। बाद में, ultrasonication के अगले 30 मिनट में यह एक पूरी तरह से गहरे भूरे रंग के फैलाव में बदल जाता है।
hydroxyl दाता: तीव्र ultrasonically उत्पन्न (जेड ध्वनिक) गुहिकायन इस तरह के cOH, cOh और एच से सी एच के रूप में कण बनाता है2ओ और एच2हे2 अणुओं. एच का उपयोग2हे2 जलीय मीडिया में एक और अधिक कुशल दृष्टिकोण को लागू करने के लिए है -OH समूहों C60 पिंजरे पर बजाय केवल एच का उपयोग कर2फुलरेनोल के संश्लेषण के लिए हे. एच2हे2 अल्ट्रासोनिक hydroxylation तीव्रता में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
अल्ट्रासोनिक hydroxylation के C60 का उपयोग कर dil. एच2हे2 (30%) फुलरनोल तैयार करने के लिए एक सुगम और तेजी से एक कदम प्रतिक्रिया है। प्रतिक्रिया के लिए केवल एक कम समय की आवश्यकता, अल्ट्रासोनिक प्रतिक्रिया एक कम ऊर्जा की आवश्यकता के साथ एक हरे और साफ दृष्टिकोण प्रदान करता है, संश्लेषण के लिए किसी भी विषाक्त या संक्षारक अभिकर्मकों के उपयोग से बचने, और सॉल्वैंट्स की संख्या को कम करने के लिए आवश्यक C60 (OH) का पृथक्करण और शुद्धि8$ 2H2ओ.
UP400St (400W, 24kHz) एक शक्तिशाली अल्ट्रासोनिक disperser है
अल्ट्रासोनिक पॉलीहाइड्रॉक्सिलन पथ
जब तीव्र अल्ट्रासाउंड तरंगों को एक तरल में युग्मित किया जाता है, तो कम दबाव / उच्च दबाव चक्र को बारी देने से तरल में वैक्यूम बुलबुले पैदा होते हैं। वैक्यूम बुलबुले कई चक्र से अधिक हो जाना जब तक वे और अधिक ऊर्जा को अवशोषित नहीं कर सकते, ताकि वे हिंसक collaps. बुलबुला पतन के दौरान इस तरह के उच्च तापमान और दबाव अंतर, सदमे तरंगों, माइक्रोजेट, अशांति, कतरनी बलों, आदि के रूप में चरम शारीरिक प्रभाव इस घटना अल्ट्रासोनिक के रूप में जाना जाता है या ध्वनिक गुहिकायन. अल्ट्रासोनिक गुहिकायन के इन तीव्र बलों cOH और cOH55 कण करने के लिए अणुओं विघटित। Afreen एट अल (2017) मान लें कि प्रतिक्रिया दो रास्ते में एक साथ प्रगति हो सकती है. cOH कण प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों के रूप में (ROS) C60 पिंजरे पर दे फुलरेनोल (पथ I), और / या -OH और cOh कण एक नाभिक प्रतिक्रिया में इलेक्ट्रॉन की कमी C60 डबल बांड पर हमला और इस फुलरीन epoxide के गठन की ओर जाता है [C60On] एक के रूप में प्रथम चरण (पथ II) में मध्यवर्ती जो बिंगेल अभिक्रिया के तंत्र के समान है। इसके अलावा, एक SN2 प्रतिक्रिया के माध्यम से C60O पर cOH (या cOOH) के बार-बार हमले polyhydroxylated फुलरीन या फुलरेनोल में परिणाम.
बार-बार एपॉक्साइडेशन हो सकता है जो क्रमिक एपॉक्साइड समूहों जैसे, ब्60O2 और C60O3 का उत्पादन करता है। इन epoxide समूहों अन्य मध्यवर्ती जैसे hydroxylated फुलरीन epoxide sonolysis के दौरान उत्पन्न करने के लिए संभव हो सकता है ($ sonochemical अपघटन). इसके अतिरिक्त, C60 (OH)xOy के बाद की अंगूठी खोलने cOH के साथ fullerenol के गठन में परिणाम कर सकते हैं. एच के सोनोलिसिस के दौरान इन मध्यवर्ती का गठन2हे2 या एच2O C60 की उपस्थिति में अपरिहार्य है, और अंतिम fullerenol में उनकी उपस्थिति (हालांकि एक ट्रेस राशि में) ध्यान नहीं दिया जा सकता है. हालांकि, क्योंकि वे केवल fullerenol में ट्रेस मात्रा में मौजूद हैं वे किसी भी महत्वपूर्ण प्रभाव पैदा करने की उम्मीद नहीं कर रहे हैं. [Afreen एट अल 2017: 31936]
उच्च प्रदर्शन Ultrasonicators
Hielscher Ultrasonics अपने विशिष्ट आवश्यकताओं के लिए अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर की आपूर्ति: आप प्रयोगशाला पैमाने पर छोटे संस्करणों sonicate या औद्योगिक पैमाने पर बड़ी मात्रा में धारा का उत्पादन करना चाहते हैं, उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक के Hielscher के व्यापक पोर्टफोलियो प्रोसेसर आपके आवेदन के लिए सही समाधान प्रदान करता है। उच्च शक्ति उत्पादन, सटीक समायोजन और हमारे ultrasonicators की विश्वसनीयता सुनिश्चित करें कि आपकी प्रक्रिया आवश्यकताओं को पूरा कर रहे हैं। डिजिटल स्पर्श स्क्रीन और एक एकीकृत एसडी कार्ड पर अल्ट्रासोनिक मापदंडों के स्वत: डेटा रिकॉर्डिंग आपरेशन और हमारे अल्ट्रासोनिक उपकरणों के नियंत्रण बहुत उपयोगकर्ता के अनुकूल बनाते हैं।
Hielscher के अल्ट्रासोनिक उपकरण की मजबूती से भारी कर्तव्य और मांग वातावरण में 24/7 का संचालन करने की अनुमति मिलती है।
नीचे दी गई तालिका आपको हमारे अल्ट्रासोनिकटर की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:
| बैच वॉल्यूम | प्रवाह की दर | अनुशंसित उपकरणों |
|---|---|---|
| 1 से 500 एमएल | 10 से 200 मील / मिनट | UP100H |
| 10 से 2000 मील | 20 से 400 एमएल / मिनट | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 से 20 एल | 0.2 से 4 एल / मिनट | UIP2000hdT |
| 10 से 100 एल | 2 से 10 एल / मिनट | UIP4000hdT |
| एन.ए. | 10 से 100 एल / मिनट | UIP16000 |
| एन.ए. | बड़ा | के समूह UIP16000 |
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साहित्य / संदर्भ
- सादिया अफ़ाफ़न, कस्तूरी मुथुसामी, शिवकुमार मनिकम (2018): सोनो-नैनो रसायन: हाइड्रेक्सिल समूहों और उनके औद्योगिक पहलुओं के साथ पॉलीहाइड्रोक्सीलेटिड कार्बन नैनोमैटेरियल्स के संश्लेषण का एक नया युग। Ultrasonics Sonochemistry 2018.
- सादिया आफ़ान, कस्तूरी मुथुसामी, शिवकुमार मनिकम (2017): हाइड्रेशन या हाइड्रॉक्सीलेशन: हाइड्रोजन पेरोक्साइड की उपस्थिति में ध्वनिक गुहिकायन के माध्यम से प्राचीन फुलरीन [सी 60] से फुलरेनोल का प्रत्यक्ष संश्लेषण। आरएससी Adv., 2017, 7, 31930-31939.
- ग्रिगोरी वी Andrievsky, Vadim I. Bruskov, Artem ए Tykhomyrov, सेर्गेई वी Gudkov (2009): एंटीऑक्सीडेंट और हाइड्रेटेड C60 फुलर के रेडियोप्रोटेक्टिव प्रभाव के Peculiarities इन विट्रो में और विवो में. नि: शुल्क कट्टरपंथी जीव विज्ञान & चिकित्सा 47, 2009. 786-793.
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जानने के योग्य तथ्य
C60 फुलरीन्स
एक C60 फुलरीन (भी buckyball या Buckminster फुलरीन के रूप में जाना जाता है) एक अणु है कि 60 कार्बन परमाणुओं से बनाया गया है, 12 pentagons और 20 हेक्सागोन के रूप में व्यवस्था की. C60 अणु का आकार एक फुटबॉल गेंद जैसा दिखता है। C60 फुलरेन्स एक गैर विषैले एंटीऑक्सीडेंट दिखा रहे हैं एक शक्ति 100-1000 विटामिन ई की तुलना में अधिक. हालांकि C60 ही पानी में घुलनशील नहीं है, कई अत्यधिक पानी में घुलनशील fullerene डेरिवेटिव जैसे fullenerol संश्लेषित किया गया है.
C60 फुलरेंस एंटीऑक्सीडेंट के रूप में और biopharmaceutical के रूप में उपयोग किया जाता है. अन्य अनुप्रयोगों सामग्री विज्ञान, कार्बनिक फोटोवोल्टिक (OPV), उत्प्रेरक, जल शोधन और biohazard संरक्षण, पोर्टेबल शक्ति, वाहनों और चिकित्सा उपकरणों में शामिल हैं.
शुद्ध C60 की घुलनशीलता:
- पानी में: घुलनशील नहीं
- dimethyl sulfoxide (DMSO): घुलनशील नहीं
- में toluene: घुलनशील
- बेंजीन में: घुलनशील
C60 फुलरीनकी सतह संरचना
स्रोत: Yoshioka एट अल 2016
पॉलीहाइड्रॉक्सीलेटाहुआ C60 /
फुलरनेरोल या फुलरॉल पॉलीहाइड्रॉक्सीलेटेड सी 60 अणु हैं (हाइड्रेटेड C60 फुलरीन: सी60HyFn). हाइड्रोलिलेशन प्रतिक्रिया C60 अणु के लिए हाइड्रोक्सिल समूहों (-ओह) का परिचय । 40 से अधिक हाइड्रोक्सिल समूहों के साथ C60 अणुओं में पानी की घुलनशीलता अधिक होती है (>50 मिलीग्राम/0एल) । ये पानी में मोनोडिस्फेव नैनोकणों के रूप में मौजूद हैं, और एक बहादुर चमकाने प्रभाव है। वे बेहतर एंटीऑक्सीडेंट और विरोधी भड़काऊ गुणों का प्रदर्शन करते हैं। पॉलीहाइड्रोक्सीटेड फुलरीन्स (फुलरेनोल्स; C60 (OH) n) कुछ शराब ों में भंग किया जा सकता है और फिर एक इलेक्ट्रोकेमिकल प्रक्रिया में उपजी, एनोड पर एक नैनोकार्बन फिल्म बनाने । फुलेरेनॉल फिल्मों का उपयोग जैव संगत कोटिंग के रूप में किया जाता है, जो जैविक वस्तुओं के लिए निष्क्रिय है और शरीर के ऊतकों में गैर-जैविक वस्तुओं के एकीकरण को सुविधाजनक बना सकता है।
फुलेनेरोल की घुलनशीलता:
- पानी में: घुलनशील, तक पहुंच सकते हैं >50 मिलीग्राम/एमएल
- dimethyl sulfoxide (DMSO): घुलनशील में
- मेथनॉल में: थोड़ा घुलनशील
- में toluene: घुलनशील नहीं
- बेंजीन में: घुलनशील नहीं
रंग: 10-OH समूहों से अधिक असर Fullerenol एक गहरे भूरे रंग का प्रदर्शन. -OH समूहों की बढ़ती संख्या के साथ, रंग धीरे-धीरे गहरे भूरे रंग से पीले रंग में बदलता है।
विभिन्न सॉल्वैंट्स में C60 की तुलना में C60(Oh)8.2H2O की विलेयता की विलेयता। स्रोत: Afreen एट अल. 2017
आवेदन और Fullerenols का उपयोग करें:
- दवा: नैदानिक अभिकर्मकों, सुपर दवाओं, सौंदर्य प्रसाधन, परमाणु चुंबकीय अनुनाद (एनएमआर) डेवलपर के साथ. डीएनए आत्मीयता, विरोधी एचआईवी दवाओं, विरोधी कैंसर दवाओं, रसायन चिकित्सा दवाओं, सौंदर्य प्रसाधन additives और वैज्ञानिक अनुसंधान. प्राचीन रूप के साथ तुलना में, polyhydroxylated फुलरीन उनके बढ़ाया पानी विलेयता के कारण अधिक संभावित अनुप्रयोगों है. यह पाया गया है कि फुलर कुछ दवाओं के कार्डियोटॉक्सिसिटी को कम कर सकते हैं और एचआईवी-प्रोटीज़, हेपेटाइटिस सी वायरस और कोशिकाओं की असामान्य वृद्धि को रोक सकते हैं। इसके अलावा, वे शारीरिक स्थितियों के तहत प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों और कण के खिलाफ उत्कृष्ट मुक्त कट्टरपंथी अपमार्जन क्षमताओं का प्रदर्शन किया.
- ऊर्जा: सौर बैटरी, ईंधन सेल, माध्यमिक बैटरी.
- उद्योग: पहनें प्रतिरोधी सामग्री, लौ retardant सामग्री, स्नेहक, बहुलक additives, उच्च प्रदर्शन झिल्ली, उत्प्रेरक, कृत्रिम हीरा, हार्ड मिश्र धातु, बिजली चिपचिपा तरल पदार्थ, स्याही फिल्टर, उच्च प्रदर्शन कोटिंग्स, आग retardant कोटिंग्स, विनिर्माण bioactive सामग्री, स्मृति सामग्री, एम्बेडेड आणविक और अन्य विशेषताओं, समग्र सामग्री आदि
- सूचना उद्योग: सेमीकंडक्टर रिकॉर्ड माध्यम, चुंबकीय सामग्री, मुद्रण स्याही, टोनर, स्याही, कागज विशेष प्रयोजनों.
- इलेक्ट्रॉनिक भागों: अतिचालक अर्धचालक, डायोड, ट्रांजिस्टर, प्रेरक.
- ऑप्टिकल सामग्री, इलेक्ट्रॉनिक कैमरा, फ्लोरोसेंट प्रदर्शन ट्यूब, nonlinear ऑप्टिकल सामग्री.
- पर्यावरण: गैस अधिशोषण, गैस भंडारण.