Ուլտրաձայնային պոլիհիդրոքսիլացված C60 (Ֆուլերենոլ)
- Ջրի լուծվող պոլիհիդրոքսիլացված C60 ֆուլերենը, որը կոչվում է ֆուլերենոլ կամ ֆուլերոլ, ուժեղ ազատ ռադիկալների մաքրող միջոց է և, հետևաբար, օգտագործվում է որպես հակաօքսիդանտ հավելումների և դեղագործության մեջ:
- Ուլտրաձայնային հիդրօքսիլացումը արագ և պարզ մեկ քայլ ռեակցիա է, որն օգտագործվում է ջրում լուծվող պոլիհիդրոքսիլացված C60 արտադրելու համար:
- Ուլտրաձայնային սինթեզված ջրում լուծվող C60-ն ունի բարձր որակ և օգտագործվում է դեղագործական և բարձր արդյունավետության կիրառման համար:
Polyhydrolxylated C60-ի ուլտրաձայնային մեկ քայլ սինթեզ
Ուլտրաձայնային կավիտացիան բարձրորակ պոլիհիդրոքսիլացված C60 ֆուլերեններ արտադրելու բարձրակարգ տեխնիկան է, որոնք ջրում լուծվող են և, հետևաբար, կարող են օգտագործվել դեղագործության, բժշկության և արդյունաբերության տարբեր կիրառություններում: Afreen-ը և այլոք (2017) մշակել են աղտոտվածությունից զերծ պոլիհիդրօքսիլացված C60-ի արագ և պարզ ուլտրաձայնային սինթեզ (նաև հայտնի է որպես ֆուլերենոլ կամ ֆուլերոլ): Ուլտրաձայնային մեկ քայլային ռեակցիան օգտագործում է H2O2 և զերծ է լրացուցիչ հիդրօքսիլացնող ռեակտիվների, օրինակ՝ NaOH, H2SO4 և փուլային փոխանցման կատալիզատորների (PTC) օգտագործումից, որոնք առաջացնում են կեղտեր սինթեզված ֆուլերենոլում: Սա ստիպում է ուլտրաձայնային ֆուլերենոլի սինթեզը ավելի մաքուր մոտեցում է ֆուլերենոլ արտադրելու համար; միևնույն ժամանակ դա ավելի հեշտ և արագ միջոց է բարձրորակ, ջրում լուծվող C60 արտադրելու համար:
Հնարավոր ռեակցիաների ուղիները ուլտրաձայնային օգնությամբ ֆուլլերենոլի սինթեզում՝ դիլի առկայության դեպքում: H2O2 (30%).
Աղբյուր՝ Afreen et al. 2017թ
Ջրում լուծվող C60-ի ուլտրաձայնային սինթեզ – Քայլ առ քայլ
Պոլիհիդրօքսիլացված C60-ի արագ, պարզ և կանաչ պատրաստման համար, որը ջրում լուծվող է, 200 մգ մաքուր C60 ավելացվում է 20 մլ 30% H2O2-ին և լուծվում է ձայնային ապարատի մոդելներով: UP200Ht կամ UP200 St. The sonication պարամետրերը եղել են 30% առատություն, 200 Վտ իմպուլսային ռեժիմում 1 ժամ սենյակային ջերմաստիճանում: Ռեակցիոն անոթը տեղադրվում է սառնարանային շրջանառության ջրային բաղնիքում, որպեսզի նավի ներսում ջերմաստիճանը պահպանվի շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանում: Նախքան ձայնագրումը, C60-ը չխառնվում է ջրային H2O2-ի մեջ և իրենից ներկայացնում է անգույն տարասեռ խառնուրդ, որը 30 րոպե ուլտրաձայնացումից հետո դառնում է բաց շագանակագույն գույն: Հետագայում, ուլտրաձայնային հաջորդ 30 րոպեում այն վերածվում է ամբողջովին մուգ շագանակագույն դիսպերսիայի:
Հիդրոքսիլ դոնոր. Ուլտրաձայնային ինտենսիվ առաջացած (= ակուստիկ) կավիտացիան H2O և H2O2 մոլեկուլներից ստեղծում է այնպիսի ռադիկալներ, ինչպիսիք են cOH, cOOH և cH: Ջրային միջավայրում H2O2-ի օգտագործումը ավելի արդյունավետ մոտեցում է –OH խմբերը C60 վանդակի մեջ ներմուծելու համար, այլ ոչ միայն H2O-ի օգտագործումը ֆուլերենոլի սինթեզի համար: H2O2-ը կարևոր դեր է խաղում ուլտրաձայնային հիդրօքսիլացման ուժեղացման գործում:
C60-ի ուլտրաձայնային հիդրօքսիլացում՝ օգտագործելով դիիլ: H2O2 (30%) հեշտ և արագ մեկ քայլ ռեակցիա է ֆուլերենոլի պատրաստման համար: Ռեակցիայի համար պահանջվում է ընդամենը կարճ ժամանակ՝ ուլտրաձայնային ռեակցիան առաջարկում է կանաչ և մաքուր մոտեցում՝ ցածր էներգիայի պահանջով, խուսափելով սինթեզի համար ցանկացած թունավոր կամ քայքայիչ ռեակտիվների օգտագործումից և նվազեցնելով տարանջատման և մաքրման համար պահանջվող լուծիչների քանակը։ C60 (OH)8∙2H2Օ.
UP400St (400W, 24kHz) հզոր ուլտրաձայնային ցրիչ է
Ուլտրաձայնային պոլիհիդրոքսիլացման ուղի
Երբ ինտենսիվ ուլտրաձայնային ալիքները միացվում են հեղուկի մեջ, փոփոխվող ցածր ճնշման / բարձր ճնշման ցիկլերը հեղուկում ստեղծում են վակուումային փուչիկներ: Վակուումային փուչիկները աճում են մի քանի ցիկլերի ընթացքում, մինչև նրանք չկարողանան ավելի շատ էներգիա կլանել, այնպես որ նրանք դաժանորեն փլուզվում են: Պղպջակների փլուզման ժամանակ ծայրահեղ ֆիզիկական էֆեկտներ, ինչպիսիք են բարձր ջերմաստիճանի և ճնշման դիֆերենցիալները, հարվածային ալիքները, միկրոռիթմերը, տուրբուլենտները, կտրող ուժերը և այլն: Այս երևույթը հայտնի է որպես ուլտրաձայնային կամ ակուստիկ կավիտացիաՈւլտրաձայնային կավիտացիայի այս ինտենսիվ ուժերը քայքայվում են մոլեկուլները մինչև cOH և cOOH55 ռադիկալներ:
Աֆրին և այլք: (2017) ենթադրել, որ ռեակցիան կարող է զարգանալ միաժամանակ երկու ուղիներով: cOH ռադիկալները, որպես ռեակտիվ թթվածնի տեսակներ (ROS) միանում են C60 վանդակին և տալիս են ֆուլերենոլ (I ուղի), և/կամ –OH և cOOH ռադիկալները հարձակվում են էլեկտրոնային անբավարարությամբ C60 կրկնակի կապերի վրա նուկլեոֆիլ ռեակցիայի ժամանակ, ինչը հանգեցնում է ֆուլերենի էպօքսիդի ձևավորմանը: [C60On] որպես միջանկյալ առաջին փուլում (ուղի II), որը նման է Բինգելի ռեակցիայի մեխանիզմին: Այնուհետև, C60O-ի վրա cOH-ի (կամ cOOH) կրկնվող հարձակումը SN2 ռեակցիայի միջոցով հանգեցնում է պոլիհիդրոքսիլացված ֆուլերենի կամ ֆուլերենոլի:
Կրկնվող էպոքսիդացումը կարող է տեղի ունենալ, որն առաջացնում է հաջորդական էպոօքսիդ խմբեր, օրինակ՝ C60O2 և C60O3: Այս էպոօքսիդային խմբերը կարող են հնարավոր թեկնածուներ լինել այլ միջանկյալ նյութերի առաջացման համար, օրինակ՝ հիդրօքսիլացված ֆուլերեն էպօքսիդը սոնոլիզի ժամանակ (=սոնոքիմիական տարրալուծում): Բացի այդ, C60(OH)xOy-ի հետագա օղակի բացումը cOH-ով կարող է հանգեցնել ֆուլլերենոլի ձևավորմանը: Այս միջանկյալ նյութերի ձևավորումը H2O2-ի կամ H2O-ի սոնոլիզի ժամանակ C60-ի առկայության դեպքում անխուսափելի է, և դրանց առկայությունը վերջնական ֆուլերենոլում (չնայած հետքի քանակով) չի կարող աննկատ մնալ: Այնուամենայնիվ, քանի որ դրանք առկա են միայն ֆուլերենոլի հետքի քանակով, ակնկալվում է, որ դրանք որևէ էական ազդեցություն չեն ունենա: [Afreen et al., 2017]
Բարձր կատարողականությամբ Sonicators Ֆուլերենի ցրման համար
Hielscher Ultrasonics-ը մատակարարում է զոնդի տիպի sonicators ձեր հատուկ պահանջներին. Անկախ նրանից, թե դուք ցանկանում եք լաբորատոր մասշտաբով փոքր ծավալներ ձայնագրել, թե արտադրել մեծ ծավալային հոսք արդյունաբերական մասշտաբով, բարձր արդյունավետությամբ sonicators-ի Hielscher պորտֆոլիոն առաջարկում է կատարյալ լուծում ձեր ֆուլերենի ցրման համար: Բարձր հզորությունը, ճշգրիտ կարգավորելիությունը և մեր ուլտրաձայնային սարքերի հուսալիությունը երաշխավորում են, որ ձեր գործընթացի պահանջները բավարարված են: Թվային սենսորային էկրանները և ուլտրաձայնային պարամետրերի տվյալների ավտոմատ գրանցումը ինտեգրված SD քարտի վրա մեր ուլտրաձայնային սարքերի շահագործումն ու կառավարումը դարձնում են շատ հարմար օգտագործողի համար:
Hielscher-ի ուլտրաձայնային սարքավորման ամրությունը թույլ է տալիս 24/7 աշխատել ծանր պարտականությունների ժամանակ և պահանջկոտ միջավայրերում:
Ստորև բերված աղյուսակը ցույց է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մոտավոր մշակման հզորությունը.
| Խմբաքանակի ծավալը | Հոսքի արագություն | Առաջարկվող սարքեր |
|---|---|---|
| 1-ից 500 մլ | 10-ից 200 մլ / րոպե | UP100H |
| 10-ից 2000 մլ | 20-ից 400 մլ / րոպե | UP200Ht, UP400 Փ |
| 0.1-ից 20լ | 0.2-ից 4լ/րոպե | UIP2000hdT |
| 10-ից 100 լ | 2-ից 10 լ / րոպե | UIP4000hdT |
| ԱԺ | 10-ից 100 լ / րոպե | UIP16000 |
| ԱԺ | ավելի մեծ | կլաստերի UIP16000 |
Կապ մեզ հետ: / Հարցրեք մեզ:
Բարձր հզորության ուլտրաձայնային պրոցեսորներ լաբորատորիայից մինչև փորձնական և արդյունաբերական մասշտաբով:
Գրականություն/Հղումներ
- Sadia Afreen, Kasturi Muthoosamy, Sivakumar Manickam (2018): Սոնո-նանո քիմիա. պոլիհիդրօքսիլացված ածխածնային նանոնյութերի սինթեզման նոր դարաշրջան հիդրօքսիլ խմբերով և դրանց արդյունաբերական ասպեկտներով: Ultrasonics Sonochemistry 2018 թ.
- Sadia Afreen, Kasturi Muthoosamy, Sivakumar Manickam (2017). Հիդրացիա կամ հիդրօքսիլացում. ֆուլերենոլի ուղղակի սինթեզ մաքուր ֆուլերենից [C60] ակուստիկ կավիտացիայի միջոցով ջրածնի պերօքսիդի առկայության դեպքում: RSC Adv., 2017, 7, 31930–31939:
- Գրիգորի Վ. Անդրիևսկի, Վադիմ Ի. Բրյուսկով, Արտեմ Ա. Տիխոմիրով, Սերգեյ Վ. Գուդկով (2009): Հիդրատացված C60 ֆուլերենային նանոկառուցվածքների հակաօքսիդանտ և ռադիոպաշտպանիչ ազդեցությունների առանձնահատկությունները in vitro և in vivo: Ազատ ռադիկալ կենսաբանություն & Բժշկություն 47, 2009. 786–793.
- Mihajlo Gigov, Borivoj Adnađević, Borivoj Adnađević, Jelena D. Jovanovic (2016): Ուլտրաձայնային դաշտի ազդեցությունը ֆուլերենի պոլիհիդրոքսիլացման իզոթերմային կինետիկայի վրա: Գիտություն սինթրինգի մասին 2016, 48 (2): 259-272:
- Hirotaka Yoshioka, Naoko Yui, Kanaka Yatabe, Hiroto Fujiya, Haruki Musha, Hisateru Niki, Rie Karasawa, Kazuo Yudoh (2016). Journal of Osteoarthritis 2016, 1:115.
[/toggle]
Փաստեր, որոնք արժե իմանալ
C60 ֆուլերեններ
C60 ֆուլերենը (նաև հայտնի է որպես buckyball կամ Buckminster fullerene) մոլեկուլ է, որը կառուցված է 60 ածխածնի ատոմներից՝ դասավորված որպես 12 հնգանկյուն և 20 վեցանկյուն։ C60 մոլեկուլի ձևը նման է ֆուտբոլի գնդակի։ C60 fullerens-ը ոչ թունավոր հակաօքսիդանտ է, որը ցույց է տալիս 100-1000-ով ավելի հզորություն, քան վիտամին E-ն: Թեև C60-ն ինքնին ջրում լուծելի չէ, սինթեզվել են շատ ջրում լուծվող ֆուլերինի ածանցյալներ, ինչպիսին է ֆուլլեներոլը:
C60 fullerens-ը օգտագործվում է որպես հակաօքսիդանտ և որպես կենսադեղամիջոց: Այլ կիրառությունները ներառում են նյութագիտության, օրգանական ֆոտոգալվանային (OPV), կատալիզատորների, ջրի մաքրման և կենսավտանգների պաշտպանության, շարժական էներգիայի, տրանսպորտային միջոցների և բժշկական սարքերի համար:
Մաքուր C60-ի լուծելիությունը.
- ջրի մեջ՝ չլուծվող
- Դիմեթիլ սուլֆօքսիդում (DMSO)՝ չլուծվող
- տոլուոլում՝ լուծվող
- բենզոլում՝ լուծվող
C60 ֆուլերենների մակերևութային կառուցվածքը
Աղբյուր՝ Յոշիոկա և այլք: 2016թ
Պոլիհիդրօքսիլացված C60 / Fullenerols
Ֆուլերներոլը կամ ֆուլերոլները պոլիհիդրոքսիլացված C60 մոլեկուլներ են (հիդրատացված C60 ֆուլերեն՝ C60HyFn) Հիդրոլիլացման ռեակցիան C60 մոլեկուլին ներմուծում է հիդրօքսիլ խմբեր (-OH): 40-ից ավելի հիդրօքսիլ խմբերով C60 մոլեկուլներն ունեն ավելի բարձր ջրի լուծելիություն (>50 մգ/մլ): Դրանք գոյություն ունեն որպես մոնոդիսպերսային նանոմասնիկներ ջրի մեջ և ունեն փայլեցնող քաջարի ազդեցություն: Նրանք ցուցադրում են գերազանց հակաօքսիդիչ և հակաբորբոքային հատկություններ: Պոլիհիդրօքսիլացված ֆուլերենները (ֆուլերենոլներ; C60(OH)n) կարող են լուծվել որոշ սպիրտների մեջ, այնուհետև նստել էլեկտրաքիմիական գործընթացում՝ ստեղծելով նանոածխածնային թաղանթ անոդի վրա: Ֆուլերենոլային թաղանթները օգտագործվում են որպես կենսահամատեղելի ծածկույթ, իներտ կենսաբանական օբյեկտների նկատմամբ և կարող են հեշտացնել ոչ կենսաբանական առարկաների ինտեգրումը մարմնի հյուսվածքներին:
Լուծելիությունը Fullenerol:
- ջրի մեջ՝ լուծելի, կարող է հասնել >50 մգ/մլ
- դիմմեթիլ սուլֆօքսիդում (DMSO). լուծելի
- մեթանոլում՝ թեթևակի լուծելի
- տոլուոլում՝ չլուծվող
- բենզոլում` չլուծվող
Գույնը: Ֆուլերենոլը, որը պարունակում է ավելի քան 10 –OH խմբեր, ցուցադրում է մուգ շագանակագույն գույն: -OH խմբերի աճող թվով գույնը աստիճանաբար անցնում է մուգ շագանակագույնից դեղին:
C60(OH)8.2H2O-ի լուծելիությունը տարբեր լուծիչներում C60-ի համեմատ: Աղբյուր՝ Afreen et al. 2017թ
Ֆուլերենոլների կիրառությունները և օգտագործումը.
- Դեղագործություն. Ախտորոշիչ ռեակտիվներ, սուպեր դեղեր, կոսմետիկա, միջուկային մագնիսական ռեզոնանս (NMR) մշակողի հետ: ԴՆԹ-ի մերձեցում, ՄԻԱՎ-ի դեմ դեղամիջոցներ, հակաքաղցկեղային դեղամիջոցներ, քիմիաթերապիայի դեղեր, կոսմետիկ հավելումներ և գիտական հետազոտություններ: Համեմատած անաղարտ ձևի հետ՝ պոլիհիդրօքսիլացված ֆուլերեններն ավելի մեծ պոտենցիալ կիրառություն ունեն՝ շնորհիվ դրանց ուժեղացված ջրի լուծելիության: Պարզվել է, որ ֆուլերոլը կարող է նվազեցնել որոշ դեղամիջոցների սրտոտոքսիկությունը և արգելակել ՄԻԱՎ-պրոտեզերոնի, հեպատիտ C վիրուսի և բջիջների աննորմալ աճը: Ավելին, նրանք ֆիզիոլոգիական պայմաններում ցուցադրեցին ազատ ռադիկալները մաքրելու հիանալի ունակություններ ռեակտիվ թթվածնի տեսակների և ռադիկալների դեմ:
- Էներգիա՝ արևային մարտկոց, վառելիքի մարտկոց, երկրորդական մարտկոց:
- Արդյունաբերություն՝ մաշման դիմացկուն նյութեր, բոցավառող նյութեր, քսանյութեր, պոլիմերային հավելումներ, բարձր արդյունավետության թաղանթ, կատալիզատոր, արհեստական ադամանդ, կոշտ համաձուլվածք, էլեկտրական մածուցիկ հեղուկ, թանաքի ֆիլտրեր, բարձր արդյունավետության ծածկույթներ, հրդեհավտանգող ծածկույթներ, կենսաակտիվ նյութերի արտադրություն, բիոակտիվ նյութերի արտադրություն, , ներկառուցված մոլեկուլային և այլ բնութագրեր, կոմպոզիտային նյութեր և այլն:
- Տեղեկատվական արդյունաբերություն. կիսահաղորդչային ձայնագրման միջավայր, մագնիսական նյութեր, տպագրական թանաք, տոներ, թանաք, թուղթ հատուկ նշանակության:
- Էլեկտրոնային մասեր՝ գերհաղորդիչ կիսահաղորդիչ, դիոդներ, տրանզիստորներ, ինդուկտոր:
- Օպտիկական նյութեր, էլեկտրոնային տեսախցիկ, ֆլուորեսցենտային ցուցադրման խողովակ, ոչ գծային օպտիկական նյութեր:
- Շրջակա միջավայր՝ գազի կլանում, գազի պահեստավորում: