Teknologi ultrasound Hielscher

Ultrasonically Polihidroksilasi C60 (Fullerenol)

  • Larut dalam air polyhidroksilasi C60 Fullerene, disebut fullerenol atau fullerol, adalah kuat bebas Scavenger radikal dan karena itu digunakan sebagai antioksidan dalam suplemen dan obat-obatan.
  • Hidroksilasi ultrasonik adalah reaksi satu langkah yang cepat dan sederhana, yang digunakan untuk menghasilkan C60 polihidroksilasi larut dalam air.
  • Ultrasonically disintesis larut air C60 memiliki kualitas unggul dan digunakan untuk Pharma dan aplikasi kinerja tinggi.

Ultrasonic satu-langkah sintesis C60 Polyhydrolxylated

Ultrasonik kavitasi adalah teknik unggul untuk menghasilkan fullerenes C60 polyhidroylated berkualitas tinggi, yang larut dalam air dan dapat digunakan dalam berbagai aplikasi dalam farmasi, obat-obatan dan industri. Afreen et al (2017) telah mengembangkan sintesis ultrasonik cepat dan sederhana dari polihidroksilasi C60 bebas kontaminasi (juga dikenal sebagai fullerenol atau fullerol). Reaksi satu langkah ultrasonik menggunakan H2O2 dan bebas dari penggunaan reagen hidroksilasi tambahan, yaitu NaOH, H2BEGITU4, dan fasa transfer katalis (PTC), yang menyebabkan kotoran di disintesis fullerenol. Hal ini membuat ultrasonik fullerenol Synthesis adalah pendekatan yang lebih bersih untuk menghasilkan fullerenol; pada saat yang sama, itu adalah cara yang lebih mudah dan lebih cepat untuk menghasilkan kualitas tinggi, larut dalam air C60.

Hidroksilasi ultrasonik C60 untuk menghasilkan C60 yang larut dalam air (fullerenol)

Kemungkinan jalur reaksi dalam ultrasound dibantu sintesis fullerenol di hadapan DIL. H2O2 (30%).
Sumber: Afreen et al. 2017

Ultrasonic sintesis air-larut C60 – Langkah demi langkah

Prosesor ultrasonik yang kuat UP200St-200WUntuk cepat, sederhana, dan hijau persiapan polihidroksilasi C60, yang larut dalam air, 200 mg C60 murni ditambahkan ke 20mL 30% H2O2 dan disamakan dengan prosesor ultrasonik seperti UP200Ht atau UP200St. Parameter sonication adalah 30% amplitudo, 200 W pada mode berdenyut selama 1 jam pada suhu kamar. Bejana reaksi ditempatkan ke dalam rendaman Circulator air didinginkan untuk menjaga suhu di dalam bejana pada suhu sekitar. Sebelum sonikasi, C60 tidak bercampur dalam air H2O2 dan merupakan campuran heterogen berwarna, yang berubah menjadi warna coklat muda setelah 30 menit ultrasonication. Selanjutnya, dalam 30 menit berikutnya ultrasonication itu berubah menjadi sebuah dispersi coklat sepenuhnya gelap.
Hidroksil donor: intens ultrasonically dihasilkan (= akustik) kavitasi menciptakan radikal seperti cOH, cOOH dan cH dari H2O dan H2O2 Molekul. Penggunaan H2O2 dalam media berair adalah pendekatan yang lebih efisien untuk memperkenalkan-kelompok OH ke kandang C60 bukan hanya menggunakan H2O untuk sintesis fullerenol. H2O2 memainkan peran penting dalam intensifikasi hidroksilasi ultrasonik.

Ultrasonik hidroksilasi C60 menggunakan DIL. H2O2 30 adalah reaksi satu langkah yang fasil dan cepat untuk mempersiapkan fullerenol. Hanya membutuhkan waktu singkat untuk reaksi, reaksi ultrasonik menawarkan pendekatan hijau dan bersih dengan kebutuhan energi yang rendah, menghindari penggunaan reagen beracun atau korosif untuk sintesis, dan mengurangi jumlah pelarut yang diperlukan untuk pemisahan dan pemurnian C60 (OH)8.∙ 2H2O.

Ultrasonik prosesor UP400St (400W) untuk homogenisasi, dispersi, emulsifikasi dan aplikasi sonochemical.

UP400St (400W, 24kHz) adalah disperser ultrasonik yang kuat

Permintaan Informasi




Perhatikan Kebijakan pribadi.


Jalur Polihidroksilasi ultrasonik

Ketika gelombang ultrasound intens digabungkan ke dalam cairan, bergantian siklus bertekanan rendah/tekanan tinggi membuat gelembung vakum dalam cairan. Gelembung vakum tumbuh selama beberapa siklus sampai mereka tidak dapat menyerap lebih banyak energi, sehingga mereka runtuh keras. Selama gelembung runtuh efek fisik yang ekstrim seperti perbedaan suhu tinggi dan tekanan, gelombang kejut, mikrojet, turbulences, gaya geser, dll. Fenomena ini dikenal sebagai ultrasonik atau kavitasi akustik. Ini kekuatan intens kavitasi ultrasonik menguraikan molekul untuk cOH dan cOOH55 radikal. Afreen et al (2017) berasumsi bahwa reaksi dapat kemajuan dalam dua jalur secara bersamaan. cOH radikal sebagai spesies oksigen reaktif (ROS) melampirkan ke kandang C60 untuk memberikan fullerenol (path I), dan/atau-Oh dan cooh radikal serangan elektron kekurangan C60 ikatan ganda dalam reaksi nukleofilik dan ini mengarah pada pembentukan epoksida Fullerene [C60On] sebagai menengah pada tahap pertama (jalur II) yang mirip dengan mekanisme reaksi Bingel. Lebih lanjut, serangan berulang cOH (atau cOOH) pada C60O melalui hasil reaksi SN2 dalam Fullerene polihidroksilasi atau fullerenol.
Diulangi epoksidasi dapat berlangsung yang menghasilkan kelompok epoksida berturut-turut misalnya, C60O2 dan C60O3. Kelompok epoksida ini mungkin kandidat untuk menghasilkan intermediat lain misalnya hidroksilasi Fullerene epoksida selama sonolysis (= dekomposisi sonochemical). Selain itu, pembukaan cincin berikutnya dari C60 (OH) xOy dengan cOH dapat mengakibatkan pembentukan fullerenol. Pembentukan intermediat ini selama sonolysis H2O2 atau H2O di hadapan C60 tidak dapat dihindari, dan kehadiran mereka di fullerenol akhir (meskipun dalam jumlah jejak) tidak bisa tidak diperhatikan. Namun, karena mereka hanya hadir dalam jumlah jejak di fullerenol mereka tidak diharapkan untuk menyebabkan dampak yang signifikan. [Afreen et al 2017:31936]

Kinerja tinggi Ultrasonicators

Hielscher Ultrasonics memasok ultrasonik prosesor untuk kebutuhan spesifik Anda: Apakah Anda ingin sonicate volume kecil pada skala laboratorium atau menghasilkan volume aliran besar pada skala industri, portofolio yang luas Hielscher ini kinerja tinggi ultrasonik prosesor menawarkan solusi sempurna untuk aplikasi Anda. Output daya tinggi, penyesuaian tepat dan keandalan ultrasonicators kami memastikan bahwa persyaratan proses Anda terpenuhi. Layar sentuh digital dan perekaman data otomatis parameter ultrasonik pada kartu SD terintegrasi membuat operasi dan kontrol perangkat ultrasonik kami sangat user-friendly.
Ketahanan peralatan ultrasonik Hielscher's memungkinkan untuk operasi 24/7 untuk tugas yang berat dan untuk lingkungan yang menuntut.
Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami:

Batch Volume Flow Rate Direkomendasikan perangkat
1 hingga 500mL 10-200mL/min UP100H
10-2000mL 20 hingga 400mL/min UP200Ht, UP400St
0.1 hingga 20L 0.2 sampai 4L/min UIP2000hdT
10 sampai 100L 2-10L/min UIP4000hdT
n.a. 10 sampai 100L/menit UIP16000
n.a. kristal yang lebbig cluster UIP16000

Hubungi Kami! / Tanya Kami!

Meminta informasi lebih lanjut

Silakan gunakan formulir di bawah ini, jika Anda ingin meminta informasi tambahan tentang ultrasonik homogenisasi. Kami akan sangat senang untuk menawarkan Anda sebuah sistem ultrasonik yang memenuhi persyaratan.









Harap dicatat bahwa Kebijakan pribadi.


Hielscher Ultrasonics memproduksi ultrasonicators kinerja tinggi untuk aplikasi sonochemical.

Prosesor ultrasonik berdaya tinggi dari laboratorium hingga pilot dan skala industri.

Literatur / Referensi

  • Sadia Afreen, Kasturi Muthoosamy, Sivakumar Manickam (2018): Sono-Nano kimia: sebuah era baru yang sintesis Nanomaterials karbon polihidroksilasi dengan kelompok hidroksil dan aspek industri mereka. Ultrasonics Sonochemistry 2018.
  • Sadia Afreen, Kasturi Muthoosamy, Sivakumar Manickam (2017): hidrasi atau hidroksilasi: sintesis langsung dari fullerenol murni Fullerene [C60] melalui kavitasi akustik dengan adanya hidrogen peroksida. RSC ADV., 2017, 7, 31930-31939.
  • Grigory v. andrievsky, Vadim I. bruskov, Artem A. tykhomyrov, Sergey V. gudkov (2009): kekhasan dari efek antioksidan dan radioprotektif dari terhidrasi C60 Fullerene nanostuctures in vitro dan in vivo. Biologi radikal bebas & Pengobatan 47, 2009. 786 – 793.
  • Mihajlo Gigov, Borivoj Adnađević, Borivoj Adnađević, Jelena D. Jovanovic (2016): efek dari bidang ultrasonik pada kinetik isotermal Fullerene polyhidroksilasi. Ilmu sintering 2016, 48 (2): 259-272.
  • Hirotaka Yoshioka, Naoko YUI, Kanaka Yatabe, Hiroto Fujiya, Haruki Musha, Hisateru Niki, Rie Karasawa, Kazuo Yudoh (2016): Polyhidrosilasi C60 Fullerenes mencegah aktivitas katabolik chondrocyte di konsentrasi Nanomolar di osteoarthritis. Jurnal Osteoarthritis 2016, 1:115.


Fakta-fakta yang Patut Diketahui

C60 Fullerenes

Sebuah Fullerene C60 (juga dikenal sebagai buckyball atau Buckminster Fullerene) adalah molekul yang dibangun dari 60 atom karbon, diatur sebagai 12 segilima dan 20 segi enam. Bentuk molekul C60 menyerupai bola sepak. The C60 fullerens adalah antioksidan non-beracun menunjukkan potensi 100 – 1000 lebih tinggi dari vitamin E. Meskipun C60 sendiri tidak larut dalam air, banyak yang sangat larut dalam air Fullerene derivatif seperti fullenerol telah disintesis.
C60 fullerens digunakan sebagai antioksidan dan biopharmaceutical. Aplikasi lain termasuk ilmu material, fotovoltaik organik (OPV), katalis, dalam pemurnian air dan perlindungan Biohazard, daya portabel, kendaraan dan perangkat medis.

Kelarutan murni C60:

  • dalam air: tidak larut
  • di dimetil sulfoksida (DMSO): tidak larut
  • di toluena: larut
  • di benzena: larut
Struktur permukaan C60 fullerenes (Buckminster fullerenes, buckyballs)

Struktur permukaan C60 fullerenes
Sumber: Yoshioka et al. 2016

Polihidroksilasi C60/Fullenerols

Fullernerol atau fullerols adalah molekul C60 polihidroksilasi (Hydrated C60 Fullerene: C60Tanda hubung). Reaksi hydrolylation memperkenalkan gugus hidroksil (-OH) ke molekul C60. C60 molekul dengan lebih dari 40 gugus hidroksil memiliki kelarutan air yang lebih tinggi (> 50 mg/mL). Ini ada sebagai nanopartikel monodisperse dalam air, dan memiliki efek polishing yang gagah berani. Mereka menunjukkan sifat antioksidan dan anti-inflamasi yang unggul. Polihidroksilasi fullerenes (fullerenols; C60 (OH) n) dapat dilarutkan dalam beberapa alkohol dan kemudian diendapi dalam proses elektrokimia, menciptakan sebuah film nanocarbon pada anoda. Fullerenol film yang digunakan sebagai lapisan biokompatibel, inert untuk objek biologis dan dapat memfasilitasi integrasi benda non-biologis ke dalam jaringan tubuh.
Kelarutan Fullenerol:

  • dalam air: larut, dapat mencapai > 50 mg/mL
  • di dimetil sulfoksida (DMSO): larut
  • dalam metanol: sedikit larut
  • di toluena: tidak larut
  • di benzena: tidak larut

Warna: Fullerenol Bearing lebih dari 10 – kelompok OH memamerkan warna coklat tua. Dengan meningkatnya jumlah-OH kelompok, warna secara bertahap bergeser dari coklat gelap ke kuning.

Larut dalam air, polihidroksilasi C60 dapat disintesis menggunakan ultrasonik

Kelarutan kelarutan dari C60 (OH) 8.2 H2O dibandingkan dengan C60 dalam pelarut yang berbeda. Sumber: Afreen et al. 2017

Aplikasi dan penggunaan Fullerenols:

  1. Farmasi: reagen diagnostik, obat super, kosmetik, resonansi magnetik nuklir (NMR) dengan pengembang. Afinitas DNA, obat anti-HIV, obat anti-kanker, obat kemoterapi, aditif kosmetik dan penelitian ilmiah. Dibandingkan dengan bentuk murni, fullerenes polihidroksilasi memiliki lebih banyak aplikasi potensial karena mereka ditingkatkan kelarutan air. Telah ditemukan bahwa fullerols dapat mengurangi cardiotoxicity dari beberapa obat dan menghambat HIV-protease, virus hepatitis C dan pertumbuhan abnormal sel. Lebih jauh lagi, mereka menunjukkan kemampuan pemulungan radikal bebas yang sangat baik terhadap spesies oksigen reaktif dan radikal di bawah kondisi fisiologis.
  2. Energi: Solar baterai, sel bahan bakar, baterai sekunder.
  3. Industri: Pakailah bahan tahan, bahan tahan api, pelumas, aditif polimer, membran kinerja tinggi, katalis, berlian buatan, paduan keras, cairan kental elektrik, filter tinta, pelapis berkinerja tinggi, pelapis tahan api, manufaktur bahan bioaktif, memori bahan, tertanam molekul dan karakteristik lainnya, bahan komposit dll.
  4. Industri informasi: media rekaman semikonduktor, bahan magnetik, tinta cetak, toner, tinta, kertas khusus tujuan.
  5. Bagian elektronik: superkonduktor semikonduktor, dioda, transistor, induktor.
  6. Bahan optik, kamera elektronik, tabung tampilan fluoresensi, bahan optik nonlinier.
  7. Lingkungan: adsorpsi gas, Penyimpanan gas.