• Waasslöslech polyhydroxyléiert C60-Fulleren, Vollerol oder Vollerol genannt, ass e staarken Radikal Scavenger a gëtt dofir als Antioxidant an Ergänzungsprodukter a Pharmazeutik benotzt.
• D'Ultraschallhydroxylatioun ass eng séier a einfach eenstufend Reaktioun, déi fir d'Waasser lassléissege polyhydroxyléiert C60 produzéiert.
• Ultraschall synthetiséierter a wässerlöser C60 huet qualitativ héichwäerteg an ass fir Pharma- a High-Performance-Applikatiounen benotzt.

Ultraschall One-Step-Synthese vun Polyhydrolxylat C60

Ultraschall Kavitation ass déi bescht Technik fir qualitativ héichwäerteg polyhydroxyléiert C60 Fullerenes ze produzéieren, wat Waasserlöslem ass a kënnen dofir an verschiddenen Applikatiounen am Pharma, Medizin an der Industrie benotzt ginn. Afreen et al (2017) hunn eng séier a einfach Ultraschallsynthese vun kontaminéierte fräi polyhydroxyléiert C60 (och als Fullerenol oder Fullerol bekannt) entwéckelt. D'Ultraschall enger Schrëtt-Reaktioun benotzt H₂O₂ an ass gratis aus der Verwäertung vun zousätzleche hydroxyléierender Reagenz, dh NaOH, H₂SO₄, a Phasentransfer-Katalysatoren (PTC), déi Verurrungen am synthetiséierte Vollerenol verursaachen. Dëst mécht d'Ultraschere Fullerenol-Synthese eng méi sauber Approche fir Fullerenol ze produzéieren; Zur selwechter Zäit ass et méi einfach a méi séier wéi méiglech qualitativ héichwäerteg, waasslösbar C60.

Déi méiglechst Reaktiounspompeten an der Ultraschall assistéierte Synthese vu Fullerenol an der Präzisioun vu Dil. H2O2 (30%).
Quelle: Afreen et al. 2017

Ultraschallsynthese vum Waasserléislechen C60 – Schrëtt fir Schrëtt

Fir déi séier, einfach a gréng Virbereedung vun polyhydroxyléiert C60, wat ass löslich ass, 200 mg pure C60 ass zu 20mL 30% H₂O₂ an och mat engem Ultraschall-Prozesser wéi dem UP200Ht oder UP200St. D'Sonikatiounsparameter waren 30% Amplitude, 200 W am gepulste Modus fir 1 Stonn bei Raumtemperatur. De Reaktiounsbehälter gëtt an e Kältekrees Waasserbad geluecht fir d'Temperatur am Buedem bei Raumtemperatur ze halen. Virun der Opléisung ass C60 net an wässer H₂O₂ an ass e bëssenlos heterogen Geméis, deen no 30 Minutte vun Ultraschall zu enger hellbraunes Faarf gedréckt. Duerno gëtt et an der nächster 30 Minutte vun Ultraschall zu enger komplett däischter braune Dispersion.
Hydroxyl Donor: Intensive ultraschall entsteet (= Akustik) Kavitation kreéiert Radikalen wéi cOH, cOOH a cH aus H₂O an H₂O₂ Molekülle baséiert. De Gebrauch vum H₂O₂ an wässeregt Medien ass e méi effizient Approche fir e-Grupp op den C60 Käfere ze stellen anstatt nëmmen H₂O fir d'Synthese vu fullerenol. H₂O₂ spillt eng wichteg Roll an der Ultraschall-Hydroxyléierung D'Intensivéierung.

Ultraschall Hydroxyléierung vun C60 iwwer Dil. H₂O₂ (30%) ass eng einfach an séier eischréng Reaktioun fir Vollerenol ze preparéieren. Fir nëmmen eng kuerz Zäit fir d'Reaktioun ze erfuederen, ass d'Ultraschallreaktioun e gréng a propper Approche mat engem niddregen Energiebedarf, wéint der Notzung vun all gëfteg oder korrosive Reagenzien fir d'Synthese, a reduzéiert d'Zuel vun Léisungsmëttelen fir d'Trennung an d'Reinigung vun C60 (OH)₈∙ 2H₂O.

Ultraschall Polyhydroxylatioun Pathway

Wann intensiv Ultraschallwellen an enger Liquiditéit gekuckt ginn, hunn d'alternierend Ënnerfläch / Hochdruck-Zykleten Vakuumbelueden an der Flësseg. D'Vakuumbubbles wuessen iwwer verschidden Zyklen, bis se net méi Energie absorbéieren kënnen, sou datt se gewaltsam zéien. Während dem Bubble ass extreme physesch Effekter wéi Hochtemperatur an Drockdifferen, Schockwellen, Microjeten, Turbulenzen, Scherr Kräften, etc. Dëst Phänomen ass bekannt als Ultraschall oder akustesch Kavitation. Dës intensiv Kräfte vun der Ultraschallkavitation zersetzen d'Moleküle op cOH a cOOH55 Radikal. Afreen et al (2017) ass der Meenung, datt d'Reaktioun tëschent zwee Weeër simultan virukommen kann. KOH-Radikale als reaktive Sauerstoffspezifesch (ROS) befestigen op den C60-Käfig fir Vollerenol (Path I) ze briechen an / oder -OH- a cOOH-Radikalen attackéieren déi elektronesch Mangel vun C60-Doppelbindungen an enger nukleophilen Reaktioun, an dëst féiert zur Formation vun Fulleren Epoxid [C60On] als Zwëschenzäit an der éischter Etapp (Path II), déi dem Mechanismus vun der Bingel Reaktioun ähnlech ass. Den Wiederholter Attack vu cOH (oder cOOH) op C60O iwwer eng SN2-Reaktioun ergëtt sech zu polyhydroxyléiert Volleren oder Vollerenol.
Déi wiederhuelte Epoxidatioun kann stattfannen, déi opgereegelt Epoxidgruppen z. B. C60O2 a C60O3 produzéiert. Dës Epoxidgruppen konnten eventuell Kandidaten fir aner Zwëscherproduiten generéieren, zB hydroxyléiert Volleroen-Epoxid bei der Sonolysis (= sonochemikaler Zersetzung). Zousätzlech kann d'spéider Rannöffnung vu C60 (OH) xOy mat cOH d'Bildung vu Vollerenol erreechen. D'Formation vun dësen Zwëscheprodukter während der Sonolisi vun H₂O₂ oder H₂O an d'Präsenz vun der C60 ass onverhënnerbar, an hir Präsenz am endgülteg Fullerenol (obwuel an enger Spuerbetrag) kann net onnotéiert ginn. Well se awer nëmmen an Spurenbetrieben am Vollerenol present sinn, ginn se net erwaart, datt keng wesentlech Auswierkunge verursaacht ginn. [Afreen et al 2017: 31936]

High Performance Ultrasonicatoren

Hielscher Ultrasonics liefert Ultraschall-Prozessoren fir Är spezifesch Ufuerderungen: Och wann Dir kleng Bänn am Labormaum benotzt hues oder grouss Industriezonengrupp produzéiere wëllt, ass de Hielscher säi breet Portfolio vu héichfeierlechen Ultraschall-Prozessoren déi perfekt Léisung fir Är Applikatioun. Déi héich Ausgab, d'präzis Justifizéierung an d'Zouverlässegkeet vun eise Ultrasimater vergewëssert Iech datt Äre Prozess-Ufuerderungen erfüllt sinn. Digital Touch Screen an automatesch Datenerfassung vun den Ultraschallparameter op enger integréierter SD Card maachen d'Operatioun an d'Kontroll vun eise Ultraschall-Geräte ganz user-friendly.
De Robuste vun der Hielscher Ultraschall-Ausrüstung erméiglecht fir 24/7 Operatioun bei schwéieren Droge an an exigenten Ëmfeld.
D'Tabellner ënnert Iech en Indikatioun vun der ongeféieren Veraarbechtkapazitéit vun eisem Ultraschall: