Hielscher Ultrasonics
Mēs ar prieku apspriedīsim jūsu procesu.
Zvaniet mums: +49 3328 437-420
Nosūtiet mums e-pastu: info@hielscher.com

Ultrasoniski polihidroksilēts C60 (Fullerenols)

  • Ūdenī šķīstošs polihidroksilēts C60 fullerēns, ko sauc par fullerenolu vai fullerolu, ir spēcīgs brīvo radikāļu iznīcinātājs, un tāpēc to izmanto kā antioksidantu piedevās un farmaceitiskos līdzekļos.
  • Ultraskaņas hidroksilēšana ir ātra un vienkārša vienpakāpes reakcija, ko izmanto, lai ražotu ūdenī šķīstošu polihidroksilētu C60.
  • Ultrasoniski sintezēts ūdenī šķīstošs C60 ir augstākā kvalitāte un tiek izmantots pharma un augstas veiktspējas lietojumiem.

Polihidrolksilēta C60 ultraskaņas vienpakāpes sintēze

Ultraskaņas kavitācija ir augstākā metode, lai ražotu augstas kvalitātes polihidroksilētus C60 fullerēnus, kas ir ūdenī šķīstoši un tāpēc tos var izmantot dažādos lietojumos farmācijā, medicīnā un rūpniecībā. Afreen et al (2017) ir izstrādājuši ātru un vienkāršu ultraskaņas sintēzi bez piesārņojuma polihidroksilēts C60 (pazīstams arī kā fullerenols vai fullerols). Ultraskaņas vienpakāpes reakcija izmanto H2O2 un nesatur papildu hidroksilējošos reaģentus, t.i., NaOH, H2SO4 un fāzes pārneses katalizatorus (PTC), kas izraisa piemaisījumus sintezētajā fullerēnā. Tas padara ultraskaņas fullerenola sintēzi ir tīrāka pieeja fullerenola ražošanai; tajā pašā laikā tas ir vieglāks un ātrāks veids, kā ražot augstas kvalitātes, ūdenī šķīstošu C60.

C60 ultraskaņas hidroksilēšana, lai iegūtu ūdenī šķīstošu c60 (fullerēnu)

Iespējamie reakcijas ceļi fullerenola ultraskaņas sintēzē dil. H2O2 klātbūtnē (30%).
avots: Afreen et al. 2017

Ūdenī šķīstoša C60 ultraskaņas sintēze – Soli pa solim

UP200St - 200W jaudīgs ultraskaņas procesorsLai ātri, vienkārši un zaļi sagatavotu polihidroksilētu C60, kas ir ūdenī šķīstošs, 200 mg tīra C60 pievieno 20 ml 30% H2O2 un apstrādā ar ultraskaņu modeļiem UP200Ht vai UP200St. Ultraskaņas apstrādes parametri bija 30% amplitūda, 200 W impulsa režīmā 1 h istabas temperatūrā. Reakcijas trauku ievieto atdzesētā cirkulācijas sūkņa ūdens vannā, lai uzturētu temperatūru trauka iekšpusē apkārtējās vides temperatūrā. Pirms ultraskaņas apstrādes C60 ir nesajaucams H2O2 ūdenī un ir bezkrāsains neviendabīgs maisījums, kas pēc 30 minūšu ultrasonikācijas pārvēršas gaiši brūnā krāsā. Pēc tam nākamajās 30 minūtēs ultrasonication tas pārvēršas par pilnīgi tumši brūnu dispersiju.
Hidroksildonors: Intensīva ultrasoniski ģenerēta (= akustiska) kavitācija rada radikāļus, piemēram, cOH, cOOH un cH no H2O un H2O2 molekulām. H2O2 izmantošana ūdens vidē ir efektīvāka pieeja, lai C60 būrī ievadītu –OH grupas, nevis tikai izmantotu H2O fullerenola sintēzei. H2O2 ir svarīga loma ultraskaņas hidroksilācijas intensifikācijā.

C60 ultraskaņas hidroksilēšana, izmantojot dil. H2O2 (30%) ir viegla un ātra vienpakāpes reakcija, lai sagatavotu fullerēnu. Reakcijai nepieciešams tikai īss laiks, ultraskaņas reakcija piedāvā zaļu un tīru pieeju ar zemu enerģijas patēriņu, izvairoties no jebkādu toksisku vai kodīgu reaģentu izmantošanas sintēzei un samazinot šķīdinātāju skaitu, kas nepieciešami C60(OH) atdalīšanai un attīrīšanai8∙2H2O.

Ultraskaņas procesors UP400St (400W) homogenizācijai, dispersijai, emulgācijai un sonochemical lietojumiem.

UP400St (400W, 24kHz) ir spēcīgs ultraskaņas izkliedētājs

Informācijas pieprasījums




Ņemiet vērā mūsu Privātuma politika.




Ultraskaņas polihidroksilācijas ceļš

Kad intensīvi ultraskaņas viļņi tiek savienoti šķidrumā, mainīgi zema spiediena / augstspiediena cikli šķidrumā rada vakuuma burbuļus. Vakuuma burbuļi aug vairākos ciklos, līdz tie nevar absorbēt vairāk enerģijas, tāpēc tie vardarbīgi sabrūk. Burbuļa sabrukuma laikā ekstremāli fiziski efekti, piemēram, augstas temperatūras un spiediena starpības, triecienviļņi, mikrostrūklas, turbulences, bīdes spēki utt. Šī parādība ir pazīstama kā ultraskaņas vai akustiskā kavitācija. Šie intensīvie ultraskaņas kavitācijas spēki sadala molekulas uz cOH un cOOH55 radikāļiem.
(2017) pieņem, ka reakcija var progresēt divos ceļos vienlaicīgi. cOH radikāļi kā reaktīvās skābekļa sugas (ROS) piestiprinās pie C60 būra, lai iegūtu fullerenolu (I ceļš), un/vai –OH un cOOH radikāļi uzbrūk elektronu deficīta C60 dubultajām saitēm nukleofilā reakcijā, un tas noved pie fullerēna epoksīda [C60On] veidošanās kā starpprodukta pirmajā posmā (II ceļš), kas ir līdzīgs Bingela reakcijas mehānismam. Turklāt atkārtots cOH (vai cOOH) uzbrukums C60O, izmantojot SN2 reakciju, izraisa polihidroksilētu fullerēnu vai fullerēnu.
Var notikt atkārtota epoksidācija, kas rada secīgas epoksīda grupas, piemēram, C60O2 un C60O3. Šīs epoksīda grupas varētu būt iespējamie kandidāti citu starpproduktu, piemēram, hidroksilēta fullerēna epoksīda radīšanai sonolīzes laikā (= sonoķīmiskā sadalīšanās). Turklāt sekojošā C60(OH)xOy gredzena atvere ar cOH var izraisīt fullerēna veidošanos. Šo starpproduktu veidošanās H2O2 vai H2O sonolīzes laikā C60 klātbūtnē ir neizbēgama, un to klātbūtne galīgajā fullerenolā (kaut arī nelielā daudzumā) nevar palikt nepamanīta. Tomēr, tā kā fullerenolā tie ir sastopami tikai nelielā daudzumā, nav paredzams, ka tie radīs būtisku ietekmi. [Afreen et al., 2017]

Augstas veiktspējas ultraskaņas aparāti fullerēna dispersijai

Hielscher Ultrasonics piegādā zondes tipa sonikatorus jūsu īpašajām prasībām: Neatkarīgi no tā, vai vēlaties apstrādāt mazus apjomus laboratorijas mērogā vai ražot lielu apjoma plūsmu rūpnieciskā mērogā, Hielscher augstas veiktspējas sonikatoru portfelis piedāvā perfektu risinājumu jūsu fullerēna dispersijai. Liela jauda, precīza regulējamība un mūsu ultrasonikatoru uzticamība nodrošina, ka jūsu procesa prasības ir izpildītas. Digitālie skārienekrāni un ultraskaņas parametru automātiska datu ierakstīšana integrētā SD kartē padara mūsu ultraskaņas ierīču darbību un vadību ļoti lietotājam draudzīgu.
Hielscher ultraskaņas iekārtu izturība ļauj 24/7 darboties lieljaudas režīmā un prasīgā vidē.
Zemāk redzamajā tabulā ir sniegta norāde par mūsu ultrasonikatoru aptuveno apstrādes jaudu:

Partijas apjoms Plūsmas ātrums Ieteicamās ierīces
1 līdz 500 ml 10 līdz 200 ml/min UP100H
10 līdz 2000 ml 20 līdz 400 ml/min UP200Ht, UP400St
0.1 līdz 20L 02 līdz 4 l/min UIP2000hdT
10 līdz 100L 2 līdz 10L/min UIP4000hdT
n.p. 10 līdz 100L/min UIP16000
n.p. Lielāku kopa UIP16000

Sazinieties ar mums! / Jautājiet mums!

Jautājiet vairāk informācijas

Lūdzu, izmantojiet zemāk esošo veidlapu, ja vēlaties pieprasīt papildu informāciju par ultraskaņas homogenizāciju. Mēs ar prieku piedāvāsim jums ultraskaņas sistēmu, kas atbilst jūsu prasībām.









Lūdzu, ņemiet vērā mūsu Privātuma politika.




Hielscher Ultrasonics ražo augstas veiktspējas ultrasonikatorus sonochemical lietojumiem.

Augstas jaudas ultraskaņas procesori no laboratorijas līdz izmēģinājuma un rūpnieciskajam mērogam.



Literatūra/Atsauces

  • Sadia Afreen, Kasturi Muthoosamy, Sivakumar Manickam (2018): Sono-nano ķīmija: jauns laikmets polihidroksilētu oglekļa nanomateriālu sintēzei ar hidroksilgrupām un to rūpnieciskajiem aspektiem. Ultrasonics Sonochemistry 2018.
  • Sadia Afreen, Kasturi Muthoosamy, Sivakumar Manickam (2017): Hidratācija vai hidroksilēšana: tieša fullerenola sintēze no senatnīga fullerēna [C60], izmantojot akustisko kavitāciju ūdeņraža peroksīda klātbūtnē. RSC Adv., 2017, 7, 31930–31939.
  • Grigorijs V. Andrievskis, Vadims I. Bruskovs, Artjoms A. Tihomirovs, Sergejs V. Gudkovs (2009): Hidratēto C60 fullerēna nanostuktūru antioksidantu un radioprotektīvo efektu īpatnības in vitro un in vivo. Brīvo radikāļu bioloģija & Medicīna 47, 2009. 786–793.
  • Mihajlo Gigov, Borivoj Adnađević, Borivoj Adnađević, Jelena D. Jovanovic (2016): Ultraskaņas lauka ietekme uz fullerēna polihidroksilācijas izotermisko kinētiku. Zinātne par saķepināšanu 2016, 48(2):259-272.
  • Hirotaka Yoshioka, Naoko Yui, Kanaka Yatabe, Hiroto Fujiya, Haruki Musha, Hisateru Niki, Rie Karasawa, Kazuo Yudoh (2016): polihidroksilētie C60 fullerēni novērš hondrocītu katabolisko aktivitāti nanomolārā koncentrācijā osteoartrīta gadījumā. Osteoartrīta žurnāls 2016, 1:115.

[/pārslēgt]

Fakti, kurus ir vērts zināt

C60 Fullerēni

C60 fullerēns (pazīstams arī kā buckyball vai Buckminster fullerene) ir molekula, kas veidota no 60 oglekļa atomiem, kas sakārtoti kā 12 piecstūri un 20 sešstūri. C60 molekulas forma atgādina futbola bumbu. C60 fullerēni ir netoksisks antioksidants, kura iedarbība ir par 100–1000 augstāka nekā E vitamīnam. Lai gan pats C60 nav ūdenī šķīstošs, ir sintezēti daudzi ūdenī šķīstoši fullerēna atvasinājumi, piemēram, fullenerols.
C60 fullerens tiek izmantoti kā antioksidanti un kā biofarmaceitiskie līdzekļi. Citi lietojumi ietver materiālu zinātni, organiskos fotoelementus (OPV), katalizatorus, ūdens attīrīšanā un aizsardzību pret bioloģiskajiem apdraudējumiem, pārnēsājamo enerģiju, transportlīdzekļus un medicīnas ierīces.

Tīra C60 šķīdība:

  • ūdenī: nešķīst
  • dimetilsulfoksīdā (DMSO): nešķīst
  • toluolā: šķīst
  • benzolā: šķīst
C60 fullerēnu virsmas struktūra (Buckminster fullerenes, buckyballs)

C60 fullerēnu virsmas struktūra
avots: Yoshioka et al. 2016

Polihidroksilēti C60 / Fullenerols

Fullernerols vai fullerols ir polihidroksilētas C60 molekulas (hidratēts C60 fullerēns: C60HyFn). Hidrolizācijas reakcija ievada hidroksilgrupas (-OH) C60 molekulā. C60 molekulām ar vairāk nekā 40 hidroksilgrupām ir augstāka šķīdība ūdenī (>50 mg/ml). Tie pastāv kā monodispersas nanodaļiņas ūdenī, un tiem ir drosmīgs pulēšanas efekts. Viņiem piemīt izcilas antioksidanta un pretiekaisuma īpašības. Polihidroksilētie fullerēni (fullerēni; C60(OH)n) var izšķīdināt dažos spirtos un pēc tam izgulsnēt elektroķīmiskā procesā, izveidojot nanokarbona plēvi uz anoda. Fullerenola plēves tiek izmantotas kā bioloģiski saderīgs pārklājums, kas ir inerts pret bioloģiskiem objektiem un var veicināt nebioloģisku objektu integrāciju ķermeņa audos.
Fullenerola šķīdība:

  • ūdenī: šķīst, var sasniegt >50 mg/ml
  • dimetilsulfoksīdā (DMSO): šķīst
  • metanolā: nedaudz šķīst
  • Toluolā: nešķīst
  • benzolā: nešķīst

Krāsa: Fullerenol, kas satur vairāk nekā 10 –OH grupas, uzrāda tumši brūnu krāsu. Pieaugot –OH grupu skaitam, krāsa pakāpeniski mainās no tumši brūnas uz dzeltenu.

Ūdenī šķīstošu, polihidroksilētu C60 var sintezēt, izmantojot ultraskaņu

Šķīdība pēc C60(OH)8,2H2O, salīdzinot ar C60, dažādos šķīdinātājos. avots: Afreen et al. 2017

Fullerenolu pielietojumi un izmantošana:

  1. Farmācija: diagnostikas reaģenti, superzāles, kosmētika, kodolmagnētiskā rezonanse (NMR) ar izstrādātāju. DNS afinitāte, zāles pret HIV, pretvēža zāles, ķīmijterapijas zāles, kosmētikas piedevas un zinātniskie pētījumi. Salīdzinot ar senatnīgo formu, polihidroksilētajiem fullerēniem ir vairāk potenciālu pielietojumu, jo tie uzlabo šķīdību ūdenī. Ir konstatēts, ka fullerols var samazināt dažu zāļu kardiotoksicitāti un inhibēt HIV proteāzi, C hepatīta vīrusu un patoloģisku šūnu augšanu. Turklāt tiem bija izcilas brīvo radikāļu iznīcināšanas spējas pret reaktīvām skābekļa sugām un radikāļiem fizioloģiskos apstākļos.
  2. Enerģija: saules baterija, kurināmā elements, sekundārais akumulators.
  3. Rūpniecība: Nodilumizturīgs materiāls, liesmu slāpējoši materiāli, smērvielas, polimēru piedevas, augstas veiktspējas membrāna, katalizators, mākslīgais dimants, cietais sakausējums, elektriskais viskozais šķidrums, tintes filtri, augstas veiktspējas pārklājumi, ugunsdroši pārklājumi, bioaktīvo materiālu ražošana, atmiņas materiāli, iegultās molekulārās un citas īpašības, kompozītmateriāli utt.
  4. Informācijas nozare: Pusvadītāju ierakstu nesējs, magnētiskie materiāli, drukas tinte, toneris, tinte, speciālie papīra mērķi.
  5. Elektroniskās detaļas: supravadoši pusvadītāji, diodes, tranzistori, induktors.
  6. Optiskie materiāli, elektroniskā kamera, fluorescences displeja caurule, nelineārie optiskie materiāli.
  7. Vide: Gāzes adsorbcija, gāzes uzglabāšana.

Mēs ar prieku apspriedīsim jūsu procesu.

Sazināsimies.