Ultrasonically Polihidroxilated C60 (Fullerenol)

  • Solubil în apă polihidroxilated C60 fullerene, numit fullerenol sau fullerol, este un puternic radicalilor liberi și, prin urmare, este folosit ca un antioxidant în suplimentele și farmaceutice.
  • Hidroxilarea cu ultrasunete este o reacție rapidă și simplă într-un singur pas, care este utilizată pentru a produce C60 polichidroxilat solubil în apă.
  • Ultrasonically sintetizat solubil în apă C60 are o calitate superioară și este utilizat pentru Pharma și aplicații de înaltă performanță.

Sinteza cu ultrasunete cu un singur pas de Polyhydrolxylated C60

Cavitația cu ultrasunete este tehnica superioară pentru a produce fullerene C60 polihidroxilate de înaltă calitate, care sunt solubile în apă și, prin urmare, pot fi utilizate în diverse aplicații în domeniul farmaceutic, medicină și industrie. Afreen et al (2017) au dezvoltat o sinteză rapidă și simplă cu ultrasunete de C60 polihidroxilat fără contaminare (de asemenea, cunoscut sub numele de fullerenol sau fullerol). Reacția cu ultrasunete într-un singur pas utilizează H2O2 și nu este liber de utilizarea de reactivi suplimentari de hidroxilare, adică NaOH, H2SO4 și catalizatori de transfer de fază (PTC), care provoacă impurități în fullerenolul sintetizat. Acest lucru face ca sinteza fullerenolului cu ultrasunete să fie o abordare mai curată pentru a produce fullerenol; în același timp, este o modalitate mai ușoară și mai rapidă de a produce C60 de înaltă calitate, solubil în apă.

Hidroxilarea cu ultrasunete a C60 pentru a produce C60 solubil în apă (fullerenol)

Posibile căi de reacție în sinteza cu ultrasunete asistată de fullerenol în prezența Dil. H2O2 (30%).
Sursa: Afreen et al. 2017

Sinteza cu ultrasunete de solubil în apă C60 – Articol etapizat

UP200St-200W puternic procesor cu ultrasunetePentru prepararea rapidă, simplă, și verde de C60 polihidroxilat, care este solubil în apă, 200 mg de C60 pur se adaugă la 20ml 30% H2O2 și sonicated cu modelele sonicator Uf200 ः t sau UP200St. Parametrii sonicare au fost 30% amplitudine, 200 W la modul pulsat timp de 1 h la temperatura camerei. Vasul de reacție este plasat într-o baie de apă de circulație frigorifică pentru a menține temperatura din interiorul vasului la temperatura ambiantă. Înainte de sonicare, C60 este nemiscibil în H2O2 apos și este un amestec eterogen incolor, care se transformă într-o culoare maro deschis după 30 min de ultrasonication. Ulterior, în următoarele 30 de minute de ultrasonication se transformă într-o dispersie maro închis.
Donator de hidroxil: Cavitația intensă generată ultrasonically (= acustică) creează radicali precum cOH, cOOH și cH din moleculele H2O și H2O2. Utilizarea H2O2 în medii apoase este o abordare mai eficientă pentru a introduce grupări -OH în cușca C60, mai degrabă decât utilizarea H2O pentru sinteza fullerenolului. H2O2 joacă un rol important în intensificarea hidroxilării cu ultrasunete.

Hidroxilarea cu ultrasunete a C60 folosind dil. H2O2 (30%) este o reacție facilă și rapidă într-un singur pas pentru prepararea fullerenolului. Necesitând doar un timp scurt pentru reacție, reacția cu ultrasunete oferă o abordare verde și curată, cu o cerință redusă de energie, evitând utilizarea oricăror reactivi toxici sau corozivi pentru sinteză și reducând numărul de solvenți necesari pentru separarea și purificarea C60 (OH)8De2O.

Procesor ultrasonic UP400St (400W) pentru omogenizare, dispersie, emulsificare și aplicații sonochimice.

UP400St (400W, 24kHz) este un puternic dispersor cu ultrasunete

Cerere de informatie





Cu ultrasunete Polyhidroxylation cale

Atunci când undele ultrasonice intense sunt cuplate într-un lichid, alternativ de joasă presiune/cicluri de înaltă presiune a crea bule de vid în lichid. Bule de vid cresc peste mai multe cicluri până când acestea nu pot absorbi mai multă energie, astfel încât acestea precolaps violent. În timpul colapsului Bubble extreme efecte fizice, ar fi temperaturi ridicate și diferențiale de presiune, undele de șoc, microjeturi, turbulențe, forfecare forțe, etc. Acest fenomen este cunoscut sub numele de ultrasunete sau cavitatie acustic. Aceste forțe intense de cavitație cu ultrasunete descompun moleculele la radicalii cOH și cOOH55.
Afreen et al. (2017) presupun că reacția poate progresa simultan pe două căi. Radicalii cOH ca specii reactive de oxigen (ROS) se atașează la cușca C60 pentru a da fullerenol (calea I) și / sau radicalii -OH și cOOH atacă legăturile duble C60 cu deficit de electroni într-o reacție nucleofilă și acest lucru duce la formarea epoxidului de fulerenă [C60On] ca intermediar în prima etapă (calea II), care este similar cu mecanismul reacției Binger. Mai mult, atacul repetat al cOH (sau cOOH) asupra C60O printr-o reacție SN2 are ca rezultat fullerene polihidroxilate sau fullerenol.
Poate avea loc epoxidarea repetată care produce grupări epoxidice succesive, de exemplu, C60O2 și C60O3. Aceste grupări epoxidice ar putea fi posibili candidați pentru a genera alți intermediari, de exemplu epoxid de fullerenă hidroxilat în timpul sonolizei (= descompunere sonochimică). În plus, deschiderea ulterioară a inelului C60 (OH) xOy cu cOH poate duce la formarea fullerenolului. Formarea acestor intermediari în timpul sonolizei H2O2 sau H2O în prezența C60 este inevitabilă, iar prezența lor în fullerenolul final (deși într-o cantitate mică) nu poate trece neobservată. Cu toate acestea, deoarece acestea sunt prezente numai în cantități mici în fullerenol, nu se așteaptă să provoace niciun impact semnificativ. [Afreen și colab., 2017]

Sonicatoare de înaltă performanță pentru dispersie fullerenă

Hielscher Ultrasonics furnizează sonicatoare de tip sondă pentru cerințele dumneavoastră specifice: Fie că doriți să sonicate volume mici la scară de laborator sau de a produce flux de volum mare la scară industrială, portofoliul Hielscher de sonicatori de înaltă performanță oferă soluția perfectă pentru dispersia fullerene. Puterea mare de ieșire, reglabilitatea precisă și fiabilitatea ultrasonicators noastre asigurați-vă că cerințele procesului sunt îndeplinite. Ecranele tactile digitale și înregistrarea automată a datelor parametrilor ultrasonici pe un card SD integrat fac ca funcționarea și controlul dispozitivelor noastre cu ultrasunete să fie foarte ușor de utilizat.
Robustețea echipamentului cu ultrasunete Hielscher permite funcționarea 24/7 la grele și în medii solicitante.
Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității de procesare aproximativă a ultrasonicators noastre:

volum lotDebitAparate recomandate
1 la 500mL10 până la 200 ml / minUP100H
10 la 2000ml20 până la 400ml / minUf200 ः t. UP400St
0.1 la 20L0.2 4L / minUIP2000hdT
10 100L2 până la 10L / minUIP4000hdT
N / A.10 la 100L / minUIP16000
N / A.mai maregrup de UIP16000

Contacteaza-ne! / Intreaba-ne!

Cere mai multe informații

Va rugam sa folositi formularul de mai jos, în cazul în care doriți să solicite informații suplimentare cu privire la omogenizare cu ultrasunete. Vom fi bucuroși să vă oferim un sistem de ultrasunete îndeplinesc cerințele dumneavoastră.









Vă rugăm să rețineți Politica de confidentialitate.


Hielscher Ultrasonics produce ultrasonicators de înaltă performanță pentru aplicații sonochemical.

Procesoare cu ultrasunete de mare putere de la laborator la pilot și scară industrială.



Literatura / Referințe

  • Sadia Afreen, Kasturi Muthoosamy, si, Manickam (2018): sono-nano chimie: o nouă eră de sintetizare a nanomaterialelor polihidroxilate de carbon cu grupuri hidroxil și aspectele lor industriale. Ultrasonics sonochemistry 2018.
  • Sadia Afreen, Kasturi muthoosamy, si, Manickam (2017): hidratarea sau hidroxilarea: sinteza directa a fullerenolului din fulerena curat [C60] prin Cavitatie acustica in prezenta peroxidului de hidrogen. RSC ADV., 2017, 7, 31930 – 31939.
  • Grigory v. andrievsky, Vadim I. bruskov, Artem A. tykhomyrov, Serghei V. Gudkov (2009): particularitățile efectelor antioxidante și radioprotectoare ale nanostucturilor hidratate C60 fulerena in vitro și in vivo. Biologia radicalilor liberi & Medicina 47, 2009. 786 – 793.
  • Mihajlo gigov, Borivoj adnađević, Borivoj adnađević, Jelena D. Jovanovic (2016): efectul câmpului ultrasonic asupra cineticii izotermale a polihidroxilării fulerena. Stiinta Sintering 2016, 48 (2): 259-272.
  • Hirotaka Yoshioka, Naoko YUI, Kanaka Yatabe, Hiroto Fujiya, Haruki Musha, Hisateru Niki, Rie KARASAWA, Kazuo Yudoh (2016): Polyhidroxylated C60 fullerenes preveni chondrocyte catabolice activitatea la concentrațiile Nanomolar în osteoartrita. Jurnalul de osteoartrita 2016, 1:115.

[/comutare]

Ce trebuie să știți

C60 fullerenes

O C60 fulerena (de asemenea, cunoscut sub numele de buckyball sau Buckminster fulerena) este o moleculă care este construit din 60 atomi de carbon, aranjate ca 12 pentagoane și 20 hexagoane. Forma unei molecule C60 seamănă cu o de fotbal. Fullerens C60 sunt un antioxidant non-toxic care arată o potență 100 – 1000 mai mare decât vitamina E. Deși C60 în sine nu este solubil în apă, mulți derivați de fulleren solubil în apă, ar fi fullenerol au fost sintetizați.
C60 fullerens sunt utilizate ca antioxidante și ca biofarmaceutice. Alte aplicații includ știința materială, fotovoltaice organice (OPV), catalizatori, în purificare a apei și de protecție a riscurilor biologice, portabile de putere, vehicule și dispozitive medicale.

Solubilitatea pure C60:

  • în apă: nu solubil
  • în dimetil sulfoxid (DMSO): nu este solubil
  • în toluen: solubil
  • în benzen: solubil
Structura suprafeței de C60 fullerene (Buckminster fullerene, Buckyballs)

Structura suprafeței de C60 fullerene
Sursa: Yoshioka et al. 2016

Polihidroxilat C60/Fullenerols

Fullernerolul sau fullerolii sunt molecule C60 polihidroxilate (fullerenă C60 hidratată: C60De la HyFn). Reacția de hidrolizare introduce grupuri de hidroxil (-OH) în molecula C60. Moleculele C60 cu peste 40 de grupuri de hidroxil au o solubilitate mai mare în apă (>50 mg/ml). Acestea există ca nanoparticule monodispersate în apă, și au un efect de lustruire curajos. Acestea prezintă proprietăți antioxidante și antiinflamatoare superioare. Fullerene polihidroxilate (fullerenols; C60(OH)n) poate fi dizolvat în unele alcooli și apoi precipitat într-un proces electrochimic, creând o peliculă de nanocarbon pe anod. Foliile fullerenol sunt folosite ca un strat biocompatibil, inert la obiecte biologice și pot facilita integrarea obiectelor nebiologice în țesuturile corpului.
Solubilitatea Fullenerol:

  • în apă: solubil, poate ajunge la >50 mg/ml
  • în dimetil sulfoxid (DMSO): solubil în
  • în metanol: ușor solubil
  • în toluen: nu este solubil
  • în benzen: nu solubil

Culoare: Fullerenol care poartă mai mult de 10-OH grupuri expune o culoare maro inchis. Cu un număr tot mai mare de-OH grupuri, culoarea se deplasează treptat de la maro inchis la galben.

Solubil în apă, polihidroxilat C60 poate fi sintetizat folosind Ultrasonics

Solubilitate de solubilitate de C60 (OH) 8.2 H2O în comparație cu C60 în diferite solvenți. Sursa: Afreen et al. 2017

Aplicații și utilizarea Fullerenols:

  1. Farmaceutice: reactivi de diagnosticare, super medicamente, cosmetice, rezonanță magnetică nucleară (NMR) cu dezvoltatorul. Afinitate ADN, medicamente anti-HIV, medicamente anti-cancer, medicamente chimioterapice, aditivi pentru cosmetice și cercetări științifice. Comparativ cu forma curată, fullerene polichidroxilat au mai multe aplicații potențiale datorită solubilității lor de apă îmbunătățită. S-a constatat că fullerols poate reduce CARDIOTOXICITATEA unor medicamente și inhibă HIV-protează, virusul hepatitei C și creșterea anormală a celulelor. În plus, au expus excelente abilități de coridoarele radicalilor liberi împotriva speciilor reactive de oxigen și a radicalilor în condiții fiziologice.
  2. Energie: baterie solară, celulă de combustie, baterie secundară.
  3. Industrie: material rezistent la uzură, Materiale ignifuge, lubrifianți, aditivi polimeri, membrană de înaltă performanță, catalizator, diamant artificial, aliaj dur, lichid vâscol electric, filtre de cerneală, acoperiri de înaltă performanță, acoperiri de ignifugare, fabricarea materialelor bioactive, a materialelor de memorie, a caracteristicilor moleculare încorporate și a altor caracteristici, materiale compozite etc.
  4. Industria informațională: mediu de înregistrare semiconductor, materiale magnetice, cerneală tipografică, toner, cerneală, scopuri speciale de hârtie.
  5. Piese electronice: semiconductori Supraconducți, diode, tranzistori, inductor.
  6. Materiale optice, aparat de fotografiat electronic, tub de afișaj cu fluorescență, materiale optice neliniare.
  7. Mediu: adsorbție gaz, depozitare gaz.

Vom fi bucuroși să discutăm despre procesul dvs.

Să intrăm în contact.