Ультразвуковая технология Хильшера

Ультрасонически полигидроксилированный C60 (Фуллеренол)

  • Водорастворимый полигидроксиляционный С60 фуллерен, называемый фуллеренол или фуллерол, является сильным свободным радикальным мусорщиком и поэтому используется в качестве антиоксиданта в добавках и фармацевтических препаратах.
  • Ультразвуковая гидроксилация является быстрой и простой одноступенчатой реакцией, которая используется для производства водорастворимых полигидроксилированных С60.
  • Ультрасонически синтезированный водорастворимый C60 имеет превосходное качество и используется для фармацевтических и высокопроизводительных приложений.

Ультразвуковой одноступенчатый синтез полигидролксилированных C60

Ультразвуковая кавитация является превосходной техникой для производства высококачественных полигидроксилатерных Фуллеренов C60, которые водорастворимы и поэтому могут быть использованы в различных приложениях в фармацевтике, медицине и промышленности. Afreen et al (2017) разработали быстрый и простой ультразвуковой синтез беззагрязнения полигидроксилированных C60 (также известный как фуллеренол или фуллерол). Ультразвуковая одношаговая реакция использует H2О2 и свободен от использования дополнительных гидроксилинговых реагентов, т.е. NaOH, H2ТАК4, и фазовые катализаторы передачи (PTC), которые вызывают примеси в синтезированном фуллереноле. Это делает ультразвуковой синтез фуллеренола является более чистым подходом к производству фуллеренола; в то же время, это более простой и быстрый способ производства высококачественного, водорастворимого C60.

Ультразвуковая гидроксилация C60 для производства водорастворимых c60 (фуллеренол)

Возможные траектории реакции при ультразвуковом синтезе фуллеренола в присутствии дил. H2O2 (30%).
источник: Afreen et al. 2017

Ультразвуковой синтез водорастворимых C60 – Шаг за шагом

МОЩНЫй ультразвуковой процессор UP200St - 200ВтДля быстрого, простого и зеленого приготовления полигидроксиляционного С60, который водорастворим, 200 мг чистого С60 добавляется к 20мЛ 30% H2О2 и sonicated с ультразвуковым процессором, таким как Uf200 ः т или UP200St. Параметры соники составляли 30% амплитуды, 200 Вт в импульсном режиме на 1 ч при комнатной температуре. Реакционный сосуд помещается в охлажденный циркулятор водяной бане для поддержания температуры внутри судна при температуре окружающей среды. Перед sonication, C60 является необратимым в aqueous H2О2 и является бесцветной неоднородной смесью, которая превращается в светло-коричневый цвет после 30 мин ультразвуковости. Впоследствии, в течение следующих 30 минут ультразвуковой она превращается в полностью темно-коричневую дисперсию.
Гидроксиловый донор: Интенсивная ультрасонически генерируемая (акустическая) кавитация создает радикалы, такие как cOH, cOOH и cH от H2O и H2О2 Молекулы. Использование H2О2 в aqueous средств массовой информации является более эффективным подходом к внедрению -OH групп на клетку C60, а не только с помощью H2O для синтеза фуллеренола. H2О2 играет важную роль в ультразвуковой интенсификации гидроксилации.

Ультразвуковая гидроксилация C60 с использованием dil. H2О2 (30%) является легкой и быстрой одношаговой реакцией на подготовку фуллеренола. Требуя только короткое время для реакции, ультразвуковая реакция предлагает зеленый и чистый подход с низким энергопотреблением, избегая использования любых токсичных или коррозионных реагентов для синтеза, и сокращение количества растворителей, необходимых для разделение и очищение C60 (OH)8No2H2O.

Ультразвуковой процессор UP400St (400 Вт) для гомогенизации, дисперсии, эмульгации и сонохимического применения.

UP400St (400 Вт, 24 кГц) является мощным ультразвуковым разгоном

Запрос информации




Обратите внимание на наши политика конфиденциальности,


Ультразвуковой полигидроксиляционный путь

Когда интенсивные ультразвуковые волны соединяются с жидкостью, чередующиеся циклы низкого давления /высокого давления создают вакуумные пузырьки в жидкости. Вакуумные пузыри растут в течение нескольких циклов, пока они не могут поглощать больше энергии, так что они рушится яростно. Во время коллапса пузыря экстремальные физические эффекты, такие как высокая температура и дифференциалы давления, ударные волны, микроджеты, турбулентности, силы сдвига и т.д. Это явление известно как ультразвуковое или акустическая кавитация. Эти интенсивные силы ультразвуковой кавитации разлагают молекулы на cOH и cOOH55 радикалов. Afreen et al (2017) предполагают, что реакция может прогрессировать в два пути одновременно. cOH радикалов, как реактивные виды кислорода (ROS) прикрепить на клетку C60, чтобы дать фуллеренол (Путь I), и / или -OH и cOOH радикалы атакуют электрон дефицитных C60 двойных связей в нуклеофильной реакции, и это приводит к образованию фуллерена эпоксида "C60On" как промежуточный на первом этапе (Путь II), который похож на механизм реакции Бингеля. Кроме того, повторное нападение cOH (или cOOH) на C60O через реакцию SN2 приводит к полигидроксилатанного фуллерена или фуллеренола.
Повторная эпоксидация может иметь место, который производит последовательные эпоксидные группы, например, C60O2 и C60O3. Эти эпоксидные группы могут быть возможными кандидатами для создания других промежуточных, например, гидроксилированный эпоксид фуллерена во время сонолиза (я сонохимическое разложение). Кроме того, последующее открытие кольца C60(OH)xOy с cOH может привести к образованию фуллеренола. Формирование этих промежуточных во время сонолиза H2О2 или H2O в присутствии C60 неизбежна, и их присутствие в окончательном фуллеренол (хотя и в следовых количествах) не может остаться незамеченным. Однако, поскольку они присутствуют только в следы количества в fullerenol они не должны вызывать каких-либо значительных последствий. «Африн и др.2017: 31936»

Высокопроизводительные ультразвуковые

Hielscher Ultrasonics поставляет ультразвуковые процессоры для ваших конкретных требований: если вы хотите, чтобы sonicate небольших объемов в лабораторных масштабах или производить большой объем потока в промышленных масштабах, Широкий портфель Hielscher высокопроизводительных ультразвуковых процессоры предлагает идеальное решение для вашего приложения. Высокая мощность, точная регулировка и надежность наших ультразвуковых требований гарантирует выполнение ваших технологических требований. Цифровые сенсорные экраны и автоматическая запись данных ультразвуковых параметров на интегрированной SD-карте делают работу и управление нашими ультразвуковыми устройствами очень удобными для пользователей.
Надежность ультразвукового оборудования Hielscher позволяет для работы в режиме 24/7 в тяжелых условиях и в сложных условиях.
В приведенной ниже таблице приведена приблизительная производительность наших ультразвуковых аппаратов:

Объем партии Скорость потока Рекомендуемые устройства
От 1 до 500 мл От 10 до 200 мл / мин UP100H
От 10 до 2000 мл От 20 до 400 мл / мин Uf200 ः т, UP400St
0.1 до 20L 0.2 до 4L / мин UIP2000hdT
От 10 до 100 литров От 2 до 10 л / мин UIP4000hdT
не доступно От 10 до 100 л / мин UIP16000
не доступно больше кластер UIP16000

Свяжитесь с нами! / Спросите нас!

Запросить дополнительную информацию

Пожалуйста, используйте форму ниже, если вы хотите запросить дополнительную информацию о ультразвуковой гомогенизации. Мы будем рады предложить Вам ультразвуковые системы, отвечающей вашим требованиям.









Пожалуйста, обратите внимание на наши политика конфиденциальности,


Hielscher Ultrasonics производит высокопроизводительные ультразвуковые для сонохимических атак.

Мощные ультразвуковые процессоры от лабораторных до пилотных и промышленных масштабов.

Литература / Ссылки

  • Садия Африн, Кастури Мутхусам, Сивакумар Мэникам (2018): Соно-нано химия: новая эра синтеза полигидроксилатированных углеродных наноматериалов с гидроксиловыми группами и их промышленными аспектами. Ультразвуковая сонохимия 2018.
  • Садия Африн, Kasturi Muthoosamy, Sivakumar Manickam (2017): Гидратация или гидроксилация: прямой синтез фуллеренола из нетронутого фуллерена «C60» через акустическую кавитацию в присутствии перекиси водорода. РКК, 2017, 7, 31930-31939.
  • Григорий В. Андриевский, Вадим И. Брусков, Артем А. Тихомиров, Сергей В. Гудков (2009): Особенности антиоксидантных и радиопротекторных эффектов гидратированных наностактюр C60 фуллереновых наностактур in vitro и in vivo. Свободная радикальная биология & Медицина 47, 2009. 786-793.
  • Михайло Гигов, Боривой Аднасевич, Боривой Аднасевич, Елена Д. Джованович (2016): Влияние ультразвукового поля на изотермальную кинетику полигидроксиляции. Наука Синтеринга 2016, 48(2):259-272.
  • Хиротака Есиока, Наоко юи, Канака Ятабе, Хирото Фудзия, Харуки Муша, Хисатеру Ники, Рие Карасава, Кадзуо юдох (2016): Полигидроксилат C60 Фуллерены Предотвращают хондроциты катаболической активности при наномолярной концентрации при остеоартрите. Журнал остеоартрита 2016, 1:115.


Полезные сведения

C60 Фуллеренс

C60 фуллерен (также известный как buckyball или Buckminster fullerene) представляет собой молекулу, которая построена из 60 атомов углерода, расположенных как 12 пятиугольников и 20 шестиугольников. Форма молекулы C60 напоминает футбольный мяч. Фуллеры C60 являются нетоксичным антиоксидантом, показывающим потенцию на 100-1000 выше, чем витамин Е. Хотя C60 сам по себе не водорастворимый, многие высоко водорастворимые производные фуллерена, такие как фулэнероль были синтезированы.
Фуллерены C60 используются как антиоксиданты и как биофармацевтические препараты. Другие приложения включают материаловедение, органические фотоэлектрические (ОПВ), катализаторы, в очистке воды и защите биоопасности, портативные мощности, транспортные средства и медицинские устройства.

Растворимость чистого C60:

  • в воде: не растворимый
  • в диметилсулькид (DMSO): не растворимый
  • в толуол: растворимый
  • в бензоле: растворимый
Поверхностная структура c60 фуллеренов (Buckminster fullerenes, buckyballs)

Поверхностная структура фуллеренов C60
источник: Yoshioka et al. 2016

Полигидроксилированный C60 / Фуллленол

Фуллернероль или фуллеролы являются полигидроксилированными молекулами C60 (гидратированный Фуллерен C60: C60 летHyFn). Реакция гидролиляции вводит гидроксиловые группы (-OH) в молекулу C60. Молекулы C60 с более чем 40 гидроксиловыми группами имеют более высокую растворимость воды (50 мг/мл). Они существуют как монодисперсные наночастицы в воде, и имеют доблестный эффект полировки. Они обладают превосходными антиоксидантными и противовоспалительными свойствами. Полигидроксилатовые фуллерены (фуллеренолы; C60(OH)n можно растворить в некоторых спиртах и после этого осаждать в электрохимическом процессе, создавая пленку nanocarbon на аноде. Фуллеренол пленки используются в качестве биосовместимого покрытия, инертные биологические объекты и могут способствовать интеграции небиологических объектов в ткани тела.
Растворить Фулленол:

  • в воде: растворимый, может достигать 50 мг/мл
  • в диметилсулькид (DMSO): растворимый
  • в метаноле: слегка растворимый
  • в толуол: не растворимый
  • в бензоле: не растворимый

Цвет: Фуллеренол подшипник более 10 -OH группы обладают темно-коричневого цвета. С увеличением числа групп -OH, цвет постепенно смещается от темно-коричневого до желтого.

Водорастворимый, полигидроксиляционный C60 можно синтезировать с помощью ультразвукового

Растворимость растворимости C60(OH)8.2H2O по сравнению с C60 в различных растворителях. источник: Afreen et al. 2017

Приложения и использование Фуллеренолов:

  1. Фармацевтические: Диагностические реагенты, супер препараты, косметика, ядерный магнитный резонанс (ЯМР) с разработчиком. Сродство ДНК, анти-ВИЧ-препараты, противораковые препараты, химиотерапевтические препараты, косметические добавки и научные исследования. По сравнению с нетронутой формой, полигидроксилатые фуллерены имеют больше потенциальных применений из-за их повышенной растворимости воды. Было установлено, что fullerols может уменьшить кардиотоксичность некоторых препаратов и ингибировать ВИЧ-протеазы, вирус гепатита С и аномальный рост клеток. Кроме того, они продемонстрировали отличные способности свободно-радикальной очистки от реактивных видов кислорода и радикалов в физиологических условиях.
  2. Энергия: Солнечная батарея, топливный элемент, вторичный аккумулятор.
  3. Промышленность: Износ устойчивый материал, огнезащитные материалы, смазочные материалы, полимерные добавки, высокопроизводительная мембрана, катализатор, искусственный алмаз, твердый сплав, электрическая вязкая жидкость, чернила фильтры, высокопроизводительные покрытия, огнезащитные покрытия, производство биологически активных материалов, материалов памяти, встроенных молекулярных и других характеристик, композитных материалов и т.д.
  4. Информационная индустрия: Полупроводниковая среда, магнитные материалы, полиграфические чернила, тонер, чернила, бумага специального назначения.
  5. Электронные детали: сверхпроводящие полупроводники, диоды, транзисторы, индукторы.
  6. Оптические материалы, электронная камера, флуоресцентная трубка, нелинейные оптические материалы.
  7. Окружающая среда: Адсорбция газа, хранение газа.