• 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.

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

Ультразвуковой синтез водорастворимых C60 – Шаг за шагом

Для 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 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: