Ultrasonicky Polyhydroxylovaný C60 (Fullerenol)

  • Vo vode rozpustný polyhydroxylovaný C60 fullerén, nazvaný fullerenol alebo fullerol, je silný Voľný radikálny Scavenger a preto sa používa ako antioxidant v doplnkoch a farmaceutík.
  • Ultrazvuková hydroxylácia je rýchla a jednoduchá reakcia v jednom kroku, ktorá sa používa na produkciu polyhydroxylovaného C60 vo vode rozpustného.
  • Ultrasonically syntetizovaný vo vode rozpustný C60 má vynikajúcu kvalitu a používa sa pre farmaceutické a vysoko výkonné aplikácie.

Ultrazvukové jednostupňové syntéza Polyhydrolxylovaného C60

Ultrazvuková kavitácia je vynikajúca technika na výrobu vysoko kvalitných polyhydroxylovaných fullerénov C60, ktoré sú rozpustné vo vode, a preto môžu byť použité v rôznych aplikáciách vo farmácii, medicíne a priemysle. Afreen et al (2017) vyvinuli rýchlu a jednoduchú ultrazvukovú syntézu polyhydroxylovaného C60 bez kontaminácie (tiež známy ako fullerenol alebo fullerol). Ultrazvuková jednostupňová reakcia používa H2O2 a je bez použitia ďalších hydroxylačných činidiel, t.j. NaOH, H2SO4 a katalyzátory fázového prenosu (PTC), ktoré spôsobujú nečistoty v syntetizovanom fullerenole. To robí ultrazvukovú syntézu fullerenolu je čistejší prístup k výrobe fullerenolu; Zároveň je to jednoduchší a rýchlejší spôsob výroby vysoko kvalitného, vo vode rozpustného C60.

Ultrazvukový hydroxylácia C60 produkovať vo vode rozpustný C60 (fullerenol)

Možné reakčné dráhy v ultrazvukovej-asistovanej syntéze fullerenolu v prítomnosti DIL. H2O2 (30%).
Zdroj: Afreen et al. 2017

Ultrazvukový syntéza vo vode rozpustný C60 – Podrobné

UP200St-200W Výkonný Ultrazvukový procesorPre rýchlu, jednoduchú a zelenú prípravu polyhydroxylovaného C60, ktorý je rozpustný vo vode, 200 mg čistého C60 sa pridá do 20 ml 30% H2O2 a sonikácia s modelmi sonikator UP200Ht alebo UP200St. Parametre ultrazvukom boli 30% amplitúda, 200 W v pulznom režime po dobu 1 hodiny pri izbovej teplote. Reakčná nádoba sa umiestni do vodného kúpeľa chladeného obehového čerpadla, aby sa udržala teplota vo vnútri nádoby pri teplote okolia. Pred ultrazvukom je C60 nemiešateľný vo vodnej hladine H2O2 a je bezfarebná heterogénna zmes, ktorá sa po 30 minútach ultrazvukom zmení na svetlohnedú farbu. Následne sa v nasledujúcich 30 minútach ultrazvukom zmení na úplne tmavohnedú disperziu.
Hydroxylový donor: Intenzívna ultrazvukovo generovaná (= akustická) kavitácia vytvára radikály ako cOH, cOOH a cH z molekúl H2O a H2O2. Použitie H2O2 vo vodných médiách je efektívnejším prístupom k zavedeniu –OH skupín do klietky C60 namiesto použitia H2O na syntézu fullerenolu. H2O2 hrá dôležitú úlohu v ultrazvukovej hydroxylačnej intenzifikácii.

Ultrazvuková hydroxylácia C60 pomocou dil. H2O2 (30%) je ľahká a rýchla jednokroková reakcia na prípravu fullerinolu. Vyžaduje len krátky čas na reakciu, ultrazvuková reakcia ponúka zelený a čistý prístup s nízkou energetickou požiadavkou, vyhýba sa použitiu akýchkoľvek toxických alebo korozívnych činidiel na syntézu a znižuje počet rozpúšťadiel potrebných na separáciu a čistenie C60(OH)8∙ 2H2O.

Ultrazvukový procesor UP400St (400W) pre homogenizáciu, disperzné, emulgačné a sonochemical aplikácie.

UP400St (400W, 24kHz) je silný Ultrazvukový rozprašovačom

Žiadosť o informácie





Ultrazvukový Polyhydroxylácia dráhy

Keď intenzívne ultrazvukové vlny sú spojené do kvapaliny, striedavé nízkotlakové/vysokotlakové cykly vytvárajú vákuové bubliny v kvapaline. Vákuové bubliny rastú v priebehu niekoľkých cyklov, kým nemôžu absorbovať viac energie, takže zrútenie násilne. Počas bubliny kolaps extrémne fyzikálne účinky, ako sú vysoké teploty a tlakové diferenciály, nárazové vlny, mikrotrysky, turbulencie, šmykovej sily, atď. Tento jav je známy ako ultrazvukové alebo Akustické kavitácie. Tieto intenzívne sily ultrazvukovej kavitácie rozkladajú molekuly na radikály cOH a cOOH55.
Afreen et al. (2017) predpokladajú, že reakcia môže postupovať dvoma cestami súčasne. cOH radikály ako reaktívne formy kyslíka (ROS) sa pripájajú na klietku C60, aby poskytli fullerenol (cesta I), a/alebo radikály –OH a cOOH napádajú dvojité väzby C60 s nedostatkom elektrónov v nukleofilnej reakcii a to vedie k tvorbe fullerénepoxidu [C60On] ako medziproduktu v prvom stupni (cesta II), ktorý je podobný mechanizmu Bingelovej reakcie. Ďalej opakovaný útok cOH (alebo cOOH) na C60O prostredníctvom reakcie SN2 vedie k polyhydroxylovanému fullerénu alebo fullerenolu.
Môže dôjsť k opakovanej epoxidácii, pri ktorej vznikajú po sebe nasledujúce epoxidové skupiny, napr. C60O2 a C60O3. Tieto epoxidové skupiny by mohli byť možnými kandidátmi na generovanie ďalších medziproduktov, napr. hydroxylovaného fullerénepoxidu počas sonolýzy (= sonochemický rozklad). Okrem toho následné otvorenie krúžku C60(OH)xOy s cOH môže viesť k tvorbe fullerenolu. Tvorba týchto medziproduktov počas sonolýzy H2O2 alebo H2O v prítomnosti C60 je nevyhnutná a ich prítomnosť v konečnom fullerenole (aj keď v stopovom množstve) nemôže zostať bez povšimnutia. Pretože sú však prítomné iba v stopových množstvách vo fullerenole, neočakáva sa, že by spôsobili významný vplyv. [Afreen a kol., 2017]

Vysokovýkonné ultrazvukom pre fullerénovú disperziu

Hielscher Ultrasonics dodáva sondové sonicators pre vaše špecifické požiadavky: Či už chcete sonikovať malé objemy v laboratórnom meradle alebo produkovať veľký objemový prúd v priemyselnom meradle, Hielscher portfólio vysoko výkonných sonicators ponúka perfektné riešenie pre vašu fullerénovú disperziu. Vysoký výstupný výkon, presná nastaviteľnosť a spoľahlivosť našich ultrasonicators zabezpečujú, že vaše procesné požiadavky sú splnené. Digitálne dotykové obrazovky a automatické zaznamenávanie údajov ultrazvukových parametrov na integrovanej SD karte robia prevádzku a ovládanie našich ultrazvukových zariadení veľmi užívateľsky prívetivým.
Robustnosť ultrazvukových zariadení Hielscher umožňuje 24/7 prevádzku v ťažkých a náročných prostrediach.
Nasledujúca tabuľka vám uvádza približnú spracovateľskú kapacitu našich ultrazvukov:

Objem šarže prietok Odporúčané Devices
1 až 500mL 10 až 200mL/min UP100H
10 až 2000mL 20 až 400mL/min UP200Ht, UP400St
0.1 až 20L 02 až 4 l / min UIP2000hdT
10 až 100L 2 až 10 l / min UIP4000hdT
neuv 10 až 100 l / min UIP16000
neuv väčšia strapec UIP16000

Kontaktuj nás! / Opýtajte sa nás!

Požiadajte o ďalšie informácie

Ak chcete požiadať o dodatočné informácie o homogenizácii ultrazvukom, použite nižšie uvedený formulár. Radi Vám ponúkame ultrazvukový systém spĺňajúci Vaše požiadavky.









Vezmite prosím na vedomie naše Zásady ochrany osobných údajov,


Hielscher ultrazvukom vyrába high-výkon ultrasonicators pre sonochemical aplikácie.

Vysoko výkonové ultrazvukové procesory z laboratória do pilotného a priemyselného rozsahu.



Literatúra / Referencie

  • Sadia Afreen, Kasturi Muthoosamy, Sivakumar Manickam (2018): sono-nano chémia: nová éra syntetizujúcich polyhydroxylovaných uhlíkových nanomateriálov s hydroxylových skupín a ich priemyselných aspektov. Ultrasonics sonochemistry 2018.
  • Sadia Afreen, Kasturi Muthoosamy, Sivakumar Manickam (2017): hydratačná alebo hydroxylácia: priama syntéza fullerenolu z nedotknutej fullerénu [C60] cez akustickú kavitáciu v prítomnosti peroxidu vodíka. RSC adv., 2017, 7, 31930 – 31939.
  • Grigory v. andrievsky, Vadim I. bruskov, Artem a. tykhomyrov, Sergey v. gudkov (2009): zvláštnosti antioxidačných a rádioprotektívnych účinkov hydratovaného C60 fullerénom nanostuctures in vitro a in vivo. Voľný Radikálna biológia & Lekárstvo 47, 2009. 786 – 793.
  • Mihajlo Gigov, Borivoj Adnađević, Borivoj Adnađević, Jelena D. Jovanovic (2016): účinok ultrazvukového poľa na izotermické kinetika fullerénu polyhydroxylácie. Veda Sintering 2016, 48 (2): 259-272.
  • Hirotaka Yoshioka, naoko YUI, Kanaka Yatabe, Hiroto Fujiya, Haruki Musha, Hisateru Niki, rie Karasawa, Kazuo Yudoh (2016): Polyhydroxylovaný C60 Fullerenes zabrániť Chondrocyte katabolické aktivity pri nanomolárnych koncentráciách v osteoartritíde. Časopis osteoartrózy 2016, 1:115.

[/prepínač]

Fakty stojí za to vedieť

C60 Fullerenes

C60 fullerénom (tiež známy ako buckyball alebo Buckminster fullerénom) je molekula, ktorá je postavená z 60 atómov uhlíka, usporiadané ako 12 päťuholníka a 20 šesťuholníky. Tvar molekuly C60 sa podobá futbalovej gule. C60 fullerens je netoxický antioxidant zobrazujúci potenciu 100 – 1000 vyššiu ako vitamín E. Hoci samotný C60 nie je rozpustný vo vode, množstvo vysoko rozpustných derivátov fullerénu, ako je fullenerol, bolo syntetizované.
C60 fullerens sa používa ako antioxidant a ako biopharmaceutical. Medzi ďalšie aplikácie patrí materiálová veda, organické fotovoltaika (OPV), katalyzátory, Čistenie vody a ochrana proti Biohazard, prenosný výkon, vozidlá a zdravotnícke pomôcky.

Rozpustnosť čistého C60:

  • vo vode: nie je rozpustný
  • v dimetylsulfoxidu (DMSO): nie je rozpustný
  • v toluéne: rozpustný
  • v benzéne: rozpustný
Povrchová štruktúra C60 fullerény (Buckminster fullerény, buckyballs)

Povrchová štruktúra C60 fullerény
Zdroj: Yoshioka et al. 2016

Polyhydroxylovaný C60/Fullenerols

Fullernerol alebo fulleroly sú polyhydroxylované molekuly C60 (hydratovaný C60 fullerén: C60HyFn). Hydrolácia reakcie zavádza hydroxylové skupiny (-OH) na molekulu C60. Molekuly C60 s viac ako 40 hydroxylových skupín majú vyššiu rozpustnosť vo vode (>50 mg/mL). Tieto existujú ako obalové nanočastice vo vode, a majú Valiant leštenie efekt. Vykazujú vynikajúce antioxidačné a protizápalové vlastnosti. Polyhydroxylované fullerény (fullerenoly; C60 (OH) n) môže byť rozpustený v niektorých alkoholy a potom sa zrazí v elektrochemickom procese, vytvára nanouhlíkový film na anode. Fullerenol filmy sa používajú ako biologicky kompatibilný povlak, inertný k biologickým objektom a môže uľahčiť integráciu nebiologických objektov do telesných tkanív.
Rozpustnosť Fullenerolu:

  • vo vode: rozpustný, môže dosiahnuť >50 mg/mL
  • v dimetylsulfoxidu (DMSO): rozpustný
  • v metanole: slabo rozpustný
  • v toluéne: nie je rozpustný
  • v benzéne: nie je rozpustný

Farba: Fullerenol nesúci viac ako 10-OH skupiny vykazujú tmavo hnedú farbu. S rastúcim počtom-OH skupín, farba sa postupne presúva z tmavohnedej až žltej.

Vo vode rozpustný, polyhydroxylovaný C60 možno syntetizovať pomocou ultrazvukom

Rozpustnosť rozpustnosti C60 (OH) 8.2 H2O v porovnaní s C60 v rôznych rozpúšťadlách. Zdroj: Afreen et al. 2017

Aplikácie a používanie Fullerenolov:

  1. Farmaceutické: diagnostické reagencie, Super drogy, kozmetika, nukleárna magnetická rezonancia (NMR) s developerom. DNA afinita, anti-HIV drogy, anti-rakovina drogy, chemoterapeutickej drogy, kozmetické prísady a vedecký výskum. V porovnaní s nedotknutou formou majú polyhydroxylované fullerény viac potenciálnych aplikácií vzhľadom na ich zvýšenú rozpustnosť vo vode. Zistilo sa, že fulleroly môžu znížiť kardiotoxicitu niektorých liekov a inhibovať HIV-proteázu, vírus hepatitídy C a abnormálne rast buniek. Okrem toho, oni vystavovali vynikajúce voľné-radikálnej vykosenie schopnosti proti reaktívnym kyslíkom druhov a radikálov za fyziologických podmienok.
  2. Energia: solárne batérie, palivové články, sekundárne batérie.
  3. Priemysel: nosiť odolný materiál, spomaľovače horenia, mazivá, polymérne prísady, vysokovýkonná membrána, katalyzátor, umelý diamant, tvrdá zliatina, elektrická viskózna tekutina, atramentové filtre, vysoko výkonné nátery, nátery spomaľujúce požiar, výroba bioaktívnych materiálov, pamäťových materiálov, vložených molekulových a iných charakteristík, kompozitných materiálov atď.
  4. Informačný priemysel: polovodičové rekordné médium, magnetické materiály, Tlačiarenský atrament, toner, atrament, papierové špeciálne účely.
  5. Elektronické súčiastky: Supervedenie polovodičových, diód, tranzistorov, induktor.
  6. Optické materiály, elektronická kamera, fluorescenčná zobrazová trubica, nelineárne optické materiály.
  7. Životné prostredie: adsorpcia plynu, skladovanie plynu.

Radi prediskutujeme váš proces.

Poďme sa skontaktovať.