Ultrazvočno Polyhydroxylated C60 (Fullerenol)

  • V vodi topen polihidroksiliran C60 fullerene, ki se imenuje fullerenol ali fullerol, je močan prosti radikalen smetar in se zato uporablja kot antioksidant v dopolnilih in farmacevtskih izdelkov.
  • Ultrazvočni hidroksilacija je hitra in enostavna enostopenična reakcija, ki se uporablja za proizvodnjo vodotopnih polihidroksiliranih C60.
  • Ultrazvočno sintetizirani vodotopni C60 ima vrhunsko kakovost in se uporablja za Pharma in visoko zmogljivih aplikacij.

Ultrazvočni enostopenjski sinteza Polyhydrolxylated C60

Ultrazvočna kavitacija je vrhunska tehnika za proizvodnjo visokokakovostnih polihidroksiliranih C60 fulerenov, ki so topni v vodi in se zato lahko uporabljajo v različnih aplikacijah v farmaciji, medicini in industriji. Afreen et al (2017) so razvili hitro in preprosto ultrazvočno sintezo polihidroksiliranega C60 brez kontaminacije (znanega tudi kot fulerenol ali fullerol). Ultrazvočna enostopenjska reakcija uporablja H2O2 in ne uporablja dodatnih hidroksilacijskih reagentov, tj. NaOH, H2SO4 in katalizatorjev za fazni prenos (PTC), ki povzročajo nečistoče v sintetiziranem fulerenolu. Zaradi tega je ultrazvočna sinteza fulerenola čistejši pristop k proizvodnji fulerenola; hkrati je lažji in hitrejši način za izdelavo visokokakovostnega, vodotopnega C60.

Ultrazvočni hidroksilacija C60 za proizvodnjo v vodi topne C60 (fullerenol)

Možne reakcijske poti v ultrazvočno podprto sintezo fullerenol v prisotnosti Dil. H2O2 (30%).
Vir: Afreen et al. 2017

Ultrazvočna sinteza vodotopne C60 – Korak

UP200St-200W zmogljiv ultrazvočni procesorZa hitro, enostavno in zeleno pripravo polihidroksiliranega C60, ki je topen v vodi, se 200 ml 30% H2O2 doda 200 mg čistega C60 in sonicira z modeli zvočnikov UP200Ht ali UP200St. Parametri ultrazvočnega razbijanja so bili 30% amplitude, 200 W v impulznem načinu 1 uro pri sobni temperaturi. Reakcijska posoda se postavi v vodno kopel hladilnika, da se temperatura v posodi ohrani pri sobni temperaturi. Pred ultrazvočno razbijanjem je C60 v vodnem H2O2 nemešan in je brezbarvna heterogena mešanica, ki se po 30 minutah ultrasonication spremeni v svetlo rjavo barvo. Nato se v naslednjih 30 minutah ultrasonication spremeni v popolnoma temno rjavo disperzijo.
Hidroksilni donor: Intenzivna ultrazvočno generirana (= akustična) kavitacija ustvarja radikale, kot so cOH, cOOH in cH iz molekul H2O in H2O2. Uporaba H2O2 v vodnih medijih je učinkovitejši pristop za uvedbo -OH skupin v kletko C60 in ne le uporaba H2O za sintezo fulerenola. H2O2 igra pomembno vlogo pri ultrazvočni intenzifikaciji hidroksilacije.

Ultrazvočna hidroksilacija C60 z uporabo dil. H2O2 (30%) je enostopenjska in enostopenjska reakcija za pripravo fulerenola. Ultrazvočna reakcija, ki zahteva le kratek čas za reakcijo, ponuja zelen in čist pristop z nizko energetsko potrebo, izogibanje uporabi strupenih ali jedkih reagentov za sintezo in zmanjšanje števila topil, potrebnih za ločevanje in čiščenje C60 (OH)8.∙ 2H2O.

Ultrazvočni procesor UP400St (400W) za homogenizacijo, disperzijo, emulgiranje in sonokemijske aplikacije.

UP400St (400W, 24 kHz) je močan ultrazvočni disperzator

Prošnja za informacije




Upoštevajte naše Politika zasebnosti.


Ultrazvočni Polyhydroxylation pot

Ko intenzivno ultrazvočni valovi so vezani v tekočino, izmenično Nizkotlačni/Visokotlačni ciklov ustvariti vakuumske mehurčke v tekočino. Vakuumski mehurčki rastejo več ciklov, dokler ne morejo absorbirati več energije, tako da so collaps nasilno. Med mehurček kolaps ekstremnih fizičnih učinkov, kot so visoke temperature in pritiska razlike, šok valovi, microjets, turbulenc, strižnih sil, itd. Ta pojav je znan kot ultrazvočni ali akustična kavitacija. Te intenzivne sile ultrazvočne kavitacije razgradijo molekule na radikale cOH in cOOH55.
(2017) predvidevajo, da lahko reakcija napreduje po dveh poteh hkrati. cOH radikali kot reaktivne kisikove vrste (ROS) se vežejo na kletko C60, da dobijo fulerenol (Pot I), in / ali -OH in cOOH radikali napadajo dvojne vezi C60 s pomanjkanjem elektronov v nukleofilni reakciji, kar vodi do tvorbe fuleren epoksida [C60On] kot intermediata v prvi fazi (pot II), ki je podoben mehanizmu Bingelove reakcije. Poleg tega ponavljajoči se napad cOH (ali cOOH) na C60O prek reakcije SN2 povzroči polihidroksilirani fuleren ali fulerenol.
Lahko pride do ponovljene epoksidacije, pri kateri nastanejo zaporedne epoksidne skupine, npr. C60O2 in C60O3. Te epoksidne skupine so lahko možne kandidatke za nastanek drugih intermediatov, npr. hidroksiliranega fuleren epoksida med sonolizo (= sonokemična razgradnja). Poleg tega lahko kasnejša obročna odprtina C60(OH)xOy s cOH povzroči nastanek fulerenola. Nastajanje teh vmesnih produktov med sonolizo H2O2 ali H2O v prisotnosti C60 je neizogibno in njihova prisotnost v končnem fulerenolu (čeprav v sledovih) ne more ostati neopažena. Ker pa so v fulerenolu prisotni le v sledovih, ni pričakovati, da bi imeli pomemben vpliv. [Afreen et al., 2017]

Visoko zmogljivi zvočniki za disperzijo fulerena

Hielscher Ultrasonics dobavlja sonde sonde za vaše posebne zahteve: Ne glede na to, ali želite sonikirati majhne količine v laboratorijskem merilu ali proizvajati velik volumen toka v industrijskem merilu, Hielscher portfelj visoko zmogljivih zvočnikov ponuja popolno rešitev za vašo disperzijo fulerena. Visoka izhodna moč, natančna prilagodljivost in zanesljivost naših ultrazvočnih naprav zagotavljajo, da so vaše procesne zahteve izpolnjene. Digitalni zasloni na dotik in samodejno snemanje podatkov ultrazvočnih parametrov na integrirani SD kartici naredijo delovanje in nadzor naših ultrazvočnih naprav zelo uporabniku prijazno.
Robustnost Hielscher ultrazvočne opreme omogoča 24/7 delovanje na težkih dolžnostih in v zahtevnih okoljih.
V spodnji tabeli vam daje podatek o približni zmogljivosti obdelave naših ultrasonicators:

serija Volume Pretok Priporočena naprave
1 do 500ml 10 do 200 ml / min UP100H
10 do 2000 ml 20 do 400ml / min UP200Ht, UP400St
00,1 do 20L 00,2 do 4L / min UIP2000hdT
10 do 100L 2 do 10L / min UIP4000hdT
ni podatkov 10 do 100L / min UIP16000
ni podatkov večja gruča UIP16000

Kontaktiraj nas! / Vprašajte nas!

Vprašajte za več informacij

Prosimo, uporabite spodnji obrazec, če želite zahtevati dodatne informacije o ultrazvočni homogenizaciji. Z veseljem vam bomo ponudili ultrazvočni sistem, ki bo ustrezal vašim zahtevam.









Prosimo, upoštevajte naše Politika zasebnosti.


Hielscher Ultrazvočna izdeluje visoko zmogljivih ultrasonicators za sonokemijske aplikacije.

Visoke moči ultrazvočni procesorji iz laboratorija v pilotno in industrijsko lestvico.



Literatura / Reference

  • Sadia Afreen, Kasturi Muthoosamy, Sivakumar Manickam (2018): Sono-nano kemija: novo obdobje sintetiziranja polihidroksiliranih ogljikovih nanomaterialov s hidroksilnimi skupinami in njihovimi industrijskimi vidiki. Ultrazvočna Sonokemija 2018.
  • Sadia Afreen, Kasturi Muthoosamy, Sivakumar Manickam (2017): hidracijo ali hidroksilacija: neposredna sinteza fullerenol iz neokrnjene fullerena [C60] prek akustične kavitacije v prisotnosti vodikovega peroksida. RSC ADV., 2017, 7, 31930 – 31939.
  • Grigory V. Andrievsky, Vadim I. Bruskov, Artem A. Tykhomyrov, Sergey V. Gudkov (2009): posebnosti antioksidativnih in radiozaščitnih učinkov hidratiranega C60 fullerene nanostuktur in vitro in in vivo. Prosta radikalna biologija & Medicina 47, 2009. 786 – 793.
  • Mihajlo Gigov, Borivoj Adnađević, Borivoj Adnađević, jelena D. Jovanovic (2016): učinek ultrazvočnega polja na izotermični kinetiki fullerene polihidroksilacijo. Znanost sintranje 2016, 48 (2): 259-272.
  • Hirotaka Yoshioka, Naoko YUI, Kanaka Yatabe, Hiroto Fujiya, Haruki Musha, Hisateru niki, Rie Karasawa, Kazuo Yudoh (2016): Polyhydroxylated C60 Fullerenes preprečevanje Chondrocyte katabolne aktivnosti pri Nanomolar koncentracije v osteoartritisu. List osteoartritisa 2016, 1:115.

[/preklopi]

Dejstva je treba vedeti

C60 Fullerenes

C60 fullerene (znan tudi kot Buckyball ali Buckminster fullerene) je molekula, ki je zgrajena iz 60 ogljikovih atomov, razporejeni kot 12 pentagoni in 20 hexagons. Oblika molekule C60 spominja na nogometno kroglo. V C60 fullerens so nestrupen antioksidant, ki prikazuje moč 100 – 1000 višja od vitamina E. Čeprav C60 sama po sebi ni topen v vodi, so bili številni visoko vodotopni derivati fullerena, kot je fullenerol, sintetizirani.
C60 fullerens se uporabljajo kot antioksidant in kot biopharmaceutical. Druge aplikacije vključujejo materialno znanost, organske fotovol, (OPV), katalizatorje, čiščenje vode in zaščito pred biološkimi nevarnostmi, prenosno napajanje, vozila in medicinske pripomočke.

Topnost čistega C60:

  • v vodi: ni topen
  • v dimetilsulfoksidu (DMSO): netopen
  • v toluenu: topen
  • v benzenu: topen
Površinska zgradba iz C60 fulereni (Buckminster fulereni, buckyballs)

Površinska zgradba iz C60 fulereni
Vir: Yoshioka et al. 2016

Polyhydroxylated C60/Fullenerols

Fullernerol ali fuleroli so polihidroksilirane molekule C60 (hidrirani C60 fuleren: C60Deljenje z drugimi). Reakcija na hidroliziranje uvaja hidroksilne skupine (-OH) na molekulo C60. Molekule C60 z več kot 40 hidroksilnim skupinam imajo višjo topnost v vodi (>50 mg/mL). Ti obstajajo kot monodisperse nanodelci v vodi, in imajo Valiant poliranje učinek. Kažejo vrhunsko antioksidant in protivnetne lastnosti. Polyhydroxylated fulereni (fullerenols; C60 (OH) n) se lahko raztopi v nekaterih alkoholov in nato oborijo v elektrokemični proces, ki ustvarja nanocarbon film na anode. Fullerenol filmi se uporabljajo kot biokompatibilni premaz, inertni do bioloških predmetov in lahko olajša integracijo nebioloških predmetov v telesnih tkiv.
Topnost Fullenerola:

  • v vodi: topen, lahko dosežejo >50 mg/mL
  • v dimetilsulfoksidu (DMSO): topen
  • v metanolu: rahlo topen
  • v toluenu: ni topen
  • v benzenu: ni topen

Barvo: Fullerenol nosijo več kot 10-OH skupine kažejo temno rjave barve. Z naraščajočim številom-OH skupin, barva postopoma premika od temno rjave do rumene barve.

V vodi topen, polyhydroxylated C60 se lahko sintetizirajo z Ultrazvočna

Topnost topnosti C60 (OH) 8.2 H2O v primerjavi z C60 v različnih topil. Vir: Afreen et al. 2017

Aplikacije in uporaba Fullerenols:

  1. Farmacevtska: diagnostični reagenti, super droge, kozmetika, jedrska magnetna resonanca (NMR) z razvijalec. DNA afiniteta, anti-HIV droge, zdravil proti raku, kemoterapijo droge, kozmetični dodatki in znanstvene raziskave. V primerjavi z neokrnjeno obliko, polyhydroxylated fulereni imajo več potencialnih aplikacij zaradi svoje povečane topnosti v vodi. Ugotovljeno je bilo, da lahko fullerols zmanjša kardiotoksičnost nekaterih zdravil in zavirajo HIV-proteaze, hepatitis C virus in nenormalno rast celic. Poleg tega so razstavili odlične proste radikalne splakovalnega sposobnosti proti reaktivnih kisikovih vrst in radikalov v fizioloških pogojih.
  2. Energija: sončna baterija, gorivna celica, sekundarna baterija.
  3. Industrija: obraba odporen material, ognjeodporni materiali, maziva, polimerni dodatki, visoko zmogljive membrane, katalizator, umetni diamant, trda zlitina, električna viskozna tekočina, črnilo filtri, visoko zmogljivi premazi, ognjeodporni premazi, proizvodnja bioaktivnih materialov, spominskih materialov, vgrajenih molekularnih in drugih značilnosti, kompozitnih materialov itd.
  4. Informacijska industrija: polprevodniški medij, magnetni materiali, črnilo za tisk, tonerji, črnilo, posebni nameni papirja.
  5. Elektronski deli: superprevodni polprevodniki, diode, tranzistorji, Induktor.
  6. Optični materiali, elektronska kamera, fluorescenčna prikazna cev, nelinearni optični materiali.
  7. Okolje: adsorpcija plina, skladiščenje plina.

Z veseljem bomo razpravljali o vašem procesu.

Pojdiva v stik.