Polikidroksiluar tejzanor C60 (Fullerenol)
- Fullerene C60 polihidroksiluar e tretshme në ujë, e quajtur Fullerenol ose Fullerol, është një pastrues i fortë radikal i lirë dhe për këtë arsye përdoret si antioksidues në shtesa dhe farmaceutike.
- Hidroksilimi ultrasonik është një reagim i shpejtë dhe i thjeshtë me një hap, i cili përdoret për të prodhuar C60 të hidroksiluar të tretshëm në ujë.
- C60 i tretshëm në ujë i sintetizuar ultrasonikisht ka një cilësi superiore dhe përdoret për aplikime në pharma dhe me performancë të lartë.
Sinteza ultrasonike me një hap e Polyhydrolxylated C60
Kavitacioni tejzanor është teknika superiore për të prodhuar fullerene C60 të polihidroksiluara me cilësi të lartë, të cilat janë të tretshme në ujë dhe për këtë arsye mund të përdoren në aplikime të ndryshme në farma, mjekësi dhe industri. Afreen et al (2017) kanë zhvilluar një sintezë të shpejtë dhe të thjeshtë tejzanor të C60 të polihidroksiluar pa kontaminim (i njohur gjithashtu si fullerenol ose fullerol). Reaksioni tejzanor me një hap përdor H2O2 dhe është i lirë nga përdorimi i reagentëve shtesë hidroksilues, p.sh. NaOH, H2SO4 dhe katalizatorëve të transferimit të fazës (PTC), të cilët shkaktojnë papastërti në fullerenolin e sintetizuar. Kjo e bën sintezën tejzanor të fullerenolit të jetë një qasje më e pastër për të prodhuar fullerenol; në të njëjtën kohë, është një mënyrë më e lehtë dhe më e shpejtë për të prodhuar C60 të cilësisë së lartë dhe të tretshme në ujë.
Shtigjet e mundshme të reaksionit në sintezën e ndihmuar me ultratinguj të Fullerenolit në prani të dil. H2O2 (30%).
burimi: Afreen et al. 2017
Sinteza tejzanor e tretshme në ujë C60 – Hap pas hapi
Për përgatitjen e shpejtë, të thjeshtë dhe të gjelbër të C60 të polihidroksiluar, e cila është e tretshme në ujë, 200 mg C60 të pastër shtohen në 20 ml 30% H2O2 dhe sonikohen me modelet e sonikatorit. UP200Ht ose UP200St. Parametrat e sonikacionit ishin amplitudë 30%, 200 W në modalitetin pulsues për 1 orë në temperaturën e dhomës. Ena e reagimit vendoset në një banjë uji me qarkullues në frigorifer për të ruajtur temperaturën brenda enës në temperaturën e ambientit. Përpara sonikimit, C60 është i papërziershëm në H2O2 ujore dhe është një përzierje heterogjene e pangjyrë, e cila kthehet në një ngjyrë kafe të çelur pas 30 min ultrazërit. Më pas, në 30 minutat e ardhshme të ultrazërit shndërrohet në një shpërndarje krejtësisht kafe të errët.
Dhurues hidroksili: Kavitacioni intensiv i gjeneruar me ultratinguj (= akustik) krijon radikale të tilla si cOH, cOOH dhe cH nga molekulat H2O dhe H2O2. Përdorimi i H2O2 në mjediset ujore është një qasje më efikase për të futur grupet –OH në kafazin C60 në vend që të përdoret vetëm H2O për sintezën e fullerenolit. H2O2 luan një rol të rëndësishëm në intensifikimin e hidroksilimit tejzanor.
Hidroksilimi tejzanor i C60 duke përdorur dil. H2O2 (30%) është një reagim i lehtë dhe i shpejtë me një hap për të përgatitur fullerenol. Duke kërkuar vetëm një kohë të shkurtër për reagimin, reaksioni tejzanor ofron një qasje të gjelbër dhe të pastër me një kërkesë të ulët energjie, duke shmangur përdorimin e çdo reagenti toksik ose gërryes për sintezën dhe duke reduktuar numrin e tretësve të kërkuar për ndarjen dhe pastrimin e C60 (OH)8∙ 2H2O.
UP400St (400W, 24kHz) është një shpërndarës i fuqishëm tejzanor
Rruga polihidroksilimi tejzanor
Kur valët e ultrazërit intensiv janë bashkuar në një të lëngshme, ciklet alternative të presionit të ulët / të presionit të lartë krijojnë flluska vakumi në lëng. Flluskat e vakumit rriten gjatë disa cikleve derisa ato nuk mund të thithin më shumë energji, në mënyrë që ato të shemben dhunshëm. Gjatë rënies së flluskave, efektet ekstreme fizike, siç janë diferencat e temperaturës së lartë dhe presionit, valët e goditjes, mikrojet, turbullirat, forcat qethëse, etj. Ky fenomen njihet si ultrasonik ose cavitation akustike.Këto forca intensive të kavitacionit tejzanor i zbërthejnë molekulat në radikale cOH dhe cOOH55.
Afreen et al. (2017) supozojmë se reagimi mund të përparojë në dy rrugë njëkohësisht. Radikalet cOH si specie reaktive të oksigjenit (ROS) ngjiten në kafazin C60 për të dhënë fullerenol (Rruga I), dhe/ose radikalet –OH dhe cOOH sulmojnë lidhjet e dyfishta C60 me mungesë elektrone në një reaksion nukleofilik dhe kjo çon në formimin e epoksidit të fullerenit. [C60On] si një ndërmjetës në fazën e parë (Rruga II) e cila është e ngjashme me mekanizmin e reaksionit Bingel. Më tej, sulmi i përsëritur i cOH (ose cOOH) në C60O nëpërmjet një reaksioni SN2 rezulton në Fulleren ose Fullerenol të polihidroksiluar.
Mund të ndodhë epooksidimi i përsëritur i cili prodhon grupe të njëpasnjëshme epookside, p.sh., C60O2 dhe C60O3. Këto grupe epokside mund të jenë kandidatë të mundshëm për të gjeneruar ndërmjetësues të tjerë, p.sh. epoksidi i fullerenit të hidroksiluar gjatë sonolizës (= dekompozimi sonokimik). Për më tepër, hapja pasuese e unazës së C60(OH)xOy me cOH mund të rezultojë në formimin e fullerenolit. Formimi i këtyre ndërmjetësve gjatë sonolizës së H2O2 ose H2O në prani të C60 është i pashmangshëm dhe prania e tyre në fullerenol përfundimtar (edhe pse në një sasi gjurmë) nuk mund të kalojë pa u vënë re. Megjithatë, për shkak se ato janë të pranishme vetëm në sasi të vogla në fullerenol, ato nuk pritet të shkaktojnë ndonjë ndikim të rëndësishëm. [Afreen et al., 2017]
Sonicatorë me performancë të lartë për shpërndarje Fullerene
Hielscher Ultrasonics furnizon sonikatorë të tipit sonda për kërkesat tuaja specifike: Pavarësisht nëse dëshironi të sonikoni vëllime të vogla në shkallë laboratorike ose të prodhoni rrymë me vëllim të madh në shkallë industriale, portofoli i sonikatorëve me performancë të lartë Hielscher ofron zgjidhjen perfekte për shpërndarjen tuaj të fullerenit. Fuqia e lartë e prodhimit, rregullueshmëria e saktë dhe besueshmëria e ultrazërit tanë sigurojnë që kërkesat tuaja të procesit të përmbushen. Ekranet dixhitale me prekje dhe regjistrimi automatik i të dhënave të parametrave tejzanor në një kartë SD të integruar e bëjnë funksionimin dhe kontrollin e pajisjeve tona ultrasonike shumë miqësore për përdoruesit.
Fortësia e pajisjeve tejzanor Hielscher lejon funksionimin 24/7 në punë të rënda dhe në mjedise kërkuese.
Tabela më poshtë ju jep një tregues të kapacitetit të përafërt të përpunimit të ultrasonicators tonë:
| Vëllimi i Serisë | Shkalla e rrjedhjes | Devices rekomanduara |
|---|---|---|
| 1 deri 500mL | 10 deri 200mL / min | UP100H |
| 10 deri në 2000 ml | 20 deri 400mL / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 deri në 20L | 0.2 deri në 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 deri në 100L | 2 deri në 10L / min | UIP4000hdT |
| na | 10 deri në 100L / min | UIP16000 |
| na | më e madhe | grup i UIP16000 |
Na kontaktoni! / Pyet Na!
Procesorë tejzanor me fuqi të lartë nga laboratori në pilot dhe shkallë industriale.
Letërsi / Referencat
- Sadia Afreen, Kasturi Muthoosamy, Sivakumar Manickam (2018): Sono-nano kimi: Një epokë e re e sintetizimit të nanomaterialeve të karbonit polihidroksiluar me grupe hidroksile dhe aspektet e tyre industriale. Sonochemistry Ultrasonics 2018.
- Sadia Afreen, Kasturi Muthoosamy, Sivakumar Manickam (2017): Hidratim ose hidroksilim: sintezë e drejtpërdrejtë e Fullerenolit nga Fullerene i pacenuar [C60] përmes kavitacionit akustik në prani të peroksidit të hidrogjenit. RSC Adv., 2017, 7, 31930–31939.
- Grigory V. Andrievsky, Vadim I. Bruskov, Artem A. Tykhomyrov, Sergey V. Gudkov (2009): Veçoritë e efekteve antioksiduese dhe radioprotektive të nanostuktura të plota të hidratuara C60 in vitro dhe in vivo. Biologji Radikale Falas & Mjekësia 47, 2009. 786–793.
- Mihajlo Gigov, Borivoj Adnađević, Borivoj Adnađević, Jelena D. Jovanovic (2016): Efektet e fushës tejzanor në kinetikën izotermike të polihidroksilimit Fullerene. Science of Sintering 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 parandalon aktivitetin katabolik të kondrociteve në përqëndrimet nanomolare në Osteoarthritis. Journal of Osteoarthritis 2016, 1: 115.
[/toggle]
Fakte të vlefshme
C60 Fullerenes
Një Fullerene C60 (e njohur ndryshe edhe si Fulleyrene buckyball ose Buckminster) është një molekulë që është ndërtuar nga 60 atome karboni, e rregulluar si 12 pentagona dhe 20 gjashtëkëndëshe. Forma e një molekule C60 ngjan me një top futbolli. Tërheqësit C60 janë një antioksidant jo toksik që tregon një potencë 100-1000 më të lartë se vitamina E. Megjithëse vetë C60 nuk është i tretshëm në ujë, shumë derivate të ngurta të ngurta të tretshëm në ujë siç është Fullenerol janë sintetizuar.
Fleçat C60 përdoren si antioksidues dhe si biofarmikë. Aplikime të tjera përfshijnë shkencën e materialeve, fotovoltaikët organikë (OPV), katalizatorët, në pastrimin e ujit dhe mbrojtjen e biohazardit, fuqinë portative, automjetet dhe pajisjet mjekësore.
Tretësira e C60 e pastër:
- në ujë: jo i tretshëm
- në sulfetoksilometrik (DMSO): jo i tretshëm
- në toluen: i tretshëm
- në benzinë: i tretshëm
Struktura sipërfaqësore e mbushësve C60
burimi: Yoshioka et al. 2016
Polikidroksiluar C60 / Fullenerole
Fullernerol ose fullerol janë molekula C60 të polihidroksiluara (fulerene C60 e hidratuar: C60HyFn). Reaksioni i hidrolilimit prezanton grupe hidroksil (-OH) te molekula C60. Molekulat C60 me mbi 40 grupe hidroksil kanë një tretshmëri më të lartë të ujit (>50 mg / ml). Këto ekzistojnë si nanopartikuj monodisperse në ujë, dhe kanë një efekt të guximshëm lustrim. Ata shfaqin veti superiore antioksiduese dhe anti-inflamatore. Fullerenet polihidroksiluar (Fullerenolet; C60 (OH) n) mund të treten në disa alkoole dhe më pas të precipitohen në një proces elektrokimik, duke krijuar një film nanokarbon në anodë. Filmat Fullerenol përdoren si një shtresë biokompatibile, inerte ndaj objekteve biologjike dhe mund të lehtësojnë integrimin e objekteve jo biologjike në indet e trupit.
Tretësira e Fullenerolit:
- në ujë: i tretshëm, mund të arrijë >50 mg / ml
- në sulfimetoksilometrik (DMSO): i tretshëm
- në metanol: pak i tretshëm
- në toluen: jo i tretshëm
- në benzinë: jo i tretshëm
Ngjyrë: Fullerenol që mban më shumë se 10-grupe OH shfaqin një ngjyrë kafe të errët. Me një numër në rritje të grupeve –OH, ngjyra gradualisht zhvendoset nga kafe e errët në e verdhë.
Tretësira e tretshmërisë së C60 (OH) 8.2H2O në krahasim me C60 në tretës të ndryshëm. burimi: Afreen et al. 2017
Aplikimet dhe përdorimi i Fullerenols:
- Farmaceutike: Reagentë diagnostikues, super barna, kozmetikë, rezonancë magnetike bërthamore (NMR) me zhvilluesin. Afiniteti i ADN-së, ilaçet anti-HIV, ilaçet kundër kancerit, ilaçet kimioterapike, aditivët e kozmetikës dhe kërkimet shkencore. Krahasuar me formën e pacenuar, Fullerenet e polihidroksiluara kanë aplikime më të mundshme për shkak të tretshmërisë së tyre të zgjeruar të ujit. Shtë zbuluar se Fullerolet mund të zvogëlojnë kardiotoksicitetin e disa ilaçeve dhe të frenojnë HIV-proteazën, virusin e hepatitit C dhe rritjen anormale të qelizave. Për më tepër, ata shfaqën aftësi të shkëlqyera për pastrim të radikalëve të lirë kundër specieve reaktive të oksigjenit dhe radikalëve në kushte fiziologjike.
- Energjia: Bateria diellore, qeliza e karburantit, bateria sekondare.
- Industria: Vishni materiale rezistente, materiale retarduese ndaj flakës, lubrifikantë, aditivë polimer, membranë me performancë të lartë, katalizator, diamant artificial, aliazh i fortë, lëng elektrik elektrik, filtra boje, veshje me performancë të lartë, veshje retardante ndaj zjarrit, prodhim materialesh bioaktive, materiale memorie , të ngulitura molekulare dhe karakteristika të tjera, materiale të përbëra etj.
- Industria e informacionit: Gjysmëpërçues rekord, materiale magnetike, bojë shtypëse, toner, bojë, letër për qëllime të veçanta.
- Pjesët elektronike: Gjysem perçuesi superpërcjellës, diodat, transistorët, induktori.
- Materialet optike, kamera elektronike, tubi i ekranit të fluoreshencës, materialet optike jo lineare.
- Mjedisi: Adorbimi i gazit, ruajtja e gazit.