• Vattenlöslig polyhydroxylerad C60 Fullerene, kallas fullerenol eller fullerol, är en stark fri radikal Scavenger och används därför som en antioxidant i kosttillskott och läkemedel.
• Ultraljud hydroxylering är en snabb och enkel en-stegs reaktion, som används för att producera vattenlöslig polyhydroxylerade C60.
• Ultraljud syntetiserade vattenlösliga C60 har överlägsen kvalitet och används för Pharma och hög prestanda applikationer.

Ultraljud enstegs syntes av Polyhydrolxylerad C60

Ultraljud kavitation är den överlägsna tekniken för att producera högkvalitativa polyhydroxylerade C60 fullerener, som är vattenlösliga och kan därför användas i olika tillämpningar inom Pharma, medicin och industri. Afreen et al (2017) har utvecklat en snabb och enkel ultraljud syntes av förorening-fri polyhydroxylated C60 (även känd som fullerenol eller fullerol). Ultraljud One-Step reaktionen använder H₂den₂ och är fri från användning av ytterligare hydroxyleringsreagenser, dvs NaOH, H₂SÅ₄, och fas överföring katalysatorer (PTC), som orsakar föroreningar i syntetiserade fullerenol. Detta gör ultraljud fullerenol syntesen är en renare metod för att producera fullerenol; samtidigt är det ett enklare och snabbare sätt att producera en vattenlöslig C60 av hög kvalitet.

Möjliga reaktionsvägar i ultraljud-assisterad syntes av fullerenol i närvaro av DIL. H2O2 (30%).
Källa: Afreen et al. 2017

Ultraljud syntes av vattenlöslig C60 – Stegvisa

För snabb, enkel och grön beredning av polyhydroxylerad C60, som är vattenlöslig, tillsätts 200 mg ren C60 till 20 ml 30% H₂den₂ och sonicated med ett ultraljud processor som Uf200 ः t eller UP200St. Ultraljudsbehandling parametrarna var 30% amplitud, 200 W vid pulsad läge för 1 h vid rumstemperatur. Reaktionskärlet placeras i ett kylt cirkulations vattenbad för att hålla temperaturen inne i kärlet vid rumstemperatur. Innan ultraljudsbehandling, C60 är blandbar i vatten H₂den₂ och är en färglös heterogena blandning, som övergår till en ljusbrun färg efter 30 min av ultraljud. Därpå, i nästa 30 min av ultraljud det förvandlas till en helt mörkbrun dispersion.
Hydroxyldonator: intensiv ultraljud genereras (= akustisk) kavitation skapar radikaler som cOH, cOOH och cH från H₂O och H₂den₂ Molekyler. Användningen av H₂den₂ i vattenhaltiga medier är ett mer effektivt sätt att införa-OH grupper på C60 buren istället för att bara använda H₂O för syntesen av fullerenol. H₂den₂ spelar en viktig roll i ultraljud hydroxylering intensifiering.

Ultraljud hydroxylering av C60 med hjälp av DIL. H₂den₂ 30 är en facile och snabb en-stegs reaktion för att förbereda fullerenol. Kräver bara en kort tid för reaktionen, den Ultraljuds reaktion erbjuder en grön och ren strategi med ett lågt energibehov, att undvika användning av giftiga eller frätande reagens för syntes, och minska antalet lösningsmedel som krävs för separation och rening av C60 (OH)₈∙ 2H₂O.

Ultraljud Polyhydroxylering väg

När intensiva ultraljud vågor är kopplade till en vätska, alternerande lågtryck/högtrycks cykler skapa vakuum bubblor i vätskan. Vakuum bubblorna växer över flera cykler tills de inte kan absorbera mer energi, så att de kolla våldsamt. Under bubblan kollaps extrema fysiska effekter såsom hög temperatur och tryck differentialer, chockvågor, microjets, turbulenser, skjuvning styrkor, etc. Detta fenomen är känt som ultraljud eller akustisk kavitation. Dessa intensiva krafter ultraljud kavitation sönderdelas molekylerna till cOH och cOOH55 radikaler. Afreen et al (2017) anta att reaktionen kan utvecklas i två vägar samtidigt. coh radikaler som reaktiva syreradikaler (ros) fästa på C60 buren för att ge fullerenol (path I), och/eller-OH och COOH radikaler attackera elektron bristfällig C60 dubbelbindningar i en nukleofil reaktion och detta leder till bildandet av fulleren Epoxid [C60On] som en intermediären i den första etappen (path II) som liknar mekanismen i Bingel reaktionen. Vidare resulterar den upprepade attacken av coh (eller COOH) på C60O via en SN2-reaktion i polyhydroxylated fulleren eller fullerenol.
Upprepad epoxidering kan ske som producerar successiva epoxidgrupper t. ex., C60O2 och C60O3. Dessa epoxidgrupper kan vara möjliga kandidater för att generera andra intermediärer t. ex. hydroxylerad fulleren Epoxid under sonolysis (= sonochemical nedbrytning). Dessutom kan den därpå följande ring öppningen på C60 (OH) xOy med cOH resultera i bildandet av fullerenol. Bildandet av dessa intermediärer under sonolysen av H₂den₂ eller H₂O i närvaro av C60 är oundviklig, och deras närvaro i den slutliga fullerenol (även i ett spår belopp) kan inte gå obemärkt. Men eftersom de endast förekommer i spårmängder i fullerenol förväntas de inte orsaka någon betydande påverkan. [Afreen et al 2017:31936]

Högpresterande Ultrasonicators

Hielscher Ultrasonics levererar ultraljud processorer för dina specifika krav: oavsett om du vill Sonikera små volymer på Lab skala eller producera stora volym ström på industriell skala, Hielschers breda portfölj av högpresterande ultraljud processorer erbjuder den perfekta lösningen för din applikation. Den höga uteffekten, exakt justerbarhet och tillförlitligheten hos våra ultrasonicators se till att din processkrav uppfylls. Digitala pekskärmar och automatisk datainspelning av ultraljud parametrarna på ett integrerat SD-kort gör drift och kontroll av våra ultrasonic enheter mycket användarvänlig.
Robustiteten hos Hielschers ultraljudsutrustning möjliggör 24/7-drift i tunga och krävande miljöer.
Nedanstående tabell ger dig en indikation på hur mycket våra ultraljudsapparater kan hantera: