อัลตราโซนิกโพลีไฮดรอกซิเลต C60 (ฟูลเลอเรนอล)

• ฟูลเลรีน C60 โพลีไฮดรอกซิเลตที่ละลายน้ําได้เรียกว่าฟูลเลอรีนอลหรือฟูลเลอรอล เป็นสารกําจัดอนุมูลอิสระที่แข็งแกร่ง ดังนั้นจึงใช้เป็นสารต้านอนุมูลอิสระในอาหารเสริมและยา
• ไฮดรอกซิเลชันอัลตราโซนิกเป็นปฏิกิริยาขั้นตอนเดียวที่รวดเร็วและง่ายดายซึ่งใช้ในการผลิต C60 โพลีไฮดรอกซิเลตที่ละลายน้ําได้
• C60 ที่ละลายน้ําได้สังเคราะห์ด้วยอัลตราโซนิกมีคุณภาพที่เหนือกว่าและใช้สําหรับเภสัชกรรมและการใช้งานที่มีประสิทธิภาพสูง

การสังเคราะห์อัลตราโซนิกขั้นตอนเดียวของ Polyhydrolxylated C60

โพรงอากาศอัลตราโซนิกเป็นเทคนิคที่เหนือกว่าในการผลิตฟูลเลอรีน C60 โพลีไฮดรอกซิเลตคุณภาพสูงซึ่งละลายน้ําได้ดังนั้นจึงสามารถใช้ในการใช้งานต่างๆในยายาและอุตสาหกรรม Afreen et al (2017) ได้พัฒนาการสังเคราะห์อัลตราโซนิกที่รวดเร็วและง่ายดายของ C60 โพลีไฮดรอกซิเลตที่ปราศจากการปนเปื้อน (หรือที่เรียกว่าฟูลเลอรีนอลหรือฟูลเลอรอล) ปฏิกิริยาขั้นตอนเดียวอัลตราโซนิกใช้ H2O2 และปราศจากการใช้รีเอเจนต์ไฮดรอกซิเลตเพิ่มเติม เช่น NaOH, H2SO4 และตัวเร่งปฏิกิริยาการถ่ายโอนเฟส (PTC) ซึ่งทําให้เกิดสิ่งสกปรกในฟูลเลอเรนอลที่สังเคราะห์ สิ่งนี้ทําให้การสังเคราะห์อัลตราโซนิกฟูลเลอรีนอลเป็นวิธีการที่สะอาดกว่าในการผลิตฟูลเลอเรนอล ในขณะเดียวกันก็เป็นวิธีที่ง่ายและเร็วกว่าในการผลิต C60 คุณภาพสูงที่ละลายน้ําได้

เส้นทางปฏิกิริยาที่เป็นไปได้ในการสังเคราะห์ฟูลเลอรีนอลโดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วยเมื่อมี dil. H2O2 (30%)ที่มา: Afreen et al. 2017

การสังเคราะห์อัลตราโซนิกของ C60 ที่ละลายน้ําได้ – เป็นขั้นเป็นตอน

สําหรับการเตรียม C60 โพลีไฮดรอกซิเลตที่รวดเร็วง่ายและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมซึ่งละลายน้ําได้เติม C200 บริสุทธิ์ 60 มก. ลงใน 20mL 30% H2O2 และ sonicated ด้วยรุ่น sonicator UP200 ฮิต หรือ UP200 เซนต์. พารามิเตอร์ sonication คือแอมพลิจูด 30%, 200 W ที่โหมดพัลซิ่งเป็นเวลา 1 ชั่วโมงที่อุณหภูมิห้อง ภาชนะปฏิกิริยาจะถูกวางไว้ในอ่างน้ําหมุนเวียนแบบแช่เย็นเพื่อรักษาอุณหภูมิภายในภาชนะที่อุณหภูมิแวดล้อม ก่อนการ sonication C60 ไม่สามารถผสมกันได้ใน H2O2 ที่เป็นน้ําและเป็นส่วนผสมที่แตกต่างกันที่ไม่มีสีซึ่งจะเปลี่ยนเป็นสีน้ําตาลอ่อนหลังจากอัลตราโซนิก 30 นาที ต่อจากนั้นใน 30 นาทีถัดไปของอัลตราโซนิกมันจะกลายเป็นการกระจายตัวของสีน้ําตาลเข้มอย่างสมบูรณ์
ผู้บริจาคไฮดรอกซิล: โพรงอากาศที่สร้างขึ้นด้วยอัลตราโซนิก (= อะคูสติก) อย่างรุนแรงจะสร้างอนุมูล เช่น cOH, cOOH และ cH จากโมเลกุล H2O และ H2O2 การใช้ H2O2 ในสื่อที่เป็นน้ําเป็นแนวทางที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในการแนะนํากลุ่ม –OH ลงในกรง C60 แทนที่จะใช้ H2O สําหรับการสังเคราะห์ฟูลเลอเรนอลเท่านั้น H2O2 มีบทบาทสําคัญในการเพิ่มความเข้มข้นของไฮดรอกซิเลชันอัลตราโซนิก

ไฮดรอกซิเลชันอัลตราโซนิกของ C60 โดยใช้ dil H2O2 (30%) เป็นปฏิกิริยาขั้นตอนเดียวที่ง่ายและรวดเร็วในการเตรียมฟูลเลอเรนอล ใช้เวลาเพียงสั้น ๆ สําหรับปฏิกิริยาปฏิกิริยาอัลตราโซนิกนําเสนอแนวทางที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและสะอาดโดยมีความต้องการพลังงานต่ําหลีกเลี่ยงการใช้สารทําปฏิกิริยาที่เป็นพิษหรือกัดกร่อนสําหรับการสังเคราะห์และลดจํานวนตัวทําละลายที่จําเป็นสําหรับการแยกและการทําให้บริสุทธิ์ของ C60 (OH)₈∙2 ชม₂O.

เส้นทาง Polyhydroxylation อัลตราโซนิก

เมื่อคลื่นอัลตราซาวนด์ที่รุนแรงถูกจับคู่เป็นของเหลว รอบความดันต่ํา? แรงดันสูงสลับกันจะสร้างฟองอากาศสูญญากาศในของเหลว ฟองสูญญากาศจะเติบโตในหลายรอบจนกว่าจะไม่สามารถดูดซับพลังงานได้มากขึ้นจึงยุบตัวลงอย่างรุนแรง ในระหว่างการยุบตัวของฟองอากาศผลกระทบทางกายภาพที่รุนแรงเช่นความแตกต่างของอุณหภูมิและความดันสูงคลื่นกระแทกไมโครเจ็ทความปั่นป่วนแรงเฉือน ฯลฯ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าอัลตราโซนิกหรือ โพรงอากาศอะคูสติก. แรงที่รุนแรงเหล่านี้ของโพรงอากาศอัลตราโซนิกจะสลายโมเลกุลเป็นอนุมูล cOH และ cOOH55
Afreen et al. (2017) สันนิษฐานว่าปฏิกิริยาอาจดําเนินไปในสองเส้นทางพร้อมกัน อนุมูล cOH เป็นสายพันธุ์ออกซิเจนที่ทําปฏิกิริยา (ROS) ติดอยู่กับกรง C60 เพื่อให้ฟูลเลอรีนอล (เส้นทาง I) และ/หรืออนุมูล –OH และ cOOH โจมตีพันธะคู่ C60 ที่ขาดอิเล็กตรอนในปฏิกิริยานิวคลีโอฟิลิก และสิ่งนี้นําไปสู่การก่อตัวของฟูลเลอรีนอีพอกไซด์ [C60On] เป็นตัวกลางในระยะแรก (เส้นทาง II) ซึ่งคล้ายกับกลไกของปฏิกิริยาบิงเกล นอกจากนี้ การโจมตีซ้ําๆ ของ cOH (หรือ cOOH) บน C60O ผ่านปฏิกิริยา SN2 ส่งผลให้เกิดโพลีไฮดรอกซิเลตฟูลเลอรีนหรือฟูลเลอเรนอล
อีพอกซิเดชันซ้ําๆ อาจเกิดขึ้นซึ่งทําให้เกิดกลุ่มอีพอกไซด์ที่ต่อเนื่องกัน เช่น C60O2 และ C60O3 กลุ่มอีพอกไซด์เหล่านี้อาจเป็นตัวเลือกที่เป็นไปได้ในการสร้างตัวกลางอื่น ๆ เช่น ฟุลเลอรีนอีพอกไซด์ไฮดรอกซิเลตในระหว่างการสลายโซโนซิส (= การสลายตัวของโซโนเคมี) นอกจากนี้ การเปิดวงแหวนที่ตามมาของ C60(OH)xOy ด้วย cOH อาจส่งผลให้เกิดฟูลเลอเรนอล การก่อตัวของตัวกลางเหล่านี้ในระหว่างการสลายโซโนลิซิสของ H2O2 หรือ H2O ต่อหน้า C60 เป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้และการปรากฏตัวของพวกมันในฟูลเลอรีนอลขั้นสุดท้าย (แม้ว่าจะอยู่ในปริมาณเล็กน้อย) อย่างไรก็ตาม เนื่องจากมีอยู่ในปริมาณการติดตามในฟูลเลอรีนอล จึงไม่คาดว่าจะก่อให้เกิดผลกระทบอย่างมีนัยสําคัญ [Afreen et al., 2017]

เครื่องสะท้อนเสียงประสิทธิภาพสูงสําหรับการกระจายตัวของฟูลเลอรีน

Hielscher Ultrasonics จัดหาเครื่องโซนิกชนิดโพรบสําหรับความต้องการเฉพาะของคุณ: ไม่ว่าคุณจะต้องการ sonicate ปริมาณน้อยในระดับห้องปฏิบัติการหรือผลิตกระแสปริมาณมากในระดับอุตสาหกรรมกลุ่มผลิตภัณฑ์ Hielscher ของเครื่องโซนิคเตอร์ประสิทธิภาพสูงนําเสนอโซลูชั่นที่สมบูรณ์แบบสําหรับการกระจายตัวของฟูลเลอรีนของคุณ กําลังขับสูงความสามารถในการปรับที่แม่นยําและความน่าเชื่อถือของเครื่องอัลตราโซนิกของเราทําให้แน่ใจว่าข้อกําหนดในกระบวนการของคุณได้รับการตอบสนอง หน้าจอสัมผัสแบบดิจิตอลและการบันทึกข้อมูลอัตโนมัติของพารามิเตอร์อัลตราโซนิกบนการ์ด SD ในตัวทําให้การทํางานและการควบคุมอุปกรณ์อัลตราโซนิกของเราใช้งานง่ายมาก
ความทนทานของอุปกรณ์อัลตราโซนิก Hielscher ช่วยให้สามารถทํางานได้ตลอด 24 ชั่วโมงทุกวันในงานหนักและในสภาพแวดล้อมที่มีความต้องการสูง
ตารางด้านล่างให้ข้อบ่งชี้ถึงความสามารถในการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกของเรา: