Ultrasonik poligidroksillangan C60 (Fullerenol)
- Fullerenol yoki fullerol deb ataladigan suvda eriydigan poligidroksillangan C60 fulleren kuchli erkin radikallarni tozalash vositasidir va shuning uchun qo'shimchalar va farmatsevtika preparatlarida antioksidant sifatida ishlatiladi.
- Ultrasonik gidroksillanish tez va oddiy bir bosqichli reaktsiya bo'lib, suvda eruvchan polihidroksillangan C60 ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.
- Ultrasonik sintezlangan suvda eruvchan C60 yuqori sifatga ega va farmatsevtika va yuqori samarali ilovalar uchun ishlatiladi.
Polihidrolksillangan C60 ning ultratovushli bir bosqichli sintezi
Ultrasonik kavitatsiya suvda eriydigan va shuning uchun farmatsevtika, tibbiyot va sanoatda turli xil ilovalarda qo'llanilishi mumkin bo'lgan yuqori sifatli poligidroksillangan C60 fullerenlarini ishlab chiqarishning eng yaxshi usuli hisoblanadi. Afreen va boshqalar (2017) ifloslanishsiz polihidroksillangan C60 (shuningdek, fullerenol yoki fullerol sifatida ham tanilgan) tez va oddiy ultratovush sintezini ishlab chiqdilar. Ultrasonik bir bosqichli reaktsiya H2O2 dan foydalanadi va qo'shimcha gidroksillovchi reagentlar, ya'ni NaOH, H2SO4 va sintez qilingan fullerenolda aralashmalarni keltirib chiqaradigan fazali uzatish katalizatorlari (PTC) dan foydalanmaydi. Bu ultrasonik fullerenol sintezini fullerenol ishlab chiqarish uchun toza yondashuvga aylantiradi; shu bilan birga, bu yuqori sifatli, suvda eruvchan C60 ishlab chiqarishning osonroq va tezroq usulidir.
Dil borligida fullerenolning ultratovush yordamida sintezida mumkin bo'lgan reaktsiya yo'llari. H2O2 (30%).
manba: Afreen va boshqalar. 2017 yil
Suvda eruvchan C60 ning ultratovushli sintezi – bosqichma-bosqich
Suvda eriydigan poligidroksillangan C60 ni tez, oddiy va yashil tayyorlash uchun 20 ml 30% H2O2 ga 200 mg sof C60 qo'shiladi va sonikator modellari bilan sonikatsiya qilinadi. UP200Ht yoki UP200St. Sonikatsiya parametrlari 30% amplituda, xona haroratida 1 soat davomida impulsli rejimda 200 Vt edi. Reaksiya idishi idish ichidagi haroratni atrof-muhit haroratida ushlab turish uchun sovutilgan sirkulyatorli suv hammomiga joylashtiriladi. Sonikatsiyadan oldin C60 suvli H2O2 bilan aralashmaydi va rangsiz heterojen aralashma bo'lib, 30 daqiqa ultratovushdan keyin ochiq jigarrang rangga aylanadi. Keyinchalik, ultratovushning keyingi 30 daqiqasida u butunlay to'q jigarrang dispersiyaga aylanadi.
Gidroksil donor: Kuchli ultratovushli (= akustik) kavitatsiya H2O va H2O2 molekulalaridan cOH, cOOH va cH kabi radikallarni hosil qiladi. H2O2 ni suvli muhitda qo'llash fullerenol sintezi uchun H2O dan foydalanishdan ko'ra, C60 katakchasiga -OH guruhlarini kiritish uchun samaraliroq yondashuvdir. H2O2 ultratovushli gidroksillanishni kuchaytirishda muhim rol o'ynaydi.
Dil yordamida C60 ning ultratovushli gidroksillanishi. H2O2 (30%) - bu fullerenolni tayyorlash uchun tez va tez bir bosqichli reaktsiya. Reaktsiya uchun qisqa vaqt talab qiladigan ultratovush reaktsiyasi sintez uchun har qanday zaharli yoki korroziv reagentlardan foydalanishdan qochib, past energiya talabiga ega yashil va toza yondashuvni taklif qiladi va erituvchilarni ajratish va tozalash uchun zarur bo'lgan sonini kamaytiradi. C60(OH)8∙2H2O.
UP400St (400W, 24kHz) kuchli ultratovushli disperserdir
Ultrasonik poligidroksillanish yo'li
Kuchli ultratovush to'lqinlari suyuqlikka qo'shilganda, o'zgaruvchan past bosimli / yuqori bosimli tsikllar suyuqlikda vakuum pufakchalarini hosil qiladi. Vakuum pufakchalari ko'proq energiyani o'zlashtira olmaguncha bir necha tsikl davomida o'sib boradi, shuning uchun ular kuchli qulab tushadi. Pufakchaning qulashi paytida yuqori harorat va bosim farqlari, zarba to'lqinlari, mikrojetlar, turbulentliklar, kesish kuchlari va boshqalar kabi ekstremal jismoniy ta'sirlar. Bu hodisa ultratovush yoki ultratovush deb nomlanadi. akustik kavitatsiya.Ultrasonik kavitatsiyaning bu kuchli kuchlari molekulalarni cOH va cOOH55 radikallariga parchalaydi.
Afreen va boshqalar. (2017) reaksiya bir vaqtning o'zida ikkita yo'lda borishi mumkinligini taxmin qiladi. Reaktiv kislorod turlari (ROS) sifatida cOH radikallari fullerenol (I yo'l) berish uchun C60 qafasiga biriktiriladi va/yoki –OH va coOH radikallari nukleofil reaksiyada elektron yetishmaydigan C60 qo'sh bog'lariga hujum qiladi va bu fulleren epoksid hosil bo'lishiga olib keladi. [C60On] birinchi bosqichda (II yo'l) oraliq mahsulot sifatida, bu mexanizmga o'xshash. Bingel reaktsiyasi. Bundan tashqari, SN2 reaktsiyasi orqali cOH (yoki COOH) ning C60O ga takroriy hujumi poligidroksillangan fulleren yoki fullerenolga olib keladi.
Takroriy epoksidlanish sodir bo'lishi mumkin, bu ketma-ket epoksid guruhlarini hosil qiladi, masalan, C60O2 va C60O3. Ushbu epoksid guruhlari sonoliz (= sonokimyoviy parchalanish) paytida gidroksillangan fulleren epoksid kabi boshqa oraliq mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun mumkin bo'lgan nomzodlar bo'lishi mumkin. Bundan tashqari, C60(OH)xOy ning cOH bilan keyingi halqa ochilishi fullerenol hosil bo'lishiga olib kelishi mumkin. C60 ishtirokida H2O2 yoki H2O ning sonolizi paytida ushbu oraliq mahsulotlarning shakllanishi muqarrar va ularning yakuniy fullerenolda mavjudligi (garchi oz miqdorda bo'lsa ham) e'tibordan chetda qolishi mumkin emas. Biroq, ular fullerenolda faqat iz miqdorida bo'lganligi sababli, ular sezilarli ta'sirga olib kelishi kutilmaydi. [Afreen va boshq., 2017]
Fulleren dispersiyasi uchun yuqori samarali sonikatorlar
Hielscher Ultrasonics sizning maxsus talablaringiz uchun zond tipidagi sonikatorlarni etkazib beradi: Laboratoriya miqyosida kichik hajmlarni sonikatsiya qilishni yoki sanoat miqyosida katta hajmli oqim ishlab chiqarishni xohlaysizmi, Hielscher yuqori samarali sonikatorlar portfeli fulleren dispersiyasi uchun mukammal echimni taklif qiladi. Ultrasonikatorlarimizning yuqori quvvat chiqishi, aniq sozlanishi va ishonchliligi jarayon talablaringiz bajarilishiga ishonch hosil qiladi. Raqamli sensorli ekranlar va o'rnatilgan SD-kartadagi ultratovush parametrlarining avtomatik ma'lumotlarini yozib olish ultratovush qurilmalarimizni ishlatish va boshqarishni foydalanuvchilarga juda qulay qiladi.
Hielscher ultratovush uskunasining mustahkamligi og'ir yuklarda va talabchan muhitda 24/7 ishlash imkonini beradi.
Quyidagi jadvalda ultrasonikatorlarimizning taxminiy qayta ishlash quvvati ko'rsatilgan:
| To'plam hajmi | Oqim darajasi | Tavsiya etilgan qurilmalar |
|---|---|---|
| 1 dan 500 ml gacha | 10 dan 200 ml / min | UP100H |
| 10 dan 2000 ml gacha | 20 dan 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 dan 20 L gacha | 0.2 dan 4L/min gacha | UIP2000hdT |
| 10 dan 100 l gacha | 2 dan 10 l / min | UIP4000hdT |
| na | 10 dan 100 l / min | UIP16000 |
| na | kattaroq | ning klasteri UIP16000 |
Biz bilan bog'lanish! / Bizdan so'rang!
Laboratoriyadan tortib to tajriba va sanoat miqyosida yuqori quvvatli ultratovushli protsessorlar.
Adabiyot/Adabiyotlar
- Sadia Afreen, Kasturi Muthoosamy, Sivakumar Manickam (2018): Sono-nano kimyosi: gidroksil guruhlari va ularning sanoat jihatlari bilan poligidroksillangan uglerod nanomateriallarini sintez qilishning yangi davri. Ultrasonik sonokimyo 2018.
- Sadia Afreen, Kasturi Muthoosamy, Sivakumar Manickam (2017): Hidratsiya yoki gidroksillanish: vodorod peroksid ishtirokida akustik kavitatsiya orqali toza fulleren [C60] dan fullerenolning bevosita sintezi. RSC Adv., 2017, 7, 31930–31939.
- Grigoriy V. Andrievskiy, Vadim I. Bruskov, Artem A. Tyxomyrov, Sergey V. Gudkov (2009): In vitro va in vivo gidratlangan C60 fulleren nanostrukturalarining antioksidant va radioprotektiv ta'sirining o'ziga xos xususiyatlari. Erkin radikal biologiya & Tibbiyot 47, 2009. 786–793.
- Mixaylo Gigov, Borivoj Adnađević, Borivoj Adnađević, Jelena D. Jovanovic (2016): Ultrasonik maydonning fulleren polihidroksillanishning izotermik kinetikasiga ta'siri. Sinterlash fanlari 2016, 48 (2): 259-272.
- Xirotaka Yoshioka, Naoko Yui, Kanaka Yatabe, Xiroto Fujiya, Haruki Musha, Hisateru Niki, Rie Karasawa, Kazuo Yudoh (2016): Polihidroksillangan C60 Fullerenlar Osteoartritda nanomolyar konsentratsiyalarda xondrositlar katabolik faolligini oldini oladi. Osteoartrit jurnali 2016, 1:115.
[/toggle]
Bilishga arziydigan faktlar
C60 Fullerenlar
C60 fulleren (shuningdek, buckyball yoki Buckminster fulleren sifatida ham tanilgan) 12 beshburchak va 20 olti burchak shaklida joylashgan 60 uglerod atomidan tuzilgan molekuladir. C60 molekulasining shakli futbol to'piga o'xshaydi. C60 fullerenlari zaharli bo'lmagan antioksidant bo'lib, E vitaminiga qaraganda 100-1000 potentsialni ko'rsatadi. Garchi C60 o'zi suvda erimasa ham, fullenol kabi ko'plab suvda yaxshi eriydigan fulleren hosilalari sintez qilingan.
C60 fullerens antioksidant va biofarmatsevtik sifatida ishlatiladi. Boshqa ilovalar orasida materialshunoslik, organik fotovoltaiklar (OPV), katalizatorlar, suvni tozalash va bioxavfdan himoya qilish, portativ quvvat, transport vositalari va tibbiy asboblar kiradi.
Sof C60 ning eruvchanligi:
- suvda: erimaydi
- dimetil sulfoksidda (DMSO): erimaydi
- toluolda: eriydi
- benzolda: eriydi
C60 fullerenlarning sirt tuzilishi
manba: Yoshioka va boshqalar. 2016 yil
Poligidroksillangan C60 / Fullenerollar
Fullernerol yoki fullerollar poligidroksillangan C60 molekulalari (gidratlangan C60 fulleren: C60)HyFn). Gidrolizlanish reaksiyasi gidroksil guruhlarini (-OH) C60 molekulasiga kiritadi. 40 dan ortiq gidroksil guruhi bo'lgan C60 molekulalari suvda yuqori eruvchanlikka ega (>50 mg/ml). Ular suvda monodispers nanozarrachalar sifatida mavjud bo'lib, jasur sayqallash effektiga ega. Ular yuqori antioksidant va yallig'lanishga qarshi xususiyatlarni namoyish etadilar. Poligidroksillangan fullerenlar (fullerenollar; C60(OH)n) ba’zi spirtlarda eritilib, so‘ngra elektrokimyoviy jarayonda cho‘ktirilib, anodda nanokarbon plyonka hosil qiladi. Fullerenol plyonkalari biomoslashuvchan qoplama sifatida ishlatiladi, biologik ob'ektlar uchun inert va biologik bo'lmagan ob'ektlarning tana to'qimalariga integratsiyalashuvini osonlashtirishi mumkin.
Fullenolning eruvchanligi:
- suvda: eriydi, erisha oladi >50 mg/ml
- dimetil sulfoksidda (DMSO): eriydi
- metanolda: ozgina eriydi
- toluolda: erimaydi
- benzolda: erimaydi
Rang: 10 dan ortiq -OH guruhlarini o'z ichiga olgan Fullerenol to'q jigarrang rangga ega. -OH guruhlari sonining ko'payishi bilan rang asta-sekin to'q jigarrangdan sariqqa o'tadi.
C60 (OH) 8,2H2O ning turli erituvchilarda C60 bilan solishtirganda eruvchanligi. manba: Afreen va boshqalar. 2017 yil
Fullerenollarning qo'llanilishi va qo'llanilishi:
- Farmatsevtika: Diagnostik reagentlar, super dori-darmonlar, kosmetika, ishlab chiqaruvchi bilan yadro magnit-rezonansi (NMR). DNK yaqinligi, OIVga qarshi dorilar, saratonga qarshi dorilar, kimyoterapiya preparatlari, kosmetika qo'shimchalari va ilmiy tadqiqotlar. Toza shakl bilan solishtirganda, poligidroksillangan fullerenlar suvda yaxshi eruvchanligi tufayli ko'proq qo'llanilishi mumkin. Fullerollar ba'zi dorilarning kardiotoksikligini kamaytirishi va OIV-proteazasini, gepatit C virusini va hujayralarning anormal o'sishini inhibe qilishi mumkinligi aniqlandi. Bundan tashqari, ular fiziologik sharoitda reaktiv kislorod turlari va radikallarga qarshi mukammal erkin radikallarni tozalash qobiliyatini namoyish etdilar.
- Energiya: quyosh batareyasi, yonilg'i xujayrasi, ikkilamchi batareya.
- Sanoat: Aşınmaya bardoshli materiallar, olovga chidamli materiallar, moylash materiallari, polimer qo'shimchalar, yuqori samarali membrana, katalizator, sun'iy olmos, qattiq qotishma, elektr yopishqoq suyuqlik, siyoh filtrlari, yuqori samarali qoplamalar, yong'inga chidamli qoplamalar, bioaktiv materiallar ishlab chiqarish , xotira materiallari , o'rnatilgan molekulyar va boshqa xususiyatlar, kompozit materiallar va boshqalar.
- Axborot sanoati: yarimo'tkazgichli yozuv vositasi, magnit materiallar, bosma siyoh, toner, siyoh, qog'oz maxsus maqsadlar uchun.
- Elektron qismlar: Supero'tkazuvchi yarim o'tkazgich, diodlar, tranzistorlar, induktor.
- Optik materiallar, elektron kamera, floresan displey trubkasi, chiziqli bo'lmagan optik materiallar.
- Atrof muhit: gazni adsorbtsiya qilish, gazni saqlash.