Công nghệ siêu âm Hielscher

Ultrasonically Polyhydroxylated C60 (Fullerenol)

  • Hòa tan trong nước polyhydroxylated C60 fullerene, được gọi là fullerenol hoặc fullerol, là một mạnh mẽ tự do Scavenger gốc và do đó được sử dụng như là một chất chống oxy hóa trong bổ sung và dược phẩm.
  • Siêu âm hydroxyl hóa là một phản ứng một bước nhanh chóng và đơn giản, được sử dụng để sản xuất polyhydroxylated tan trong nước C60.
  • Ultrasonically tổng hợp hòa tan trong nước C60 có chất lượng cao và được sử dụng cho các ứng dụng dược phẩm và hiệu suất cao.

 

Siêu âm một bước tổng hợp Polyhydrolxylated C60

Siêu âm cavitation là kỹ thuật cao cấp để sản xuất chất lượng cao polyhydroxylated C60 fullerenes, được hòa tan trong nước và có thể do đó được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau trong dược phẩm, y học và công nghiệp. Afreen et al (2017) đã phát triển một tổng hợp siêu âm nhanh chóng và đơn giản của polyhydroxylated không nhiễm bẩn C60 (còn được gọi là fullerenol hoặc fullerol). Phản ứng một bước siêu âm sử dụng H2các2 và là miễn phí từ việc sử dụng các thuốc thử hydroxylating bổ sung, tức là NaOH, H2VÌ THẾ4, và các chất xúc tác chuyển pha (PTC), gây ra các tạp chất trong các fullerenol tổng hợp. Điều này làm cho siêu âm fullerenol tổng hợp là một cách tiếp cận sạch hơn để sản xuất fullerenol; đồng thời, nó là một cách dễ dàng hơn và nhanh hơn để sản xuất chất lượng cao, hòa tan trong nước C60.

Siêu âm hydroxyl hóa của C60 để sản xuất C60 hòa tan trong nước (fullerenol)

Các đường dẫn phản ứng có thể có trong tổng hợp hỗ trợ siêu âm của fullerenol trong sự hiện diện của Dil. H2O2 (30%).
Nguồn: Afreen et al. 2017

Tổng hợp siêu âm C60 hòa tan trong nước – Từng bước

Bộ xử lý siêu âm mạnh mẽ UP200St-200WĐối với việc chuẩn bị nhanh chóng, đơn giản, và màu xanh lá cây polyhydroxylated C60, đó là hòa tan trong nước, 200 mg tinh khiết C60 được thêm vào 20mL 30% H2các2 và sonicated với một bộ vi xử lý siêu âm như UP200Ht hoặc là UP200ST. Các thông số sonication là biên độ 30%, 200 W ở chế độ xung cho 1 h ở nhiệt độ phòng. Các tàu phản ứng được đặt vào một bồn tắm nước trong tủ lạnh để duy trì nhiệt độ bên trong tàu ở nhiệt độ môi trường xung quanh. Trước khi sonication, C60 là không trộn lẫn trong dung dịch nước H2các2 và là một hỗn hợp không màu không đồng nhất, biến thành màu nâu nhạt sau 30 phút ultrasonication. Sau đó, trong 30 phút tiếp theo của ultrasonication nó biến thành một sự phân tán màu nâu hoàn toàn tối.
Các nhà tài trợ hydroxyl: cường độ cao tạo ra ultrasonically (= Acoustic) cavitation tạo ra các gốc tự do như cOH, cOOH và cH từ H2O và H2các2 Phân tử. Việc sử dụng H2các2 trong phương tiện truyền thông nước là một cách tiếp cận hiệu quả hơn để giới thiệu-OH nhóm vào lồng C60 hơn là chỉ sử dụng H2O cho tổng hợp của fullerenol. H2các2 đóng một vai trò quan trọng trong việc tăng cường hydroxyl siêu âm.

Siêu âm hydroxyl của C60 sử dụng Dil. H2các2 30 là một phản ứng facile và nhanh một bước để chuẩn bị fullerenol. Yêu cầu chỉ một thời gian ngắn cho phản ứng, phản ứng siêu âm cung cấp một cách tiếp cận màu xanh lá cây và sạch sẽ với một yêu cầu năng lượng thấp, tránh việc sử dụng bất kỳ thuốc thử độc hại hoặc ăn mòn cho sự tổng hợp, và giảm số lượng dung môi cần thiết cho tách và thanh lọc của C60 (OH)8∙ 2H2O.

Bộ xử lý siêu âm UP400St (400W) cho homogenization, phân tán, nhũ tương và các ứng dụng sonochemical.

UP400St (400W, 24kHz) là một chất phân tán siêu âm mạnh mẽ

Yêu cầu thông tin




Lưu ý của chúng tôi Chính sách bảo mật.


Đường Polyhydroxylation siêu âm

Khi sóng siêu âm dữ dội được kết hợp vào một chu kỳ lỏng, áp suất thấp/áp suất cao, tạo ra bong bóng chân không trong chất lỏng. Các bong bóng chân không phát triển qua nhiều chu kỳ cho đến khi họ không thể hấp thụ nhiều năng lượng hơn, để họ collaps khốc liệt. Trong thời gian bong bóng sụp đổ các hiệu ứng vật lý cực đoan như nhiệt độ cao và chênh lệch áp suất, sóng sốc, vi phản lực, nhiễu loạn, lực cắt, vv Hiện tượng này được gọi là siêu âm hoặc cavitation âm. Những lực lượng mạnh mẽ của siêu âm cavitation phân hủy các phân tử cOH và cOOH55 gốc. Afreen et al (2017) giả định rằng phản ứng có thể tiến triển trong hai con đường cùng một lúc. cOH gốc như phản ứng oxy loài (ROS) gắn vào lồng C60 để cung cấp cho fullerenol (Path I), và/hoặc-các gốc OH và cOOH tấn công điện tử thiếu C60 trái phiếu đôi trong một phản ứng nucleophilic và điều này dẫn đến sự hình thành của fullerene epoxide [C60On] như là một Trung gian trong giai đoạn đầu tiên (Path II) tương tự như cơ chế phản ứng Bingel. Hơn nữa, cuộc tấn công lặp lại của cOH (hoặc cOOH) trên C60O thông qua một phản ứng SN2 kết quả trong polyhydroxylated fullerene hoặc fullerenol.
Epoxidation lặp lại có thể diễn ra mà sản xuất các nhóm epoxide kế tiếp, ví dụ: C60O2 và C60O3. Những nhóm epoxide có thể là ứng viên có thể để tạo ra trung gian khác ví dụ: epoxit fullerene epoxide trong sonolysis (= sonochemical phân hủy). Ngoài ra, việc mở vòng tiếp theo của C60 (OH) xOy với cOH có thể dẫn đến sự hình thành của fullerenol. Sự hình thành của các trung gian trong quá trình sonolysis của H2các2 hoặc H2O trong sự hiện diện của C60 là không thể tránh khỏi, và sự hiện diện của họ trong các fullerenol cuối cùng (mặc dù trong một số lượng dấu vết) không đi được chú ý. Tuy nhiên, bởi vì họ chỉ hiện diện trong dấu vết lượng trong fullerenol họ không phải gây ra bất kỳ tác động đáng kể. [Afreen et al 2017:31936]

Ultrasonicators hiệu suất cao

Hielscher Ultrasonics cung cấp bộ vi xử lý siêu âm cho các yêu cầu cụ thể của bạn: cho dù bạn muốn sonicate khối lượng nhỏ trên quy mô phòng thí nghiệm hoặc tạo ra dòng khối lượng lớn trên quy mô công nghiệp, danh mục đầu tư rộng của Hielscher của siêu âm hiệu suất cao bộ vi xử lý cung cấp giải pháp hoàn hảo cho ứng dụng của bạn. Đầu ra công suất cao, điều chỉnh chính xác và độ tin cậy của ultrasonicators của chúng tôi đảm bảo rằng yêu cầu quy trình của bạn được hoàn thành. Màn hình cảm ứng kỹ thuật số và ghi dữ liệu tự động của các thông số siêu âm trên một thẻ SD tích hợp làm cho hoạt động và kiểm soát các thiết bị siêu âm của chúng tôi rất thân thiện với người dùng.
Sự mạnh mẽ của thiết bị siêu âm của Hielscher cho phép hoạt động 24/7 trong môi trường đòi hỏi khắt khe và đòi hỏi cao.
Bảng dưới đây cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của máy siêu âm:

batch Khối lượng Tốc độ dòng Thiết bị khuyến nghị
1 đến 500ml 10 đến 200mL / phút UP100H
10 đến 2000mL 20 đến 400mL / phút UP200Ht, UP400St
0.1 đến 20L 00,2 đến 4L / phút UIP2000hdT
10 đến 100L 2 đến 10L / phút UIP4000hdT
N.A. 10 đến 100L / phút UIP16000
N.A. lớn hơn Cụm UIP16000

Liên hệ chúng tôi! / Hỏi chúng tôi!

Yêu cầu thêm thông tin

Vui lòng sử dụng mẫu dưới đây, nếu bạn muốn yêu cầu thêm thông tin về đồng nhất bằng siêu âm. Chúng tôi sẽ vui lòng cung cấp cho bạn một hệ thống siêu âm đáp ứng yêu cầu của bạn.










Hielscher Ultrasonics sản xuất ultrasonicators hiệu suất cao cho các ứng dụng sonochemical.

Bộ vi xử lý siêu âm công suất cao từ phòng thí nghiệm đến thí điểm và quy mô công nghiệp.

Văn học / Tài liệu tham khảo

  • Sadia Afreen, Kasturi Muthoosamy, Sivakumar Manickam (2018): Sono-Nano hóa học: một kỷ nguyên mới của tổng hợp các vật liệu nano cacbon polyhydroxylated với các nhóm hydroxyl và các khía cạnh công nghiệp của họ. Ultrasonics Sonochemistry 2018.
  • Sadia Afreen, Kasturi Muthoosamy, Sivakumar Manickam (2017): hydrat hóa hoặc hydroxyl hóa: tổng hợp trực tiếp của fullerenol từ fullerene nguyên sơ [C60] qua cavitation âm thanh trong sự hiện diện của hydrogen peroxide. RSC ADV., 2017, 7, 31930 – 31939.
  • Grigory V. Andrievsky, Vadim I. Bruskov, Artem A. Tykhomyrov, Sergey V. Gudkov (2009): đặc thù của tác dụng chống oxy hóa và radioprotective của ngậm nước C60 fullerene nanostuctures trong ống nghiệm và trong vivo. Sinh học gốc tự do & Y học 47, 2009. 786 – 793.
  • Mihajlo gigov, borivoj adnađević, borivoj adnađević, Jelena D. Jovanovic (2016): ảnh hưởng của trường siêu âm trên cách nhiệt động học của fullerene polyhydroxyl hóa. Khoa học của 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 ngăn ngừa chondrocyte catabolic hoạt động ở nồng độ Nanomolar trong viêm xương khớp. Tạp chí của viêm xương khớp 2016, 1:115.


Sự kiện đáng biết

C60 Fullerenes

Một C60 fullerene (còn được gọi là buckyball hoặc Buckminster fullerene) là một phân tử được xây dựng từ 60 nguyên tử cacbon, sắp xếp như 12 pentagons và 20 hình lục giác. Hình dạng của một phân tử C60 giống như một quả bóng đá. Các C60 fullerens là một chất chống oxy hóa không độc hại cho thấy một tiềm năng 100-1000 cao hơn vitamin E. Mặc dù bản thân C60 không hòa tan trong nước, nhiều dẫn xuất fullerene hòa tan trong nước cao như fullenerol đã được tổng hợp.
C60 fullerens được sử dụng như là chất chống oxy hóa và biodược. Các ứng dụng khác bao gồm khoa học vật liệu, quang điện hữu cơ (OPV), chất xúc tác, trong lọc nước và Biohazard bảo vệ, năng lượng di động, xe cộ và các thiết bị y tế.

Độ hòa tan của tinh khiết C60:

  • trong nước: không hòa tan
  • trong dimethyl sulfoxide (DMSO): không hòa tan
  • trong toluene: hòa tan
  • trong benzene: hòa tan
Cấu trúc bề mặt của C60 fullerenes (Buckminster fullerenes, buckyballs)

Cấu trúc bề mặt của C60 fullerenes
Nguồn: Yoshioka et al. 2016

Polyhydroxylated C60/Fullenerols

Fullernerol hoặc fullerols được polyhydroxylated C60 phân tử (ngậm nước C60 fullerene: C60HyFn). Phản ứng hydrolylation giới thiệu nhóm hydroxyl (-OH) đến các phân tử C60. Các phân tử C60 với hơn 40 nhóm hydroxyl có độ hòa tan trong nước cao hơn (>50 mg/mL). Chúng tồn tại như là các hạt nano phân tán trong nước, và có tác dụng đánh bóng dũng cảm. Họ triển lãm chất chống oxy hóa cao cấp và chống viêm tính. Polyhydroxylated fullerenes (fullerenols; C60 (OH) n) có thể được hòa tan trong một số rượu và sau đó precipiteated trong một quá trình điện hóa, tạo ra một bộ phim nanocarbon trên anode. Fullerenol phim được sử dụng như một lớp phủ biocompatible, trơ cho các đối tượng sinh học và có thể tạo thuận lợi cho việc tích hợp các đối tượng không sinh học vào các mô cơ thể.
Độ hòa tan của Fullenerol:

  • trong nước: hòa tan, có thể đạt được >50 mg/mL
  • trong dimethyl sulfoxide (DMSO): hòa tan
  • trong methanol: ít tan
  • trong toluene: không hòa tan
  • trong benzene: không hòa tan

Màu: Fullerenol mang hơn 10-OH nhóm triển lãm một màu nâu sẫm. Với một số lượng ngày càng tăng của-nhóm OH, màu dần thay đổi từ màu nâu sẫm sang màu vàng.

Hòa tan trong nước, polyhydroxylated C60 có thể được tổng hợp sử dụng Ultrasonics

Độ hòa tan của C60 (OH) 8.2 H2O so với C60 trong các dung môi khác nhau. Nguồn: Afreen et al. 2017

Ứng dụng và sử dụng Fullerenols:

  1. Dược phẩm: thuốc thử chẩn đoán, siêu ma túy, Mỹ phẩm, cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) với các nhà phát triển. Mối quan hệ DNA, thuốc chống HIV, thuốc chống ung thư, thuốc hóa trị, phụ gia Mỹ phẩm và nghiên cứu khoa học. So với các hình thức nguyên sơ, polyhydroxylated fullerenes có nhiều ứng dụng tiềm năng do độ hòa tan trong nước tăng cường của họ. Nó đã được tìm thấy rằng fullerols có thể làm giảm cardiotoxicity của một số loại thuốc và ức chế HIV-protease, virus viêm gan C và sự phát triển bất thường của tế bào. Hơn nữa, chúng trưng bày khả năng Scavenging tự do tuyệt vời chống lại các loài ôxy và gốc oxy phản ứng trong điều kiện sinh lý.
  2. Năng lượng: pin năng lượng mặt trời, tế bào nhiên liệu, pin thứ cấp.
  3. Ngành: vật liệu chịu mài mòn, vật liệu chống cháy, chất bôi trơn, phụ gia polymer, màng hiệu suất cao, xúc tác, kim cương nhân tạo, hợp kim cứng, chất lỏng nhớt điện, bộ lọc mực, lớp phủ hiệu suất cao, lớp phủ chống cháy, sản xuất vật liệu hoạt tính sinh học, vật liệu bộ nhớ, phân tử nhúng và các đặc điểm khác, vật liệu composite vv
  4. Ngành thông tin: chất bán dẫn, vật liệu từ tính, mực in, mực in, mực in, giấy mục đích đặc biệt.
  5. Các bộ phận điện tử: siêu dẫn, điốt, transistor, inductor.
  6. Vật liệu quang học, máy ảnh điện tử, ống Hiển thị huỳnh quang, vật liệu quang học phi tuyến.
  7. Môi trường: hấp phụ khí, lưu trữ khí.