Hielscher Siêu âm
Chúng tôi sẽ vui mừng thảo luận về quá trình của bạn.
Gọi cho chúng tôi: +49 3328 437-420
Gửi thư cho chúng tôi: info@hielscher.com

C60 Polyhydroxyl hóa siêu âm (Fullerenol)

  • Polyhydroxylated C60 fullerene hòa tan trong nước, được gọi là fullerenol hoặc fullerol, là một chất nhặt rác gốc tự do mạnh và do đó được sử dụng như một chất chống oxy hóa trong các chất bổ sung và dược phẩm.
  • Hydroxyl hóa siêu âm là một phản ứng một bước nhanh chóng và đơn giản, được sử dụng để sản xuất C60 polyhydroxyl hóa hòa tan trong nước.
  • C60 hòa tan trong nước tổng hợp siêu âm có chất lượng vượt trội và được sử dụng cho các ứng dụng dược phẩm và hiệu suất cao.

Tổng hợp một bước siêu âm của Polyhydrolxylated C60

Siêu âm xâm thực là kỹ thuật vượt trội để sản xuất fullerene C60 polyhydroxyl hóa chất lượng cao, hòa tan trong nước và do đó có thể được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau trong dược phẩm, y học và công nghiệp. Afreen và cộng sự (2017) đã phát triển một quá trình tổng hợp siêu âm nhanh chóng và đơn giản của C60 polyhydroxylated không bị nhiễm bẩn (còn được gọi là fullerenol hoặc fullerol). Phản ứng một bước siêu âm sử dụng H2O2 và không sử dụng thuốc thử hydroxyl hóa bổ sung, tức là NaOH, H2SO4 và chất xúc tác chuyển pha (PTC), gây ra tạp chất trong fullenol tổng hợp. Điều này làm cho tổng hợp fullerenol siêu âm là một cách tiếp cận sạch hơn để sản xuất fullerenol; đồng thời, đó là một cách dễ dàng và nhanh hơn để sản xuất C60 hòa tan trong nước, chất lượng cao.

Siêu âm hydroxyl hóa C60 để tạo ra c60 hòa tan trong nước (fullerenol)

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

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

UP200St - Bộ xử lý siêu âm mạnh mẽ 200WĐể chuẩn bị nhanh chóng, đơn giản và xanh của polyhydroxylated C60, hòa tan trong nước, 200 mg C60 tinh khiết được thêm vào 20mL 30% H2O2 và sonicated với các mô hình sonicator UP200Ht hoặc UP200St. Các thông số sonication là biên độ 30%, 200 W ở chế độ xung trong 1 giờ ở nhiệt độ phòng. Bình phản ứng được đặt vào bồn nước tuần hoàn lạnh để duy trì nhiệt độ bên trong bình ở nhiệt độ môi trường xung quanh. Trước khi sonication, C60 là không thể trộn lẫn trong nước H2O2 và là một hỗn hợp không đồng nhất không màu, mà chuyển sang một màu nâu nhạt sau 30 phút của siêu âm. Sau đó, trong 30 phút tiếp theo của siêu âm, nó biến thành một sự phân tán hoàn toàn màu nâu sẫm.
Người cho hydroxyl: Sự xâm thực siêu âm cường độ cao (= âm thanh) tạo ra các gốc như cOH, cOOH và cH từ các phân tử H2O và H2O2. Việc sử dụng H2O2 trong môi trường nước là một cách tiếp cận hiệu quả hơn để đưa các nhóm –OH vào lồng C60 thay vì chỉ sử dụng H2O để tổng hợp fullerenol. H2O2 đóng một vai trò quan trọng trong việc tăng cường hydroxyl hóa siêu âm.

Hydroxyl hóa siêu âm của C60 bằng cách sử dụng dil. H2O2 (30%) là một phản ứng một bước dễ dàng và nhanh chóng để chuẩn bị fullerenol. Chỉ cần một thời gian ngắn cho phản ứng, phản ứng siêu âm cung cấp một cách tiếp cận xanh và sạch với yêu cầu năng lượng thấp, tránh sử dụng bất kỳ thuốc thử độc hại hoặc ăn mòn nào để tổng hợp và giảm số lượng dung môi cần thiết cho việc tách và tinh chế C60 (OH)8∙2 giờ2O.

Bộ xử lý siêu âm UP400St (400W) cho các ứng dụng đồng nhất, phân tán, nhũ hóa và siêu âm.

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.




Con đường Polyhydroxylation siêu âm

Khi sóng siêu âm cường độ cao được ghép thành chất lỏng, các chu kỳ áp suất thấp? áp suất cao xen kẽ tạo ra bọt chân không trong chất lỏng. Các bong bóng chân không phát triển qua nhiều chu kỳ cho đến khi chúng không thể hấp thụ thêm năng lượng, do đó chúng sụp đổ dữ dội. Trong quá trình sụp đổ bong bóng, các tác động vật lý cực đoan như chênh lệch nhiệt độ và áp suất cao, sóng xung kích, phản lực nhỏ, nhiễu loạn, lực cắt, v.v. Hiện tượng này được gọi là siêu âm hoặc Xâm thực âm thanh. Những lực xâm thực siêu âm mạnh mẽ này phân hủy các phân tử thành các gốc cOH và cOOH55.
Afreen và cộng sự (2017) giả định rằng phản ứng có thể tiến triển theo hai con đường đồng thời. Các gốc cOH như các loại oxy phản ứng (ROS) bám vào lồng C60 để tạo ra fullerenol (Đường dẫn I), và? hoặc các gốc –OH và cOOH tấn công các liên kết đôi C60 thiếu electron trong phản ứng ưa nucleophilic và điều này dẫn đến sự hình thành fullerene epoxide [C60On] như một chất trung gian trong giai đoạn đầu tiên (Đường II) tương tự như cơ chế của phản ứng Bingel. Hơn nữa, cuộc tấn công lặp đi lặp lại của cOH (hoặc cOOH) trên C60O thông qua phản ứng SN2 dẫn đến fullerene hoặc fullerenol polyhydroxyl hóa.
Quá trình epoxy hóa lặp đi lặp lại có thể diễn ra tạo ra các nhóm epoxide liên tiếp, ví dụ: C60O2 và C60O3. Các nhóm epoxide này có thể là ứng cử viên khả thi để tạo ra các chất trung gian khác, ví dụ như epoxide fullerene hydroxyl hóa trong quá trình siêu âm (= phân hủy siêu âm). Ngoài ra, sự mở vòng tiếp theo của C60 (OH) xOy với cOH có thể dẫn đến sự hình thành fullerenol. Sự hình thành của các chất trung gian này trong quá trình siêu phân H2O2 hoặc H2O với sự hiện diện của C60 là không thể tránh khỏi, và sự hiện diện của chúng trong fullerenol cuối cùng (mặc dù với một lượng nhỏ) không thể không được chú ý. Tuy nhiên, vì chúng chỉ có mặt với một lượng nhỏ trong fullerenol, nên chúng không gây ra bất kỳ tác động đáng kể nào. [Afreen và cộng sự, 2017]

Máy siêu âm hiệu suất cao để phân tán Fullerene

Hielscher Ultrasonics cung cấp máy siêu âm kiểu đầu dò cho các yêu cầu cụ thể của bạn: Cho dù bạn muốn siêu âm khối lượng nhỏ ở quy mô phòng thí nghiệm hay tạo ra dòng khối lượng lớn ở quy mô công nghiệp, danh mục máy siêu âm hiệu suất cao của Hielscher cung cấp giải pháp hoàn hảo cho sự phân tán fullerene của bạn. Công suất đầu ra cao, khả năng điều chỉnh chính xác và độ tin cậy của máy siêu âm của chúng tôi đảm bảo rằng các yêu cầu quy trình của bạn được đáp ứng. Màn hình cảm ứng kỹ thuật số và ghi dữ liệu tự động các thông số siêu âm trên thẻ SD tích hợp giúp hoạt động và điều khiển các thiết bị siêu âm của chúng tôi rất thân thiện với người dùng.
Tính mạnh mẽ của thiết bị siêu âm Hielscher cho phép hoạt động 24/7 ở nhiệm vụ nặng và trong môi trường đòi hỏi khắt khe.
Bảng dưới đây cung cấp cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của ultrasonicators của chúng tôi:

Khối lượng hàng loạt Tốc độ dòng chảy Thiết bị được đề xuất
1 đến 500mL 10 đến 200ml? phút UP100H
10 đến 2000mL 20 đến 400ml? phút UP200Ht, UP400ST
0.1 đến 20L 0.2 đến 4L? phút UIP2000hdT
10 đến 100L 2 đến 10L? phút UIP4000hdt
N.A. 10 đến 100L? phút UIP16000
N.A. Lớn Cụm UIP16000

Liên hệ với chúng tôi!? Hãy hỏi chúng tôi!

Hỏi thêm thông tin

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












Hielscher Ultrasonics sản xuất máy siêu âm hiệu suất cao cho các ứng dụng siêu âm.

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): Hóa học Sono-nano: Một kỷ nguyên mới của việc tổng hợp vật liệu nano cacbon polyhydroxyl với các nhóm hydroxyl và các khía cạnh công nghiệp của chúng. Siêu âm Sonochemistry 2018.
  • Sadia Afreen, Kasturi Muthoosamy, Sivakumar Manickam (2017): Hydrat hóa hoặc hydroxyl hóa: tổng hợp trực tiếp fullerenol từ fullerene nguyên sơ [C60] thông qua xâm thực âm thanh với 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 bảo vệ phóng xạ của các cấu trúc nano C60 fullerene ngậm nước trong ống nghiệm và in 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 đối với động học đẳng nhiệt của polyhydroxyl hóa fullerene. Khoa học thiêu kết 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 chặn hoạt động dị hóa tế bào sụn ở nồng độ nanomol trong viêm xương khớp. Tạp chí Viêm xương khớp 2016, 1: 115.

[/ chuyển đổi]

Sự thật đáng biết

C60 Fullerene

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

Độ hòa tan của C60 nguyên chất:

  • trong nước: không hòa tan
  • trong dimethyl sulfoxide (DMSO): không hòa tan
  • trong toluene: hòa tan
  • trong benzen: hòa tan
Cấu trúc bề mặt của c60 fullerene (Buckminster fullerenes, buckyballs)

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

Polyhydroxylated C60? Fullenerols

Fullernerol hoặc fullerrol là các phân tử C60 polyhydroxyl hóa (C60 fullerene ngậm nước: C60HyFn). Phản ứng thủy phân đưa các nhóm hydroxyl (-OH) vào phân tử C60. Các phân tử C60 có hơn 40 nhóm hydroxyl có độ hòa tan trong nước cao hơn (>50 mg? mL). Chúng tồn tại dưới dạng các hạt nano đơn phân tán trong nước và có tác dụng đánh bóng dũng cảm. Chúng thể hiện đặc tính chống oxy hóa và chống viêm vượt trội. Fullerene polyhydroxylated (fullerenols; C60 (OH) n) có thể được hòa tan trong một số loại rượu và sau đó được ngâm trong quá trình điện hóa, tạo ra một màng nanocarbon trên cực dương. Màng Fullerenol được sử dụng như một lớp phủ tương thích sinh học, trơ với các vật thể sinh học và có thể tạo điều kiện thuận lợi cho việc tích hợp các vật thể phi 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 metanol: hòa tan nhẹ
  • trong toluen: không hòa tan
  • trong benzen: không hòa tan

Màu: Fullerenol mang hơn 10 nhóm –OH có màu nâu sẫm. Với số lượng nhóm –OH ngày càng tăng, màu sắc dần chuyển từ nâu sẫm sang vàng.

C60 hòa tan trong nước, polyhydroxylated có thể được tổng hợp bằng cách sử dụng siêu âm

Độ hòa tan của độ hòa tan của C60 (OH) 8.2H2O 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 thuốc, mỹ phẩm, cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) với nhà phát triển. Ái lực DNA, thuốc chống HIV, thuốc chống ung thư, thuốc hóa trị, phụ gia mỹ phẩm và nghiên cứu khoa học. So với dạng nguyên sơ, fullerene polyhydroxylated có nhiều ứng dụng tiềm năng hơn do khả năng hòa tan trong nước được tăng cường. Người ta đã phát hiện ra rằng fullerols có thể làm giảm độc tính tim 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 thể hiện khả năng loại bỏ gốc tự do tuyệt vời chống lại các loại oxy phản ứng và gốc trong điều kiện sinh lý.
  2. Năng lượng: Pin năng lượng mặt trời, pin nhiên liệu, pin thứ cấp.
  3. Ngành công nghiệp: Vật liệu chống mài mòn, vật liệu chống cháy, chất bôi trơn, phụ gia polyme, màng hiệu suất cao, chất 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 nhớ, phân tử nhúng và các đặc tính khác, vật liệu composite, v.v.
  4. Công nghiệp thông tin: Phương tiện ghi chất bán dẫn, vật liệu từ tính, mực in, mực, mực, giấy các mục đích đặc biệt.
  5. Các bộ phận điện tử: Chất bán dẫn siêu dẫn, điốt, bóng bán dẫn, cuộn cảm.
  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.

Chúng tôi sẽ vui mừng thảo luận về quá trình của bạn.

Let's get in contact.