• 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.

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

Đối 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.

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: