Maestría en Química

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A-felandreno, a-bisabolol, nerolidol y s-limoneno, metabolitos secundarios de plantas medicinales con actividad insecticida sobre aedes aegypti vector de las enfermedades dengue, Chikungunya y Zika
(Universidad Industrial de Santander, 2018) Rios Pinzon, Lizeth Natalia; Méndez Sánchez, Stelia Carolina; Duque Luna, Jonny Edward
Como medida de control del vector Aedes aegypti, el uso prolongado de sustancias sintéticas como el DDT o el temephos ha contribuido a la aparición de cepas resistentes (Dias y Moraes, 2014, Smith, Kasai y Scott, 2016). Con el deseo de encontrar otras formas de controlar el vector, los metabolitos secundarios de las plantas surgen como alternativas prometedoras. Por esta razón, se realizó una revisión del trabajo presentado por Pavela y colaboradores (Pavela et al, 2014) de los compuestos esenciales de más de 120 especies de plantas, a través del uso de herramientas informáticas Osiris y Molinspiration. Se seleccionaron metabolitos que cumplían con los parámetros de Lipinski y que presentan mejores valores en la predicción de su actividad biológica. Finalmente, y con la ayuda de un análisis estadístico para los componentes principales, se seleccionaron 7 compuestos para llevar a cabo pruebas de actividad in vivo con larvas de mosquito entre la tercera y cuarta etapas de desarrollo. Los mejores compuestos fueron Felandrene Nerolidol Bisabolol con concentraciones letales 50 (LC50) de 44, 21 y 19 ppm respectivamente, lo que permitió que estos compuestos fueran muy activos. Para estudiar el posible mecanismo de acción, se evaluó la inhibición de la enzima acetilcolinesterasa por el efecto de los metabolitos previos, encontrando que el Felandreno, Bisabolol y Nerolidol disminuyeron la actividad de esta enzima en un 20, 10% y 12%. Otro posible target estudiado fue la cedena de fosforilación, encontrando que el Felandreno provocó la disminución de la actividad enzimática del complejo I, el bisabolol del complejo IV, el Nerolidol de los complejos I y II, siendo el compuesto con los valores más altos de reducción de la actividad enzimática. Finalmente, el Limoneno causa la inhibición de ATPasa alterando la energética mitocondrial.
Actividad fotocatalitica del ion tipo keggin pw12o40-3 anclado en tio2 : foto-oxidacion del fenol en medio acuoso
(Universidad Industrial de Santander, 2004) Lazaro Salazar, Luis Alirio; Paez Mozo, Edgar Alberto
En este trabajo se estudia la actividad foto catalítica, en presencia de O2 (aire), del ion Polioxometalato (POM) PW12O40 -3 anclado en TiO2 (TiO2-PW12O40 –3). Se utilizo el fenol en medio acuoso como molécula modelo para evaluar la foto actividad del sistema. Se observo que la adición del POM (anclado en TiO2), a suspensiones acuosas de TiO2 aumenta la foto degradación del fenol. El proceso foto catalítico puede verse inhibido por la saturación de la superficie del TiO2 al aumentar la concentración del POM. Esto se debe, posiblemente a una competencia entre el POM y el sustrato por los sitios activos del semiconductor. El empleo de sistemas TiO2-POMs en la oxidación de materia orgánica contaminante, en presencia de luz UV y cercana al visible, se fundamenta principalmente, en la excitación fotonica del semiconductor (TiO2), que genera portadores libres con cargas opuestas( ebc-, hbv+) las cuales se recombinan rápidamente. El ion PW12O40 -3 captura electrones de la banda de conducción del TiO2 foto excitado, y los conduce hasta el oxigeno molecular en un proceso tipo Redox. De esta forma se prolonga el tiempo de la recombinación electrón –hueco, y se ocasiona la formación de radicales súper oxido y/o radicales OH, especies muy reactivas que interaccionan con sustratos orgánicos hasta su oxidación o mineralización total.
Actividad insecticida de metabolitos secundarios de plantas medicinales contra aedes aegypti y estudio del mecanismo de acción basado en la bioenergética mitocondrial, inhibición de la acetilcolinesterasa y daño en el ADN
(Universidad Industrial de Santander, 2018) Borrero Landazabal, Mayra Alejandra; Méndez Sánchez, Stelia Carolina; Duque Luna, Jonny Edward
El mosquito Aedes aegypti es el principal vector de los virus del Dengue, Zika y Chikunguña. Debido a la ausencia de un tratamiento específico o una vacuna efectiva, el control de estas enfermedades se centra en la eliminación de potenciales criaderos y al uso de insecticidas. Los insecticidas más usados se han asociado con resistencia en el vector, por lo que surge la necesidad de descubrir nuevos compuestos insecticidas. En este estudio, se usaron herramientas bioinformáticas para seleccionar siete compuestos a partir de un grupo de 33 metabolitos reportados en un estudio previo. Se realizó un análisis de componentes principales, en donde se compararon las propiedades fisicoquímicas, bioactividad, similitud con fármacos y riesgo de toxicidad de los metabolitos evaluados. Posteriormente, se evaluó la actividad larvicida de los siete metabolitos seleccionados, calculando las concentraciones (CL50): 44, 41, 48, 84, 87, 98 y 183 ppm, para --cariofileno, geraniol, nerol, n-octanol y 1,8-cineol, respectivamente. Las seis moléculas con CL50<100 ppm fueron evaluadas en la enzima acetilcolinesterasa y en los complejos de la cadena respiratoria mitocondrial de Ae. aegypti. Cuatro de estos metabolitos mostraron una inhibición marcada en varias dianas. El acetato de geranilo inhibió principalmente la actividad de acetilcolinesterasa -humuleno inhibió los complejos II, III y IV de la cadena respiratoria (38, 35 y 30%, -cariofileno inhibió los complejos II y III (30 y 36%, respectivamente) y geraniol inhibió los complejos I y II (27 y 29%, respectivamente). Se prepararon 11 mezclas con estos metabolitos y se evaluaron sobre Ae. aegypti. Se observó un efecto sinérgico entre los compuestos acetato de geranilo y gerniol, mientras que los c--cariofileno mostraron un efecto antagónico. .
Adición de valor al aceite esencial de Cymbopogon Martini a través de procesos físico-químicos
(Universidad Industrial de Santander, 2013) Marín Solano, Néstor Armando; Stashenko, Elena E.; Martínez Morales, Jairo René
El incremento en el valor comercial del aceite esencial (AE) de la especie vegetal Cymbopogon martini, o palmarrosa, depende de su alto contenido en geraniol, un alcohol terpénico de amplio uso en perfumería. En esta investigación se reporta cómo la destilación fraccionada a presión reducida (2-14 Torr), y la hidrólisis alcalina del acetato de geranilo, permiten concentrar el geraniol en el AE de palmarrosa, obtenido de plantas cultivadas en el complejo agroindustrial CENIVAM, Bucaramanga, Colombia. Los aceites esenciales, las fracciones obtenidas y los productos de reacción fueron analizados por cromatografía de gases GC-FID y GC-MS. El AE se rectificó a presión reducida usando la Spinning Band Column, o columna de eje rotatorio, consiguiéndose un producto de composición química reproducible a 12 mm Hg con un contenido de geraniol ca. 89% y 10% de acetato de geranilo. Además, se demostró con base en un estudio teórico usando el software aspen plus, que la formación de un azeótropo entre el geraniol y acetato de geranilo, impide el aislamiento del geraniol por el método destilativo empleado. Por otra parte, se logró la hidrólisis “In situ” del acetato de geranilo presente en el AE crudo de palmarrosa, usando soluciones acuosas de KOH y mezclas de Ca(OH)2 y agua, elevando la concentración de geraniol hasta un 91%.
Aislamiento y determinación estructural de un sesquiterpenomayoritario del aceite esencial de lippia alba (mill)n.e.br
(Universidad Industrial de Santander, 2008) Miranda Carvajal, Ingrid Johanna; Stashenko, Elena E.; Martínez Morales, Jairo René
En la presente investigación se determinó la composición química y se caracterizaron por medio de sus propiedades fisicoquímicas (densidad, índices de refracción y rotaciones específicas), los aceites esenciales de diferentes especies del género Lippia: L. alba, L. citriodora H.B.K., L. dulcis (Trev.), L. micromera Schauer, L. origanoides H.B.K. Los aceites esenciales y los extractos se obtuvieron por hidrodestilación asistida por la radiación de microondas (MWHD) y por destilación Œ extracción con solvente (SDE), respectivamente. La identificación de los metabolitos secundarios volátiles se realizó por cromatografía de gases Œ espectrometría de masas; así como también, se logró un pre Œ aislamiento del sesquiterpeno mayoritario del aceite de Lippia alba, quimiotipo carvona, por métodos fisicoquímicos. Los componentes mayoritarios identificados en los aceites L. alba (quimiotipos carvona y citral), L. citriodora H.B.K., L. micromera Schauer, L. origanoides H.B.K. (quimiotipos carvacrol y p Œ cimeno), corresponden a monoterpenos oxigenados (53.05, 65.30, 54.24, 64.14, 63.32 y 45.07%, respectivamente). Se destacan como componentes mayoritarios, carvona (40,11%), limoneno (27,73%) y epi Œ biciclosesquifelandreno (4,92%) en el aceite de L. alba (quimiotipo carvona). Geranial y neral predominan en los aceites de L. alba, quimiotipo citral, (27,79 y 22,92%) y de L. citriodora (14,35 y 13,75%), respectivamente. Carvacrol y timol predominan en el aceite de L. origanoides, quimiotipo carvacrol. En tanto que, el timol fue el componente mayoritario para el aceite de L. micromera (34,19%) y del aceite de L. origanoides, quimiotipo p Œ cimeno (timol 29,84% y p Œ cimeno 12,05%). Por otro parte, en el aceite esencial de L. dulcis (Trev.), predominaron los hidrocarburos sesquiterpénicos: (E)-˜-cariofileno (9,4 %) y ˜-cadineno (8,85 %), entre otros. El aceite esencial de L. alba, quimiotipo carvona, fue sometido a varios procesos, de los cuales, la destilación por arrastre con vapor de agua, logró el pre Œ aislamiento del epi Œ biciclosesquifelandreno.
Aislamiento, purificacion e identificacion de principios toxicos alcaloidales en plantas del genero crotalaria y alimento contaminado para aves
(Universidad Industrial de Santander, 2004) Alvarez Martinez, Alba Teresa; Stashenko, Elena E.
Las Crotalarias son leguminosas ampliamente utilizadas en técnicas de rotación de cultivos por su habilidad de fijar nitrógeno en el suelo, retardando procesos de erosión de los mismos. La contaminación de granos y alimentos para animales especialmente aves, con semillas de Crotalaria que contienen alcaloides pirrolizidínicos, ha sido un tema de especial atención en las últimas décadas, tanto por su importancia económica así como por los problemas de hepatoxicidad y neumotoxicidad que generan. Es conocido que estos alcaloides juegan un rol en las funciones ecoquímicas en plantas de las especies de Senecio y Crotalaria; la interacción más aceptada comprende la relación planta-insecto herbívoro, el cual ha desarrollado mecanismos de detoxificación a estos metabolitos secundarios. La síntesis de estos alcaloides por parte de las plantas considera otras formas de estrés ambiental. implicaciones que se relacionan con la supervivencia de la planta. El objetivo de este trabajo fue establecer la variación en los contenidos de alcaloides pirrolizidínicos en dos especies de Crotalaria, sujetas a diferentes condiciones de estrés ambiental. Se hicieron extracciones del material vegetal y de semillas, asistidas por radiación de microondas (metanol, 5 min.). Los tipos de estrés incluyeron, estrés por herbivoría, herbivoría simulada e hídrico. En los extractos se identificaron varios compuestos derivados de la retronecina, que constituye la estructura base de los alcaloides pirrolizidínicos. El estrés por herbivoría se llevó a cabo con orugas de las familias Artiidae y Notodontoidae, en su último periodo larval (instar) observándose mayor numero de alcaloides comparado con los otros tipos de estrés.
Algunos aspectos del comportamiento químico de las 2-a-furil (a-tienil)-4- [2-oxopirrolidin-1-il] -1,2,3,4- tetrahidroquinolinas sustituidas
(Universidad Industrial de Santander, 2007) Mora Cruz, Uriel; Kouznetsov, Vladimir Valentinovich
Las 1,2,3,4-tetrahidroquinolinas (1,2,3,4-THQ) son interesantes blancos de estudios, debido a su amplia gama de aplicaciones. Es así que el desarrollo de nuevas y efectivas metodologías sintéticas es una tarea constante para el químico orgánico, pero quizás una de las metodologías que es más ampliamente usada para la generación de este tipo de estructuras, es la reacción de imino-Diels-Alder. A partir de las 1,2,3,4-THQ se pueden obtener las quinolinas mediante oxidación, utilizando azufre elemental (S8) como agente oxidante. Estos compuestos también son de gran importancia tanto industrial como farmacológica. De otro lado, la gran reactividad del anillo del furano y en especial frente a dienófilos hace que sea usado como bloque de construcción para acceder a policíclos cuando se usa en la reacción de Diels-Alder intramolecular, con la cual se obtuvo las isoindolo[2,1a]quinolinas. Ya que la síntesis de las quinolinas -furil y -tienil sustituidas demostró ser muy efectiva y debido a los resultados de estudios preliminares de citotoxicidad y contra el Trypanosoma cruzi, parásito causante de la enfermedad de Chagas, se resalta el hecho que algunas pueden convertirse en las cabezas de serie para el estudio del tratamiento contra dicha enfermedad.
Análisis de extractos y fracciones volátiles obtenidos de flores y rizomas de hedychium coronarium koem (familia zingiberacea)
(Universidad Industrial de Santander, 2008) García Ríos, Alejandro; Stashenko, Elena E.; Martínez Morales, Jairo René
Se estudió la composición química de los metabolitos secundarios presentes en flores y rizomas de Hedychium coronarium Köern, caracterizada taxonómicamente. Para aislar los compuestos volátiles de flores y rizomas se emplearon métodos de extracción, i.e. hidrodestilación asistida por la radiación de microondas (MWHD), destilación-extracción simultánea con solvente (DES), extracción con fluidos supercríticos (SFE) y microextracción en fase sólida en modo headspace (HS-SPME). Para la comparación de los métodos de extracción y análisis de fracciones volátiles de H. coronarium, se empleó cromatografía de gases de alta resolución (HRGC), acoplada a los detectores de ionización en llama (FID) o espectrométrico de masas (MSD). Finalmente, se establecieron algunas figuras analíticas de mérito para este método, usando curvas de calibración. La emisión de volátiles en la especie H. coronarium, monitoreada por HS-SPME in vivo, aumentó al atardecer y permaneció durante las horas de la noche. Se obtuvieron 103 metabolitos secundarios volátiles y semivolátiles de H. coronarium, En las flores los compuestos mayoritarios, fueron β-pineno (19%), (E)-β-cariofileno (9%), α-pineno (8%), 1,8-cineol (6%), óxido de cariofileno (6%), (E)-β-ocimeno (3%), sabineno (3%), α-humuleno (3%), linalol (3%) y (E)-isoeugenol (2%). En los rizomas los compuestos mayoritarios, fueron, 1,8-cineol (28%), β-pineno (17%), α-pineno (9%), alcanfor (8%), α-terpineol (7%), (E)-p-ment-2-en-1-ol (3%), terpinen-4-ol (3%), sabineno (3%) y δ-terpineol (2%). El método de extracción por MWHD-HS-SPME acortó 60 min el tiempo de muestreo y análisis, en comparación con la extracción por HS-SPME con calentamiento convencional. Además, permitió la obtención de un perfil cromatográfico, similar al de los perfiles logrados para las extracciones por HS-SPME (in vivo e in vitro) y por SDE. Los resultados obtenidos, permitieron un conocimiento más detallado de la planta y sus metabolitos volátiles.
Análisis estadístico multivariado de las propiedades fisicoquímicas de tres aceites esenciales Colombianos para el establecimiento de criterios de calidad
(Universidad Industrial de Santander, 2011) Agudelo Niño, Andrea Juliana; Stashenko, Elena E.; Martínez Morales, Jairo René
Las propiedades fisicoquímicas (PFQ) de: densidad, punto de ignición y de congelación, índices de refracción, de acidez y de ésteres, rotación óptica, junto con la composición química obtenida mediante cromatografía de gases de los aceites esenciales (AE) de Lippia (L.) alba, Lippia (L.) origanoides y Cymbopogon flexuosus, fueron empleadas para construir una base de datos para soportar el establecimiento de descriptores de criterios de calidad de AE de origen colombiano; formulándose intervalos de confianza (95%) para todas las PP medidas. Los métodos de regresión lineal simple (OLS), de componentes principales (PCR) y de mínimos cuadrados parciales (PLS), se emplearon para construir modelos que pueden predecir los compuestos mayoritarios de los AE, a partir de la medición de las PFQ. La comparación de la raíz media del cuadrado del error de predicción, muestra que los resultados de OLS son los más cercanos a los valores experimentales y que requiere sólo de medir 4 de las 8 PFQ evaluadas. El coeficiente de determinación (R2), que expresa la varianza explicada por los modelos, fue de 0.641, 0.753, 0.840, 0.425 y 0.870, para los modelos de la carvona y el limoneno en L. alba, carvacrol y timol en L. origanoides, y citral en C. flexuosus respectivamente. Los intervalos de tolerancia para los modelos dados estuvieron entre 2.20 and 6.25%. A pesar de que los R2 estuvieron por debajo de 0.9, los resultados obtenidos permiten una útil predicción de la abundancia de los compuestos mayoritarios en cada uno de los AE, a partir de medidas que pueden ser llevadas a cabo en el campo.
Análisis proteómico de mitocondrias de larvas (l4) de aedes aegypti
(Universidad Industrial de Santander, 2021) Urbina Duitama, Diana Lizeth; Méndez Sánchez, Stelia Carolina; Duque Luna, Jonny Edward; Mejía Ospino, Enrique
El zancudo Aedes aegypti es el principal vector de los virus que causan enfermedades como chikunguña, dengue y Zika. Frente a la ausencia de un tratamiento específico para estas enfermedades, surge la necesidad de buscar alternativas que permitan el control de la población del vector. Para ello inicialmente es necesario comprender el funcionamiento de algunas dianas de interés farmacológico como el caso de la mitocondria. Hasta el momento no existen reportes que describan la actividad bioenergética mitocondrial relacionada a su expresión proteínica, por lo tanto, en el presente trabajo de investigación se identificaron las proteínas en mitocondrias aisladas de larvas (L4) de Ae. aegypti, mediante técnicas de separación de electroforesis bidimensional y su correspondiente análisis por espectrometría de masas. Se identificaron 36 proteínas implicadas en procesos de transcripción, traducción, fosforilación oxidativa, señalización, biosíntesis, entre otros. Además, se midió su actividad respiratoria con un oxígrafo de alta resolución. Como resultado se obtuvo una taza de respiración considerablemente mayor mediada por el complejo II con respecto al complejo II. También se cuantificó la actividad enzimática de algunas proteínas que componen los complejos enzimáticos de la cadena transportadora de electrones mitocondrial, donde se obtuvo una mayor actividad de las proteínas NADH oxidasa, NADH deshidrogenasa y NADH citocromo c reductasa con respecto a sus análogos de succinato. Estos resultados aportan una primera descripción de la función metabólica de la mitocondria y relaciona su expresión proteíca que podría servir para el diseño de estrategias de modificación genética dirigida a la organela en estudio.
Análisis proteómico de mitocondrias de larvas (L4) de Aedes aegypti
(Universidad Industrial de Santander, 2021) Urbina Duitama, Diana Lizeth; Duque Luna, Jonny Edward; Mejía Ospino, Enrique; Méndez Sánchez, Stelia Carolina; Moreno Castellanos, Natalia R.; Combariza Montañez, Marianny Yajaira
El zancudo Aedes aegypti es el principal vector de los virus que causan enfermedades como chikunguña, dengue y Zika. Frente a la ausencia de un tratamiento específico para estas enfermedades, surge la necesidad de buscar alternativas que permitan el control de la población del vector. Para ello inicialmente es necesario comprender el funcionamiento de algunas dianas de interés farmacológico como el caso de la mitocondria. Hasta el momento no existen reportes que describan la actividad bioenergética mitocondrial relacionada a su expresión proteínica, por lo tanto, en el presente trabajo de investigación se identificaron las proteínas en mitocondrias aisladas de larvas (L4) de Ae. aegypti, mediante técnicas de separación de electroforesis bidimensional y su correspondiente análisis por espectrometría de masas. Se identificaron 36 proteínas implicadas en procesos de transcripción, traducción, fosforilación oxidativa, señalización, biosíntesis, entre otros. Además, se midió su actividad respiratoria con un oxígrafo de alta resolución. Como resultado se obtuvo una taza de respiración considerablemente mayor mediada por el complejo II con respecto al complejo II. También se cuantificó la actividad enzimática de algunas proteínas que componen los complejos enzimáticos de la cadena transportadora de electrones mitocondrial, donde se obtuvo una mayor actividad de las proteínas NADH oxidasa, NADH deshidrogenasa y NADH citocromo c reductasa con respecto a sus análogos de succinato. Estos resultados aportan una primera descripción de la función metabólica de la mitocondria y relaciona su expresión proteíca que podría servir para el diseño de estrategias de modificación genética dirigida a la organela en estudio.
Análisis quimiometrico de perfiles de solventes en ocluidos en muestras de cocaína
(Universidad Industrial de Santander, 2015) Celis Melo, Clara Nathalia; Stashenko, Elena E.; Martínez Morales, Jairo René
El mercado mundial de cocaína ha presentado variaciones significativas durante los últimos tres años; la demanda se ha desplazado desde los países de Norteamérica y Europa hacia América Latina, Asia y Oceanía, ocasionando innumerables problemas sociales, penales y de salud pública. A pesar de la disminución nacional de área de coca cultivada, el departamento de Norte de Santander es uno de los departamentos con registros crecientes en área cultivada, motivo por el cual se hace necesario articular herramientas técnico-científicas en el control de los procesos relacionados con la obtención del alcaloide. El presente estudio desarrolló el análisis quimiométrico de solventes residuales en muestras de cocaína incautadas en la región Nororiente del territorio Colombiano mediante la aplicación de dos técnicas de extracción, headspace estático y microextracción en fase sólida, acopladas a cromatografía de gases con detector de ionización en llama. El análisis estadístico requirió una etapa inicial de selección de variables, con posterior evaluación de métodos de pre-tratamiento de datos: normalización, estandarización, logaritmación, raíz cuarta y combinaciones de ellas, a cada una de las matrices obtenidas se aplicó análisis de componentes principales con el propósito de identificar posibles grupos de muestras semejantes. El grado de discriminación de las muestras se analizó con base en las distancias euclidiana, Manhattan y Chevyshev, porcentaje de discrepancia, Coeficiente de correlación e índice de disimilitud de Pearson. Finalmente, un análisis de k vecinos más cercanos, basado en los parámetros de disimilitud con mejor desempeño predictivo, permitió identificar los mayores porcentajes de aciertos (>90%) para el conjunto de validación. El presente estudio de perfilación permitió identificar una correlación entre la composición de solventes residuales y el departamento de procedencia, de tal manera que las muestras de cocaína procesadas en el departamento de Norte de Santander, fueron diferenciadas de las muestras procedentes de otros departamentos de la región.
Aplicacion de las reacciones de multicomponentes a la sintesis de indeno[2,1-c]quinolinas piridil sustituidas y sintesis convencional de n-(butenil)cloroalquilamidas con fgragmentos piridinicos
(Universidad Industrial de Santander, 2004) Ochoa Puentes, Cristian; Kouznetsov, Vladimir Valentinovich
Las reacciones de multicomponentes, una importante subclase de las reacciones tandem, constan de un proceso one-pot en el cual reaccionan al menos tres componentes que son fácilmente asequibles para formar un solo producto, el cuál, generalmente incorpora todos los átomos de los materiales iniciales. Este proceso, en el que se forman diversos enlaces en una sola secuencia, permite la producción de un amplio rango de compuestos orgánicos de una forma ecológica- y económicamente aceptable. Teniendo presente que la síntesis orgánica cada día es más exigente y que requiere de metodologías más eficientes para la construcción de sistemas heterocíclicos, nuestra investigación se enfocó en el estudio de la reacción de multicomponentes con sistemas piridínicos, que han sido poco estudiados, con el fin de acceder a derivados quinolínicos que puedan tener actividad biológica como posibles agentes intercalantes del ADN. Nuestra metodología sintética se basa en la posibilidad de obtener sistemas tetrahidroquinolínicos piridil sustituidos a partir de anilinas p-sustituidas, los ,,-piridincarboxialdehídos e indeno en una reacción de tres componentes vía reacción de azaDiels-Alder. Posteriormente, estas tetrahidroindenoquinolinas se aromatizaron, dando lugar a la formación de las indenoquinolinas, que sirvieron como precursores para obtener las 7-oxo-indeno[2,1c]quinolinas, las cuales han sido ampliamente estudiadas en la quimioterapia antineoplastica. Adicionalmente, y basados en la gran reactividad de estos sistemas quinolínicos ricos en electrones, se sintetizaron dos nuevos complejos de molibdeno VI, los cuales pueden servir como catalizadores en las reacciones de oxidación de algunos sustratos orgánicos.
Aproximación teórica al entendimiento de los fenómenos de nucleación de la b2-microglobulina
(Universidad Industrial de Santander, 2011) Quintero Saumeth, Jorge Ricardo; Blanco Tirado, Cristian
En pacientes con insuficiencia renal crónica sometidos a diálisis ocurre la formación de depósitos amiloides y cuya proteína que los constituyen es la 82-microglobulina (62m). En este sentido, numerosos estudios han sido dirigidos para explicar la formación de estos materiales proteicos. Sin embargo, las causas por las cuales se produce la amiloidogénesis 82m in vivo no son completamente claras. Por tal motivo la mayoría de estos estudios han sido desarrollados in vitro y teniendo en cuenta las condiciones fisiológicas de estos pacientes. Estudios in vitro han permitido identificar algunos factores involucrados en la obtención de estos materiales, siendo el cobre un agente facilitador durante la asociación de monómeros de 82m que conllevan a la formación de fibras de 62m. Adicionalmente, algunos trabajos de investigación señalan que las etapas previas a la formación de las fibras amiloides 82m corresponden a la formación de intermedios oligoméricos de tamaño par (dímeros, tetrámeros y hexámeros). A pesar del enorme esfuerzo que la comunidad científica ha realizado para comprender estos procesos, aún no existe un modelo completo que describa la amiloidogénesis 82m. En este trabajo de investigación se desarrolló una metodología para brindar una descripción aproximada acerca de la manera como se forman las fibras amiloides de b2m. En este sentido, dos etapas fueron desarrolladas satisfactoriamente. La primera etapa correspondió a la construcción de los perfiles de energía correspondientes a las interacciones entre dos monómeros de B2m empleando un modelo de grano grueso, teniendo en cuenta cincos puntos estructurales de la proteína 62m. En la segunda etapa, se diseñó un modelo teórico-computacional para analizar la dinámica de formación de depósitos amiloides de 82m. Para este último, correspondiente al esquema de muestreo, se emplearon tanto el modelo de Ising como el algoritmo de Metropolisis.
Biotransformación de limoneno, a-pineno y aceites esenciales de naranja y mandarina empleando aspergillus niger
(Universidad Industrial de Santander, 2007) Castellanos Molina, Fabian Enrique; Perea Villamil, Janeth Aide; Ortiz López, Claudia Cristina
El limoneno y α-pineno son los monoterpenos más abundantes en la naturaleza, presentes en aceites esenciales extraídos de la cáscara de frutos cítricos, incluyendo los aceites esenciales de naranja y mandarina. Estos monoterpenos son susceptibles de oxidación para generar compuestos de mayor valor agregado. Puesto que en nuestra región existe una producción relativamente alta de dichos frutos, es posible obtener cantidades abundantes de aceites cítricos a un bajo costo para usar en procesos biocatalíticos, obteniendo derivados oxigenados de alto valor por sus aplicaciones cosméticas/farmacéuticas y por su clasificación como productos naturales. En el presente trabajo se realizó un estudio preliminar de la biotransformación de limoneno, α - pineno y aceites esenciales de naranja y mandarina con alto contenido de limoneno (>70 %). Las reacciones se hicieron a escala laboratorio en frascos de 20 mL con sello PTFE/Silicona, empleando como biocatalizador el hongo filamentoso Aspergillus niger DSM 821, obtenido de la Colección Alemana de Microorganismos y Cultivos Celulares, DSMZ. Se estudiaron diferentes parámetros del sistema: medio de cultivo, concentración de sustratos y disponibilidad de oxígeno. Los productos formados fueron identificados y cuantificados por cromatografía de gases con detectores FID y MSD. Para la extracción se estudiaron dos técnicas disponibles que fueron comparadas posteriormente: extracción líquido-líquido y microextracción en fase sólida - SPME. Se logró la biooxidación de los monoterpenos (limoneno y α-pineno) en la mayoría de los experimentos para obtener como productos principales α-terpineol, p-mentano-1,8-diol (terpino) y alcohol perílico, en cantidades relativas máximas de 55,1 %, 46,5 % y 14,7 %, respectivamente. Según estos resultados es posible considerar a futuro un proceso de biotransformación a nivel industrial y realizar su optimización logrando así aprovechar subproductos agroindustriales de fácil adquisición.
Búsqueda de nuevos y promisorios agentes antiparasitarios derivados de la 4-hidroxil-2-(hetaril, alquil)-tetrahidro-1-benzoazepina
(Universidad Industrial de Santander, 2010) Blanco Jaimes, Maria Camila; Palma Rodriguez, Alirio
Las tetrahidro-1-benzoazepinas son compuestos que presentan un amplio espectro de actividad biológica, lo que las ha convertido en dianas de interés científico no solo de químicos orgánicos, sino también de expertos en farmacología. Por esta razón, en el Laboratorio de Síntesis Orgánica de la UIS, se implementó una ruta sintética propia, originalmente diseñada para la preparación de cis-2-aril-4-hidroxi-tetrahidro-1-benzoazepinas y cis-2-aril-4-hidroxitetrahidro-1H-nafto[1,2-b]-azepinas. La síntesis de estos derivados permitió estudiar sus propiedades biológicas, resultando ser muy buenos agentes antiparasitarios frente a Trypanosoma cruzi. Basados en estos interesantes resultados, en el presente trabajo de investigación se plantea la síntesis de derivados no descritos de la cis-4-hidroxitetrahidro-1-benzoazepina, sustituida en la posición 2 del anillo azepínico con isósteros del benceno (tiofeno, furano y pirrol), así como con diferentes fragmentos alifáticos, con el objetivo de realizar un estudio sistemático de sus propiedades físico-químicas, espectroscópicas y especialmente biológicas, como antiparasitarios frente a Trypanosoma cruzi y Leishmania chagasi. Nuestro ruta sintética se basa en el uso de reacciones clásicas como la transposición amino-Claisen de N-alilanilinas, la amino-reducción indirecta de orto-alilanilinas con diversos aldehídos heterocíclicos, la alquilación de orto-alilanilinas, la cicloadición intramolecular 1,3-dipolar de orto-alilanilinas N-(hetarilmetil, alquil)sustituidas y la escisión reductiva del enlace N-O de cicloaductos isoxazolidinicos. Los resultados obtenidos en el presente trabajo de investigación demuestran claramente que la ruta sintética planteada es sencilla, versátil y muy flexible para acceder con éxito a nuevas series de tetrahidro-1-benzoazepinas 2-hetaril y 2-alquilsustituidas. De esta manera se obtuvieron 23 nuevas 1,4-epoxi-2-exo-(hetaril)tetrahidro-1-benzoazepinas y 17 nuevas cis-2-hetaril-4-hidroxitetrahidro-1-benzoazepinas, así como 7 nuevas 2-exo-(alquil)-1,4-epoxitetrahidro-1-benzoazepinas, y sus correspondientes siete cis-2-(alquil)-4-hidroxitetrahidro-1-benzoazepinas, cuyas características físico-químicas, y espectroscópicas se reportan por primera vez.
Calculo e implementación de la función de resolución instrumental en el refinamiento estructural para el cálculo de la microestructura, cuantificación de fases y caracterización estructural por difracción de rayos-x de muestras policristalinas
(Universidad Industrial de Santander, 2009) Macias López, Mario Alberto; Henao Martinez, Jose Antonio
Un perfil de difracción está compuesto por una serie de fenómenos que contribuyen en formas particulares a su construcción. Entre estos, es posible diferenciar aquellos que afectan las posiciones de los picos (parámetros de red, grupo espacial), la intensidad (coordenadas fraccionales de los átomos, ocupación, textura, parámetros térmicos), y la forma y ancho (ensanchamiento por microestructura e instrumento). Este último efecto representa lo que se conoce como análisis del perfil de línea, el cual involucra la deconvolución de ambos fenómenos en busca de obtener información acerca de los tamaños y microtensiones cristalinas. Realizar una caracterización estructural y microestructural por el método de refinamiento de estructuras de Rietveld, involucra conocer todas las contribuciones al perfil, entre ellas, la Función de resolución Instrumental que describe el ensanchamiento ocasionado por la geometría óptica del equipo usado. Las principales aberraciones encontradas en cálculos de la función instrumental están asociadas con el amplio rango de parámetros instrumentales que pueden ser variados en la configuración de un difractómetro: radio del goniómetro, tamaño de la fuente de rayos-x, slit de recepción, uso de sollers slits de haz incidente y/o difractado y uso de Monocromador, entre otros. Por estas razones, efectuar un análisis de un material usando difracción de rayos-x de muestras policristalinas, es un procedimiento complejo que involucra conocimientos profundos, tanto a nivel teórico como experimental, de todos los factores contenidos en un perfil de polvo, de manera que sea posible extraer la gran cantidad de información importante para el amplio rango de campos, a nivel tecnológico y de investigación, que utilizan esta técnica como parte fundamental en sus procesos.
Captura de Co2 de post-combustión de gas natural mediante nanotubos de TiO2 funcionalizados con aminas
(Universidad Industrial de Santander, 2018) Ayala Blanco, Elizabeth; Martinez Ortega, Fernando; Koelliker Delgado, Jorge; García Sánchez, Carlos Eduardo
Recientemente se ha incrementado el interés en la obtención de diversos materiales como las zeolitas, óxidos metálicos, carbones activados, entre otros, como adsorbentes para capturar el CO2, obteniéndose baja capacidad de adsorción, selectividad y estabilidad estructural. Una alternativa es la exploración de nuevos materiales basados en nanoestructuras compuestas entre estos, nanotubos inorgánicos de sustancias como oxidos y sulfuros metálicos. La modificación de estos materiales a través de la funcionalización con aminas es uno de los procesos de absorción y adsorción química frecuentemente utilizados para el tratamiento de gas, debido a su eficiencia y aplicación en remoción de contaminantes como el sulfuro de hidrógeno y el monóxido de carbono. Se estudió la captura de CO2 en procesos de post-combustión de gas natural a través de la evaluación de la capacidad de captura en una mezcla de gas sintético y una fuente de emisión (Marmita autogeneradora de vapor) usando nanotubos de TiO2 funcionalizados con las aminas (3-Aminopropil) trimetoxisilano y [N1-(3 trimetoxisilil) propil] dietilentriamina. Se analizó el efecto de los parámetros de síntesis en las propiedades texturales (área superficial, volumen de poro y diámetro de poro) y su capacidad de adsorción de CO2. Los NTTs fueron caracterizados por Microscopía Electrónica de Barrido (SEM), isotermas de adsorción de N2, Espectroscopía Fotoelectrónica de Rayos X (XPS), entre otros. El método de síntesis influyó tanto en al área superficial como en la capacidad de adsorción de CO2. Se evidenció que la capacidad de adsorción de CO2 es altamente influenciada por el aumento en el área superficial de NTTs, con una capacidad de adsorción aproximada de 185 mg de CO2 acumulado/ g de adsorbente.
Caracterización de corrientes de la planta de aromáticos de la gcb por espectroscopia nir y métodos quimio métricos de análisis
(Universidad Industrial de Santander, 2008) Bueno Velandia, Alexis; Molina Velasco, Daniel Ricardo; Baldrich Ferrer, Carlos Alberto
En el presente trabajo se desarrolló un método analítico para la caracterización química de corrientes de proceso de una unidad de reformado catalítico mediante espectroscopia en la región del infrarrojo cercano (NIR). Las muestras para este estudio fueron obtenidas en la Unidad de Procesos Catalíticos de la Gerencia Complejo Barrancabermeja (GCB). Todas las muestras fueron caracterizadas por espectroscopia NIR y su señal espectral fue correlacionada, mediante análisis por componentes principales (PCA) y regresión por mínimos cuadrados parciales (PLS), con la información de composición química por grupo y la distribución por átomos de carbono obtenida por cromatografía de gases de alta resolución (HR-GC). Los mejores modelos de predicción fueron desarrollados empleando el rango espectral de 4000 a 4800cm-1 . La validación mostró resultados satisfactorios para la predicción del contenido de hidrocarburos parafínicos, isoparafínicos, aromáticos y nafténicos en las corrientes de interés. Para cada uno de ellos, se obtuvieron errores estándar de predicción (SEP) de 0.37, 1.06, 0.83 y 1.27 respectivamente. En todos los casos el coeficiente de determinación (R2 ) entre los valores de referencia y predichos por los modelos fue superior a 0.93. También se desarrollaron modelos para evaluar el potencial de la espectroscopia NIR para determinar la distribución por átomos de carbono en cada familia de hidrocarburos. Los modelos de mejor desempeño fueron los desarrollados para isoparafinas y naftenos de 6 y 7 átomos de carbono, parafinas de 7 y 8 átomos de carbono, y aromáticos de 6 a 8 átomos de carbono. La metodología de caracterización propuesta por espectroscopia NIR requiere menos de cinco minutos análisis y su instrumentación permite acoplarla en línea al proceso. Lo anterior es una gran ventaja en comparación con el método estándar de análisis por HR-GC, el cual tiene un tiempo de respuesta estimado de cuatro horas y un mayor costo de análisis.
Caracterización de la acidez de zeolita tipo y modificada por tratamiento hidrotérmico y químico
(Universidad Industrial de Santander, 2018) Martinez Villabona, Oscar Javier; Poveda Jaramillo, Juan Carlos; Molina Velasco, Daniel Ricardo; Guzmán Monsalve, Alexander
Las zeolitas son los catalizadores más utilizados en la industria porque sus propiedades ácidas y fisicoquímicas pueden modificarse al cambiar la composición química. En este trabajo se estudió el efecto del tratamiento hidrotérmico que generó especies de aluminio extra-red (EFAl) y el tratamiento químico que consistió en la adición de EDTA en solución acuosa, funcionando como agente selectivo para la extracción de EFAl. Las propiedades estructurales fueron estudiadas por 29Si MAS NMR que proporciona la distribución de los átomos de silicio que se encuentran en la estructura, evidenciando cinco entornos distintos Si(SinAl) (donde n =0-4). Que permitieron calcular la relación SiO2/Al2O3 estructural, demostrar que la desaluminación aumentaba la señal del 29Si amorfo y que la cristalinidad disminuye al atenuarse el ancho medio de Si(Si3Al). La coordinación del aluminio (IV, V y VI) fue investigada por 27Al MAS NMR y 27Al 3Q-MAS que permitió la caracterización del corrimiento químico isotrópico de las especies en la estructura y EFAl. La acidez de Brönsted y Lewis fue cuantificada por 1H MAS NMR en muestras deshidratadas y se halló que la concentración de los protones ácidos estuvo entre 1-3 mmol/g de zeolita. Las moléculas sonda permiten la caracterización de los sitios ácidos de Lewis y Brönsted, accesibles a sustratos mediante la adsorción de Trimetilfosfina (TMP) y óxido de trifenilfosfina (TPPO), y se utilizan para cuantificar la acidez total y superficial de las zeolitas respectivamente. El espectro de 31P MAS NMR de la TMP adsorbida en la zeolita estableció los sitios ácidos de Brönsted a -4,8 ppm, de concentración aproximada entre 0,27-0,92 mmol/g de zeolita y fue asignado al catión fosfonio [(CH3)3P-H]+. El corrimiento químico del 31P en los sitios ácidos de Lewis en las zeolitas-HY se asignó a 26,6 ppm con una concentración promedio de 0,2 mmol/g de zeolita.

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