Química

Browse

Recent Submissions

Now showing 1 - 20 of 770
  • Item
    Evaluación mediante dinámica molecular de las interacciones de óxido de grafeno, salmuera y arenisca
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-05-20) Rodríguez Parada, Sharon Nicolle; Mejía Ospino, Enrique; Arboleda Lamus, Jorge Anderson; Perez Torres, Jhon Fredy; Oliver Doerr, Markus Hans
    La evaluación de la interacción α-sílice y la oxidación del grafeno puede contribuir al avance en el campo de desarrollo de nanomateriales, al igual que en la posible implementación para los métodos de EOR. El estudio se enfocó en evaluar los efectos de la salinidad y el grado de oxidación del grafeno con respecto a la fuerza requerida para desprenderlo de la superficie α-sílice utilizando dinámica molecular, donde primero se pasó por una estabilización de los sistemas para luego aplicar un método SMD. Se obtuvo como resultado que el grado de oxidación del grafeno tiene efectos sobre las interacciones entre la superficie y el grafeno, ya que la fuerza aplicada para dicho desprendimiento fue mayor para la relación O/C = 0 (aprox. 3.5 nN) en comparación con O/C = 0.4. (aprox. 2nN). Sin embargo, la salinidad no tiene un efecto significativo sobre la interacción en las pruebas realizadas, ya que la fuerza de salinidad del NaCl a 0, 3000 y 30000 ppm, no afectó considerablemente a la fuerza aplicada para desprender el grafeno de la superficie de sílice. Este enfoque nos ha permitido obtener conocimientos moleculares sobre el comportamiento de la interacción grafeno-sílice, que esperamos sean útiles para la industria del petróleo y el gas.
  • Item
    Caracterización de los ácidos grasos libres presentes en el lodo de aceite de palma colectado de las lagunas facultativas de la industria aceitera en Palmas del Cesar S.A.
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-05-22) Ferrer González, Paulinn Scolly; Urbina González, Juan Manuel; Vargas Fiallo, Luz Yolanda; Molina Velasco, Daniel Ricardo; Espinal Ruiz, Mauricio
    El presente estudio tuvo como finalidad determinar características fisicoquímicas del lodo de aceite de palma, denominado Lodo-POS a lo largo de este documento, del complejo lagunar de la empresa Palmas del Cesar S.A. del municipio San Martín – Cesar, en Colombia. Se purificó el Lodo-POS mediante extracción Soxhlet, utilizando éter de petróleo (EP) como disolvente, y filtración en sílica gel. Se midieron diferentes características fisicoquímicas siguiendo Normas Técnicas Colombianas (NTC). Las pruebas de humedad, ceniza y punto de fusión proporcionaron información sobre la pureza de la porción de ensayo; pruebas como el índice de acidez, índice de yodo e índice de peróxido, evidenciaron la presencia y saturación de dichos ácidos. Mediante una esterificación de la porción purificada del Lodo-POS y su medición en GC-MS se determinó el perfil de ácidos grasos en la muestra. Se encontró que más del 80% del Lodo-POS fue extraído y purificado por el EP, que el producto extraído era en su mayoría ácidos grasos libres (FFA) encontrando un alto valor en el índice de acidez (172,88 mgKOH/g), de los cuales en su mayoría son ácidos saturados, y un índice de yodo con un valor relativamente bajo de 26,58 gI2/100g. Adicionalmente, se encontró un bajo contenido de materia inorgánica, con un valor de cenizas de 0,15% y un porcentaje de humedad de 2,58%. Dadas estas características se estableció y comparó una ruta de esterificación para la formación de metil ésteres de ácidos grasos (FAME), una reacción de un paso en medio ácido, utilizando tanto PTSA como H2SO4 como catalizadores. Se realizó la extracción de los ésteres utilizando diclorometano, y con el GC-MS se encontró la presencia de los ácidos palmítico, oleico y esteárico. Eventualmente estos FAMEs pueden utilizarse en la formulación de un biocombustible o un tensoactivo, considerando las características de los FFA, en el Lodo-POS.
  • Item
    Evaluación de extractos de raíz y fruto de la palma de iraca (Carludovica palmata) como fuentes de carbono para la producción de polihidroxialcanoatos (PHA).
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-05-19) Rueda Ruiz, Paula Andrea; Hidalgo Bucheli, William Fernando; Cáceres Ortiz, Marlon Yesid; Castillo Leon, John Jairo; Combariza Montañez, Marianny Yajaira
    Los plásticos petroquímicos han sido los materiales más utilizados en las últimas décadas. Sus propiedades no renovables y no biodegradables han afectado el medio ambiente, la salud humana y la vida silvestre. Por años, se ha tratado de mejorar esta situación, sustituyendo los plásticos derivados del petróleo en polihidroxialcanoatos (PHA). Estos son polímeros de origen biológico que tienen propiedades similares a los plásticos convencionales y tiene una amplia gama de aplicaciones industriales. La biomasa residual derivada de la agricultura se presenta como valiosa fuente de recursos renovables, fomentando la economía circular y nuevas oportunidades en el campo de los plásticos. Esta investigación, tuvo como objetivo producir PHB a partir de un aislado bacteriano PHA positivo (código C01), utilizando la raíz y el fruto de la especie vegetal Cardulovica palmata (palma de iraca) como fuente de carbono. La identificación y cuantificación de PHB, se llevó a cabo mediante cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC/MS), determinando que la bacteria fue capaz de acumular el poli(3-hidroxibutirato) (PHB) en 1,72, 1,89 y 2,83 (g L-1), a partir del extracto de raíz, su hidrolizado, y del fruto, respectivamente. De lo anterior, es de resaltar la utilidad que puede llegar a tener el fruto de la palma de iraca, actualmente un residuo orgánico derivado del cultivo de palma de iraca, como fuente de carbono potencial para la producción de biopolímeros tipo PHB.
  • Item
    Efecto del óxido de grafeno magnético sobre la viscosidad y la composición del crudo pesado al ser sometido a un calentamiento inducido por microondas.
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-05-20) Cáceres Ramírez, Camilo Andrés; Mejía Ospino, Enique; Gutierrez Niño, Nelson; Molina Velazco, Daniel Ricardo; Poveda Jaramillo, Juan Carlos
    El calentamiento del petróleo mediante microondas en combinación con nanopartículas susceptibles a dicha radiación ha sido propuesto como una metodología para aumentar el factor de recobro. Autores, como Al-Farsi et al (2016), han investigado la reducción de la viscosidad del petróleo mediante la incorporación de nanopartículas de óxido de aluminio y titanio. En el transcurso de esta investigación, se sintetizó óxido de grafeno y se funcionalizó posteriormente con nanopartículas de magnetita. El material fue caracterizado mediante técnicas espectroscópicas como UV-VIS, IR y AA. Se logró una dispersión estable del material utilizando Diesel, que fue mezclada posteriormente con un crudo de 11.2°API. El estudio examinó la variación de la temperatura en un crudo sin modificar y en varios crudos modificados, revelando que el crudo modificado mostró una mayor susceptibilidad a la radiación de microondas. Además, se observó una disminución en el porcentaje de insolubles en n-heptano en estos crudos modificados debido al calentamiento estimulado por microondas. Finalmente, se determinó la viscosidad para un crudo no modificado como para uno modificado mientras estaba siendo irradiado con microondas usando la metodología de la esfera descendente. Los resultados demostraron una notable disminución de la viscosidad, pasando de 878 cP a 509 cP tanto para el crudo sin modificar como para el crudo modificado, respectivamente.
  • Item
    Análisis del efecto del aceite esencial de Lippia origanoides sobre el proteoma de Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-05-21) Turizo Vargas, María Paula; Hidalgo Bucheli, William Fernando; Ruiz Duran, Jennifer Andrea; Mendez Sanchez, Stelia Carolina; Castillo Leon, John Jairo
    RESUMEN Título: Análisis del efecto del aceite esencial de Lippia origanoides sobre el proteoma de Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853* Autor: María Paula Turizo Vargas** Palabras Clave: Bacterias multirresistentes, Pseudomonas aeruginosa, aceites esenciales, Lippia origanoides, perfil de proteínas, espectrometría de masas. La resistencia antimicrobiana se ha convertido en una amenaza global para la salud pública y el desarrollo económico, evidenciando la necesidad de impulsar nuevas estrategias programáticas para abordar este desafío. Diversos estudios han evidenciado que los aceites esenciales (AE) sirven como alternativas terapéuticas para el control de bacterias multirresistentes. En particular, se ha demostrado que la especie vegetal Lippia origanoides posee efectos antimicrobianos debido a su composición química. El propósito principal de esta investigación fue analizar el perfil proteico de P. aeruginosa tratado con el AE de Lippia origanoides. Para ello, se llevó a cabo la extracción de proteínas de P. aeruginosa en su estado planctónico, tanto del grupo de control como de tratamiento. Después, se llevó a cabo un análisis mediante electroforesis bidimensional 2D-SDSPAGE para separar y visualizar las proteínas. Con el objetivo de identificar las proteínas que mostraron una expresión diferencial entre los dos grupos, se realizaron análisis detallados utilizando el software PDQUEST. Los spots que mostraron cambios significativos en su expresión se seleccionaron para análisis por MALDI-TOF MS. Con la ayuda de la herramienta MASCOT, se logró identificar las proteínas. Finalmente, para entender mejor el impacto de estos cambios en la expresión proteica, se construyó una red de interacciones predictivas asociadas con las proteínas diferenciales. Este análisis se realizó utilizando el software STRING, permitiendo así visualizar las posibles interacciones y procesos biológicos afectados por la exposición al AE de L. origanoides. Se lograron identificar 15 proteínas expresadas diferencialmente, cinco de ellas sobreexpresadas, y otras diez inhibidas. La construcción del interactoma evidenció que las proteínas inhibidas son fundamentales en los procesos de traducción y producción de energía en la célula; mientras que las proteínas sobreexpresadas son una respuesta a los estímulos y daños causados por el estrés oxidativo. Este trabajo permitió evidenciar que el AE de L. origanoides genera una alteración en P. aeruginosa, afectando su metabolismo energético y capacidad de supervivencia.
  • Item
    Uso cíclico de un material geopolimérico a base de piedra pómez para la remoción de cadmio mediante tratamiento químico en medio ácido.
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-05-21) Rueda Duarte, Lisi Mildred; Montaño Angarita, Ángela Marcela; González Cuervo, Claudia Paulina; Henao Martínez, Jose Antonio; García Rojas, Verónica
    El aumento del consumo y la producción industrial han generado una de las mayores problemáticas ambientales, ya que pone en riesgo la disponibilidad de agua potable para los seres vivos. Por esta razón, se han empleado diversas estrategias de remediación en donde los geopolímeros surgen como materiales adsorbentes por su alta eficiencia en la remoción de contaminantes, bajo costo y fácil síntesis; sin embargo, su reutilización no ha sido ampliamente estudiada, debido a ello, en este trabajo, se evalúa la reutilización de un material geopolimérico a base de piedra pómez capaz de remover metales pesados en aguas residuales por tratamiento químico, usando una solución de ácido clorhídrico. El geopolímero se sintetizó a partir de la activación alcalina de piedra pómez con silicato de sodio comercial, en proporciones definidas previamente por los autores. La caracterización morfológica, cristalográfica y determinación de tamaño de poro del material se realizó mediante SEM, FT-IR, DRX y BET. Inicialmente, el material fue empleado para remoción de cadmio en agua, la cantidad de metal en solución fue medida por absorción atómica (AA) para confirmar la disminución de la concentración de cadmio luego de la sorción y el material obtenido se secó en estufa a 50 °C. Posteriormente, para evaluar el proceso de desorción, se realizó el estudio de variables como tiempo de contacto entre la solución desorbente y el geopolímero, pH y cantidad de material sorbente, con agitación constante y en contacto con una solución de concentración 0,05 M de ácido clorhídrico, el cadmio en la solución se determinó por AA. Se realizaron cinco ciclos de adsorción-desorción consecutivos, obteniendo porcentajes de desorción de 88%, 90,3%, 87,5%, 90,7% y 81,7% respectivamente, lo que permite afirmar que el material geopolimérico es altamente eficiente en la remoción de metales pesados en solución acuosa aún después de varios usos.
  • Item
    Síntesis de Nanoestructuras de Oro Fluorescentes Basadas en Péptidos Sintéticos
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-05-21) Parada Orozco, Juliet Estefani; Prada Vargas, Yuly Andrea; Mejía Ospino, Enrique; Mendez Sanchez, Stelia Carolina; Martinez Ortega, Fernando
    La síntesis de AuNC fluorescentes empleando biomoléculas como ligandos, ha despertado gran interés en el campo de la medicina. Debido a la alta biocompatibilidad, a su capacidad para interactuar con sistemas biológicos de forma específica y selectiva. Los AuNC han sido aplicados para marcaje biológico, análisis por bioimagen, en el tratamiento de varias enfermedades y en el desarrollo de biosensores. En este trabajo de investigación se obtuvo sistemas nanoestructurados basados en oro y péptidos sintéticos, los cuales presentaron propiedades fotoluminiscentes y una distribución de tamaño inferior a los 5.0 nm. En este estudio se observó el efecto de algunas variables de síntesis como la temperatura, el pH y agente reductor tanto en la formación de AuNC fluorescentes, como su influencia en el tamaño, empleando cuatro péptidos sintéticos como ligando. Los AuNC obtenidos usando el péptido PepP22 (Ac-CTKKCGLWSILKGVGKI-NH2) en medio básico y ácido ascórbico como agente reductor, favorecieron la formación de AuNC-PepP22 fluorescentes estables, con un tamaño hidrodinámico alrededor de los 2.0 nm y una emisión de fluorescencia a 474 nm, con una longitud de onda de máxima excitación a 400 nm. Esos resultados corroboran estudios previos que han destacado la influencia del tamaño y la composición de los precursores en la estabilidad y la fotoluminiscencia de los AuNCs.
  • Item
    Estudio de la cinética de mojabilidad en superficies inteligentes sensibles al pH
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-05-20) Fierro López, Ingrith Tatiana; Ríos Angarita, Fabián Alirio; Jimenez Caballero, Michell Andrey; Martinez Ortega, Fernando; García Rojas, Verónica
    Las superficies que pueden cambiar sus propiedades físicas o químicas en respuesta a estímulos se denominan “inteligentes” y su aplicación en diferentes campos tecnológicos presentan crecimiento exponencial. Se realizó una modificación de una superficie de vidrio utilizando una mezcla de dos organosilanos a diferentes concentraciones (APTS-aminado) y (BTS-alifático) y se estudió la cinética de mojabilidad mediante medidas del ángulo de contacto haciendo uso del método de la gota sésil utilizando en cada gota soluciones buffer con distinto pH ajustando los perfiles cinéticos a la ley exponencial empírica de mojabilidad parcial logrando mediante variaciones en el tiempo (3 h, 6 h, 12 h, 24 h) de modificación de las superficies estandarizar un método de preparación controlando la cinética de mojabilidad como respuesta a la variación del pH de la disolución que entra en contacto con ella. La caracterización se llevó a cabo por medio de un software llamado “Sessile Drop Analysis” el cual midiendo la cinética de los ángulos de contacto de la superficie modificadas en tiempos variables y las gotas de soluciones buffer a distintos pH determinó que la superficie modificada con 90 μL de BTS y 10 μL de APTS en 24 h de modificación es la que mejor se logra ajustar a la ley exponencial de mojabilidad parcial obteniendo una superficie hidrofílica al entrar en contacto con una gota de solución buffer de pH 4, mientras que con soluciones buffer básicas como pH 7 y pH 12 se comporta hidrofóbica. A medida que el tiempo de modificación aumenta, el comportamiento de la cinética de mojabilidad se ajusta mejor. Se espera que este grado de control contribuya a diseñar superficies personalizadas para nuevas aplicaciones.
  • Item
    Síntesis de N-cianometil tetrahidroquinolinas, intermedios clave en la obtención de nuevos derivados tetrahidroquinolínicos N-amidoxima, compuestos con potencial antioxidante.
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-05-18) Tabares Rios, Tania Smith; Romero Bohórquez, Arnold Rafael; Marín Güiza, Fausto Alejandro; Urbina Gonzalez, Juan Manuel; Pinzon Joya, Julio Roberto
    Las tetrahidroquinolinas (THQs) son análogos reducidos de quinolinas, compuestos N-heterocíclicos en los que se fusionan dos anillos, uno bencénico y otro de piperidina; su foco de interés se basa en el diseño de diversos derivados que exhiban potencial bioactivo, así como la búsqueda de rutas sintéticas eficaces para su obtención. Dentro de los métodos reportados, la reacción de Povarov catiónica es una de las más empleadas para su síntesis dado que permite un acceso fácil y eficiente al anillo de THQ, a través de una reacción de tres componentes. Por su parte, las amidoximas (AMX) son oximas en las que uno de los sustituyentes es un grupo amino; estas moléculas resaltan por ser dualmente funcionales como precursores en la síntesis de compuestos heterocíclicos empleados en la química farmacéutica y han sido reportadas por sus características propiedades antioxidantes. En el presente estudio fue sintetizada una serie de compuestos derivados de N-cianometil-1,2,3,4-tetrahidroquinolina, con potencial actividad antioxidante. Los núcleos de THQ (2a-i) fueron obtenidos a través de una reacción de Povarov catiónica a partir de N-vinil-pirrolidona/formamida, formaldehído y N-cianometil anilinas-p-sustituidas (1a-e) previamente sintetizadas mediante una reacción clásica de sustitución nucleofílica. Durante el desarrollo de la investigación se realizó la variación del alqueno para futuras determinaciones de su efecto en la bioactividad de los compuestos. El trabajo sintético incluye un estudio de diversos catalizadores que abarcan ácidos de Lewis y Brønsted, para la identificación de las condiciones óptimas para el desarrollo de la reacción. Los compuestos intermediarios (2a-i) fueron finalmente transformados a sus derivados tetrahidroquinolínicos N-amidoxima (3a-i), mediante un ataque nucleofílico de hidroxilamina sobre el grupo nitrilo. Se espera que la transformación realizada en la estructura molecular de los andamios tetrahidroquinolínicos, potencie su capacidad antioxidante dada la presencia del fragmento amidoxima. Finalmente, se obtuvieron dieciocho (18) nuevos derivados del núcleo de 1,2,3,4-tetrahidroquinolina mediante rutas sintéticas eficientes, con altos rendimientos de reacción (42-98%) y promisorio potencial antioxidante.
  • Item
    Conversión del Aceite de Almendra de la Palma de Macauba (Acrocomia aculeata) en Compuestos Biohidrocarbonados Para la Producción de Combustible Sustentable de Aviación (SAF)
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-05-18) Acero Cabanzo, Leidy Stefanía; Duarte Pasa, Vânya Márcia; Pinzon Joya, Julio Roberto; Urbina Gonzalez, Juan Manuel; Hidalgo Buchelli, William Fernando
    El aumento de la contaminación ambiental causado por los gases de efecto invernadero emitidos por las diversas formas de transporte y el agotamiento de los combustibles fósiles, hacen necesario implementar nuevas fuentes de combustibles con las mismas características que sus análogos fósiles. En este proyecto se produjeron compuestos biohidrocarbonados a partir del aceite de la almendra de la palma de macauba, la cual es una palmera con propiedades para la investigación científica, entre las que sobresalen su alta productividad de aceite y su fácil adaptación a cualquier tipo de suelo. Su procesamiento comenzó con la hidrólisis del aceite a través de la ruta de hidrotermólisis catalítica, homologada en el año 2020 por la ASTM, la cual propone una reducción en el consumo de hidrógeno a partir del uso de agua en condiciones críticas. Para este paso se usó zeolita H-beta como catalizador debido a sus propiedades de craqueamiento e isomerización. Se sintetizó un catalizador ácido bifuncional de rutenio, soportado en carbón activado hecho a partir del endocarpio de la macauba, para realizar la desoxigenación de la mezcla de sustancias obtenidas del proceso de hidrólisis. Entre los resultados obtenidos se consiguieron compuestos hidrocarbonados en el rango de la biogasolina, queroseno de aviación y diésel verde. Los resultados para generar un biocombustible sostenible y sustentable son prometedores teniendo en cuenta que el producto final no fue sometido a ninguna etapa de refinación o adición de anticongelantes.
  • Item
    Análisis Estructural de un Nuevo Polimorfo de la Rifaximina: Caracterización y Comparación Supramolecular con los Polimorfos Alfa y Beta.
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-05-19) Almeida Calderón, Juan José; Henao Martínez, Jose Antonio; Toro Hernández, Robert Antonio; García Rojas, Verónica; Perez Torres, Jhon Fredy
    La Rifaximina es un antibiótico oral, semisintético, utilizado para el control de bacterias Grampositivas y Gramnegativas en cualquier tipo de sistema, sea aeróbico o anaeróbico. En este trabajo de investigación se llevará a cabo el estudio estructural de un polimorfo no reportado de la Rifaximina y su comparación con los polimorfos alfa y beta reportados para este compuesto, relacionando las características fisicoquímicas y supramoleculares de estos. Fue requerido el uso de Espectroscopía Infrarroja ATR para caracterizar adecuadamente los grupos funcionales presentes en el arreglo cristalino. Se realizó la obtención de datos del fármaco utilizando la técnica de Difracción de Rayos X en polvo para la adquisición del patrón de difracción en el equipo D8 Advance con longitud de radiación kα1 λ=1,5406Å en el rango de 4° a 70,0° (2θ), se realizó el indexado de los máximos de difracción en el patrón de difracción del material donde se calcularon las constantes de celda haciendo uso del programa PreDICT, el cálculo del grupo espacial de la celda unidad fue realizado en el programa EXPO2014 requerido de igual manera para la resolución estructural del fármaco por medio del método de recocido simulado. La obtención de los factores de confiabilidad se realiza utilizando el programa TOPAS, ajustando los valores de constantes de celda y ángulos ideales. La medición de la solubilidad del material a diferentes concentraciones fue planeada mediante Espectroscopía UV-VIS a diferentes concentraciones, variando el pH del ambiente. Fue indispensable el uso de técnicas complementarias como Termogravimetría y Calorimetría Diferencial de Barrido para identificar la cantidad de moléculas de agua presentes y el punto de fusión del polimorfo.
  • Item
    Síntesis y caracterización de estructuras Metal Orgánicas (MOF) basadas en cobre y péptidos sintéticos para aplicaciones biomédicas
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-05-09) Hernandez Florez, Mariam Daniela; Mejia Ospino, Enrique; Prada Vargas, Yuly Andrea; Sanabria Sanchez, Carlos Mario; Perez Torres, Jhon Fredy
    Las estructuras metal-orgánicas (MOFs) son materiales cristalinos con alta porosidad, gran área superficial, estabilidad y facilidad para la funcionalización post-síntesis; lo que ha llamado la atención para su aplicación en diferentes campos de la ciencia incluyendo notables aplicaciones biomédicas. Para mejorar la biocompatibilidad de los MOFs se ha propuesto tanto el uso de metales con actividad biológica (Mg, Fe, Zn y Cu) y biomoléculas como ligandos. En este sentido, los péptidos cortos (3-4 aminoácidos) han sido explorados recientemente. El presente trabajo, muestra los resultados obtenidos del uso de dos péptidos sintéticos correspondientes a CEGH y CGH y un péptido comercial con actividad antioxidante, conocido como glutatión reducido o GHS en la formación de estructuras metal-orgánicas de cobre usando nitrato de cobre trihidratado como precursor metálico. Se exploraron dos rutas de síntesis, ambas de tipo solvotérmico usando una mezcla de agua-dimetilformamida como solvente de reacción y 90ºC. La síntesis en un reactor autoclave permitió obtener los sistemas CuMOF@CEGH, CuMOF@CGH y CuMOF@GHS con distribuciones de tamaño de partícula inferiores a los 600 nm de acuerdo con los análisis por DLS. Los Cu-MOFs fueron caracterizados empleando técnicas espectroscópicas y microscópicas como infrarroja (FT-IR), Raman, difracción de rayos X de polvo y microscopía electrónica de barrido (SEM) y finalmente se evaluó la estabilidad térmica del CuMOFs@GHS usando termogravimetría.
  • Item
    Preparación de papel a partir de nanocelulosa proveniente del raquis de palma de aceite y nanopartículas de zinc
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-05-18) Adarme Velasco, Lissette Natalia; Combariza Montañez, Marianny Yajaira; Martínez Ramirez, Andrea Paola; Martinez Ortega, Fernando; Gutierrez Gallego, José Carlos
    La industria papelera tiene impactos ambientales asociados con la sobreexplotación de recursos naturales, como el agua y la madera. Por esta razón se han explorado alternativas sostenibles para la producción de papel como el uso de biomasa residual. Colombia es un país agrícola y se posiciona como el cuarto productor de aceite de palma en el mundo. La industria de la palma de aceite produce diferentes tipos de residuos, uno de los más abundantes es el raquis de la palma de aceite; un residuo lignocelulosico que contiene alrededor de 52% de celulosa y que constituye una matriz prometedora para el aislamiento de biopolímeros. Normalmente, este material se emplea como abono en las plantaciones de palma o como combustible en calderas. En esta investigación se utilizó el raquis de la palma de aceite como matriz para aislar celulosa mediante la oxidación con radical TEMPO (2,2,6,6-tetrametilpiperidina-1-oxilo). La celulosa oxidada resultante, o nanocelulosa, con rendimiento del 57%, se empleó en la fabricación de películas de papel. El material presentó un contenido de carboxilato de 1,47 mmol COO-/g celulosa de acuerdo con resultados de titulación conductimètrica. Análisis SEM revelaron la presencia de oxido de silicio, SiO2 en la superficie de la celulosa oxidada que se atribuyen a la composición natural del residuo. Las propiedades fisicoquímicas del papel se modificaron mendiante el uso de microcelulosa (MC) y nanopartículas de óxidos de zinc (ZnO). Se realizaron pruebas para evaluar la transparencia óptica, el módulo de elasticidad y la resistencia al envejecimiento por radiación UV a los papeles obtenidos de celulosa oxidada, nanopartículas de óxido de zinc y microcelulosa. Se observó que las nanopartículas de óxido de zinc proporcionaron brillo a los nanopapeles y resistencia al envejecimiento por radiación UV. Mientras que la microcelulosa ofreció un material con mejor consistencia y un aumento en la resistencia mecánica.
  • Item
    Síntesis de nuevos híbridos moleculares 4-(4-hidroxi-3-metoxifenil)tetrahidroquinolina/1,2,3-triazol, compuestos con potencial actividad anticancerígena
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-05-18) Marín García, Leidy Johana; Hidalgo Bucheli, William; Capacho Gonzáles, Wilmar Alberto; Palma Rodríguez, Alirio; Urbina Gonzáles, Juan Manuel
    El propósito primordial de esta investigación radica en la obtención eficiente y sencilla de una nueva serie de híbridos moleculares de 4-(4-hidroxi-3-metoxifenil) tetrahidroquinolina enlazados al fragmento 1,2,3-triazol, compuestos promisorios en la búsqueda de agentes biológicamente activos con potencial anticancerígeno. La metodología empleada para la síntesis de estos híbridos inició con la utilización de anilinas 4-sustituidas para la obtención de N-propargilanilinas. A partir de estas, se procedió a la síntesis de N-propargil-4-(4-hidroxi-3-metoxifenil)-1,2,3,4-tetrahidroquinolinas, las cuales sirvieron como precursores clave en la preparación de los nuevos híbridos. Esta ruta sintética involucró la reacción de Povarov catiónica y la cicloadición 1,3-dipolar. Tanto las N-propargil tetrahidroquinolinas como los híbridos resultantes de la combinación con triazol fueron caracterizados exhaustivamente mediante técnicas espectroscópicas como IR, RMN, así como estudios de espectrometría de masas GC-MS y ESI-MS. Estos análisis confirmaron el éxito de la síntesis, logrando rendimientos que oscilaron entre moderados y buenos.
  • Item
    Desarrollo y evaluación de un prototipo de biosensor electroquímico usando electrodos serigrafiados de nanopartículas de oro y de grafeno para la detección de mieloperoxidasa en saliva como biomarcador de enfermedad periodontal
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-05-20) Valdivieso Rodríguez, Maria Camila; Ortiz Zambrano, Ludy Rossana; Castillo León, John Jairo; Cano Calle, Herminsul de Jesús; Mendez Sanchez, Stelia Carolina; Rios Angarita, Fabian Alirio
    Según el Ministerio de Salud de Colombia, aproximadamente el 61,8% de la población presenta algún tipo de enfermedad periodontal, esto se debe principalmente a la brecha socioeconómica que provoca falta de información y acceso a buenos hábitos de salud bucal. Por lo anterior, el principal objetivo de este trabajo de grado ha sido evaluar la eficacia de los electrodos serigrafiados de grafeno y nanopartículas de oro, mediante voltamperometría cíclica, para la detección de enfermedad periodontal (EP) a través del análisis de niveles de mieloperoxidasa en muestras de saliva. Para tal fin, el estudio se dividió en varias etapas: medición de la actividad enzimática de la mieloperoxidasa comercial mediante métodos espectrofotométricos, utilizando guayacol como sustrato, donde se determinó una actividad enzimática de 4,84 U. La siguiente etapa consistió en caracterizar electroquímicamente los electrodos, primero utilizando ferricianuro de potasio, y segundo en presencia de peróxido de hidrógeno con el fin de determinar una velocidad de barrido de potencial adecuada. También se determinó una concentración de peróxido hidrógeno apta para ser el sustrato de la mieloperoxidasa en los análisis de muestras reales. En el último paso, con ayuda de la doctora Silvia Rizo del consultorio odontológico de la clínica Carlos Ardila Lulle, se recogieron 29 muestras de pacientes con antecedentes de salud conocidos, con el fin de determinar los niveles de mieloperoxidasa en dichas muestras y clasificarlas según las afecciones de cada paciente. También se tomaron 6 muestras de personas al azar, sin clasificación médica, con el fin de poder incluirlas en algún grupo de clasificación según los resultados de los pacientes de consultorio. Finalmente, al realizar el análisis de componentes principales (PCA) se evidenció una mayor precisión en la distribución y clasificación de las muestras con el electrodo de grafeno en comparación con el de nanopartículas de oro. Esta disparidad podría explicarse por la interferencia que las nanopartículas de oro generan al interactuar con el medio biológico, lo que afecta la exactitud de la corriente medida
  • Item
    Efecto del pH en el carácter antioxidante del ácido úrico sobre el triptófano
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-05-13) González Pérez, Santiago; Mejía Ospino, Enrique; Muñoz Rugeles, Leonardo; Montaño Angarita, Angela Marcela; Henao Martinez, Jose Antonio
    Investigaciones computacionales han formulado la hipótesis de que la capacidad antioxidante del ácido úrico puede depender de cambios en el pH, por esto, este proyecto se enfocó en la evaluación de la capacidad antioxidante que tiene el ácido úrico (AU) sobre en triptófano (TrpH) en función del pH. Para esto, primeramente, se verificó que el AU no pudiese fotoxidarse, seguido de ello, se fotoxidaron soluciones de TrpH con y sin AU en pHs de 4 a 7, y se observó la fracción residual de TrpH tras 10, 30 y 60 min de irradiación con luz UV de 255 nm. Con esta información fue posible; determinar que el ritmo de fotoxidación del TrpH es menor en todas las soluciones con AU comparadas con sus soluciones equivalentes sin el antioxidante. Así como tambien señalar que, a pHs menores a 5.5, el AU muestra mayor capacidad antioxidante. A su vez, estimar el valor de la constante de velocidad de la reacción en cada pH y, finalmente, conjeturar que el mecanismo de reacción SPGET es el más probable para la reacción dadas las condiciones de los experimentos.
  • Item
    Caracterización Estructural de Tres Derivados de Tetrahidro-3H-tiazolo[3,4-a]pirazin-5,8-dionas por Difracción de Rayos X de Muestras Policristalinas
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-05-18) Albarracín Caballero, Cristian Gusseppe; Henao Martínez, Jose Antionio; Delgado Quiñones, Jose Miguel; Urbina Gonzalez, Juan Manuel; García Rojas, Veronica
    Los derivados de los compuestos heterocíclicos 1,3-tiazolidinas y 2,5-dicetopiperazinas son de gran interés debido a sus potenciales actividades antifúngicas, citotóxicas, antioxidantes, entre otras. Pocos son los materiales reportados con estos 2 anillos fusionados. Por esta razón se planteó realizar la síntesis de este tipo de materiales en el CODEIM. En este laboratorio se realizó la caracterizaron preliminar de algunos compuestos preparados con ambas bases estructurales. Los materiales obtenidos fueron caracterizados por medio de espectroscopía FT-IR, RMN y por EM. En el presente trabajo de investigación se planteó caracterizar estructuralmente mediante difracción de rayos X tres derivados de tetrahidro-3H-tiazolo[3,4-a]pirazin-5,8-dionas por medio de técnicas de difracción de rayos X de muestras policristalinas ante la imposibilidad de obtener monocristales. Con la información adquirida previamente mediante las técnicas espectroscópicas se procedió a determinar la estructura usando los patrones de difracción de polvoregistrados experimentalmente. En este proceso se usó el método de Recocido Simulado mediante el programa EXPO2014 y se refinaron las estructuras por el método Rietveld usando TOPAS. El primero de los compuestos cristaliza en un sistema triclínico con parámetros de celda a=5.3858(5) Å, b=12.5151(9) Å, c= 14.7418(13) Å, α=111.979(6)°, β=95.404(9)°,γ=100.787(8)°, V=890.33(14) Å^3, Z=2 y grupo espacial P1. El segundo compuesto caracterizado cristaliza en un arreglo ortorrómbico de grupo espacial P212121 con parámetros de celda unidad a=5.2553(3) Å, b=13.3593(11) Å, c=25.6635(17) Å, V=1800.7(2) Å^3 y Z=4. El indexado del tercer compuesto sugiere que cristaliza en un sistema monoclínico con parámetros de celda a=25.560 Å, b=5.194 Å, c=15.408 Å, β=112.772°, V=1886.06 Å^3. A partir de la información cristalográfica obtenida se precisó que las interacciones intra- e inter-moleculares de mayor importancia que mantienen a los materiales en su fase sólida son los enlaces de hidrógeno, interacciones del tipo π···π y C-H···π.
  • Item
    Caracterización por UHPLC/MS de compuestos fenólicos de Banisteriopsis caapi y medición de su actividad antioxidante
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-05-15) Rojas Acevedo, Javier Felipe; Stashenko, Elena; Oliveros, Cristian Andres; Poveda Jaramillo, Juan Carlos; Daza Espinosa, Martha Cecilia
    Las plantas del género Banisteriopsis poseen una gran variedad de metabolitos secundarios bioactivos con diversas propiedades biológicas, como antioxidantes y antiinflamatorias. En la especie Banisteriosis caapi, la presencia de alcaloides harmala (β-carbolinas), ha sido el foco de estudio contra enfermedades neurodegenerativas por su capacidad de inhibir las enzimas monoamino oxidasas (MAO, por sus siglas en inglés). Sin embargo, estos no son los únicos metabolitos secundarios en la planta que aportan propiedades biológicas. El objetivo de este trabajo de investigación fue aportar información sobre la composición química y la capacidad antioxidante de los extractos aislados de hojas y lianas obtenidos por extracción con solvente asistida con ultrasonido (UASE) y por dispersión de la matriz en fase sólida (MSPD) de B. caapi, una especie vegetal no explorada en Colombia hasta la fecha. Los extractos aislados por UASE fueron fraccionados por RP-Prep-HPLC para obtener fracciones enriquecidas con compuestos biológicamente activos. El estudio de los extractos se realizó por las técnicas de cromatografía líquida de alta eficiencia acoplada a un detector de arreglo de diodos (HPLC-DAD) y cromatografía líquida de ultra-alta eficiencia acoplada a un detector selectivo de masas de alta resolución (UHPLC-ESI+/--Q-Exactive-Orbitrap-HRMS). Se cuantificaron los extractos y fracciones empleando el método de monitoreo de iones seleccionados (SIM). Se identificaron nueve compuestos fenólicos, de los cuales cuatro no han sido reportados en las investigaciones científicas sobre B. caapi. Se identificaron los compuestos responsables de aportar la actividad antioxidante en la planta usando on-line-HPLC/ABTS+•. Se midió la actividad antioxidante por cuatro métodos no reportados en investigaciones sobre la planta, a saber: ABTS+•, on-line-HPLC/ABTS+•, ORAC, y SRSA. Estos hallazgos proporcionaron información valiosa que amplía el conocimiento sobre el potencial uso terapéutico de la planta, abriendo nuevas vías para la comprensión de sus propiedades y aplicaciones.
  • Item
    Identificación de moléculas prebióticas en objetos estelares jóvenes de tipo solar: Metanol
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-04-16) Maldonado Portilla, Juan José; Quitián-Lara, Heidy Mayerly; Mejía Ospino, Enrique; Lora Clavijo, Fabio Duván; Gutiérrez Gallego, José Carlos
    El metanol, un alcohol simple compuesto por átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno, desempeña un papel crucial en el estudio de la química del medio interestelar y de la química prebiótica. Debido a su estructura molecular simple y a su gran abundancia en el espacio, el metanol es considerado un precursor indispensable para la síntesis de compuestos orgánicos más complejos, incluidos los aminoácidos, componentes fundamentales para la vida. Esta investigación tiene como objetivo identificar las líneas rotacionales del metanol y determinar su abundancia en objetos estelares jóvenes de tipo solar, utilizando para ello la elaboración y análisis de diagramas rotacionales. Los objetos seleccionados para este estudio son Barnard 1, L1527 y NGC 1333 IRAS 4A. Estas fuentes proporcionar una muestra representativa de las etapas tempranas en la formación de estrellas tipo solar. Esta muestra de objetos preestelares ofrece una visión detallada de los posibles procesos implicados en la síntesis de moléculas orgánicas complejas en los ambientes extremos del espacio. Además, esta investigación arroja luz sobre los entornos químicos donde emergen las moléculas prebióticas, fundamentales para el surgimiento de la vida en sistemas planetarios, por ejemplo, los orígenes químicos del sistema solar. Para esta investigación, usamos los datos espectrales de acceso libre del Astrochemical Surveys At IRAM (ASAI), obtenidos con el radiotelescopio IRAM 30m. La identificación espectral se realizó mediante el software CASSIS y las bases de datos espectrales Cologne Database for Molecular Spectroscopy (CDMS) y Jet Propulsion Laboratory (JPL). Se consideraron para este estudio todas las líneas espectrales del metanol, detectadas con una relación señal ruido igual o superior a 3, asegurando un examen exhaustivo de las transiciones rotacionales de la molécula, en las fuentes seleccionadas. Como resultado identificamos 62 líneas rotacionales en Barnard 1, 37 en L1527 y 171 en NGC 1333 IRAS 4A. Los diagramas rotacionales obtenidos a partir de las líneas identificadas proporcionaron un mecanismo para evaluar la distribución térmica y la densidad del metanol, así como información detallada sobre las propiedades físicas y evolutivas de las fuentes seleccionadas.
  • Item
    Estudio de la fotodinámica pi a pi antienlazante del benceno
    (Universidad Industrial de Santander, 2021) Motta Villarreal, Daniela; Pérez Torres, Jhon Fredy
    Dada su simplicidad, estabilidad y gran cantidad de investigaciones realizadas, el sistema aromático de referencia utilizado para la comprensión de una amplia variedad decompuestos conjugados presentes en la naturaleza, es el llamado anillo de benceno. Es a partir delanálisis de su estructura electrónica que se ha logrado dar explicación a la estructura, estabilidad,reactividad y demás propiedades de los sistemas moleculares. Sin embargo, las propiedades de dichoanillo suelen verse afectadas por distorsiones moleculares como las generadas por los movimientosvibracionales del mismo. De esta manera, entender el efecto de estas distorsiones sobre la configuración electrónica del benceno resulta un tema de suma importancia para una mayor comprensión delos mecanismos de reacción molecular. En este trabajo se estudió, de manera computacional, el efecto del modo vibracional totalmente simétrico A¡g del benceno sobre el cambio en la configuraciónelectrónica del anillo cuando este absorbe radiación electromagnética de 2=178 nm (longitud deonda donde la molécula presenta su mayor absortividad molar e involucra transición de electronesentre orbitales 77), mediante el cálculo de la densidad de flujo j del sistema (observable susceptiblea tales cambios nucleares que permite conocer el movimiento de las partículas en un determinadosistema), a partir de la teoría del funcional de densidad dependiente del tiempo (TDDFT) junto conel funcional b3lyp y la base aug-cc-pvdz. Los principales resultados muestran que este modo vibracional no genera un efecto significativo sobre el cambio en la configuración electrónica del bencenodada la baja amplitud del movimiento vibracional encontrado del modo estudiado. Los resultadosaquí reportados, resultan relevantes para un mejor entendimiento de futuros experimentos donde sebusca medir la densidad de flujo electrónica, tal como se reporta en el reciente trabajo publicadoeste año en la revista Physical Review Letters (Probing Electronic Fluxes via Time-Resolved X-RayScattering), el cual emplea justamente la molécula de benceno como sistema de prueba.