FCE - Trabajos de Titulación Pre-Grado

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Análisis del efecto de la incorporación explícita de moléculas de agua en la barrera de activación para el proceso de liberación de hidrógeno molecular a partir del complejo (2,6-BIS [1,1-BIS(2-PIRIDIL)ETIL]-piridina oxo-molibdeno
(Universidad Andrés Bello, 2020) Godoy Godoy, Belén Sofía; Martínez Araya, Jorge I.; Islas, Rafael; Chamorro Jiménez, Eduardo; Facultad de Ciencias Exactas
El presente trabajo consiste en determinar computacionalmente la barrera de activación para la producción de dihidrógeno a partir del complejo [PY5Me2Mo(H)(OH)]+ (2,6-bis[1,1-bis(2- piridil)etil]-piridina-oxo molibdeno). Esto último radica en que experimentalmente en un medio acuoso se ha demostrado que dicho compuesto posee la capacidad de producción de dihidrógeno, lo que supone un bajo costo energético en comparación con la descomposición de agua que implica un costo total de 285,8 kJ mol-1 aproximadamente. No obstante, la simulación de disolvente como medio dieléctrico y polarizable (modelo implícito de disolvente) impide cualquier posible interacción entre soluto-solvente. La literatura científica revela que hasta tres moléculas de agua explícitamente incluidas en un modelo mecano-cuántico del mencionado compuesto basado en Mo disminuye la barrera de energía. Pero esos resultados no son concluyentes, ya que no hay certeza de que tres sea el número mínimo de moléculas de agua necesario para una simulación adecuada del agua como disolvente. Teniendo en cuenta los resultados no concluyentes que pueden encontrarse en la literatura científica, el objetivo de esta investigación es encontrar el número mínimo de moléculas de agua que asistan a la reacción molecular de liberación de hidrógeno molecular, sin cambiar la barrera de energía de manera significativa. Para cumplir los objetivos, se realizaron cálculos mecano-cuánticos para estudiar la dependencia de la barrera energética del número de moléculas de agua. Estas moléculas de disolvente se colocaron estratégicamente en el complejo basado en Mo. Los cálculos mecano-cuánticos se basan en la Teoría del Funcional de la Densidad.
Bio-sorción de metales divalentes mediante un alga parda (durvillaea antarctica)
(Universidad Andrés Bello, 2018) Miranda Riadi, Pablo Ignacio; Gutiérrez Cutiño, Marlen; Paredes García, Verónica; Facultad de Ciencias Exactas
La bio-sorción es un fenómeno físico-químico basado en mecanismos de adsorción y absorción. En nuestro caso se refiere a la captación de metales en solución acuosa mediante un sorbente. En los últimos años, la bio-sorción como técnica de remediación para la extracción de metales, ha causado un gran impacto debido a sus beneficios en comparación a los métodos utilizados en la actualidad. Si bien el progreso de esta técnica ha sido significativo, la bio-sorción se ha visto limitada para su comercialización debido a que se encuentra aún en desarrollo. Conociendo que algunos metales divalentes se encuentran como contaminantes de caudales naturales en Chile, en esta Unidad de Investigación se estudió un método de extracción de Cu2+, Cd2+ y Pb2+ , utilizando un sorbente de origen natural (bio-sorción). Para esto, se utilizó Durvillaea antarctica, una macro-alga café abundante en las costas del territorio chileno. De los datos obtenidos de esta investigación se determinó la sorción máxima para Cu2+ (1,9812 ± 0,0320 mg g-1 ), Pb2+ ( 2,0094 ± 0,0184 mg g-1 ) y Cd2+ (2,0066 ± 0,0075 mg g-1 ). Además, se establece que a las 6 horas de contacto del bio-sorbente con cada uno de los cationes divalentes, es posible extraer sobre un 94% desde la solución acuosa, presentando la siguiente secuencia de selectividad Pb2+ ~ Cd2+ > Cu2+. Con estos resultados se pretende en próximas investigaciones, diseñar aplicaciones donde este bio-sorbente sea utilizado como materia prima.
Cálculos híbridos MC/MM del mecanismo de regulación de la actividad de la enzima MLL3
(Universidad Andrés Bello, 2020) Blanco Esperguez, Kevin Andrés; Miranda Rojas, Sebastián; Paredes García, Verónica; Facultad de Ciencias Exactas
En las últimas décadas se ha descubierto que los programas de expresión génica pueden ser alterados por el entorno. El campo de la genética encargado de elucidar las bases moleculares asociada a estos mecanismos de regulación se denomina epigenética, siendo uno de los principales mecanismos la modulación del proceso de transcripción. Esto permite activar o inhibir la síntesis de proteínas o a su vez alterar vías de señalización celular. Una de las principales vías utilizadas para este propósito se basa en modificaciones postraduccionales de la región N-terminal de las histonas. Estas modificaciones corresponden a la adición (escritura) o remoción (borrado) de un grupo químico a un residuo específico de la histona. Cualquier alteración en estos procesos de regulación deriva en el desarrollo de patologías tales como el cáncer. El objetivo de esta investigación es estudiar el proceso de escritura de marcas epigenética, en particular la reacción de transferencia de un grupo metilo a la lisina en posición 4 del dominio N-terminal de la histona 3. Esta reacción es catalizada por la enzima MLL3, cuyo mecanismo consiste en una reacción de desprotonación de la lisina, seguido por la transferencia del grupo metilo. A la fecha aún no se conoce el mecanismo de desprotonación de la lisina, ni tampoco el rol que cumplen los residuos del sitio catalítico en este proceso. Además, esta enzima es regulada mediante la unión con otras proteínas, que son fundamentales para su activación. En la presente propuesta se plantea estudiar el mecanismo de reacción de MLL3, junto con explorar las interrogantes aquí propuestas. Para abordar los objetivos planteados primero se calcularán trayectorias de dinámica molecular (DM) para determinar el efecto de la unión de MLL3 con las distintas subunidades proteicas que regulan su actividad. Luego se utilizarán métodos híbridos de mecánica cuántica / mecánica molecular (MC/MM) para estudiar el mecanismo de reacción de la enzima. Los resultados esperados consisten en dilucidar en detalle los mecanismos de la reacción y que fuerzas son las que dominan los procesos de desprotonación y metilación. Junto con lo anterior, se plantea dilucidar los mecanismos de regulación de la reacción de metilación ejercidos por la unión de proteínas reguladoras de la actividad de MLL3.
Caracterización electroquímica de 1-(2'-hidroxifenil)-3-fenil-2-propen-1-onas y 1-(2'-hidroxifenil)-3-ferrocenil-2-propen-1-onas sustituidas
(Universidad Andrés Bello, 2016) Figueroa Arenas, Fabiola Paz; Jara Ulloa, Paola; Escobar Zapata, Carlos A.; Facultad de Ciencias Exactas
En esta Unidad de Investigación, reportamos la caracterización electroquímica y Uv-Vis de nuevas ferrocenil-chalconas y bichalconas. Dado que estos compuestos no han sido previamente descritos en la literatura, decidimos iniciar su estudio aislando las señales electroquímicas derivadas de cada uno de los grupos funcionales presentes en este tipo de moléculas. Se consideró que la ferrocenil chalcona está formada por tres fragmentos consecutivos, correspondientes a cada uno de los grupos funcionales presentes en la molécula: un ferroceno, un enlace doble y una porción 2´-acetofenona, todas ellas unidas entre sí para formar la ferrocenil chalcona. Primero estudiamos las señales electroquímicas derivadas del ferroceno, luego, agregamos un enlace doble a la estructura, así el vinil-ferroceno sirvió como compuesto modelo. Para aislar las señales electroquímicas correspondientes a la porción de la 2´- hidroxiacetofenona, se usó la chalcona orgánica comercial 2´- hidroxichalcona. De esta manera las señales características del ferroceno, del doble enlace y de la acetofenona fueron caracterizadas, encontrándose que aparecen señales de oxidación a 445, 1668, 1231 mV, respectivamente. Dado que los dos brazos de las ferrocenil-bichalconas son idénticos entre sí, y estructuralmente idénticos a las ferrocenil-chalconas estudiadas, encontramos que ambas presentan el mismo perfil voltamperométrico. Adicionalmente, ya que en la literatura pueden ser encontrados algunos compuestos conteniendo ferroceno directamente unido a un doble enlace, que han sido descritos como sensores selectivos de Cu2+, decidimos probar si el vinil-ferroceno podía funcionar del mismo modo. Se realizaron Voltamperogramas cíclicos mediante los cuales se evidenció la formación de un complejo vinil-ferroceno–Cu. (1050 mV) el que fue corroborado mediante espectroscopia Uv-Vis (max= 750 nm). Finalmente, tras la adición de Ni2+ y Zn2+ a una solución de vinil-ferroceno no se observaron cambios en su perfil voltamperométrico, dando cuenta de su selectividad frente a Cu2+.
Caracterización electroquímica de polifosfacenos funcionalizados y su potencial aplicación en la modificación de electrodos de carbón vitreo
(Universidad Andrés Bello, 2013) Rodríguez Verdugo, Lissette Patricia; Jara Ulloa, Paola; Valenzuela, María Luisa; Facultad de Ciencias Exactas
Los polifosfacenos son compuestos inorgánicos de alto interés en la ciencia de materiales, ya que al ser ampliamente sustituidos, pueden adoptar distintas propiedades dependiendo de la naturaleza de dicho sustituyente. Dada la naturaleza inerte de la cadena principal, al sustituirla con grupos COOH y N02 se busca otorgarle al polímero ciertas características, éstas son determinadas a través de métodos espectroscópicos que se centran principalmente en las propiedades estructurales no enfocándose en la electroquímica. Dentro de la literatura actual no ha sido reportado el estudio electroquímico de polifosfacenos en solución como método de caracterización, o el uso de éstos para la modificación de electrodos. El uso de la voltamperometría cíclica logró determinar la existencia de señales medibles, en ambas familias, que nos data de la posible reducción de COOH a CHO, en caso de polímeros mononitrados a NHOH y NH2 en el caso de polifosfacenos dinitrados. Los estudios de modificación de electrodos de carbon vítreo, nos describen diferencias entre las familias, viéndose éstas propiedades incrementadas a medida que aumenta el grado de sustitución. Donde efectivamente las propiedades de los polifosfacenos variarán según las propiedades de los sustituyentes.
Caracterización fotofísica de complejos de carboxilatos de renio (I) tricarbonil diimina
(Universidad Andrés Bello, 2020) Ortíz Araya, Carolina Paz del Rosario; Vega Carvallo, Andrés; Pizarro U., Nancy; Facultad de Ciencias Exactas
El renio (Re) es un metal de la tercera serie de transición, muy utilizado en joyería y se obtiene a partir de la refinación del molibdeno (Mo). Dentro de los complejos de renio, podemos destacar los complejos de haluro tricarbonil diimina de Renio (I), debido a sus usos relevantes para la investigación, a sus propiedades fotofísicas, su síntesis, estabilidad y a sus usos potenciales como la captura de luz para reacciones, la detección de aniones, bioquímica y la foto-reducción de CO2. Los complejos de tricarbonil de Renio (I) son interesantes para los investigadores y ha impulsado a nuevos estudios, gracias a que sus propiedades fotofísicas pueden ser modificadas cambiando la naturaleza de los ligandos a los cuales se coordina el centro metálico. En el presente trabajo, se realizó un estudio de la caracterización fotofísica de los complejos de ReI , [(bppdz)Re(CO)3Br], [(bppdz)Re(CO)3(OOCCH3)], [(phen)Re(CO)3Br] y [(phen)Re(CO)3(OOCCH3)], previamente sintetizados en el Laboratorio de Síntesis Inorgánica. Para el estudio fotofísico de los complejos, se realizaron mediciones de los espectros de absorción y emisión en distintos solventes tales como diclorometano (DCM), etanol/metanol (EtOH/MeOH), acetonitrilo (ACN) y dimetilformamida (DMF), se determinaron los rendimientos cuánticos de emisión y de generación de oxígeno molecular singlete y las mediciones de los tiempos de vida de luminiscencia. Gracias a estos estudios se determinaron los efectos de la polaridad del solvente dentro de los espectros de absorción y emisión de los compuestos y como afecta al desplazamiento de la banda la sustitución del haluro (Br-) por un carboxilato (CH3COO-).
Caracterización teórico-experimental de compuestos de coordinación d6 Y d10 con ligantes tipo base de Schiff
(Universidad Andrés Bello, 2020) Núñez Marcoleta, Rocío Janet; Paredes García, Verónica; Martínez Araya, Jorge I.; Facultad de Ciencias Exactas
Durante los últimos años, se ha desarrollado un gran interés en la química de coordinación de metales de transición, especialmente en aquellos pertenecientes al primer período con ligantes de tipo base de Schiff debido a las múltiples propiedades que presentan estos compuestos. Esto último es lo que hace interesante, desde el punto de vista teórico, realizar un estudio mecano-cuántico de estos complejos para luego analizar e interpretar sus comportamientos ópticos y electrónicos, y cómo se generan propiedades catalíticas, luminiscentes, anticancerígenas, etc. Los compuestos de coordinación a estudiar en este proyecto de Investigación son [Co(HL1 )2] NO3·H2O·THF y Na2[Zn(L2 )2] (H2O)2·(EtOH)2. Para realizar el estudio teórico de estos complejos, se utilizó el método DFT (Density Functional Theory) debido a que lo reportado por literatuta es una herramienta computacional eficiente, económica y considera la correlación electrónica de la molécula (a diferencia del método Hartree-Fock), lo que nos permite llevar a cabo los cálculos mecano-cuánticos necesarios. Además, se implementó por primera vez en dos complejos con distintos centros metálicos de transición, el método KID (Koopmans in DFT) donde a través del valor del índice de desviación del Teorema de Koopmans (JHLS), se concluyó que la funcional más adecuada a utilizar para estos cálculos es la CAM-B3LYP, permitiendo que la elección de la funcional fuese más práctico y eficiente. Dentro de los objetivos propuestos se encuentra: caracterizar de forma experimental y computacionalmente, estos dos compuestos de coordinación en base a cationes de transición y base de Schiff. Una vez logrado esto, se procedió a elucidar las estructuras de los compuestos obtenidas por medio de la técnica de difracción de rayos-X, determinar descriptores de reactividad como lo son: potencial de Ionización, dureza molecular, funciones de Fukui y Potencial electroestático molecular. Finalmente se elaboró un espectro UV-Vis por medio del programa Chemissian, lo que nos permite deducir si las transiciones son de tipo ligante-metal o metal-metal, etc; y hacer una comparación con el espectro de [Co(HL1 )2]NO3·H2O·THF obtenido experimentalmente.
Compositos de cobre metálico y diversas matrices orgánicas :|bsíntesis, caracterización estructural y morfológica
(Universidad Andrés Bello, 2015) Osorio Gutiérrez, Claudio Andrés; Paredes García, Verónica; Facultad de Ciencias Exactas
Esta unidad de investigación presenta un trabajo enfocado hacia la obtención de nuevos materiales metálicos en escalas nanométricas a partir de la reducción in situ de sales metálicas depositadas en distintas matrices orgánicas. Para el caso particular de este trabajo, las matrices a considerar son el Grafeno (G), Quitosano (Q) y Polietileno (P). La reducción de Cu2+ en condiciones solvo o hidrotermales, utilizando el aminoácido L-serina, permite obtener un set de compositos, en los cuales las características del particulado es dependiente de la matriz utilizada. Se hace la distinción entre las condiciones solvo e hidrotermal si consideramos que en una condición solvotermal el solvente usado es orgánico y en la síntesis hidrotermal aparece el agua como único solvente o como parte de una mezcla. Para identificar la composición de los diferentes productos, se utilizó la Difracción de Rayos X para muestras de Polvo (PDRX), pudiendo identificar en los compositos, las señales características de cobre metálico con estructura cúbica centrada en las caras. Los compositos también fueron caracterizados a través de Microscopía Electrónica de Barrido (SEM), permitiendo obtener información acerca del tamaño del particulado, dispersión y morfología. El análisis por Energía Dispersiva de Rayos-X (EDX) entregó información acerca de la composición de dichos compositos, confirmando la presencia de cobre en los productos obtenidos. Una vez obtenidos y caracterizados los productos, en función de las características de dispersión y cantidad de particulado, se procede a disminuir la cantidad de material inicial por síntesis, la cual entrega nuevos compositos con una dispersión mejorada, lo que permitió realizar además pruebas de Sensibilidad Antibacteriana, mediante la medición de la Concentración Mínima Inhibitoria (CMI) del antibiótico, mostrando en la mayoría de los casos resultados positivos para detención de la proliferación bacteriana.
Compuestos de coordinación basados en el catión cobre (II) y ligantes heterocíclicos nitrogenados
(Universidad Andrés Bello, 2019) Baeza Sandoval, Francisca Javiera; Cruz, Carlos; Paredes García, Verónica; Arce, Roxana; Vega Carvallo, Andrés; Facultad de Ciencias Exactas
En la presente unidad de investigación se informa la síntesis y caracterización de compuestos de coordinación (CC) en base a Cu(II) y ligantes heterocíclicos nitrogenados, de los cuales se obtuvieron los compuestos Cu-1 ([Cu(L1H)ClO4·H2O]n), Cu-2 y Cu-3 ([Cu(4,4-bipy)(H2O)2(ClO4)2]n). Los compuestos Cu-1, Cu-2 y Cu-3 fueron obtenidos mediante síntesis a presión atmosférica, la cual consiste en la disolución de los reactivos en un solvente o una mezcla de solventes bajo agitación constante. El compuesto Cu-1 y Cu-2 fueron caracterizados por espectroscopia infrarroja y electrónica, mientras que el compuesto Cu-3 al igual que Cu-1 fueron caracterizados por difracción de rayos-X de monocristal. El compuesto Cu-1 posee estructura extendida 1D con un ordenamiento del tipo zigzag. Debido a la interesante estructura de este compuesto se generó la motivación de agregar un ligante auxiliar a la cadena con la finalidad de modificar la estructura, así es como surge la síntesis del compuesto de Cu-2, y de manera análoga fue posible obtener un segundo producto cristalino (Cu-3). La caracterización por espectroscopía infrarroja permitió la identificación de la formación del ligante de tipo base de Schiff (L1H). Para los compuestos Cu-1 y Cu2 se logró determinar la presencia del ligante L1H y el anión ClO4 - y la presencia del ligante 4,4’-bipy en el compuesto Cu-2 La caracterización por espectroscopia electrónica, permitió observar absorciones asociadas a transiciones 𝜋 → 𝜋 ∗ y 𝑛 → 𝜋 ∗ provenientes del ligante L1H en los compuestos Cu-1 y Cu-2, además de absorciones provenientes de las transiciones d-d del Cu(II), permitiendo así corroborar la presencia del ligante L1H en los CC de Cu(II)
Criterios de sincronía/asincronía en mecanismos de reacciones de Diels-Alder: geometría, transferencia de carga y constante de fuerza de reacción
(Universidad Andrés Bello, 2015) Valenzuela Duarte, Joel Andrés; Jaque O., Pablo; Facultad de Ciencias Exactas
El proyecto que se presenta en esta Unidad de Investigación abarca un estudio teórico y computacional sobre criterios de sincronía/asincronía en mecanismos de las reacciones de Diels-Alder. Este tipo de reacciones se basan en una cicloadición de una olefina denominada dienófilo a un sistema de 4 electrones π denominado dieno. Esta reacción es permitida por conservación de la simetría orbital sobre la base de las reglas de Woodward- Hoffmann, en donde los orbitales moleculares frontera juegan un papel esencial. El foco central del presente trabajo de investigación es la caracterización del mecanismo de reacción. En este ámbito, Dewar introdujo el mecanismo de una etapa cinética en dos escenarios, del inglés “two-stage”, para definir que la mayoría de procesos de multi-enlace que avanzan en una etapa cinética están favorecidos cuando lo hacen de manera asincrónica. En la literatura se han propuesto variados criterios de sincronicidad/asincronicidad para caracterizar el mecanismo de una reacción elemental o de una etapa cinética. Entre éstos destacan dos descriptores medidos en el estado de transición (ET): uno de tipo estructural y otro de tipo electrónico. El primero tiene relación con la simetría del ET mientras el segundo se relaciona con el carácter polar del ET medido a través de la transferencia de carga (TC) en el par dieno-dienófilo. Recientemente, se ha propuesto un tercer criterio de sincronicidad sobre la base de la estructura fina de la constante de fuerza de la reacción, κ(ξ), a lo largo de la región de transición, donde dependiendo del patrón observado ha sido posible caracterizar el mecanismo: un mínimo de κ(ξ) indica un camino sincrónico mientras que, dos mínimos de κ(ξ) conectados por un máximo, indica un camino más bien de tipo asincrónico. Por otra parte, un estudio computacional sobre el mecanismo de una reacción requiere de un nivel de teoría confiable. En este contexto, el eje central del presente trabajo de investigación fue evaluar el desempeño de diferentes métodos basados en la teoría funcional de la densidad (TFD) (clasificados como funcionales locales o no-locales) en la predicción de los tres mencionados criterios de sincronía/asincronía en la formación de los nuevos enlaces C-C en reacciones de Diels-Alder. Para tal comparación se utilizó el método CCSD como valor referencial y adicionalmente, se evaluó el desempeño de los métodos MP2 y SCS-MP2 en tres reacciones, las cuales van desde una altamente sincrónica hacia otras asincrónicas: ciclopentadieno (Cp) + 1,2-diciano-etileno (R1); Cp + monocianoetileno (R2) y Cp + 1,1-diciano-etileno (R3). Los resultados nos sugieren que los criterios estructurales y basados en κ(ξ) concuerdan muy bien para las tres reacciones consideradas como reacciones prototipos, independiente de la sincronía de su mecanismo. Es interesante destacar que son los funcionales de tipo nolocal o híbrido quienes presentaron los mejores acuerdos con los valores referenciales, especialmente destacan los siguientes métodos: ωB97X, ωB97XD y M06-2X. En aquellas reacciones donde se observan ETs levemente asimétricos, funcionales de tipo local o semilocal extreman la asincronicidad explicando sus bajas barreras de energías como una consecuencia del cambio de sincronicidad en el mecanismo de reacción. En relación al criterio electrónico (TC) de asincronicidad, éste no muestra una fuerte dependencia con el método de cálculo, esto quiere decir que todos los métodos investigados predicen igual carácter polar, siendo éste mayor conforme incremente el grado de sustitución. En R1 y R3, el dienófilo presenta igual grado de sustitución (2 grupos cianos), sin embargo, en R1 la disustitución es simétrica mientras en R3 es asimétrica, siendo el último caso el ET con mayor carácter polar.
Cu-nanoparticulado dispersado sobre tierras de diatomeas
(Universidad Andrés Bello, 2018) Marin Cajas, Mailen Millaray; Paredes García, Verónica; Vega Carvallo, Andrés; Trujillo, Alexander; Facultad de Ciencias Exactas
La presente unidad de investigación está enfocada en la síntesis y caracterización de nuevos materiales formados por el depósito de particulado metálico en matrices de diatomitas. Este material fue preparado a partir de la reducción in-situ de CuII en presencia de la matriz inorgánica. La metodología de esta Investigación incluye el método solvotermal, en el cual se utiliza el aminoácido L-Serina en conjunto con la sal de cobre(II) y DMF como solvente, lo cual otorga condiciones favorables para provocar la reducción del metal. Todos los productos obtenidos fueron caracterizados por Difracción de Rayos-X de polvo (DRX), Espectroscopía de Energía Dispersiva de Rayos-X y Microscopia Electrónica de Barrido (SEM-EDX). Los resultados de SEM-EDX permitieron identificar aglomerados esféricos en la superficie de la diatomita, con tamaños que fluctúan entre 7,5 y 12 um. Se observa en todos los casos una dispersión bastante homogénea y no se aprecia un efecto al usar diatomitas homoionizadas en el tamaño, forma y dispersión en la matriz inorgánica. Los resultados de DRX muestran que los productos obtenidos se caracterizan por su alta pureza evidenciada por la ausencia de productos secundarios o de oxidación. Estos muestran que todos los compositos sintetizados presentan señales características de cobre metálico con estructura cúbica centrada en las caras (𝑓𝑐𝑐). Obteniéndose un tamaño de particulado metálico a través de la relación de Scherrer de 65 y 90 nm.
Desarrollo de un sensor electroquímico basado en MIPs con incorporación de nanomateriales de carbono para la detección de Quercetina
(Universidad Andrés Bello, 2020) Peredo Muñoz, Francisca Javiera; Jara Ulloa, Paola; Cepeda Plaza, Marjorie; Arce, Roxana; Sepúlveda Villalta, Beatriz; Facultad de Ciencias Exactas
La Qu tiene características antioxidantes [2,4,6] que justifican gran parte de sus acciones vasodilatadoras, antivirales [1,4] y antibacteriales [1,6] , siendo interesante de estudiar debido a sus acciones biológicas. Debido a que está presente junto a otros flavonoides que poseen similitud estructural una detección específica, sensible y selectiva de la Qu en la misma matriz es un difícil desafío. Es así que la implementación de una nueva metodología a través del desarrollo de un sensor electroquímico se convierte en una alternativa prometedora en una detección eficiente de la Qu. De esta manera, el desarrollo y fabricación de sensores electroquímicos que contribuyan a detecciones específicas ha ido incrementando a través de los años, así lo demostró Wulff y Sarhan en su trabajo publicado en 1972, donde describen técnica de impresión molecular (MIT, por sus siglas en inglés). Así los sensores basados en MIPs (molecularly imprinted polymers) exhiben una gama completa de propiedades incluyendo alta selectividad y sensibilidad [14] . Estas propiedades se ven afectadas directamente por el área del GCE (Glassy Carbon Electrode) donde ocurrirá la modificación, por ejemplo la polimerización irregular y aglomeración de las cavidades comprometiendo su selectividad, causando baja señal electroquímica. Sin embargo la incorporación de materiales nanoestructurados a la superficie del electrodo ha demostrado ser una estrategia prometedora de superar estos problemas mejorando la sensibilidad y selectividad de estos sensores [14, 15] ya que presentan una alta relación superficie/volumen, lo que hace que estos materiales sean muy atractivos para el desarrollo de los sensores MIPs.
Detección de pesticida organofosforado Diazinón mediante electrodos de carbón vítreo modificados con nanomateriales de carbono y oro
(Universidad Andrés Bello, 2020) Dee Torres, Alex Sebastián; Jara Ulloa, Paola; Cepeda Plaza, Marjorie; Rivas Pérez, Jorge; De La Nuez, Luis Raúl; Facultad de Ciencias Exactas
Los pesticidas organofosforados OPs de sus siglas en inglés pertenecen a la familia de los insecticidas. Estos compuestos son usados para el control de plagas de insectos en actividades agrícolas. Algunos OPs son utilizados de forma masiva en las actividades agrícolas en el país, siendo uno de los más utilizados el Diazinón (DZN). Su uso indiscriminado puede llevar a problemas serios para la salud humana, entornos acuáticos, animales y algunos insectos no objetivos a largo y corto plazo. Debido a esto en el último tiempo se busca evaluar la aplicabilidad de técnicas sensibles para la determinación de este tipo de contaminante. Las técnicas electroquímicas modernas se destacan en química analítica debido a que presentan grandes avances científicos con el fin de disminuir costos y tiempo de análisis. En la actualidad las metodologías de análisis electroquímicas se encuentran en una fase completamente nueva debido a la utilización de nanomateriales para la modificación de sensores electroquímicos. Junto con lo expuesto anteriormente se propone la realización de un nuevo sensor electroquímico aplicado a la detección de pesticida Diazinón, mediante electrodos de carbón vítreo modificados con nanomateriales de carbono con nanopartículas de oro. La implementación de estos nanomateriales llevará a una intensificación de las señales electroquímicas del pesticida DZN. La interacción y sinergia de las propiedades de los nanomateriales aumentarán la cinética de la transferencia de electrones junto a su aumento de sitios activos de unión entre la superficie del electrodo y el pesticida, lo cual llevará a un incremento en la sensibilidad del análisis de éste, logrando llevar a cabo una metodología económica, simple, segura y sensible para la detección de DZN en disolución.
Determinación de hidrocarburos aromáticos policíclicos en lechuga comercial (lactuca sativa) por medio de cromatografía de gases-espectrometría de masas (CG-MS)
(Universidad Andrés Bello, 2014) San Martín Ruíz, Macarena Andrea; Valenzuela, María Luisa; Rivas, Jorge; Facultad de Ciencias Exactas
Existen una serie de contaminantes que son de gran preocupación ambiental, entre los cuales se encuentra los hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs por sus siglas en inglés), que constituyen una clase de peligrosos compuestos orgánicos que constan de dos o más anillos aromáticos fusionados que presentan particular interés debido a sus características cancerígenas y/o mutagénicas. El ser humano está constantemente expuesto a este tipo de contaminantes por medio del aire, suelo, agua y principalmente por los alimentos. La Unión Europea y la Agencia para la Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA), considera 16 PAHs como prioritarios desde el punto de vista ambiental donde algunos de estos PAHs a nivel toxicológico son carcinogénicos. Es por esto, que es necesario realizar estudios para determinar el grado de contaminación que tienen los alimentos, por ejemplo los vegetales de hoja verde como la lechuga y espinaca. Para iniciar los estudios en esta temática, se utilizó como herramienta para la optimización de parámetros, un sistema multivariado factorial que tomó en cuenta tres variables para el proceso de extracción: tiempo de extracción, volumen de extracción y tipo de disolvente para dos tipos de técnicas de extracción: Asistida por ultrasonido y Soxhlet. Se trabajó con dos muestras de lechugas, milanesas y escarolas, las cuales fueron fortificadas con una cantidad conocida de PAHs. Con esto, se inició la validación de un método alternativo, el cual fue analizado con cromatógrafo de gases acoplado a un detector de masas (GC-‐MS).
Determinación de parámetros estructurales de un compuesto de renio (I) a partir de datos obtenidos de difracción de polvo
(Universidad Andrés Bello, 2018) Miranda Fuentes, Bastián Alain; Vega Carvallo, Andrés; Oyarzún, Poldie; Paredes García, Verónica; Trujillo, Alexander; Facultad de Ciencias Exactas
El presente trabajo comprende la determinación y refinamiento de la estructura del compuesto Renio(I) a partir de datos adquiridos de una muestra de polvo cristal por la técnica de difracción de rayos. Siguiendo la temática presentada, el compuesto de polvo cristal de Renio(I) fue medido en un difractor de rayos X para polvo, modelo Bruker D8 Advance y montado sobre la porta muestra con placa de silicio, que permite la disminución del ruido de fondo generada por fluorescencias provenientes de la muestra. En la búsqueda de obtener perfiles de dispersión de buena calidad para el refinamiento estructural, el compuesto fue recristalizado con acetonitrilo y remedido en el difractómetro de rayos X para polvo. Los datos adquiridos inicialmente con el compuesto original presentan un perfil de dispersión con máximos no definidos a bajos ángulos, que entorpecieron la resolución estructural. Habiendo logrado la adquisición de datos de buena calidad, se procedió a modelar a través del programa TOPAS que es un software de última generación. En primera instancia se trabajó verificando la estructura por CIF conocido de estructura reportada, lo cual no arrojó resultados óptimos. Posteriormente se procedió a dilucidar la celda sin estructura conocida. He aquí donde resalta este estudio, ya que se comprobó que la muestra no estaba cristalográficamente pura. Había presencia de dos tipos de sistemas cristalinos. Estos son un sistema triclínico P1̅ y un sistema tetragonal P4. Modelando celda sin estructura conocida con estos dos sistemas concomitantes, se obtuvo un perfil de dispersión similar al perfil de dispersión teórico, lo que demuestra que existe una mezcla de dos sistemas. Esto no es favorable, lo cual indica la imposibilidad de obtener una determinada estructura del compuesto, es decir un determinado CIF, esto quiere decir que no hay formación de un único cristal en la celda donde se centran algunos átomos en posiciones correctas. El proyecto en su totalidad es viable, pero para poder ver una estructura que sea precisa, conllevaría a realizar futuras investigaciones, desde la obtención de cristales puros posterior a una determinada recristalización, hasta el hábil modelamiento en el software TOPAS.
Determinación y validación de un método de rastreo de drogas Z (Zopiclona) usada frecuentemente en agresión sexual facilitada por drogas
(Universidad Andrés Bello, 2018) Barrera Chinga, Judith Ornella; Guerrero Rosen, Ethel; Paredes García, Verónica; Santos Vargas, Juan Carlos; Jara Ulloa, Paola; Facultad de Ciencias Exactas
Zopiclona, pertenece a una clase de medicamentos denominados Drogas Z, que presenta variadas propiedades farmacológicas tales como hipnótico y sedante. El interés forense por esta sustancia no es menor y más que nada se relaciona con algunos hechos delictuales. De acuerdo con la gran importancia que presenta esta sustancia, este trabajo consistió en validar la metodología analítica para la determinación de Zopiclona, utilizando cromatografía gaseosa. Para ello se utilizó un cromatógrafo de gases acoplado a un detector de captura de electrones, y realizando previamente una extracción líquida/líquida. Se recopiló información bibliográfica referente a validación, extracción líquida/líquida y extracción líquida/líquida de Zopiclona. La primera etapa es la realización de un denominado protocolo de validación, que nos indicará los pasos a seguir. Los parámetros evaluados fueron selectividad, linealidad, precisión, exactitud, límites de detección y cuantificación y robustez. Como resultado final se puede decir que la metodología se encuentra validada y para ser usada en el análisis de Drogas Z.
Efecto del ligante en las propiedades fotofísicas de complejos tricarbonil renio(I)
(Universidad Andrés Bello, 2016) Valdés González, Eliseo Andrés; Vega Carvallo, Andrés; Cepeda Plaza, Marjorie; Facultad de Ciencias Exactas
Se ha preparado un nuevo complejo de renio (I) tricarbonil diimina [(N,N)Re(CO)3(X)] [N,N = 5-amino-1,10-fenantrolina y X = Br]. A través de herramientas computacionales se ha propuesto que el complejo posee geometría molecular octaédrica, la misma geometría que se ha obtenido para el complejo [(phen)Re(CO)3Br] (phen: 1,10-fenantrolina). La coordinación del centro de ReI es completada por el ligando 5-amino-1,10-fenantrolina en un modo quelante bidentado, tres grupos carbonilos en orientación fac y un anión bromuro. Los estados electrónicos para dicho complejo han sido caracterizados por espectroscopía de absorción molecular y luminiscencia, los cuales se han comparado con los estados electrónicos de su análogo monometálico [(phen)Re(CO)3Br], sintetizado y caracterizado por Vega et al1. Se encontró que los máximos de absorción y de emisión varían para cada complejo debido a la modificación estructural del ligando (N,N). El espectro del complejo con ligando fenantrolina presenta dos bandas de absorción en la región UV-Vis, con máximos a 275 nm (transición 𝜋→𝜋∗) y a 385 nm (transición MLCT), a diferencia del complejo con ligando 5-aminofenantrolina el cual presenta tres bandas de absorción en la región UV-Vis, con máximos a 300 y 370 nm (transiciones 𝜋→𝜋∗) y a 445 nm (transición MLCT). Las bandas presentes en los espectros de ambos complejos son sensibles a la polaridad del solvente. El espectro de emisión del complejo [(5-amino-1,10-fenantrolina)Re(CO)3Br] muestra un máximo entre los 490 y 500 nm cuando se excita la muestra a 370 nm y, un máximo que oscila entre los 500 y 530 nm excitando la muestra a 445 nm. Ambos máximos determinados en presencia de oxígeno. A diferencia del análogo [(1,10-fenantrolina)Re(CO)3Br] que presenta un máximo a 580 nm al excitar la muestra a 384 nm, también determinado en presencia de oxigeno. En atmósfera inerte se registró para el complejo [(5-amino-1,10-fenantrolina)Re(CO)3Br], un máximo de emisión entre 550 y 580 nm excitando la muestra a 445 nm. Los rendimientos cuánticos de luminiscencia obtenidos en presencia de oxígeno para la banda de 370 nm están en el orden de 1,5x10-3 y, en atmósfera inerte los rendimientos cuánticos para la banda de 370 nm están en el orden menor a 0,02 y, para la banda de 445 nm están en el orden menor a 0,04. Los valores de rendimientos cuánticos son afectados por la polaridad del solvente.
Efecto del sustituyente en la barrera de energía para la producción de dihidrógeno a partir del complejo [(PY5Me2)Mo(H)(OH)]+
(Universidad Andrés Bello, 2020) Jáuregui Polanco, Sebastián Alexis; Martínez Araya, Jorge I.; Facultad de Ciencias Exactas
En búsqueda de nuevas opciones para reemplazar los combustibles fósiles, se sabe que el hidrógeno molecular (o dihidrógeno) corresponde a una de esas opciones. La producción de hidrógeno molecular a partir del agua tiene una barrera de energía elevada, por lo que también se buscan nuevas alternativas para su producción. En el 2010 Hermamala J. Karunadasa, Christopher J. Chang y Jeffrey R. Long, detectaron que a partir de un compuesto de molibdeno, específicamente [(PY5Me2)Mo(CF3SO3)]+ , al intercambiar (CF3SO3) por una molécula de agua, forma su respectivo acuocomplejo [(PY5Me2)Mo(H2O)]+ el cual conlleva una liberación de hidrógeno molecular, existiendo evidencia experimental de la influencia que pueden ejercer los grupos sustituyentes que se pueden localizar en posiciones -para de los anillos de piridina (PY). Al variar la naturaleza del sustituyente en una posición -para de un solo anillo de piridina ecuatorial, desde grupos donadores de electrones a grupos aceptores de electrones, la barrera de energía se verá afectada, los resultados esperados de este cambio de sustituyente es que influya en la barrera de energía de una manera lineal, relacionando los resultados con los parámetros de Hammett el cual indica que la energía de activación es proporcional al cambio en la energía libre de Gibbs. Se calculará la energía de estado de transición y complejo reactante en los cuales se llevará a cabo la sustitución por estos grupos sustituyentes {NH2, CH3, H, F, CF3 y CN} en una posición - para de un anillo de piridina ecuatorial, para luego calcular barreras de energía electrónica, barrera de entalpía y barrera de energía libre de Gibbs, usando la teoría del funcional de la densidad o DFT, empleando la funcional BP86 de intercambio-correlación, y el conjunto de funciones de base del tipo 6-31+G para los átomos no metálicos más el pseudopotencial MWB28 para el centro metálico.
Efecto del sustituyente en la barrera de energía para la reducción de dióxido de carbono mediante el complejo [PY5Me2Mo(H)(OH)]+
(Universidad Andrés Bello, 2021) Contreras Sánchez, Bastián; Martínez Araya, Jorge I.; Facultad de Ciencias Exactas
El presente trabajo se enfoca en investigar la influencia ejercida por un grupo sustituyente en la posición -para de uno de los anillos de piridina ecuatorial sobre la barrera de energía del proceso de reducción de dióxido de carbono mediante el complejo de basado en molibdeno [(p-G PY)PY4Me2Mo(H)(OH]+ siendo G el grupo sustituyente mencionado y que corresponderá, en una primera parte de esta investigación al grupo ciano (-CN) y en una segunda parte, al grupo amino (- NH2). El complejo basado en molibdeno se caracteriza por tener una carga neta +1 y una multiplicidad de espín 2. Para el cálculo de la barrera de energía se realizarán cálculos computacionales de mecánica cuántica molecular mediante el programa Gaussian 16 en un clúster de super computo para determinar el estado de transición a consecuencia de la interacción entre el complejo de Mo y la molécula de CO2 para cada grupo sustituyente. Una vez hallados los estados de transición, se procederá a la realización de un cálculo de coordenada de reacción intrínseca (IRC) a fin de revelar el mecanismo de la reacción en fase gas que conducirá a la determinación de las respectivas barreras energéticas. El mecanismo de la reacción se basa en la hidrogenación del CO2 asistida por el complejo de Mo lo que conducirá finalmente a la formación de ácido fórmico.
Electrodos modificados basados en materiales carbonosos y su uso en la reacción de evolución de hidrógeno
(Universidad Andrés Bello, 2021) Peña Carrasco, Matías Hernán; Arce, Roxana; Facultad de Ciencias Exactas
Los electro-catalizadores que constan de nanotubos de carbono de paredes múltiples (MWCNT), líquido iónico (IL) hexafluorofosfato de N-octilpiridina (OPyPF6) como aglutinante, materiales multifuncionales (MCM) y la introducción de complejos aza-macrocíclicos se utilizaron para el estudio de desprendimiento de hidrógeno. En la búsqueda bibliográfica, todos los sistemas se caracterizaron por ciclos de Voltamperometría que determinaron que son altamente electrocatalíticos (E inicial = -0.30 V vs Ag / AgCl). Los electro-catalizadores se caracterizaron mediante XRD, FESEM y RAMAN, confirmando la presencia de todos los componentes del sistema en la superficie electródica y por cronoamperometría se confirmó que al utilizar IL son estables. La eficiencia de los electrodos, determinado por la actividad electrocatalítica, se confirma mediante la cuantificación por la cromatografía de gases del hidrógeno producido. Esta investigación proporciona información relevante para emplear electro-catalizadores eficientes y de bajo costo para reacciones electroquímicas.

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Examinando FCE - Trabajos de Titulación Pre-Grado por Título

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