Programa de Posgrado en Química
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Ítem Búsqueda de moléculas con estructuras novedosas asociadas a actividad citotóxica en plantas costarricenses de la familia Annonaceae(2017) Parra Villalobos, Jonathan; Murillo Masís, Renato MiguelCon el objetivo de identificar compuestos con estructuras que pudiesen ser asociadas a actividad citotóxica, se aislaron y elucidaron compuestos de las plantas Annona pittieri y Cymbopetalum costaricense, ambas autóctonas de la flora costarricense y pertenecientes a la familia Annonaceae. Adicionalmente se estudiaron compuestos del liquen Usnea sp. Las estructuras fueron elucidadas por resonancia magnética nuclear de una y dos dimensiones, apoyada por espectrometría de masas y cristalografía de rayos X. De A. pittieri se caracterizaron compuestos de tipo flavonoide, alcaloide de aporfina y de azaantraceno, acetogenina, tiramina, cumarina y diterpeno ent-kaurano. De C. costaricense se caracterizaron compuestos de tipo alcaloide tipo quinolinona y tipo azafluorenona. De Usnea sp. se caracterizaron compuestos fenólicos del tipo dépsido y dibenzofurano. Dos de los compuestos aislados no habían sido reportados previamente en la literatura. Se estudió la actividad citotóxica de la acetogenina squamocina aislada de A. pittieri sobre líneas celulares de leucemia linfocítica aguda (CCRF-CEM), leucemia linfocítica aguda resistente a doxorubicina (CEM- ADRSOOO) y carcinoma pancreático metastásico (MIA-PaCa-2); obteniendo valores de IC50 de 8.95¿M, 3.09¿M y 23.90¿M, respectivamente. Adicionalmente, se demostró un débil capacidad de aumentar la actividad caspasa 3/7 por parte de la squamocina en dichas líneas celulares. El espacio químico de la squamocina fue mapeado con ChemGPS-NP. El análisis por agrupamiento con CheS-Mapper mostró una correlación entre la squamocina y lactonas macrocíclicas inhibidoras de transportadores iónicos ATPasa tipo P, sugiriendo un mecanismo citotóxico alternativo a la inhibición del complejo 1 mitocondrial. El ensayo virtual de anclaje molecular de la squamocina sobre la bomba Na+,K+- ATPasa (PDB: 4HYT) predijo una unión del compuesto con la subunidad catalítica a de la proteína. La prueba de concepto...Ítem Calidad del aire interno en una zona de alto flujo vehicular en San José, Costa Rica(2011) Jiménez Barrantes, IreneÍtem Capacidad coordinante de superficies de silicio modificadas con diaminas: un estudio mediante teoría de funcionales de densidad(2015) Viales Montero, Christian; Montero Villalobos, Mavis LiliUno de los primeros pasos hacia la elaboración de catalizadores heterogéneos basados en superficies de silicio y complejos de metales de transición es el estudio del proceso de anclaje de sus ligandos y como el mismo modifica sus propiedades electrónicas. Siendo los derivados de piridina unos de los ligandos de mayor interés en catálisis moderna. las aminas el grupo de anclaje más promisorio sobre superficies de silicio. y las superficies Si( 100)-2x 1 las más utilizadas con fines electrónicos. el presente proyecto se avocó a estudiar la capacidad coordinante de diversas aminopiridinas ancladas sobre superficies modelo de Si( 100)-2x 1 mediante teoría de funcionales de densidad (B3LYP5/6-311G*) y métodos semiempíricos (PM7). Se encontró que ambos métodos escogidos reproducían correctamente el comportamiento geométrico de los enlaces Si-N; pero que. en el cálculo de afinidades protónicas y basicidades en fase gas. el método semiempírico se comportó apenas de forma semicuantitativa Además de explicar las geometrías obtenidas y las tendencias encontradas en las afinidades protónicas. se determinó que el proceso de anclaje no modifica la basicidad de las piridinas; sin embargo. debido a la presencia de efectos geométricos. se recomienda calcular afinidades catiónicas específicas antes de hablar de una conservación de la capacidad coordinante. Debido a que los parámetros termodinámicos calculados para el proceso de anclaje difieren de la facilidad con la cual este ocurre experimentalmente. se recomienda repetir los cálculos en sistemas más extensos o que tomen en cuenta el efecto del disolvente.Ítem Catálisis heterogénea de la oxidación del agua: actividad superficial vs amorfización en fosfatos de cobalto(2017) Villalobos Porras, Javier Francisco; Montero Villalobos, Mavis LiliLa creciente demanda energética a nivel mundial y la innovación de nuevos sistemas de almacenamiento de energía eléctrica han dirigido gran cantidad de esfuerzos en materiales catalíticos para algunas reacciones química de interés, tal como la oxidación del agua. El uso de catalizadores sólidos cristalinos ha demostrado altas eficiencias, no obstante, estos tienden a ser inestables en el tiempo y a convertirse en materiales amorfos. Pakhomovskita, Co3(PO2) 2·8H2O, , ha sido utilizada como material catalítico, sus propiedades catalíticas han sido altamente eficientes, sin embargo, su estabilidad en el tiempo no ha sido suficientemente buena, dado que se convierte en CoCat, un óxido de cobalto amorfo. Esto ha hecho su estudio instrumentalmente más complejo, obligando a utilizar técnicas de estudio más sofisticadas. Con el objetivo de entender cómo estabilizar la estructura cristalina de Pakhomovskita, se sintetizó Eritrina (Co3) (AsO4) 2 ·8H2O, ), un compuesto isoestructural. La estabilidad de Eritrina en la reacción catalítica es suficientemente alta para soportar hasta 10 horas de reacción, sin afectar sus buenas propiedades catalíticas. Incluso, Eritrina demostró ser altamente estable en pH básicos, contrario a la mayoría de catalizadores cristalinos. Con esto se demostró la influencia que tiene la naturaleza del anión en las propiedades catalíticas de los compuestos. Se demostró que el electrolito de trabajo puede influir en las propiedades catalíticas de los catalizadores, afectando la densidad de corriente y los procesos de amorfización. Se mostró que el uso de un electrolito u otro puede generar diferentes ondas redox que se asocian a diferentes motivos estructurales, esto implica que se puede dar la formación de nuevos sitios activos con propiedades catalíticas distintas. Además, algunos valores de pH son óptimos para la reacción catalítica, ya que disminuyen la amorfización y aumentan la densidad...Ítem Clasificación quimiotaxonómica de las subespecies y variedades de Chamaecrista nictitans presentes en el Valle Central de Costa Rica en función la composición e identidad de sus proantocianidinas(2015) Quirós Guerrero, Luis Manuel; Tamayo Castillo, Giselle EugeniaLa especie Chamaecrísta níctitans (FABACEAEE/CAESALPINIACEAE) se encuentra en los trópicos y a lo largo y ancho de todo Costa Rica (Hammel, 2010). Diferentes variantes morfológicas se han encontrado en esta especie y debido a esta diversidad, existe discrepancia en cómo distinguir entre sus subespecies y variedades. Sin embargo, en el presente trabajo se encontró que el perfil químico detectado mediante cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas es capaz de distinguir entre ellas y proveer información adicional para su clasificación taxonómica. Se realizó un análisis del perfil químico de un total de 61 muestras, distribuidas de la siguiente manera: dos subespecies y dos variedades recolectadas en el Valle Central y la costa del Pacífico de Costa Rica (n=40), muestras cultivadas en invernadero (n=4) e in vítro (n=2), una serie de especímenes suministrados por el Herbario de la Escuela de Biología de la Universidad de Costa Rica, incluyendo recolectas clasificadas hasta el rango de especie (C. níctitans) (n=9) y otras especies dentro del género Chamaecrista (n=6) como control. Los perfiles obtenidos por UPLC-MS se analizaron mediante técnicas estadísticas multivariadas. Los análisis de componentes principales (PCA), mínimos cuadrados parciales con análisis discriminante (PLS-DA) y análisis de agrupamiento (HCA) de la información mostraron una clara discriminación de las subespecies y variedades estudiadas, mediante un modelo estadísticamente significativo (p-value : 9.54x10-Z7J. El análisis multivariado se realizó empleando 40 biomarcadores identificados por los patrones característicos de fragmentación obtenidos mediante experimentos de espectrometría de masas tándem. Estos biomarcadores incluyeron oligómeros de proantocianidinas, de dímeros a tetrámeros, y serie de C- y 0- glicósidos. Los análisis realizados permiten una diferenciación...Ítem Desarrollo de un nuevo método de preparación del 1,3-Dilitiopropino y sus aplicaciones en síntesis orgánica(2017) Umaña Gamboa, Christian Andrés; Cabezas Pizarro, Jorge A.Se desarrolló un nuevo método para la preparación del dianión 1,3-dilitiopropino. Para esto se hizo reaccionar el 2,3-dicloropropeno con magnesio metálico, a fin de generar aleno, el cual fue posteriormente burbujeado a una disolución de n-butillitio en condiciones de atmósfera inerte y bajas temperaturas. Además, se desarrolló una nueva metodología para la síntesis regioselectiva de alcoholes homopropargílicos, mediante la propargilación de distintos compuestos carbonílicos con el 1,3-dilitiopropino, con rendimientos obtenidos fueron superiores al 70% . Se preparó una novedosa metodología para la síntesis de alcoholes homopropargílicos sustituidos en la posición acetilénica terminal. Al utilizar el nuevo procedimiento del 1,3-dilitiopropino para preparar alcoholes homopropargílicos intermediarios y mediante una variante de la reacción de Sonogashira para realizar el acoplamiento cruzado, en donde se obtuvieron una serie de alcoholes en buenos rendimientos. Se evaluó la actividad biológica de varios alcoholes homopropargílicos contra una serie de bacterias Gram positivo y Gram negativo. Se encontró que el alcohol 2- fenil-4-pentin-2-ol muestra una actividad biológica importante contra ambos tipos de bacterias. Se reporta el descubrimiento de una nueva estructura química con propiedades antibióticas.Ítem Determinación de la huella de carbono a partir de la metodología análisis de ciclo de vida en la producción de biodiesel en la empresa Energías Biodegradables de Costa Rica(2018) Arellano Salmerón, Isaac Tomás; Lutz Cruz, GiselleÍtem Diseño de electrolitos alternativos basados en cobalto aplicados en celdas solares sensibilizadas con tinte: estudio de un par redox Co (II/III) con un ligando ß-cetoiminato(2016) Vinocour Pacheco, Felipe Andrés; Pineda Cedeño, Leslie WilliamEl aumento de la población humana y la subsecuente necesidad energética ha ocasionado un creciente interés en las fuentes de energía renovables, en especial la solar, la cual se ha resaltado como la única con capacidad suficiente de proveer la demanda de ~27 TW pronosticada para el año 2050. Esta situación ha impulsado la optimización de las celdas solares sensibilizadas con tinte, como una alternativa más económica a la tecnología dominante de las celdas solares de silicio cristalino. Una parte vital de estos dispositivos es el electrolito, encargado de realizar Ja reducción del tinte y el transporte interno de carga, hasta los últimos años el sistema I-I3- ha sido el predominante por su capacidad de llevar a cabo una regeneración rápida del tinte y experimentar una recombinación lenta; no obstante debido a desventajas, como su carácter corrosivo, volatilidad, absorción parcial de la radiación solar y la limitación del potencial de circuito abierto, se ha investigado mediadores redox alternativos basados principalmente en complejos organometálicos de hierro, cobre y cobalto. Los sistemas de Co(II/III) han demostrado el mayor potencial y mantienen el récord de eficiencia a superar, aunque continúan limitados por efectos de transporte de masa y recombinación. La mayoría de los esfuerzos destinados al desarrollo de mediadores de cobalto se han enfocado en el uso ligandos neutros piridínicos, con poca exploración de otros tipos de sistemas no tradicionales; con esto en mente, en este trabajo de investigación, se sintetizó un complejo de cobalto basado en un ligando aniónico ß, cetoiminato y se investigó su capacidad para actuar como par redox alternativo en celdas solares sensibilizadas con tintes de rutenio; para ello se estudió y formuló las mejores condiciones del electrolito con el nuevo mediador.Ítem Estudio de factibilidad de una planta de procesamiento de sábila (Aloe barbadensis) en la zona norte de Costa Rica(2006) Quesada Espinoza, Francisco Javier; Bravo Trejos, OrlandoEn el presente trabajo se realizó el estudio de factibilidad para instalar una planta de procesamiento de sábila (Aloe barbadensis) en la zona norte de país, específicamente en San Carlos. Se evaluó la posibilidad de desarrollar una planta para la producción de gel deshidratado de sábila para fines de exportación. Al analizar los factores de mercado, técnico, legal, administrativo, económico y financiero, se establece que el proyecto es viable y económicamente factible. También se estableció que es rentable el desarrollo de un gel de sábila para uso cosmético destinado al mercado nacional, esto con el fin de tener una alternativa para el consumo de un potencial exceso de materia prima. Esto es una opción en un amplio mercado de productos cosméticos a base de sábila en el cual se puede incursionar.Ítem Evaluación de la resistencia al daño por humedad y desempeño de asfalto modificado con nanosílica, diatomita, diatomita hidrófoba(2015) Baldi Sevilla, Alejandra; Montero Villalobos, Mavis LiliEl asfalto es un material ampliamente utilizado en la pavimentación de carreteras, por lo que es sometido a condiciones que ponen a prueba continuamente su resistencia. Por ello, el asfalto resulta ser susceptible a numerosos mecanismos de falla, entre los cuales se encuentran la deformación permanente, el agrietamiento y el daño por humedad. Tales fallas tienen distintos orígenes y se dan en etapas diferentes de fa vida útil del asfalto. En la búsqueda de materiales. resistentes ante la falla mecánica, se implementa la modificación con aditivos de distinta naturaleza, los cuales alteran las características reológicas y fisicoquímicas del material, de tal forma que se resuelvan diversas necesidades. En la presente investigación se utilizó nanosílica, diatomita y diatomita hidrófoba como aditivos en el asfalto, con el objetivo de evaluar el efecto de cada uno sobre propiedade específicas del material, tales co o la resistencia al daño por humedad, la resistencia a la deformación y la tendencia al agrietamiento. La resistencia ante el daño por humedad se analizó a parf de la medición de la Energía Superficial (ES) tanto del asfalto como del agregado, mediante la cual fue posible caracterizar la calidad de fa interfase formada entre estos dos materiales. El valor de la ES se obtuvo a partir de la medición de ángulos de contacto con un goniómetro a goniometría es una técnica sencilla y rápida, mediante la cual se obtiene información sumamente relevante concerniente a la formación de interfaces. Por otro lado, la resistencia ante la deformación permanente y el agrietamiento se evaluó mediante ensayos reológicos, llevados a cabo en un reómetro dinámico de cortante, en el cual se simulan las condiciones de carga a fas cuales es sometido el asfalto durante el tiempo de servicio.Ítem Producción de material de referencia en conductividad para uso en comparaciones interlaboratoriales(2017) Rodríguez Araya, Luis Damián; Sanabria Chinchilla, JeanÍtem Síntesis y caracterización de nuevos materiales transportadores de huecos basados en derivados de germanio (II) y (IV) en celdas solares de perovskita(2019) Soto Montero, Tatiana del Socorro; Pineda Cedeño, Leslie WilliamLa búsqueda incesante de nuevas fuentes de energía alternativas que permitan cubrir parte de la demanda energética mundial y, a la vez, reducir los efectos del cambio climático producto del calentamiento global, principalmente por el uso de los derivados del petróleo y combustibles fósiles, ha concientizado a la población en relación con un consumo moderado y a la preservación del planeta Tierra. La energía solar es una fuente renovable alternativa con un gran potencial para formar parte del proceso de sustitución de energías provenientes del petróleo y sus deriva dos hacia el uso de fuentes energéticas renovables. El siguiente trabajo de investigación se basa en los dispositivos fotovoltaicos tipo celdas solares de perovskita. Las mismas son capaces de captar energía solar, en forma de fotones, y separar el par excitón (e-/h+) para el trasporte de portadores de carga. Uno de los componentes fundamentales de estas celdas es el material transportador de huecos (HTM), encargado de transportar las cargas positiva para completar el circuito eléctrico y generar una fotocorriente. En este proyecto, nuevos compuestos de germanio de composición química LGeNCS (2), LGe(S)NCS (3) y LGe(Se)NCS (4) en estados de oxidación (11) para 2 y (IV) para 3 y 4, estabilizados con ligandos f)-dicetoiminatos (L =Ar: 2,6;Pr2 C6H3), fueron sintetizados a partir de precursores accesibles económicamente y sin complicadas técnicas de purificación...Ítem Síntesis, caracterización y polimerización de metacrilatos de cobre (II), cobalto (II) y molibdeno (II): generación de nuevos materiales(2006) Rojas Bolaños, Omar; Montero Villalobos, Mavis LiliSe sintetizó y caracterizó compuestos de coordinación de las especies cobre(II), cobalto(I1) y molibdeno (11) con ácido metacrílico. Además, se llevó a cabo reacciones de adición de bromo a los dobles enlaces de las especies obtenidas anteriormente, así también como reacciones con HCI seco. Por último, se obtuvo materiales híbridos polimerizando los compuestos iniciales en una matriz acrílica, finalizando la investigación con la caracterización de todos los productos.