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- ItemSíntesis y caracterización de materiales porosos derivados del MOF-808 y UiO-67-NH2 con aplicación en catálisis heterogénea sobre derivados de la biomasa.(2025) Roa Gómez, Vanesa Belen; Schott Verdugo, Eduardo ; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Química y FarmaciaResulta innegable que la humanidad ha desarrollado una marcada dependencia de los combustibles, principalmente el petróleo y los biocombustibles, como fuentes primarias para satisfacer nuestras necesidades energéticas. Este aumento progresivo en su utilización ha implicado el agotamiento acelerado de recursos naturales en conjunto de los efectos de contaminación ambiental. De este modo es prometedor el desarrollo de nuevas energías renovables y de combustibles alternativos a partir de derivados de la biomasa lignocelulósica, la cual mediante procesos de pretratamiento y fraccionamiento permite la separación de sus componentes para la formación de moléculas plataforma que son el inicio para la obtención de productos químicos de valor agregado. Algunas moléculas plataforma son el benzaldehído y catecol, los cuales permiten la obtención de productos como acetales y benzoquinonas, respectivamente, en presencia de un catalizador ácido, como ácidos minerales, siendo estos corrosivos y también perjudiciales para el medio ambiente. Para dar solución a esta problemática, ha sido relevante el estudio y desarrollo de catalizadores heterogéneos a partir de materiales porosos. Entre este tipo de catalizadores se encuentran las mallas metal-orgánicas o también conocidos como MOFs (del inglés Metal Organic Frameworks). Los MOFs son una subfamilia de los polímeros de coordinación (PC) que están formados por la unión de un clúster metálico y ligandos orgánicos. Los MOFs son materiales prometedores que presentan propiedades como alta cristalinidad, gran volumen de poro, gran área específica y gran tamaño de poros. Además, son materiales que pueden ser modificados estructuralmente lo cual permite ampliar las aplicaciones de estos materiales. Esta investigación se basa principalmente en la síntesis y caracterización de MOF808-M (siendo M: Zr(IV), Hf(IV) y Ce(IV)) y su posterior modificación post-sintética (PSM), adicionando sitios ácidos de Brønsted para dar origen a MOF-808-SO4-M. En segundo lugar, se propone la síntesis y caracterización de UiO-67-NH2-M y su PSM en presencia de 1,3-propanosultona para la formación de un catalizador con sitios ácidos Brønsted denominado, UiO-67-NH-SO3H-M. Estas estructuras serán caracterizadas estructuralmente mediante difracción de rayos X de polvo (PXDR), adsorción y desorción de nitrógeno, valoraciones potenciométricas ácido base, espectroscopía infrarroja (FT-IR) y mediante análisis termogravimétrico (TGA). Finalmente serán aplicados en pruebas catalíticas como acetalización de benzaldehído y la oxidación de catecol considerando el uso de reactivos comerciales.
- ItemDiseño, síntesis racémica, regio- y estereoselectiva de compuestos derivados de 2-(benciloxi)-N,N-dialquil-2-feniletan-1-aminas como posibles inhibidores de transportadores de monoaminas(2023) Rivero Jerez, Paula Sofía; Pérez Hernández, Edwin Gregorio; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de QuímicaLas monoaminas biogénicas tales como, serotonina (SER), dopamina (DA) y norepinefrina (NE), transmiten impulsos nerviosos entre neuronas específicas dentro del cerebro. Estos neurotransmisores son liberados por una neurona hacía el espacio sináptico e, inmediatamente, unidos a un receptor de otra neurona vecina, dando origen a la transferencia del impulso nervioso. Una vez que esto ocurre, el complejo neurotransmisor-receptor se disocia y el neurotransmisor es recapturado por la neurona que originalmente lo liberó. Así, SER, DA y NE son recapturados por transportadores que se conocen como transportadores de monoaminas, tales como, transportador de serotonina (SERT), dopamina (DAT), norepinefrina (NET), respectivamente. Como consecuencia, una mala regulación de este sistema es responsable de una serie de síntomas relacionados con desórdenes mentales, tales como, esquizofrenia, ansiedad, adicción, narcolepsia, fatiga, obesidad, desórdenes alimenticios, bipolaridad, desordenes que afectan el ánimo y depresión. La síntesis de compuestos que bloquean los transportadores de monoaminas inhibe la recaptura de SER, DA y NE, aumentando la concentración de éstas en el espacio sináptico. Así, estos bloqueadores son ampliamente usados como mecanismo de acción contra la depresión. Fluoxetina, fármaco comercialmente disponible, es empleado por excelencia para el tratamiento del trastorno depresivo mayor y se conoce como inhibidor selectivo de la recaptación de serotonina (SSRI, por sus siglas en inglés). En ese sentido, el aporte de este proyecto se fundamenta en la síntesis de nuevos análogos de fluoxetina con posible potencial actividad inhibitoria de SERT, NET o DAT. La formación de estos análogos, (R/S)-2-(benciloxi)-N,N-dialquil-2-feniletan-1-aminas, se proponen mediante tres rutas de síntesis que parten de una reacción de apertura de óxido de estireno con alcoholes bencílicos, Ruta A, ruta sintética nueva regio y estereoselectiva y, con aminas secundarias, Ruta B y C, ruta sintética regioselectiva para dar lugar a los productos de interés en su forma enantioméricamente enriquecida y racémica, respectivamente.
- ItemDiseño, síntesis y evaluación biológica de compuestos derivados de 2-Benciloxi-2-feniletilamina como potenciales inhibidores del transportador de serotonina tipo humano (hSERT)(2021) Almendras Riesco, Sebastián Ignacio; Pérez Hernández, Edwin Gregorio; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de QuímicaEl transportador de serotonina (SERT), proteína responsable de la regulación de los niveles de serotonina en SNC, representa un blanco farmacológico en desórdenes psiquiátricos como depresión y ansiedad, siendo el uso de los inhibidores selectivos de la recaptura de serotonina (ISRS/SSRIs) el tratamiento farmacológico de primera línea para estos trastornos. En la búsqueda de nuevos compuestos con potencial terapéutico, se encuentran los derivados de β-alcoxi-β-feniletilamina, anteriormente evaluados en receptores de monoaminas e inhibidores de la enzima monoamino oxidasa. Dada su importancia, se han empleado diferentes rutas de síntesis para la obtención de β-alcoxi-β-feniletilaminas. En la búsqueda de nuevas metodologías de síntesis, el grupo de investigación del Dr. Edwin Pérez ha desarrollado una nueva reacción de aminooxigenación específica de estireno catalizado por cobre, teniendo como utilidad la preparación de derivados de 2-benciloxi-2-feniletilamina. Dada su similitud estructural con fluoxetina, resulta atractivo su potencial uso en el tratamiento de desórdenes psiquiátricos como depresión y ansiedad. Tomando en cuenta estos antecedentes y la información proveniente de estudios in-silico, además de las descripción de relaciones de estructura-actividad (SAR) de inhibidores comerciales, la presente tesis doctoral presenta resultados del diseño, síntesis y evaluación biológica de compuestos derivados de 2-benciloxi-2- feniletilamina con actividad inhibitoria en hSERT. El trabajo de síntesis consistió en la obtención de nuevos compuestos por medio de tres diferentes rutas sintéticas, siendo la síntesis y apertura de aziridinas catalizadas por cobre la ruta preferida de síntesis, presentando ventajas en el menor número de pasos de síntesis y las condiciones suaves de desprotección del grupo 2-nitrobencenosulfonamida, logrando aislar especialmente derivados que contengan bromo y yodo en su estructura. Por otra parte, se realizaron ensayos biológicos de los compuestos en hSERT empleando dos metodologías. La primera consistió en la evaluación de la actividad del transportador utilizando APP+ como sustrato fluorescente, obteniendo resultados iniciales sobre la actividad inhibitoria de los compuestos, sin la necesidad de utilizar radioligandos. Mientras que la segunda metodología consistió en la determinación del mecanismo de acción farmacológico de los derivados mediante experimentos de inhibición de transportadores de monoaminas acoplados a canales de Ca2+. Por medio de estos ensayos, se comprobó que los derivados de 2-benciloxi-2-feniletilamina actúan como bloqueadores de los transportadores de monoaminas. Adicionalmente, se determinó que estos compuestos son altamente selectivos por hSERT, en comparación a hDAT y hNET. Finalmente, como complemento a los datos experimentales se realizaron estudios de acoplamiento molecular, donde se observó que los derivados de 2-benciloxi-2-feniletilaminas interactuarían de manera similar a Fluoxetina. La adición de sustituyentes voluminosos como bromo y yodo favorecen las energías de unión mediante interacciones tipo van der Waals, sin observar diferencias significativas entre enantiómeros.
- ItemQuitosano : desde caparazones de crustáceos a nanocompositos con nanopartículas metálicas de importancia tecnológica(2021) Pino Orellana, Maximiliano Andrés; Leiva Campusano, Ángel; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de QuímicaEn este trabajo de tesis se realizó la obtención de quitosano a partir de quitina recuperada desde caparazones de langostino nacional. El quitosano fue utilizado en la síntesis de copolímeros de injerto con poli(ε-caprolactona), poli(N-vinil-2-pirrolidona) y poli(etilenglicol)metil éter. Estos copolímeros fueron posteriormente utilizados en la síntesis y estabilización de nanopartículas de oro, plata y platino.
- ItemConstrucción de dispositivos basados en nanotubos de carbono, semiconductores y perovskitas, evaluación de su aplicación en conversión de energía(2020) Fernández Izquierdo, Leunam; Río Quero, Rodrigo del; Hevia, Samuel; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de QuímicaLa captura eficiente de energía solar, para generar dihidrógeno a partir de la fotoelectrólisis del agua o generar corriente empleando celdas solares sigue siendo uno de los mayores desafíos a los que se enfrenta la ciencia hoy en día. Los compuestos fotoactivos actualmente disponibles para ser empleados en la fotólisis y en las celdas solares tienen una baja eficiencia debido principalmente a que utilizan apenas al 4% de la energía solar total incidente en la superficie terrestre. Lo que podría aumentar mediante dispositivos que sean capaces de tener la menor cantidad de perdidas por conducción eléctrica. El objetivo de tesis fue la fabricación de dispositivos nanoestructurados empleando nanotubos de carbono, semiconductores y perovskitas, con buenas propiedades fotoelectrocatalíticas y/o fotovoltaicas. Para fabricar los dispositivos propuestos con propiedades fotoelectrocatalíticas se utilizaron capas delgadas de óxido de aluminio anodizado como plantilla, las cuales permitieron fabricar arreglos ordenados de nanotubos de carbono decorados con hematita y/o dióxido de titanio. Para los dispositivos con propiedades fotovoltaicas se utilizó las junturas p-n para obtener diodos empleando como semiconductor tipo n el óxido de galio y como semiconductor tipo p la perovskita inorgánica de cesio, plomo y bromo. Para caracterizar adecuadamente los materiales involucrados en los dispositivos se utilizaron difracción de Rayos-X, espectroscopia Raman, microscopía electrónica de barrido, microscopía electrónica de transmisión, etc. La evaluación de las propiedades fotoelectrocatalíticas y fotovoltaicas de los dispositivos se realizó en base a medidas de densidad de corriente en función del voltaje.