Catálogo de publicaciones

Tesis (Doctor en Ciencia Químicas) – Universidad Nacional de Córdoba, 2013.

Este trabajo de tesis doctoral trata fundamentalmente sobre la fotoquímica del ácido fólico y de aquellas pterinas que resultan de su degradación fotoquímica, particularmente 6-formilpterina y 6-carboxipterina.

El presente trabajo de Tesis Doctoral está subdividido en cinco capítulos. El primer capítulo describe los antecedentes relevantes publicados sobre la fotorreactividad de los ésteres y amidas en diferentes medios de reacción. El segundo capítulo aborda el estudio de la fotoquímica de los 3-metil-2-butenoato de arilo en medio homogéneo (solventes orgánicos). Se estudió la distribución de productos y, sorprendentemente se formó 2,2-dimetil-4-cromanonas entre los fotoproductos. Se analizaron los aspectos fotofísicos, fotosensibilización y fotoquímico preparativo. Finalmente, se propuso un mecanismo de reacción que se ajustó a los resultados experimentales obtenidos. El tercer capítulo describe los resultados obtenidos en el estudio del fotorreordenamiento de Fries de una serie de 3-metil-2-butenoato de arilo en un sistema bifásico (ciclohexano – solución acuosa de KOH), lográndose preparar una serie de 2,2-dimetil-4-cromanonas convenientemente sustituidas a través de un método fotoquímico de tipo “one-pot”. En el capítulo cuatro se estudia el fotorreordenamiento de Fries de una serie de acetanilidas convenientemente sustituidas en medio micro heterogéneo (sistema micelar) generado con diferentes surfactantes iónicos (catiónicos y aniónicos) y neutros. La primera parte de este capítulo describe los experimentos realizados con el objeto de mostrar que las acetanilidas se localizan dentro de la cavidad hidrofóbica de la micela a través de métodos espectroscópicos. La segunda parte estudia el fotorreordenamiento de Fries de las acetanilidas en este medio restringido demostrando una significativa selectividad de formación del regio isómero orto-reordenado. En el capítulo cinco se detalla la metodología de trabajo y las técnicas experimentales utilizadas.

In this work the photochemical behavior of full aromatic b-carbolines (nor-harmane, harmane, harmine and harmol) and two 3,4-dihydro b-carbolines (harmaline and harmalol) was studied. For the first time the UV absorption, emission and excitation spectra in organic solutions were described as well as on solid supports (silica gel, paper) and on powdered sample. The K of the complexation equilibrium between the full aromatic b-carbolines with alcohols forming a 1:2 adducts were measured and the pKa and pKa* in acetonitrile were determined by means of electronic absorption and fluorescence spectroscopy. Considering that these compounds are markedly fluorescent their behavior in the presence of CCl4 and other halomethanes (CH2Cl2, CHCl3, CH2BrCH2Br, CHBr3 and CBr4) which act as quenchers using either EtOH, iso-PrOH or MeCN as solvents was studied. We concluded that this quenching is dynamic and may take place through the formation of an exciplex followed by an electron transfer from the excited b-carboline to the halogenated compound starting the photochemical reaction. When a solution of either of these alkaloids (10-3 M) was irradiated in the presence of CCl4 in a protic organic solvent, the main product obtained, with more than 98% yield, was the hydrochloride. Besides, the gc-MS analysis showed traces of carboalcoxy and chloro-derivatives.%The feasibility of an exciton or a photon single electron transfer mechanism is discussed and parameters such as DGote, Ksv, kq, DG‡, DG‡(0), l, and E0ox were calculated using the Rehm-Weller, Marcus and Stern-Volmer models.%The quantum yield of photobleaching in different solvents was determined relative to the disappearance of harmane in EtOH-CCl4, which in turn was determined using potassium ferrioxalate as actinometer.

Tesis (Doctora en Ciencias Químicas) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2017.

Sistemas nanoparticulados tales como liposomas, magnetoliposomas, nanopartículas de Au y nanopartículas polímericas magnéticas y no magnéticas presentan potenciales aplicaciones para la administración de moléculas terapéuticas. El objetivo de este proyecto es la síntesis y caracterización fisicoquímica de estos transportadores de drogas, en términos de distribución de tamaño de partícula, morfología, peso molecular del polímero y carga superficial, así como el estudio de las propiedades fotofísicas de los sensibilizadores incorporados. Estas propiedades totalmente dependientes del estado de agregación de los colorantes, son evaluadas con el propósito de aplicar estos sistemas tanto a fines fotobiológicos, como Terapia Fotodinámica del cáncer (TFD) y en aplicaciones en el ecosistema específicamente en este caso, a procesos de descontaminación de metales pesados en efluentes acuíferos.

El desarrollo de las plantas es un proceso que ocurre bajo fluctuaciones del ambiente lumínico que son percibidas por fotorreceptores específicos, principalmente los fitocromos phyA y phyB, y los criptocromos cry1 y cry2. El estudio de las respuestas de mutantes simples y múltiples de fotorreceptores en diferentes condiciones lumínicas es una herramienta muy útil para analizar las vías de señalización. Este trabajo de tesis tuvo como objetivo principal estudiar los mecanismos moleculares y bioquímicos de la transducción de señales lumínicas mediadas por fitocromos y criptocromos durante el desarrollo de Arabidopsis thaliana. En el primer capítulo estudiamos la participación de la subunidad α de la proteína G heterotrimérica (GPA1) en los caminos de señalización de los fotorreceptores. Los mutantes cry1 fueron los únicos simples mutantes que mostraron una reducción en la unión de GTPγS35, a niveles similares a los observados en el mutante gpa1. Hallamos interacción génica entre cry1 y GPA1 en la apertura del gancho apical en oscuridad y en la acumulación de antocianas en luz azul. Estas respuestas fueron dependientes de la presencia de sacarosa en el medio. Análisis moleculares nos llevaron a proponer un modelo en el que la posible modificación posttraduccional de GPA1 mediada por cry1 alteraría su actividad. En el segundo capítulo realizamos un estudio comparativo de los perfiles proteicos entre plántulas cuádruples mutantes phyA phyB cry1 cry2 y plántulas salvajes utilizando la técnica de geles bidimensionales. La identificación de proteínas sub-expresadas en el cuádruple mutante phyA phyB cry1 cry2 fue consistente con la drástica reducción en la tasa fotosintética, el contenido de clorofila y el concomitante retraso en el desarrollo del mutante. Las proteínas sobreexpresadas en el cuádruple mutante phyA phyB cry1 cry2 estuvieron involucradas en respuesta a estrés por temperatura y por sequía. Sin embargo, sólo la expresión de éstas proteínas no permitió explicar el comportamiento del cuádruple mutante phyA phyB cry1 cry2 en condiciones de estrés. La reducción en la cantidad relativa de ácidos grasos insaturados de las membranas del cuádruple mutante phyA phyB cry1 cry2 fue consistente con una mayor sensibilidad a un shock de bajas temperaturas y una mayor tolerancia a un shock de altas temperaturas. Las posibles significancias fisiológicas y ecológicas de estos resultados son discutidas en esta tesis.

Fil:Milán, Carolina del Carmen. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

Se preparó zeína a partir de gluten de maíz por el método de Nolam y Vickery modificado por Larco. La zeína obtenida y la "alfa proteína" de soja preparada por Glidden Co. fueron hidrolizadas por ebullición a reflujo con ClH 6N. Se realizó el análisis cualitativo de los hidrolizados proteicos por cromatografía circular y bidimensional sobre papel. Se ensayaron los siguientes métodos de cromatografía cuantitativa sobre papel: l) determinación del area de las manchas; 2) método de elución; 3) medida de la densidad total de color; 4) determinación de la densidad máxima de color de cada mancha. Este último método, que es el mas exacto, fue utilizado para valorar alanina y prolina en los hidrolizados de zeína y de "alfa proteína" de soja. Para separar los aminoácidos que aparecían juntos después de un desarrollo de 16 horas se empleó cromatografías con desarrollo de 80 horas. Se describió una técnica de desarrollo múltiple en pequeñas cajas de Petri. El envejecimiento del solvente butanol-ácido acético-agua (4:1:5 v/v) produjo la disminución de los valores Rf. Realizando cromatografías con mezclas de butanol-ácido acético-agua-acetato de butilo en varias proporciones se demostró que la disminución de los Rf se debía a la esterificación parcial del solvente. Se estableció la siguiente relación entre los valores Rf obtenidos por cromatografías circular y monodimensional ascendente: Rr^2 (circular) = Rf. (ascendente) Se estudiaron varios métodos de fraccionamiento de mezclas de aminoácidos. Para realizar el procedimiento de extracción continua de Dakin se usó el aparato propuesto por Woolley con algunas modificaciones; este método no produjo separaciones cuantitativas. La electrodiálisis realizada una sola vez en una cámara de madera de tres compartimientos con electrodos de grafito resultó insuficiente para separar cuantitativamente los grupos de aminoácidos neutros, básicos y dicarboxílicos.

El cuidado del medio ambiente se ha transformado en un factor que agrega valor a la producción industrial, haciéndola más competitiva mediante la utilización de recursos renovables y tecnologías avanzadas. La biorrefinería forestal procesa biomasa lignocelulósica proveniente de la industrialización de la madera (aserrín, viruta, trozos de madera) para producir energía, productos químicos y biomateriales, en forma similar a las refinerías de petróleo. El aserrín de pino y eucalipto es uno de los principales desechos de la industrialización primaria de la madera. Esta industria es muy importante en la región Noreste de Argentina (Región NEA). Se estima que el 50% de la madera industrialmente procesada se convierte en 2 millones de toneladas secas al año de residuos que no están siendo adecuadamente aprovechados. La aplicación del concepto de biorrefinería involucra cuatro etapas básicas: fraccionamiento, purificación del sólido, separación y purificación de los componentes del líquido y elaboración de subproductos. El fraccionamiento consiste en la separación de los componentes principales de la biomasa en una forma química adecuada para que puedan ser aprovechados. Esta etapa constituye uno de los principales costos del proceso, y por lo tanto, el mayor obstáculo a superar es encontrar métodos eficientes y rentables de fraccionamiento. La Hipótesis de trabajo es que se puede realizar el aprovechamiento integral de materiales lignocelulósicos, específicamente, de aserrín de pino de la región NEA, para obtener productos de alto valor, aplicando procesos de fraccionamiento rentables y de baja contaminación. El objetivo general de esta tesis doctoral consiste en aplicar el concepto de biorrefinería a los residuos generados en la industrialización primaria de pino mediante el diseño y optimización de un proceso de fraccionamiento secuencial de la biomasa, para el aprovechamiento integral de todos los componentes del residuo. Para esto se diseñó una secuencia de fraccionamiento de tres etapas: alcalina (remoción de extractivos) - ácida (extracción de hemicelulosas) - alcalina (deslignificación). El estudio de cada etapa involucró un diseño de experimentos para evaluar la influencia de la temperatura, tiempo y concentración de reactivos en el proceso. En vistas a la aplicación del material a la producción de bioetanol se evaluó la influencia de cada etapa sobre la hidrólisis enzimática. Se realizó la optimización de la primera etapa alcalina suave para encontrar las condiciones que maximizan la remoción de extractivos en el aserrín y minimizan la disolución de los carbohidratos estructurales. El máximo rendimiento de extracción (91% con respecto al contenido inicial) se logró a los 90ºC, 5% bs (sobre base seca) de NaOH y 60 minutos. Se evaluaron dos tecnologías como alternativas de la etapa ácida de extracción de hemicelulosas: hidrólisis ácida diluida (HAD) y explosión de vapor (EV). Se llevó a cabo la optimización de ambas etapas para maximizar la remoción de azúcares hemicelulócicos minimizando la degradación de celulosa. La extracción de las hemicelulosas resulto más efectiva con el proceso de EV, ya que se alcanzaron rendimientos más altos de remoción de hemicelulosas (92 a 200ºC, 3% bs H2SO4 y 5 min). En la hidrólisis con ácido diluido, el rendimiento máximo alcanzado fue de 57% con respecto al contenido inicial a 150ºC, 30 min y 7,5 g/L H2SO4. Con el objetivo de extraer la lignina y mejorar el rendimiento de la hidrólisis enzimática se evaluaron cuatro procesos deslignificantes: soda/antraquinona (soda/AQ), organosolv alcalino, peróxido de hidrógeno alcalino y oxígeno alcalino. El rendimiento de deslignificación obtenido con los procesos soda/AQ y organosolv alcalino fue superior al 60%. Los procesos oxidativos (peróxido de hidrógeno y O2) no permitieron alcanzar un grado de deslignificación significativo. Se evaluó el efecto de la secuencia de fraccionamiento sobre la hidrólisis enzimática (HE). La susceptibilidad de la celulosa a la hidrólisis enzimática no aumentó significativamente a pesar de la remoción de las hemicelulosas. El rendimiento de la HE del aserrín pre-extraído en álcali y tratado con HAD diluida fue de 7,5% de glucosa a las 72 h. El tratamiento con explosión de vapor permite alcanzar mayores rendimientos de glucosa en la HE (24% a las 72 h) pero continúa siendo bajo. La mejora de la digestibilidad enzimática de materiales tratados con EV es atribuida a tres factores principales: el incremento de área superficial causado por la fragmentación de las fibras, el incremento de la porosidad debido a la hidrólisis y remoción de las hemicelulosas y el incremento de la porosidad debido a la redistribución de la lignina El máximo rendimiento (36%) de la HE se alcanza posterior a la etapa con oxígeno a pesar del alto contenido de lignina de este material (44,2% bs de lignina) mientras que la degradación de celulosa es baja en comparación a los otros procesos de deslignificación. En conclusión, la secuencia de fraccionamiento más adecuada para el aserrín de pino de acuerdo a los resultados de este trabajo, consiste en la aplicación de una etapa alcalina (90ºC, 1 h y 5 % de NaOH sobre base seca) de desresinación, seguida de una etapa de explosión de vapor (200ºC, 3% H2SO4 bs y 5 min) para extraer las hemicelulosas y un post tratamiento con oxígeno en medio alcalino. El material lignocelulósico resultante tiene gran potencial para la producción de bioetanol dado su alto contenido de hexosas. En el marco de una biorrefinería, los componentes disueltos en los licores tendrían que ser separados y purificados para lo producción de subproductos.