Tesis EP Química

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Fertilizante de liberación controlada a base de micropartículas de zeolita impregnadas con urea y encapsuladas en perlas de alginato de calcio
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2025) Huamani Roque, Ada Madison; Tapia Huanambal, Nelson Juvenal
El crecimiento rápido de la población mundial exige una mayor producción de alimentos, mientras que la degradación de los suelos de cultivo demanda el uso de mayor cantidad de fertilizantes, que se aplican en forma ineficiente produciendo una severa contaminación del medio ambiente. En el presente trabajo se ha investigado la preparación de un fertilizante de liberación controlada (FLC) a base de micropartículas de zeolita, del tipo Clinoptilolita, enriquecidas con urea y encapsuladas en perlas de alginato de calcio (PAC). Para impregnar la zeolita en polvo (ZP) con urea, se mezcló la ZP con una solución acuosa sobresaturada de urea y se secó en un horno a la temperatura de 80 oC durante 4 h. Este material se pulverizó y se mezcló con una solución de alginato de sodio (AS), la mezcla se hizo gotear sobre una solución 0,2 M de cloruro de calcio, obteniéndose perlas de forma esférica. Las propiedades del fertilizante obtenido se caracterizaron con Microscopía Electrónica de Barrido (SEM) y Espectroscopia Infrarroja con trasformada de Fourier (FTIR). La cinética de liberación de la urea a partir de las perlas en medio acuoso a pH=7 se siguió mediante la técnica de Espectroscopia Visible, aprovechando la formación de un complejo coloreado de la urea con DMAB (p-dimetilaminobenzaldehido) en acetonitrilo y HCl, que presenta una máxima absorbancia a la longitud de onda de 420 nm. Los datos de la cinética se procesaron con el modelo de Korsmeyer – Peppas, obteniéndose el siguiente resultado para la composición 90/10 (urea/zeolita – U/Z) n=1,534 ± 0,030, K=0,050 ± 0,002 y R2=0.997, el valor del parámetro n indica que la cinética de liberación corresponde a un modelo de difusión Fickiana. Además, se estudió la cinética de liberación de la urea en suelo de cultivo durante 30 días, obteniéndose un porcentaje de liberación de la urea del 90 %. Por otro lado, los ensayos preliminares en el cultivo de plantas de maíz demostraron que los cultivados con el FLC presentan un mejor rendimiento en el crecimiento, desarrollo de hojas y tallos con respecto a los cultivados sin la aplicación de FLC.
Estudio de la adsorción de iones Cu(II) por cáscara de huevo en polvo modificada con partículas de hidróxido férrico Fe(OH)3
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2024) Ramos Tuchia, Alvaro Miliciades; Tapia Huanambal, Nelson Juvenal
El objetivo de la presente tesis es utilizar la cáscara de huevo como material de partida para la preparación de dos adsorbentes, cáscara de huevo en polvo y cáscara de huevo en polvo modificada con partículas de hidróxido férrico, e investigar su capacidad de adsorción sobre iones Cu(II) en soluciones acuosas diluidas. Los grupos funcionales de los adsorbentes se determinaron mediante Espectroscopia ATR-IR, la morfología y composición se caracterizó por Microscopía Electrónica de Barrido. Se ha investigado la capacidad de adsorción en función del pH y concentración inicial de iones Cu(II); además se analizó la isoterma de adsorción y cinética de adsorción de iones Cu(II) para ambos adsorbentes. Del análisis de los datos experimentales se ha determinado que la máxima adsorción para la cáscara de huevo en polvo es a pH = 5, mientras que para la cáscara de huevo en polvo es a pH= 4. Las isotermas de adsorción se describen adecuadamente por el modelo de Langmuir, obteniéndose que la máxima capacidad de adsorción es 𝑞𝑚á𝑥 = 5,16 𝑚𝑔/𝑔 para la cáscara de huevo en polvo y 𝑞𝑚á𝑥 = 11,39 𝑚𝑔/𝑔 para cáscara de huevo modificada. Del estudio de la cinética de adsorción se ha determinado que el equilibrio de adsorción se alcanzó a los 340 minutos para la cáscara de huevo en polvo y 300 minutos para la cáscara de huevo modificada. La cinética se describe por el modelo de seudo segundo orden.
Síntesis verde de nanopartículas de plata a partir de Minthostachys acris schmidt lebuhn (muña) y su evaluación como agente bactericida contra la Escherichia coli
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2025) Ccahuana Ayma, Fabián; Osorio Anaya, Ana María
El presente estudio tiene como objetivo realizar síntesis verde, caracterización y evaluación antibacteriana de nanopartículas de plata (AgNPs). Obtenidas a partir de una solución de nitrato de plata (AgNO3) 1mM como precursor, utilizando como agente reductor y estabilizante el extracto natural obtenido a partir de las hojas de Minthostachys acris Schmidt Lebuhn (muña) al 0,1 % a diferentes tiempos (0.5, 1, 3, 6 y 10 min) por métodos de inmersión y agitación. Los componentes bioactivos procedentes de los recursos naturales facilitan la formación de AgNPs reemplazando total o parcialmente reactantes químico. Con base en los principios de la química verde, la biosíntesis se llevó a temperatura ambiental y a pH de 7 y 8. El análisis por HPLC demostró la presencia de componentes orgánicos polifenólicos entre los que resalta el ácido succínico, caféico y derivado de ácido hidroxicinámico. Las AgNPs sintetizadas fueron caracterizadas por espectroscopía UV-visible para identificar la banda de resonancia de plasmón superficial (SPR) el cual evidenció un pico de absorción de alrededor de 429 nm, (DRX) que reveló la naturaleza cristalina de las AgNPs correspondiente la estructura cúbica centrada en las caras (fcc), (FTIR) para identificar las posibles biomoléculas responsables de la biorreducción y la estabilización observándose un pico a 1634.71 cm-1, 70.24 indicativo del estiramiento (C=O) posiblemente de los componentes monoterpénicos del extracto de la muña como la pulegona, cis-Mentona, trans-mentona, después de la formación de las AgNPs el pico fue a 1634.29 cm-1, 70. 42 %T evidenciando la interacción del grupo carbonilo son los iones de Ag+, (LIBS) que demostró la presencia de Ag, (DLS) que mostró el tamaño hidrodinámico de las nanopartículas coloidales entre 11- 50 nm y (SEM) demostró AgNPs monodispersas de diferentes morfologías como nanobarras, nanocubos y en su mayoría esféricas. Finalmente se evaluó la actividad bactericida de las AgNPs mediante el método de Kirby-Bauer frente a Eschericha coli, demostrando que las AgNPs biosintetizadas tienen una actividad antibacteriana eficaz con los extractos obtenidos a 6 min con halos de inhibición de 21.33 ±0.48 y 20.587 ±0.12 para los métodos de agitación e inmersión respectivamente. La importancia de este trabajo radica en el aprovechamiento de componentes bioactivos de las plantas, siendo la biosíntesis un método fácil, rápido, económico y amigable con la naturaleza para la obtención de AgNPs.
Búsqueda de nuevos fármacos inhibidores de la enzima tirosinasa para el tratamiento de melanoma mediante el uso de modelado QSAR, acoplamiento y dinámica molecular
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2024) Oré Maldonado, Kevin Anthony; Loroño González, Marcos Antonio; Ramón Mora, José
La Tirosinasa es una enzima participe en la biosíntesis de melanina, el cual es el biopolímero responsable de la pigmentación en los organismos vivos, encontrándose presente en la piel y cabello en seres humanos. Sin embargo, una sobreproducción de melanina resulta perjudicial para la salud en la piel, conllevando a diferentes enfermedades como el melasma, pecas, hiperpigmentación postinflamatoria o alteraciones dérmicas y el melanoma, un tipo de cáncer de la piel. Este estudio realizó una búsqueda de fármacos con potencial inhibición de la proteína Tirosinasa basada el método de las relaciones cuantitativas estructura-actividad (QSAR) de una base de datos de estructuras diversas que permita predecir el IC50. Se empleó para ello, cuatro algoritmos de búsqueda y selección en aprendizaje automático, obteniéndose un modelo de seis descriptores validado mediante la prueba de Tropsha y con los parámetros estadísticos R2 = 0.8687, Q2CV = 0.7803 y Q2ext= 0.9151. Se realizó un cribado para una data de medicamentos aprobados por la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) y a una data de productos naturales obtenida de Analyticon Discovery, obteniéndose los pIC50 para 15424 estructuras. El análisis de dominio de aplicabilidad dio una cobertura del 100% a una data de prueba y para los dos conjuntos de datos externos, se obtuvo como resultado 71.22% y 73.26% respectivamente. Se identificaron 15 posibles candidatos con pIC50 mayor que 7.6, proponiendo 5 estructuras como potenciales inhibidores de la enzima Tirosinasa, las cuales pasaron por un análisis ADME. Además, se realizó estudios de acoplamiento molecular para la data principal del modelo (54 estructuras) y las 15 estructuras de la data externa con potencial farmacéutico inhibitorio para la enzima Tirosinasa, y se finalizó con un estudio de dinámica molecular para los mejores 5 candidatos con mayor pIC50 predicho.
Metabolómica de Polylepis racemosa y uso del extracto acuoso de su tronco en la síntesis de nanopartículas de plata
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2025) Román Ferreyra, José Francisco; Santiago Contreras, Julio César
La síntesis verde de nanopartículas de plata (AgNPs) por acción de extractos de especies vegetales tiene un futuro promisorio debido a sus múltiples aplicaciones y baja toxicidad. En este trabajo preparamos AgNPs con un extracto acuoso del tronco o específicamente del ritidoma de Polylepis racemosa, una especie vegetal típica de Sudamérica cuya fitoquímica ha sido poco estudiada. El estudio metabolómico del extracto por UHPLC - ESI MS/MS, permitió identificar ácidos orgánicos, el ácido N-acetilglutámico, dos derivados glicosilados del ácido elágico (uno de ellos es un compuesto nuevo) y tres triterpenos pentacíclicos. Extractos acuosos de ritidomas de Polylepis racemosa con tiempos de extracción de 2, 6, 12 y 30 minutos se emplearon para la síntesis de AgNPs. Los diámetros hidrodinámicos muestran que para las AgNPs sintetizadas con extractos de 2, 6 y 12 minutos fueron 50,8 nm; y con el extracto de 30 minutos se obtuvo un diámetro hidrodinámico mayor 106,9 nm. En cambio, por SEM se observó que el tamaño de las AgNPs fue de 16,75 nm aproximadamente. Finalmente, por comparación de los barridos por UHPLC - ESI MS/MS antes y después de la síntesis de las AgNPs, y por las características de los metabolitos presentes se deduce que las nanopartículas generadas por los grupos reductores presentes fueron estabilizadas por los ácidos orgánicos del extracto. Se concluye que el tiempo de extracción del extracto, es una variable importante de estudio en la síntesis verde de AgNPs con ritidoma de Polylepis racemosa.
Desarrollo de un electrodo de carbono modificado con óxidos de titanio y lantano para la detección del colorante sintético de rojo allura en muestras de alimentos
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2025) Vargas Valera, Anthony Brayam; Nagles Vidal, Edgar Orlando
El presente trabajo de investigación busca aprovechar las potenciales propiedades electroactivas de los óxidos de metales para aprovecharlo en la modificación de electrodos de carbono que mejore sus propiedades electroactivas hacia la oxidación de colorantes sintéticos, en este caso, rojo allura (AR) por sus siglas en inglés, o rojo 40. El alcance de la investigación permitió el desarrollo de una nueva metodología para detectar este colorante en diferentes alimentos con resultados muy aceptables comparado con otras técnicas analíticas usadas con el mismo propósito. Electrodo de pasta de carbono (CPE) por sus siglas en inglés, fue modificado con la mezcla de los óxidos de lantano y titanio (La-TiOX/CPE). Los primeros resultados mostraron que el potencial estándar (Eo) para la oxidación de AR fue obtenido después de evaluar la relación entre el potencial en voltios (V) y pH de la solución, donde se obtuvo una relación lineal cuya ecuación de la recta fue: potencial (V) = -0,038pH + 0,922, donde la intersección en el eje de potencial (V) es igual al potencial estándar. Además, la corriente máxima de oxidación o anódica para AR aumentó casi un 160% en comparación con el electrodo de pasta de carbono en ausencia de la mezcla de óxidos de titanio y lantano. Este aumento de corriente de oxidación nos permitió obtener un límite de detección de 0,09 µmol/L de AR. El área de superficie activa del electrodo modificado La-TiOX/CPE se reporta por primera vez en esta tesis, esta área aumentó en casi un 200% en comparación con los electrodos de pasta de carbono sin la presencia de óxidos de lantano y titanio. La utilidad del nuevo método se comprobó analizando alimentos reales muestras con resultados aceptables
Evaluación del efecto de copigmentación de las antocianinas presentes en la coronta de maíz morado en su estabilidad y protección al estrés oxidativo
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2025) Nájera Bless, Giulliano; Santiago Contreras, Julio César
El estrés oxidativo cerebral es una de las principales causas de la enfermedad de Alzheimer, afectando las neuronas. Las antocianinas son metabolitos secundarios con propiedades antioxidantes, sin embargo, son inestables a pH fisiológico. La copigmentación es una técnica ampliamente usada para mejorar la estabilidad de las antocianinas. Por ello, este estudio evaluó la copigmentación de antocianinas de maíz morado (AMM) con ácido poliaspártico (AP), cinámico (AC), ferúlico (AF) y resveratrol (RE) a pH 3.0 para mejorar su estabilidad y protección al estrés oxidativo. RE mostró el mayor efecto hipercrómico (31,17%). Los análisis termogravimétricos indicaron que AP, AC, AF y RE aumentaron la estabilidad térmica de las AMM, destacando RE60 con la menor pérdida de masa (44,38%). A pH 7,4 y 37 °C, las muestras copigmentadas mejoraron el porcentaje de antocianinas remanentes después de 24 horas: AP8 (30,17%), AC80 (40,86%), AF80 (38,82%) y RE60 (38,85%). Las combinaciones de los copigmentos AP/AF y AP/AC mostraron sinergia en estabilidad a pH fisiológico. Los niveles de TBARS en muestras copigmentadas fueron menores o iguales que en AMM sin copigmentar (120,56 nmol/g). En conclusión, la copigmentación mejoró la estabilidad térmica y química de las AMM, inhibiendo el estrés oxidativo inducido en tejido cerebral de forma comparable o superior a las AMM sin copigmentar.
Caracterización del extracto de hojas de Clibadium Surinamense L y actividad como biocida natural
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2024) Tipula Mamani, Javier; Cosco Salguero, Gloria Alejandrina
El propósito consiste en la evaluación en su actividad biocida de extracto etanólico en las hojas y tallo del Clibadium Surinamense L. (Huacashi). La muestra ha sido recolectada en el distrito de Sincos, provincia de Jauja departamento de Junín. La parte experimental se realizó en el laboratorio de productos naturales del departamento de química orgánica de la UNMSM. La muestra fue secada en una estufa a 40ºC por 4 días luego fueron molidas y luego tamizadas con malla Nº 20. Se obtuvo de esta manera 2,2 Kg de muestra seca el volumen de extracto etanólico obtenido fue de 7,4 L. Posteriormente evaluamos las características fitoquímica de la muestra de Clibadium Surinamense L, obteniéndose abundante presencia de taninos, taninos derivados de catequinas, esteroidales, alcaloides y cumarina. El extracto de Clibadium Surinamense L presenta una capacidad antioxidante de 295 mg equivalentes de ácido gálico por gramo de muestra. Ver cálculos y tabla número 5. Presenta también compuestos de fenoles totales a un nivel de 0.982 mg equivalentes acido gálico por gramo de muestra. Ver cálculos y tabla número 6. Se determinó la composición del extracto etanólico mediante el análisis por cromatografía liquida de alta resolución de espectroscopia de masas. El análisis se desarrolló en el laboratorio del departamento de Química, de la Universidad de Beira Interior. Portugal. El ensayo fue cualitativo para identificar grupos metabólicos secundarios como lo son los ácidos fenólicos flavonoides entre otros. Ver tabla número 7.
Síntesis y caracterización de nanopartículas de quitosano unidas covalentemente con isoniazida
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2025) Castro Gutiérrez, Jonathan Eleazar; Santiago Contreras, Julio César
El presente trabajo describe la síntesis y caracterización de nanopartículas de quitosano unidas covalentemente con isoniazida. A partir de quitosano (PM = 230.2 KDa y GD = 90.74 %) se prepararon quitosanos dialdehído utilizando diferentes cantidades de peryodato de potasio; los ensayos se denominaron QO33, QO34 y QO36, previamente se determinó el tiempo óptimo de reacción mediante el estudio de la cinética de reacción y la temperatura de reacción fue de 40°C, los quitosanos dialdehído se purificaron mediante lavados con agua y etanol, el control se realizó por UV-Vis. La estructura química fue caracterizada por técnicas como UV-Vis, FTIR, RMN-1H, DRX, TGA, DSC y SEM. Finalmente, el grado oxidación fue de 17.03, 24.62 y 41.39 % y el peso molecular se determinó usando un viscosímetro rotacional “cono-plato” y los valores fueron 90.9, 45.2 y 18.0 KDa, respectivamente. Luego, se sintetizaron quitosanos conjugados con isoniazida, la dosis de isoniazida se determinó según el grado de oxidación del quitosano dialdehído preparado. La reacción se realizó a temperatura ambiente durante un tiempo de 4 horas, previamente se realizó el estudio de la cinética de reacción, luego de los 10 minutos de iniciada la reacción se observó el cambio de tonalidad de un amarillo claro a un amarillo blanquecino, confirmado la viabilidad de la reacción, los quitosanos conjugados sintetizados QO=INH33, QO=INH34 y QO=INH36 se purificaron mediante lavados con etanol, el control se realizó por UV-Vis. La estructura química fue caracterizada por UV-Vis, FTIR, RMN-1H, DRX, TGA, DSC y SEM, la técnica de RMN-1H fue capaz de corroborar la presencia de isoniazida en la estructura del quitosano. El tamaño de partícula fue determinado por DLS y los valores obtenidos fueron 464.20, 963.47 y 506.92 nm, respectivamente. El tamaño nanométrico facilitaría la inclusión de estos materiales en formulaciones para diferentes aplicaciones, especialmente en el tratamiento de la tuberculosis.
Estudio Teórico y Computacional de la reacción de eliminación en fase gaseosa de los 4-arildenimino-2-cianoetil-1,2,4-triazol-3(2H)-onas y sus análogos de Tiona: Un estudio cinético y mecanístico
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2024) Mamani Quintero, Ana Lucía; Loroño González, Marcos Antonio
La presente tesis tiene como objetivo realizar un estudio teórico y computacional, para realizar un modelo cinético y termodinámico, de la descomposición térmica en fase gaseosa y con ello del mecanismo de la reacción de estas moléculas, basados en la teoría del funcional de la densidad. Los resultados obtenidos fueron analizados al nivel computacional APFD/def2-TZVP a una temperatura de 520 K. Al final fueron analizados doce compuestos y fueron divididos en tres grupos. El primero, en donde no existen sustituciones y los otros dos en donde se acerca el grupo -CH2CH2CN al anillo de seis miembros formado durante el estado de transición el otro donde se aleja. En todos los casos se varió entre oxígeno y azufre. Se concluye que aunque desarrollado para un trabajo de titulación para ser elaborado en 4 meses, representó una ardua labor, pero que sin embargo permitió cumplir con los objetivos propuestos. Entre ellos, demostrar la interacción del grupo -CH2CH2CN sobre el estado de transición y como el uso del átomo de azufre es determinante para el descenso de la energía de activación. Los resultados fueron todos realizados sobre el mismo nivel de teoría, es decir, usando el funcional APFD como un todo, en vez de utilizar sus funcionales de origen el B3PW91 y el PBE. No se tuvo tiempo para comparar con dichos funcionales por separado. Con respecto al conjunto base el Def2-TZVP, fue una opción basada en la experiencia ganada en otros compuestos en la cual el enlace N-N está presente y se produce una ruptura de ellos.
Evaluación de la generación de oxígeno singlete fotogenerado por la Tetrasulfoftalocianina de cloroaluminio (AlS4Pc-Cl) inmovilizada en películas de quitosano-PVA y su efecto fototóxico sobre cepas de E. coli y S. aureus
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2018) Gonzales Medrano, José Luis; Santiago Contreras, Julio Cesar
En la presente tesis se incorpora la Tetrasulfoftalocianina de cloroaluminio (AlS4PcCl) en una película de Quitosano (Q) - Alcohol polivinílico (PVA) para generar oxígeno singlete y evaluar su efecto fototóxico en cepas Staphylococcus aureus y Escherichia coli. Las películas de Quitosano-PVA conteniendo AlS4Pc-Cl fueron obtenidas por el método de evaporación del solvente y caracterizadas por Espectroscopia UV-vis, Fluorescencia e IR. La generación de oxígeno singlete se probó por un método indirecto, utilizando la reacción del oxígeno singlete y el 4-Clorofenol, monitoreando la reacción por Cromatografía liquida de alta performance (HPLC) y para esto se sumergieron las películas de Q-PVA-AlS4Pc-Cl en una solución de 4-Clorofenol e irradiando con Luz roja a 675 nm. Para llevar a cabo las pruebas se construyeron dos lámparas LED y se caracterizó su potencia utilizando un Luxómetro. Se logró identificar la presencia de la Benzoquinona, probando la presencia del Oxígeno singlete en el sistema y que esta reacción sigue una cinética de pseudo - orden uno con una constante de velocidad de 0,0216 min-1. También se realizaron pruebas cualitativas de la actividad antimicrobiana frente a cepas Staphylococcus aureus ATCC 25923 y Escherichia coli ATCC 25922. Se observó que existe una mayor inhibición de Staphylococcus aureus después del tratamiento fotodinámico, en cambio la cepa de Escherichia coli no tuvo una disminución significante luego de recibir el tratamiento. Se ha logrado obtener películas de Q-PVA-AlS4Pc-Cl y probar de manera indirecta la generación de oxígeno singlete en la película.
Aislamiento y elucidación estructural (espectroscopía de RMN 1D y 2D) de metabolitos de la planta Stachys pusilla (Wedd.) Briquet (“hierba de cáncer”), análisis fitoquímico y antibacteriano del extracto hidroalcohólico
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2024) Valdez Chirinos, Irene; Castro Mandujano, Olivio Nino
La tesis tiene por objetivo aislar e identificar los metabolitos secundarios mayoritarios del extracto hidroalcohólico de la planta Stachys pusilla (Wedd.) Briquet, analizar fitoquímicamente y evaluar la actividad antibacteriana del extracto hidroalcohólico. Se realizó un estudio fitoquímico del extracto hidroalcohólico con la finalidad de aislar y elucidar por espectroscopía los metabolitos secundarios mayoritarios; además, analizar la actividad antibacteriana del extracto, elaborar una crema a base del extracto y evaluar su actividad fotoprotectora. Las muestras fueron recolectadas en Cusco, e identificadas taxonómicamente en el Museo de Historia Natural (Universidad Nacional Mayor de San Marcos). Se utilizó toda la planta y, por maceración estática, se obtuvieron extractos con hexano y etanol. Se obtuvo como resultados una crema preparada de tipo O/W, inolora, a base de extracto acuoso, la cual presentó un pH ligeramente básico de 7.76, 6.49% de humedad y 1.24% de cenizas. La actividad fotoprotectora de la crema exhibió un 88.25% de protección en el espectro UVB, pudiendo compartirse en un potencial protector solar. Por otra parte, la actividad antimicrobiana fue moderada frente a las cepas de Staphylococcus aureus y Pseudomona aeruginosa con un porcentaje de inhibición de alrededor 40 y 42% utilizando 50 y 75 µg/mL de extracto; y la molécula 3 no manifestó actividad leishmanicida sobre los amastigotes de Leishmania brazilensis a concentraciones de 50 µg/mL.
Elaboración de un bioplástico empleando pectina, almidón (extraídos de residuos agroindustriales) y extracto de la corteza de quinual
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2024) Venancio Narro, Juan Alberto; Castro Mandujano, Olivio Nino
Emplea residuos agroindustriales para obtener biopolímeros (pectina y almidón) y utilizarlos en la elaboración de un bioplástico biodegradable. En este sentido, los tallos de quinua y las cáscaras de plátano fueron sometidos a un proceso de extracción no convencional (extracción vía ultrasonido) con la finalidad de extraer y caracterizar pectina (rendimiento de extracción optimizado mediante el método de superficie de respuesta Box-Behnken) y almidón, respectivamente, contribuyendo así al desarrollo de una economía circular en torno a las plantas de quinua y plátano. Además de la obtención de los biopolímeros mencionados, se consiguió y analizó el extracto hidroalcohólico de la corteza de quinual, al cual se le atribuyen propiedades medicinales (antipiréticas, antipalúdicas y analgésicas). La pectina, el almidón y el extracto de la corteza de quinual obtenidos fueron insumos empleados en la elaboración de biopelículas biodegradables. El proceso de obtención de la pectina se realizó mediante extracción vía ultrasonido aplicada a los tallos pulverizados de quinua sumergidos en una solución de ácido cítrico. Durante dicho proceso, se variaron parámetros como: Temperatura, tiempo y pH de la solución con el objetivo de optimizar el rendimiento de extracción. Posterior a la sonicación, se procedió a precipitar la pectina disuelta en la solución ácida utilizando alcohol etílico. Finalizada la etapa de precipitación, la pectina fue separada de la solución mediante centrifugación y colocada en una estufa para ser secada y almacenada, obteniéndose un rendimiento promedio de 10,93%. Respecto a la extracción de almidón a partir de las cáscaras de plátano, esta requirió triturar las cáscaras, previamente tratadas con una solución antioxidante de ácido cítrico, para luego ser sometidas a sonicación. Al terminar la sonicación, se dejó en reposo el sistema cáscaras de plátano-agua hasta que el almidón hubiera precipitado, seguido del proceso de decantación y centrifugación para recuperar el almidón. El resultante de la centrifugación fue secado y vuelto a triturar para proceder con el tamizaje empleando la malla N°120; el porcentaje de extracción de almidón fue de 51,82%.
Estudio electroactivo del ácido carmínico con electrodos de carbono vítreo modificado con quitosano para ser usado como sensor para su detección
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2024) Flores Velasquez, Gabriela del Carmen; Nagles Vidal, Edgar Orlando
La tesis tiene como objetivo desarrollar un electrodo modificado con presencia de Quitosano que manifieste actividad hacia la electro-oxidación de ácido carmínico que permita ser usado para la detección en muestras de alimentos. En el presente trabajo, se probó un nuevo método que involucra electrodos de carbón vítreo (GCE) modificados con quitosano(Qs) para la detección de ácido carmínico(AC) en presencia de rojo allura (RA) mediante voltamperometría de onda cuadrada (SWV). El electrodo modificado (Qs/GCE) presentó actividad hacia la oxidación del AC a valores de potencial menores a 0,30 V. La señal se generó a partir de la oxidación del ácido carboxílico en la estructura química del AC. En comparación con la del electrodo no modificado, la corriente máxima anódica del electrodo modificado Qs/CGE aumentó en más de 500% y el potencial de oxidación cambió a un potencial menos positivo. Este resultado indica que la sensibilidad aumenta y la energía para oxidar el AC disminuye con el Qs/GCE. Los parámetros óptimos fueron pH 3.0 con solución buffer fosfato(PBS), SWV con tiempo de acumulación (tACC) de 30s, y potencial de acumulación(EACC) de 0,0 V, la señal de oxidación fue proporcional a la concentración de AC entre 0,99-10,90 μmol/L, y el límite de detección fue de 0,20 μmol/L. La desviación estándar relativa (RSD) fue del 5,0% utilizando cinco electrodos diferentes; por lo que la utilización del electrodo Qs/GCE para muestras de alimentos enriquecidas con AC presenta resultados consistentes.
Síntesis y caracterización del nuevo complejo sacarinatocobre(I)
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2024) Huiza Rojas, Augusto Guillermo; Ceroni Galloso, Mario
La sacarina (o-benzosulfimida) es un edulcorante artificial muy usado, posee una funcionalidad química muy versátil y es reconocida por tal como un ligando multidador en la química de coordinación. Por otro lado, el cobre es un elemento bioesencial y sus variados compuestos de coordinación vienen ganando interés medicinal por sus potenciales aplicaciones en el tratamiento contra el cáncer, etc. El objetivo de este trabajo fue explorar y proponer un nuevo derivado de la sacarina ligada a especies de cobre monovalente (Cu+); por consiguiente, se logró producir un nuevo complejo de sacarinatocobre(I) con un 97 % de rendimiento. Experimentalmente, se logró establecer una síntesis del tipo “one step/one pot” bajo condiciones ambientales (25 °C, en presencia de O2) y usando solo agua como solvente. El punto clave de la síntesis fue utilizar en simultáneo y de forma concertada una reacción redox (CuII/ácido L-ascórbico/Cl-) y una reacción de coordinación (CuI/ligando sacarinato); de tal manera, que se establezcan dos reacciones ortogonales e irreversibles reforzadas entre sí. En base al análisis instrumental en fase sólida (elemental, FTIR, XPS, TGA), fue posible establecer una propuesta estructural para el nuevo complejo. De esta manera, se propuso la formación de un agregado polinuclear del tipo [Cu2{μ-(C7H4SO3N-N,O)}2]n conformado por dímeros estructurales (“monómeros”), en donde los grupos funcionales (--N―C=O--) del ligando tipo sacarinato (sac) son capaces de coordinar y puentear a dos centros metálicos de cobre(I). Asimismo, se justificó la formación de interacciones del tipo Cu+―O=S=O(sac) que debería representar el punto de unión entre dos “monómeros” (el Cu+ de un dímero podría estar unido a un oxígeno del grupo sulfonilo de otro dímero). Con todo esto, se puede establecer que cada centro metálico de Cu+ estaría dispuesto con un número de coordinación igual a 3 bajo una supuesta geometría molecular trigonal. En consecuencia, el agregado polinuclear propuesto podría representar de manera tentativa un nuevo agregado metalosupramolecular. Por otro lado, el resultado espectral UV-VIS justificaría principalmente el color amarillo observado a causa de transiciones por transferencias de cargas. Finalmente, el respectivo análisis por voltamperometría cíclica demostraría que el nuevo compuesto, disuelto en acetonitrilo/agua (6.0% V/V) y en un rango de potencial de -1.5 a 1.5 V, solamente presenta electroactividad en el centro metálico cuyo sistema redox CuI/CuII se orienta preferiblemente a un proceso irreversible.
Influencia del solvente en las propiedades ópticas no lineales de sistemas moleculares complejos en señales de mezcla de cuatro ondas degeneradas y no degeneradas: Consideraciones vibrónicas
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2024) Davila Valera, Cristhian Alexander; Paz Rojas, José Luis
En este trabajo se estudia de forma teórica las propiedades ópticas no lineales absortivas y dispersivas de sistemas moleculares complejos inmersos en un reservorio térmico que interactúan con una señal de mezcla de cuatro ondas, teniendo en consideración la estructura interna del sistema molecular mediante la inserción de Hamiltonianos residuales del tipo spin-órbita. Se hace uso de las ecuaciones de Bloch ópticas estocásticas y se calculan las componentes de Fourier de las coherencias y de poblaciones en matrices densidad reducidas. Como parámetros del sistema en los procesos de disipación, se consideran los tiempos de relajación transversal y longitudinal para los procesos estocásticos de interacción soluto-solvente, empleando procesos del tipo Ornstein-Uhlenbeck. Los efectos de acoplamiento intramolecular sobre las respuestas ópticas se estudiaron usando un modelo de molécula consistente de dos curvas armónicas acopladas de energías electrónicas con mínimos desplazados en energías y posiciones nucleares. Con este desarrollo se tiene una solución más completa de las ecuaciones de Bloch ópticas estocásticas que permite la búsqueda de la polarización inducida y con ellas las susceptibilidades no lineales, responsables tanto de las propiedades ópticas como de las intensidades de la señal tipo Rayleigh. Uno de los aportes fundamentales de este estudio consiste en no restringir las derivaciones anteriores a máximos de oscilaciones de poblaciones como lo consideran muchos de los trabajos citados, sino que pueden permitirse diferencias de frecuencias entre bombeo y prueba distintas de cero, teniendo así ondas no degeneradas. Esto abre la posibilidad de estudiar el comportamiento de las respuestas ópticas en todo el espacio de frecuencias, lo que resulta de mucha utilidad en diseños experimentales.
Fertilizante de liberación controlada a base del alga marina Macrocystis pyrifera encapsulada en alginato de calcio
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2024) Sulca Tenorio, Milagros Zenobia; Tapia Huanambal, Nelson Juvenal
El objetivo de este trabajo fue la preparación de fertilizante de liberación controlada (FLC) a base del alga marina Macrocystis pyrifera (AMP) en polvo impregnada con fertilizantes y encapsulada en perlas de alginato de calcio (PAC). Las algas marinas son fertilizantes naturales, que contienen en su composición diferentes iones y sustancias que contribuyen al desarrollo de las plantas. Esta característica de las algas marinas aumenta al agregar fertilizantes y micronutrientes al alga en polvo, a través de procesos de impregnación y adsorción. Para determinar la interacción de los grupos funcionales entre las moléculas que forman las PAC se utilizó la espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier (FT-IR). Se prepararon formulaciones de AU80 y AU90 de urea con relación al alga en polvo, las cuales se encapsularon en perlas de alginato de calcio. Usando el modelo cinético de Korsmeyer-Peppas para la formulación de AU90 se obtuvieron los datos cinéticos n = 0,3691, K = 0,5258, R 2 = 0,9850 por la técnica de conductividad eléctrica y n = 0,2276, K = 0,7092, R2 = 0,9853 por el método espectrofotométrico para el ion de amonio NH4 + ; estos resultados demuestran que la cinética de liberación del fertilizante se describe por el mecanismo de transporte fickiano. De los datos cinéticos se deduce que la máxima liberación del fertilizante se alcanza a los 50 min.
Estudio Teórico y Computacional de la pirólisis de ácidos 2-fenoxicarboxílicos en fase gaseosa mediante la teoría del funcional de la densidad
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2024) Miranda Zurita, Piero Roland; Loroño González, Marcos Antonio
En esta investigación se realizó un estudio teórico de la pirolisis de ácidos 2- fenoxicarboxílicos en concordancia con estudios previos tanto experimentales como computacionales de los ácidos carboxílicos 2-sustituidos. Se estudiaron dos vías de reacción para la pirolisis de los ácidos fenoxicarboxílicos 2-sustituidos, donde se compararon los dos estados de transición correspondientes a cada vía, existiendo la diferencia de una asistencia intramolecular del oxígeno del grupo funcional carboxilo. Se compararon diferentes funcionales pertenecientes a la Teoría del Funcional de la densidad (DFT), siendo el nivel de teoría WB97XD/6-311++G(2d,2p) el que nos dio resultados más consistentes en concordancia de los resultados experimentales y el mecanismo de reacción propuesto con asistencia intramolecular. Se encontraron energías de activación altas y alejadas de los resultados experimentales, con respecto al mecanismo paralelo del ácido 2-fenoxiisobutírico, por ello se propuso una vía de reacción que logro disminuir la energía de activación, llegando a un mecanismo mas factible en términos energéticos. Se utilizaron las metodologías NCIPlot e IGMPlot para seguir el curso de la reacción y cómo evolucionan las interacciones intramoleculares, además se emplearon los índices de Wiberg, indicando que la reacción es asincrónica y se verifica la formación de un estado de transición con formación de un anillo de cinco miembros. Adicionalmente se obtuvieron los índices de reactividad derivados del DFT para las tres moléculas.
Estudio teórico del desempeño de los funcionales híbridos DFT para la pirólisis en fase gas de compuestos éster carbónicos
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2024) Genebrozo Guerra, Elizabeth Cristina; Santiago Contreras, Julio César
Se realizó un estudio computacional del desempeño de los funcionales híbridos DFT en la descomposición térmica de éster-carbonatos en fase gaseosa, o mejor conocido como pirólisis. Los compuestos de interés son 3-(etoxicarboniloxi) propanoato de propilo (A) y 3-[(etoxicarbonil)oxi]-2,2-dimetilpropanoato (B). Se conoce de lo experimental que, el compuesto A sigue un mecanismo de reacción que consta de dos etapas; una primera etapa rápida en la que se da la formación de un hidroxiéster; y una segunda etapa lenta determinante que involucra un estado de transición cíclico de seis miembros. Por el contrario, el 3- [(etoxicarbonil)oxi]-2,2-dimetilpropanoato, compuesto (B), solo llega a la primera etapa con la liberación de etileno, dióxido de carbono, y posterior formación del hidroxiéster. Se utilizaron los funcionales B3LYP, M06-2X, ωB97X-D y BP86, y el conjunto base Def2TZvp para modelar la cinética de reacción de los compuestos ya mencionados, obtener los estados de transición y parámetros termodinámicos. Se investigó el desempeño de cada nivel de teoría en la etapa rápida y lenta de ambos compuestos, obteniendo mejores resultados en la energía de activación, con los niveles de teoría BP86/Def2TZvp y B3LYP/Def2TZvp para la etapa rápida y para la etapa lenta del compuesto A, WB97X-D/Def2TZvp, los cuales están dentro del rango de los valores experimentales. De esta forma, se espera dar un aporte en la comprensión de la naturaleza de los estados de transición para la pirólisis de compuestos carbonato éster, empleando las herramientas que nos brinda la química computacional.
Estudio de biosorción de plomo (II) por residuos de Citrullus lanatus en aguas para consumo humano
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2024) Fuentes Ruiz, Elion Vicente; Cosco Salguero, Gloria Alejandrina
El siguiente trabajo tiene como objetivo general el estudio de un biosorbente a base de cáscaras de sandía (Citrullus lanatus) para la remoción de plomo (II) en aguas para consumo humano. La activación del biosorbente se utilizó 0.1N de HCL ,se llevó a pH 4 en la solución. El proceso de activación se llevó a cabo con agitación constante por 20h. El biosorbente se secó a 60C° por 48 h. El pH óptimo se encontró entre 4.0 y 5.0. El equilibrio se obtuvo después de 4 horas de haber comenzado el proceso de absorción de plomo , donde se obtuvo un resultado de Pb(II) de 93.36% de plomo(II) removido. Con la ayuda de las ecuaciones de Langmuir y Freundlich se obtuvo la máxima absorción de plomo en residuo vegetal activado con un valor de 14.234mg/g.

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