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- ItemSíntesis de oligómeros peptoides empleando la reacción de Ugi-4C. Estudio de su uso como agente dopante en membranas de polisulfona para ultrafiltración(2024) Niebla Morejón, Vladimir; Fierro Huerta, Angélica; Tundidor Camba, Alain; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Química y FarmaciaEn la actualidad, las principales causas de la desertificación y sequía a nivel mundial están relacionadas con la destrucción de los bosques y la consecuente erosión de los suelos, la sobreexplotación de los recursos hídricos, el exceso de riego, la salinización y la contaminación de las aguas. Existen en el mundo diversas alternativas para obtener agua potable para el consumo humano y para uso en la industria agrícola, por ejemplo: el tratamiento químico de aguas residuales provenientes tanto del sector agrícola como doméstico, la obtención de agua potable a partir de la desalinización del agua de mar empleando la energía térmica proveniente del Sol o mediante calentamiento artificial y la desalinización del agua de mar para obtener agua potable empleando diferentes sistemas de filtración por membranas.La implementación de la tecnología de membranas para la filtración de solutos disueltos en un fluido es un método eficaz de separación que ofrece ventajas como: separación continua sin adición de aditivos, bajos costos de inversión, bajo consumo de energía, reduce la emisión de residuos que atentan contra el medio ambiente, así como la recuperación de otros componentes que presentan cierto valor. Uno de los polímeros más empleados en la actualidad en la fabricación de membranas para la filtración de agua es la polisulfona (PSf). Sin embargo, la PSf por sí sola presenta ciertos inconvenientes relacionados con el ensuciamiento de la superficie, lo que disminuye su desempeño en el tiempo.Se ha comprobado que la incorporación de aditivos polares que aumenten la hidrofilia de la membrana de PSf disminuye el ensuciamiento de esta, por lo que este trabajo explora la síntesis y caracterización de ocho oligómeros peptoides obtenidos a través de la reacción Multicomponentes de Ugi (Ugi-4C). Estos oligómeros se utilizaron como aditivos polares en la preparación de membranas de PSf utilizando la técnica de inversión de fase. La incorporación de estos oligómeros permitió la evaluación de las propiedades de la membrana, incluyendo la morfología, la porosidad, la hidrofilicidad, la permeabilidad al agua y el rechazo de la albúmina de suero bovino (BSA). Los resultados demostraron que la adición de oligómeros con grupos polares mejoró significativamente la afinidad de las membranas por el agua, aumentando así su resistencia al ensuciamiento. Además, se encontró que el tamaño de poro y la porosidad variaban dependiendo de la concentración y la estructura del oligómero. Las membranas modificadas exhibieron una permeabilidad reducida, pero una mayor eficiencia de rechazo de BSA en comparación con las membranas de polisulfona sin modificar. Estos hallazgos sugieren que los oligómeros derivados de la reacción de Ugi-4C representan una estrategia eficaz para mejorar las propiedades de las membranas de ultrafiltración, las cuales podrían tener aplicaciones significativas en el tratamiento de agua y los procesos de separación de proteínas.
- ItemDiseño, síntesis, estudios biológicos e in silico de nuevos derivados purínicos trisustituidos como potenciales inhibidores de tirosina quinasas de importancia terapéutica en la leucemia(2024) Delgado Aguilar, Thalía; Salas Sánchez, Cristián Osvaldo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Química y FarmaciaEn la actualidad, el tratamiento de la leucemia se centra en inhibir vías de señalización relacionadas con la proliferación descontrolada y supervivencia de células cancerosas de origen hematopoyético. Esta estrategia quimioterapéutica está dirigida a inhibir ciertas proteínas Tirosina Quinasas (TK), como Bcr-Abl, BTK y FLT3-ITD. Es por ello por lo que, inhibidores de estas proteínas (TKIs) son fármacos de gran utilidad clínica, pero debido a diversos mecanismos de resistencia y efectos adversos, se requiere contar con nuevas alternativas más eficaces y seguras.En este contexto, esta tesis se logró sintetizar un total de 47 nuevos derivados purínicos. Dentro de los compuestos con mayor potencia inhibitoria en Bcr-Abl, se destacan 7l, 7m, 9c y 10b. Estos presentaron valores de IC50 en el rango nanomolar (4,6 – 14 nM) y fueron más potentes que los fármacos imatinib y nilotinib (IC50 = 327 y 47 nM). Para BTK, los derivados más potentes fueron 9b y 10i (IC50= 0,19 y 0,20 μM) y para FLT3-ITD, 7b y 10e con valores de IC50 de 0,15 y 0,16 μM respectivamente. Los estudios de relación estructura-actividad e in silico permitieron explicar las diferencias de potencia y selectividad en estas quinasas, revelándose información química valiosa en términos de patrones de interacciones relevantes en los sitios de unión y las sustituciones del anillo de purina. Para los ensayos de citotoxicidad en líneas celulares relacionadas con cada una de las quinasas se encontró que en el caso de Bcr-Abl, el compuesto 9c fue el más citotóxico en células K562 (GI50 = 0,59 μM); para BTK, fue el derivado 10i en células Ramos (GI50 = 1,35 μM) y para FLT3-ITD, fue el derivado 10b en células MV4-11 (GI50 = 0,55 μM). Así mismo, considerando que los mejores resultados biológicos de la tesis fueron para Bcr-Abl, se evidenció que, 9c también inhibe a esta quinasa en fosforilaciones rio abajo en células K562 a concentraciones más bajas que imatinib. Por último, cabe destacar que, además 10b, mostró una elevada citotoxicidad en cuatro líneas celulares de leucemia mieloide crónica (GI50 entre 0,7 y 1,3 μM). Por otro lado en un panel de subclones de células KCL22, para las células B8 (Bcr-AblT315I) y F4 (Bcr-AblE255K), 10b fue más eficaz que imatinib y nilotinib en la inhibición del crecimiento de estas y en B10 (Bcr-AblY253H) solo fue más eficaz que imatinib. Estos últimos resultados son muy relevantes sobre todo para Bcr-AblT315I que está relacionada con la resistencia de TKIs y con ello su falta de eficacia clínica. Por lo tanto, a partir de todos los resultados generados en esta tesis, se puede concluir que, gracias al diseño basado en ligandos y nuestros resultados previos, se logró obtener un conjunto de nuevos y potentes inhibidores purínicos para estas tres quinasas, demostrado a través de ensayos bioquímicos e in vitro usados en el desarrollo de nuevos fármacos para la leucemia. De esta forma, a lo menos dos de estos derivados purínicos podrían ser candidatos para los siguientes ensayos in vivo.
- ItemLow valent main group complexes: synthesis and potential transition metal-like catalyst(2024) León Baeza, José Miguel; Rojas Guerrero, René; Kato, Tsuyoshi; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Química y FarmaciaAs an alternative for transition metal (TM) catalysis, main group elementshave merged. Recent studies demonstrate that various low-valence maingroup elements have significant potential to become an effective alternativeto traditionally used transition metal compounds. Among these species,carbenes and their analogs, which possess a small HOMO-LUMO gap andfrontier orbitals similar to those of transition metals, are promising candidatesto replace transition metal complexes. Thus, initially, a chloroplumbylene hasbeen synthesized from the iminophosphine ligand. The Pb(II) cation stabilizedby phosphine, generated by the abstraction of chloride fromchloroplumbylene, is strongly electrophilic and requires a second Lewis base(L = phosphines or amines) for stabilization, forming donor-acceptorcomplexes with them. Of particular interest, the stable cationic Pb(II) complexwith a secondary amine can be used as a catalyst for the hydroamination ofphenylacetylene (chapter 2,).In the same vein, this chapter (chapter 3) presents the synthesis and of analuminum(I) species stabilized with the same substituent in addition to thecoordination of an additional Lewis base. The tricoordinated aluminum(I)complex is highly nucleophilic and reactive. Notably, this complex canactivate C-C bonds.
- ItemSíntesis de productos químicos de alto valor agregado mediante reacciones One-Pot Tándem condensación/hidrogenación sobre catalizadores del tipo MOFS(2024) Pazo Carballo, César Alexander; Escalona Burgos, Néstor Guillermo; Schott Verdugo, Eduardo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de QuímicaLa transformación catalítica de la biomasa se presenta como una ruta eficiente y selectiva para la generación de combustibles no convencionales y de productos químicos con valor agregado. El acoplamiento C-C de moléculas derivadas de la biomasa y posterior hidrogenación se ha planteado hoy día como una reto científico y novedoso. En este trabajo de tesis doctoral se estudió la actividad catalítica de las mallas metal-orgánicas (MOFs por sus siglas en inglés) sobre la condensación aldólica del benzaldehído y acetona sobre catalizadores mono- y bimetálicos-UiO-66 de Zr(IV), Hf(IV) y Ce(IV). Todos los catalizadores fueron sintetizados por el método solvotermal y se caracterizaron utilizando diversas técnicas analíticas. La actividad catalítica de las reacciones de condensación e hidrogenación se llevaron a cabo en un reactor discontinuo. Los resultados mostraron que la mayor actividad se observó sobre el Hf-UiO-66 debido al carácter oxofílico del metal, mostrando una mayor velocidad inicial de reacción para dar benzalacetona sin desactivar sus sitios activos. Efecto contrario se observó al cambiar el enlazador orgánico (ácido-2,5-piridin tereftálico) conllevando a cambios en la actividad catalítica y selectividad. En base a estos resultados, se seleccionó al Hf-UiO-66 como base del MOF con mejor potencial para su uso como soporte de las nanopartículas de ReOx- y ReOx-Pd. La caracterización fisicoquímica puso de manifiesto que las propiedades de estos materiales tras la adición con éxito de estas especies químicas, no alteró la cristalinidad del soporte microporoso. La evaluación catalítica de estos materiales en la hidrogenación de la benzalacetona mostró que todos presentan actividad catalítica con pequeñas variaciones en la selectividad hacia la formación de productos químicos de interés industrial. Finalmente, el ReOx-Pd/UiO-66 se evaluó en la reacción one-pot tándem condensación/hidrogenación mostrando actividad para ambas reacciones partiendo de la mezcla de sustratos benzaldehído/acetona.
- ItemCatalizadores híbridos alternativos para la generación de hidrógeno: nanopartículas plasmónicas y semiconductores soportadas sobre hidrogeles bio-basados(2024) Ramírez Contador, Oscar Guillermo; Leiva Campusano, Ángel; Díaz Díaz, David; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de QuímicaLa creciente demanda por nuevas fuentes de energía, con una perspectiva sustentable, ha sido objeto de investigación durante los últimos años. En este contexto, el hidrógeno ha surgido como una alternativa idónea tanto desde un punto de vista energético como medioambiental. Motivo de lo anterior, es que en esta investigación se propone desarrollar nuevos catalizadores y fotocatalizadores híbridos para promover la generación de hidrógeno.Los materiales desarrollados en este trabajo se basan en nanopartículas bimetálicas (BNP), compuestas de la combinación de metales nobles (Au y Pt) con metales abundantes en la tierra (Cu, Ni y Ti), donde la combinación de estos metales ha permitido mejorar significativamente el desempeño de los materiales propuestos, debido a la aparición de efectos sinérgicos bimetálicos, así como también de propiedades ópticas aprovechables en catálisis, como lo son las propiedades de absorción de luz ligadas al plasmón de resonancia superficial localizado (LSPR), permitiendo el uso de estos sistemas como catalizadores plasmónicos. Estas BNPs fueron sintetizadas y soportadas sobre hidrogeles bio-basados, formados a partir del entrecruzamiento de biopolímeros abundantes en la naturaleza como quitosano y alginato de sodio.Posteriormente, los catalizadores desarrollados en este trabajo fueron evaluados en reacciones de interés tales como: (1) hidrogenación de 4-nitrofenol, (2) generación de hidrógeno a partir de la hidrolisis de borano de amoníaco y (3) descomposición de agua para la producción de hidrógeno. Los sistemas conteniendo BNP demostraron ser altamente eficientes para la llevar a cabo estas reacciones, siendo, además, más eficientes respecto de los sistemas monometálicos, sugiriendo la presencia de efectos sinérgicos en catálisis. Sumado a mejoras en el desempeño de estos materiales al ser irradiados con luz visible, efecto debido a la activación del plasmón de resonancia superficial de las nanopartículas.