Catálogo de publicaciones

Tesis (Dra. En Ciencias Químicas) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2014

Tesis (Doctora en Ciencias Químicas)--Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2015.

Se realizaron aislamientos de 11 especies algales cocoides y filamentosas del Río Agrio-Lago Caviahue y del complejo termal Copahue (considerados ambientes extremos por su bajo pH y alta temperatura, respectivamente). Las especies se determinaron taxonómicamente al microscopio óptico y mediante microscopía electrónica de barrido y transmisión. Las especies seleccionadas para los bioensayos (Keratococcus rhaphidioides, Pseudococcomyxa simplex y Watanabea caviahuensis) se llevaron a axenicidad. A cada una de ellas se les midió la tasa de fotosíntesis y se les determinó el óptimo de crecimiento en bioensayos con pH entre 2 y 7. El efecto de los nutrientes sobre el crecimiento algal se evaluó con dos fuentes de fósforo (fosfato y glicerofosfato), con distintas fuentes de nitrógeno (nitrato, nitrito, amonio, urea, leucina y ácido aspártico) y con distintas fuentes de carbono en luz y oscuridad (CO2, glucosa, acetato de etilo y urea). Las curvas de fotosíntesis revelaron que la irradiancia de saturación fue relativamente baja (100-200 μmol fotón m^-2 s^-1) así como el punto de compensación lumínica, mientras que el pH de crecimiento óptimo estuvo alrededor de 4. Con respecto a los nutrientes, el P no mostró mayores diferencias de crecimiento entre la fuente inorgánica y la orgánica, sin embargo con N las mayores densidades se obtuvieron con nitrato, urea y leucina. En cuanto al carbono, K. rhaphidioides lo incorporó principalmente de manera inorgánica (CO2) aunque fue capaz de crecer con fuentes orgánicas en presencia de luz. Fue notable que en oscuridad las células permanecieran en estado estacionario manteniendo constante la densidad a lo largo del experimento. K. rhaphidioides, la especie mayoritaria en biomasa y densidad del fitoplancton del lago Caviahue, mostró que no posee mecanismos de concentración de carbono, con lo que su tasa de fotosíntesis depende principalmente de la disponibilidad de CO2 externo. Los hallazgos de laboratorio permitieron relacionar la distribución espacial y temporal de las especies estudiadas con las características ambientales observadas en el sistema ácido natural Río Agrio-Lago Caviahue.

En esta tesis se estudió la reacción de reducción de oxígeno (RRO) sobre electrodos de óxido de Ti modificado con Pt, en una solución de 0,010M HClO4 a 25°C. El óxido de Ti fue crecido potenciodinámicamente sobre un sustrato de vidrio/Ti (electrodo vidrio/Ti/TiO2). Se empleó la técnica de electrodeposición sobre el sustrato de vidrio/Ti previo al crecimiento del óxido, con el método de potencial constante y a diferentes tiempos de deposición (1 ≤ td ≤ 10 segundos). La mejor respuesta electroquímica se obtuvo con el electrodo de Ti/Pt/TiO2 (td = 10 segundos), que indicó un potencial de inicio de la RRO de 0,86V vs ENH (electrodo normal de hidrógeno). Los resultados obtenidos por voltamperometría cíclica revelan la estabilidad del óxido de Ti en presencia del Pt, bajo las condiciones experimentales establecidas en la presente tesis.

Se construyó una celda con electrodo de pared-tubo (EPT) para el estudio electroquímico de sisternas hidrotérmicos hasta 215°C y 100 bar. La celda contiene un chorro incidente sobre una pared (electrodo) donde las condiciones hidrodinámicas en la región de estancamiento están bien definidas y son equivalentes a las del electrodo de disco rotatorio y el EPT tiene accesibilidad uniforme. Se estudiaron cuatro cuplas redox: Fe2+ / Fe3+, I2 / I-, quinona / hidroquinona y Fe(CN)6(3-) / F(CN)6(4-). Se obtuvo información de transporte en solución (coeficientes de difusión) y de cinética de transferencia de carga (coeficientes de transferencia de carga y constantes cinéticas). Se determinaron los parámetros de activación de dichos procesos. Finalmente se analizó la información obtenida teniendo en cuenta modelos de transporte en solución y de transferencia de carga.

Las bases de Schiff son compuestos orgánicos que se obtienen como resultado de la condensación entre una amina primaria y un aldehído o cetona. Estos compuestos presentan un gran interés por su amplio espectro de aplicaciones. Se ha reportado que presentan actividad antifúngica, anticáncer, antibacterial y resultan interesantes en la industria de los agroquímicos y materiales ópticos, entre otros. Cuando el aldehído utilizando como precursor es un o-hidroxiaril aldehído, existe la posibilidad de que tenga lugar un equilibrio tautomérico. La estructura que adopte depende del estado en que se encuentre, es así que se ha demostrado que en estado sólido pueden presentar una estructura ceto-enamínica mientras que, en disolución, enol-imínica. Si bien la formación de la especie ceto-enamina requiere la pérdida de aromaticidad del anillo proveniente del o-hidroxiarilaldehído, el equilibrio tautomérico tiene lugar de todas maneras, lo que indica que la diferencia de energía entre ambos tautómeros es pequeña. En este trabajo de tesis, se sintetizaron un gran número de bases Schiff que estructuralmente podrían tautomerizar. Las mismas se clasificaron en distintas familias según sus características estructurales. Una de ellas involucra a dos especies tautoméricas diferentes denominas imina y enamina, dado que derivan de o-aminoarilaldehídos en lugar de o-hidroxiarilaldehídos.

Estudios estructurales y conformacionales de 2- haloetilmetansulfonatos y moléculas relacionadas.Se sintetizaron y estudiaron espectroscópicamente por espectroscopias de infrarrojo por Transformadas de Fourier (FTIR) y Raman, 2- haloetilmetansulfonatos, de fórmula general RSO2CXX'SO2OR' (R=CH3; X=X'=H); R'= CH2CH2Cl (Clomesone), CH2CF3 (TFMSMS)) y algunos compuestos derivados del ácido trifluorometansulfónico tal como el CF3SO2SCH3 y otros que contienen el grupo fenilo: PhC(O)OSO2CF3, PhC(CH2)OSO2CF3. También se obtuvo CH3SO2CH2SO2CH2SO2CH3 (BMSMS) y se realizó el estudio de un compuesto comercial, CF3CH2CH2SO2Cl. De todas esas síntesis se pudieron obtener cristales de los compuestos Clomesone y Tris, pudiéndose medir su estructura por difracción de Rayos X. Se realizaron además, estudios espectroscópicos, donde se midieron los espectros de UV-visible, FTIR y Raman en los distintos estados de agregación de los compuestos. Para el tioéster se hicieron mediciones de RMN.Todos los estudios experimentales se completaron con cálculos mecano cuánticos. Para lo cual se utilizó el programa GAUSSIAN 03. Se utilizaron diferentes niveles de cálculos: ab-initio y de la Teoría de los Funcionales de la Densidad. La información obtenida de los cálculos teóricos nos permitió conocer la estabilidad relativa de las distintas estructuras de las moléculas, los parámetros geométricos, sus orbitales moleculares y la reactividad química de las mismas, los números de onda de los modos normales vibracionales y su representación a través de movimientos atómicos, las constantes de fuerza de simetría y las constantes de fuerza internas o de valencia.Las estructuras electrónicas de los compuestos estudiados en esta tesis fueron resueltas usando el análisis de NBO (orbitales naturales de enlace) que también está incluido en el paquete Gaussian con el fin de conocer la estabilidad de los confórmeros.Con el programa AIM2000 se hicieron los cálculos AIM (átomos en moléculas). Los desplazamientos atómicos dados por el programa Gaussian para cada modo vibracional se usaron para comprender cualitativamente la naturaleza de las vibraciones moleculares, donde los datos correspondientes se representaron gráficamente utilizando el programa GaussView03. Las superficies de Hirshfeld y sus diagramas de huellas dactilares bidimensionales asociados se obtuvieron con Crystal Explorer 3.1 software que utiliza la información estructural obtenida de la difracción de rayos X. Del primer grupo de compuestos de los cuales (Clomesone y TFMSMS) se sabe que son particularmente efectivos en el tratamiento de enfermedades neoplásicas se estudió la interacción del TFMSMS con modelos de membranas biológicas (liposomas) como el DPPC (dipalmitoilfosfatidilcolina). Se estudiaron por espectroscopías de FTIR y Raman los posibles cambios estructurales producidos en las bicapas lipídicas de DPPC por interacción con los haloetilmetansulfonatos. Por espectroscopia FTIR se determinaron los cambios en la temperatura de transición de fase de la bicapa lipídica en presencia de distintas relaciones molares de 2- haloetilsulfonatos. Se realizó también un riguroso estudio del comportamiento vibracional de la cabeza polar del lípido (grupos carbonilo y fosfato) y del interior de la bicapa lipídica.

Tesis (Doctor en Ciencias Químicas) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2016

El presente trabajo se refiere a los 1,2,5- tiadiazoles, principalmente los 1,1- dióxidos derivados. Se estudian las propiedades estructurales, electroquímicas, espectroscópicas, comportamiento químico en solución, etc. Por lo tanto, el campo de estudio es la fisicoquímica orgánica de los tiadiazoles. Contrariamente al interés existente en sus posibilidades de aplicación farmacológica y/o como intermediarios en química fina existen muy pocos trabajos en la literatura referidos a las propiedades fisicoquímicas de los mismos. De hecho, los trabajos en curso, los correspondientes a esta tesis y los publicados por nuestro grupo de investigación constituyen el único estudio fisicoquímico sistemático existente, según nuestro conocimiento, sobre una serie de 1,2,5- tiadiazoles 1,1- dióxido estructuralmente relacionados. Los trabajos publicados incluyen aspectos cinéticos como por ejemplo, la cinética comparada de sus reacciones de hidrólisis y solvólisis, sus reacciones de electrorreducción, sus estructuras moleculares (obtenidas por medio de estudios de cristalografía de rayos-X) y electrónicas (por medio de cálculos ab-initio y semiempíricos). Los estudios previos sobre el sustrato 3,4- difenil- 1,2,5- tiadiazol 1,1- dióxido (TPP) pusieron en evidencia que éste forma compuestos de adición tipo carbinolamina en solución de solventes próticos tales como etanol (EtOH)y agua. Esta reacción es de interés debido a que las carbinolaminas en general han sido postuladas como intermediarios inestables en reacciones de formación por condensación o de hidrólisis de dobles enlaces Carbono-Nitrógeno; la investigación del comportamiento de TPP en mezclas de EtOH y acetonitrilo (ACN) demostró que este compuesto se encuentra en equilibrio con la tiadiazolina 4- etoxi- 3,4- difenil- 1,2,5- tiadiazolina 1,1- dióxido (TPP.EtOH ) formada por la adición de EtOH a uno de los dobles enlaces >C=N Justamente, resultó interesante extender este tipo de estudios, por tanto, se realizó la investigación sistemática y comparativa de la posible reacción de adición de otros alcoholes (ROH) de diferente naturaleza al doble enlace C=N del compuesto TPP en solución de ACN. Se investigó, además, el efecto del cambio del solvente aprótico sobre la reacción de equilibrio de adición de EtOH al compuesto TPP. Por otra parte, se estudió el efecto del cambio de la naturaleza de los sustituyentes del anillo tiadiazol así como el efecto del cambio en el grado de saturación del heterociclo, sobre la reacción de equilibrio en solución de diferentes mezclas ROH - ACN. Los sustratos empleados fueron los compuestos 3- fenil- 4-metil- 1,2,5- tiadiazol 1.1- dióxido (TMP), 3,4- dimetil- 1,2,5- tiadiazol 1,1- dióxido (TMM), 3,4- difenil- 1,2,5- tiadiazolina 1,1- dióxido (TH2) y 3,4- difenil- 4- etoxi- 5- metil- 1,2,5-tiadiazolina 1.1- dióxido (TNMe). En lo que respecta al compuesto TMP, ciertas observaciones experimentales, tales como el cambio de coloración de sus soluciones en ACN, sugirieron la realización de un estudio más detallado. Así se llevó a cabo la investigación del comportamiento del TMP en solventes no acuosos, en soluciones neutras, ácidas y alcalinas. Como resultado se aislaron, identificaron y caracterizaron por voltamperometría cíclica dos nuevos derivados del anillo 1,2,5- tiadiazol 1,1- dióxido: 3- fenil- 4- (4- fenil- 3- metilen 1,2,5-tiadiazolin- 2- il 1,1- dióxido)- 4-metil- 1,2,5- tiadiazolina 1,1- dióxido (Tamar, dímero del TMP) y 3- fenil- 4- metilen 1,2,5- tiadiazolina 1,1- dióxido (TTau, tautómero del TMP). A modo de introducción al estudio de los derivados 1- óxidos se investigó el comportamiento electroquímico del compuesto 3,4- difenil- 1,2,5-tiadiazol 1- óxido (TSO). A fin de establecer relaciones entre la reactividad y la estructura de estos compuestos investigados, el análisis e interpretación de los resultados experimentales se comparó con aspectos teóricos computacionales y de estructura molecular (difracción de rayos-X y espectroscopia infrarroja).

En términos generales, el objetivo del presente trabajo de tesis consiste en contribuir al cuerpo de conocimientos respecto a los materiales empleados en las celdas solares foto-electroquímicas. Para ello se desea desarrollar una metodología que permita preparar, estudiar y caracterizar materiales adecuados para ser empleados en una celda solar fotoelectroquímica, con objeto de convertir la radiación proveniente del sol en hidrógeno y oxígeno a partir de agua. De esta manera, se espera obtener información que pueda emplearse para desarrollar un foto-electrodo que sea apto para descomponer, a partir de luz solar, el agua en oxígeno e hidrógeno. Realizar cálculos teóricos con objeto de predecir el comportamiento de un determinado material en una celda solar foto-electroquímica resulta extremadamente complejo, por lo que la información que pueda obtenerse y analizarse será de carácter experimental.