Aza-Michael Additions of Benzylamine to Acrylates Promoted by Microwaves and Conventional Heating Using DBU as Catalyst via Solvent-Free Protocol

Jaime Escalante García (2023, [Artículo])

In recent years, the use of solvent-free reactions represents a challenge for organic chemists, since it would help to optimize methodologies and contribute to the development of sustainable chemistry. In this regard, our research group has intensified efforts in the search for reactions that can be carried out in the absence of a solvent. In this paper, we present a protocol for the aza-Michael addition of benzylamine to α,β-unsaturated esters to prepare N-benzylated β-amino esters in the presence of catalytic amounts of DBU (0.2 eq) via solvent-free reaction. Depending on the α,β-unsaturated esters, we observed a reduction in reaction times, with good to excellent yields for aza-Michael addition.

BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA solvent free, β-aminoesters, microwaves, aza-Michaeladdition, DBU

A Computational Method for the Binding Mode Prediction of COX-1 and COX-2 Inhibitors: Analyzing the Union of Coxibs, Oxicams, Propionic and Acetic Acids

ESTEFANY BELLO VARGAS JOSE MARIO ORDOÑEZ PALACIOS (2023, [Artículo])

Among the biological targets extensively investigated to improve inflammation and chronic inflammatory conditions, cyclooxygenase enzymes (COXs) occupy a prominent position. The inhibition of these enzymes, essential for mitigating inflammatory processes, is chiefly achieved through Non-Steroidal Anti-Inflammatory Drugs (NSAIDs). In this work, we introduce a novel method—based on computational molecular docking—that could aid in the structure-based design of new compounds or the description of the anti-inflammatory activity of already-tested compounds. For this, we used eight crystal complexes (four COX-1 and COX-2 each), and each pair had a specific NSAID: Celecoxib, Meloxicam, Ibuprofen, and Indomethacin. This selection was based on the ligand selectivity towards COX-1 or COX-2 and their binding mode. An interaction profile of each NSAID was compiled to detect the residues that are key for their binding mode, highlighting the interaction made by the Me group. Furthermore, we rigorously validated our models based on structural accuracy (RMSD < 1) and (R2 > 70) using eight NSAIDs and thirteen compounds with IC50 values for each enzyme. Therefore, this model can be used for the binding mode prediction of small and structurally rigid compounds that work as COX inhibitors or the prediction of new compounds that are designed by means of a structure-based approach.

BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA anti-inflammatory, cyclooxygenase (COXs), molecular docking, NSAIDs, Celecoxib, Meloxicam, Ibuprofen,

Bioprospección de metabolitos de hongos aislados de ambientes extremos

GABRIELA GUERRA IGLESIAS (2023, [Tesis de maestría])

Las levaduras han sido utilizadas en la industria biotecnológica debido a su gran potencial

terapéutico, ya sea por sus propiedades inmunomoduladoras, antineoplásicas,

antiinflamatorias, antioxidantes, antialérgicas, antibacterianas, antifúngicas y antivirales en

general. Los extractos enriquecidos en pared celular y metabolitos secundarios de

levaduras extremotolerantes y extremófilas son valiosos desde las perspectivas

farmacéutica y biotecnológica. El principal objetivo del presente trabajo fue analizar la

bioactividad de dichos extractos enriquecidos en pared celular y metabolitos

secundarios. Para ello se realizó la obtención de extractos de una colección de levaduras

extremófilas aisladas de glaciares mexicanos y salinas de Eslovenia, crecidas en dos

condiciones de temperaturas. Se evaluó la capacidad de inducir actividad antimicrobiana,

antibioincrustante, herbicida o degradación de lípidos, así como un estudio preliminar de la

naturaleza química de las posibles moléculas presentes en los extractos de nuestro estudio.

Las levaduras crecidas a 15 ° C presentaron mayores rendimientos a los obtenidos para las

crecidas a 28 ° C de manera general. Los extractos de las levaduras Protomyces, Naganishia

albida y Rhodotorula sp.4 crecidas a 15°C, tienen una actividad parcial en la reducción de

lípidos. La cepa P4 crecida a ambas condiciones de temperatura tiene en efecto mínimamente

inhibitorio en la formación de biopelículas, al igual que la levadura P8 crecida a 15 ° C. Ninguno

de los extractos obtenidos presenta actividad antimicrobiana. Las señales de los espectros

indicaron la presencia de mayor diversidad estructural de las moléculas que componen los

extractos a 15 ° C para Cystofillobasidium y Rhodotorula sp.2 con respecto a los de 28°C. Los

extractos de Rhodotorula sp.2, Cystofillobasidium y el hongo Aspergillus pseudoviridinutans

crecidas a 28 ° C presentaron una actividad herbicida del 100 % con inhibición total del

crecimiento, mientras que en las crecidas a 15 ° C solo el extracto de Exophiala Dermatitidis

EXF.8192 presentó acción inhibitoria del crecimiento. Este estudio de bioprospección de

levaduras extremófilas abre por primera vez proyectos a desarrollar encaminados a

aplicaciones biotecnológicas.

BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA

Environmental Nanoparticles Reach Human Fetal Brains

LILIAN OFELIA CALDERON GARCIDUEÑAS ANGEL AUGUSTO PEREZ CALATAYUD ANGELICA GONZALEZ MACIEL RAFAEL REYNOSO ROBLES Héctor Gabriel Silva Pereyra Andrea Ramos Morales RICARDO TORRES JARDON Candelario de Jesús Soberanes Cerino Raúl Carrillo Esper JESÚS CARLOS BRIONES GARDUÑO Yazmin del Socorro Conde Gutiérrez (2022, [Artículo])

"Anthropogenic ultrafine particulate matter (UFPM) and industrial and natural nanoparticles (NPs) are ubiquitous. Normal term, preeclamptic, and postconceptional weeks(PCW) 8–15 human placentas and brains from polluted Mexican cities were analyzed by TEM and energy-dispersive X-ray spectroscopy. We documented NPs in maternal erythrocytes, early syncytiotrophoblast, Hofbauer cells, and fetal endothelium (ECs). Fetal ECs exhibited caveolar NP activity and widespread erythroblast contact. Brain ECs displayed micropodial extensions reaching luminal NP-loaded erythroblasts. Neurons and primitive glia displayed nuclear, organelle, and cytoplasmic NPs in both singles and conglomerates. Nanoscale Fe, Ti, and Al alloys, Hg, Cu, Ca, Sn, and Si were detected in placentas and fetal brains. Preeclamptic fetal blood NP vesicles are prospective neonate UFPM exposure biomarkers. NPs are reaching brain tissues at the early developmental PCW 8–15 stage, and NPs in maternal and fetal placental tissue compartments strongly suggests the placental barrier is not limiting the access of environmental NPs. Erythroblasts are the main early NP carriers to fetal tissues. The passage of UFPM/NPs from mothers to fetuses is documented and fingerprinting placental single particle composition could be useful for postnatal risk assessments. Fetal brain combustion and industrial NPs raise medical concerns about prenatal and postnatal health, including neurological and neurodegenerative lifelong consequences."

Environmental medicine Placental impairment Neurodevelopmental disorders Fetal brains Erythroblasts Preeclampsia Nanoparticles NPs extracellular vesicles Petrochemical pollution Villahermosa Tabasco BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA BIOQUÍMICA BIOQUÍMICA

Metabolites Profile of Extracts and Fractions of Erythroxylum mexicanum Kunth by UHPLC-QTOF-MS/MS and its Antibacterial, Cytotoxic and Nitric Oxide Inhibitory Activities

LAURA PATRICIA ALVAREZ BERBER MARIA DE LOS ANGELES RAMIREZ CISNEROS (2024, [Artículo])

The present study shows the untargeted metabolite profiling and in vitro antibacterial, cytotoxic, and nitric oxide (NO) inhibitory activities of the methanolic leaves extract (MLE) and methanolic stem extract (MSE) of Erythroxylum mexicanum, as well as the fractions from MSE. Using ultra-high performance liquid chromatography/quadrupole time-of-flight tandem mass spectrometry (UHPLC-QTOF-MS/MS), a total of 70 metabolites were identified; mainly alkaloids in the MLE, while the MSE showed a high abundance of diterpenoids. The MSE fractions exhibited differential activity against Gram-positive bacteria. Notably, the hexane fraction (HSF) against Streptococcus pyogenes ATCC 19615 (MIC=62.5 µg/mL) exhibited a bactericidal effect. The MSE fractions exhibited cytotoxicity against all cancer cell lines tested, with selectivity towards them compared to a noncancerous cell line. Particularly, the HSF and chloroform fraction (CSF) showed the highest cytotoxicity against prostate cancer (PC-3) cells, with IC50 values of 19.9 and 18.1 µg/mL and selectivity indexes of 3.8 and 4.2, respectively. Both the HSF and ethyl acetate (EASF) fractions of the MSE inhibited NO production in RAW 264.7 macrophages, with NO production percentages of 50.0% and 51.7%, respectively, at a concentration of 30 µg/mL. These results indicated that E. mexicanum can be a source of antibacterial, cytotoxic, and anti-inflammatory metabolites.

BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA MS analysis • diterpenoids • biological activities

Degradación de Dexametasona en disolución acuosa mediante procesos avanzados de oxidación

JENNY MARLENE RAMÍREZ MADRID (2023, [Tesis de maestría])

La Dexametasona (Dx) es un glucocorticoide que se utiliza como antinflamatorio e inmunosupresor.

En la pandemia por COVID-19, este medicamento contribuyó a reducir significativamente la

mortalidad en los pacientes que requerían hospitalización y/o asistencia respiratoria, administrando

una dosis de 6 mg/día por 10 días. El incremento de su uso supone probablemente un mayor

vertimiento de Dx en cuerpos de agua, ya que, según su farmacocinética el 10% de la dosis

administrada se excreta por la orina, la remoción es deficiente en las plantas de tratamiento de aguas

residuales hospitalarias convencionales y posee una baja tasa de degradación biológica. En adición,

se ha encontrado que puede experimentar foto transformación parcial en disolución acuosa y generar

otras moléculas con potencial riesgo para el ambiente y la salud humana. Por esta razón, en este

trabajo se estimó el vertimiento de Dx en el Estado de Morelos durante la pandemia por COVID-19

y se ensayó el uso del acople de ozono con peróxido de hidrogeno (O³/H²O²) para la oxidación de la

estructura orgánica de la molécula del fármaco como alternativa a los procedimientos biológicos que

suelen ser menos estables y tienen dificultades para su degradación. Los experimentos se realizaron

a escala de laboratorio en un reactor de 100 mL, la degradación y formación de posibles sub productos

se analizaron por cromatografía líquida con detector de arreglo de diodos (HPLC-DAD),

cromatografía de gases con espectrometría de masas (CGEM) y espectroscopia infrarroja y UV-vis.

Las estimaciones indican que se vertieron aproximadamente 46,914 mg de Dx a diversos cuerpos de

agua del Estado de Morelos entre junio de 2020 a diciembre de 2022. La más alta eficiencia de

degradación fue del 100 % y se obtuvo al exponer una disolución de 10 ppm de Dx a H²O² en una

relación molar fármaco-oxidante de 1:100 y un suministro continuo de ozono por 60 min a un pH de

9. El análisis por IR mostro que las bandas características de Dx (3412 nm, 2952 nm y 2881 nm) se

reducen casi hasta nivel de ruido, sugiriendo una completa mineralización hasta CO² y H²O que se

confirmó a través de la cuantificación del Carbono Orgánico Total (COT). El análisis por HPLC y

CGEM indica que a medida que transcurre la degradación aparecen señales que corresponden a la

formación de posibles sub productos con estructuras como amidas, ácidos carboxílicos y esteres. Por

lo tanto, el acople ozono/H²O² degrada eficiente y en forma reproducible la Dx en disolución acuosa

BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA

Adsorption and Photocatalytic Degradation of Methylene Blue in Carbon Nanotubes: A Review with Bibliometric Analysis

Hugo Albeiro Saldarriaga Noreña MARIO ALFONSO MURILLO TOVAR JOSEFINA VERGARA SANCHEZ JEANNETE RAMIREZ APARICIO Lorena Magallón Cacho MARIA LUISA GARCIA BETANCOURT (2023, [Artículo])

Wastewater-containing dyes are an environmental problem. The prime source of dye pollutants is the textile industry, such as paper manufacturing, food processing, leather, pigments, etc. Dye removal from wastewater using nanotechnology has received attention in recent decades thanks to efficient nanomaterials improving traditional technologies. In recent years, multiple research reports on carbon nanotubes for dye removal and photocatalytic dye degradation provided substantial insight into the comprehension of nanotechnology and remediation. This work presents a review and bibliometric analysis of carbon nanotubes for dye removal and photocatalytic dye degradation, which have an environmental impact today. The bibliometric study showed that the current research tendency on carbon nanotubes applied in dye removal and photocatalysis is still growing. According to research, this work observed that carbon nanotubes for dye removal exhibit high removal and efficient photocatalysis activity, indicating the functionality of nanotechnology for environmental remediation. The analysis of the parameters involved in the removal studies, such as temperature and pH, showed adsorption behavior. The photodegradation of methylene blue demonstrated the photocatalytic activity of carbon nanotubes attributed to the sp2 lattice of graphitic configuration.

BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA adsorption; carbon nanotubes; methylene blue; photocatalysis; photodegradation of methylene blue

Physical–Chemical Assessment of Azo Dye Basic Violet I (BVI) Discoloration Using the Corona Plasma in Batch and Flow Systems

Josefina Vergara Sanchez CESAR TORRES SEGUNDO Hugo Albeiro Saldarriaga Noreña (2024, [Artículo])

The decolorization of the Basic violet I (BVI) dye when interacted with a corona discharge is studied in the present work, taking in account two systems, batch and flux. The current and voltage were measured during the whole process in which a corona plasma was generated, with an applied power of 51.9 and 167.72 W where the transport gas was air. A batch reactor and a flow reactor were used, where 500 and 5000 mL of

samples were treated, respectively. Optical emission spectra (OES) were measured where the oxidizing species ・OH were at wavelengths of 307.597 and 310.148 nm, associated with the A2Σ+ − X2Π transition. The absorption spectra for the batch system showed a discoloration of 85.7% in the first 10 min, while in the flow system, the absorption was 93.9% at the same time and 4.5% at the same time by conventional heating. Characteristics of the final sample included an acidic solution with an electrical conductivity of 449.20 } 55.44 and 313.6 } 39.58 μS/cm, a dissolved oxygen concentration of 7.74 } 0.2 and 6.37 } 0.23 mg/L, an absorbance of 0.04 } 0.01 and 0.03 } 0.01 au, with turbidity measuring 1.22 } 1.59 and 10.34 } 4.96 NTU, and an energy cost of 1.1 × 10−1 and 6.3 × 10−1 g/kWh in the batch and continuous flow systems, respectively. The interaction of the corona plasma with water promoted the production of reactive species, resulting in the discoloration of the Basic Violet I dye.

BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA anions, degradation, dyes and pigments, electrodes, plasma

Diseño de una red de dispositivos inalámbricos para monitorear la calidad del aire en interiores

FRIDA JENNY DE LA ROSA ANDRADE (2023, [Tesis de maestría])

No cabe duda de que la contaminación ambiental siempre a existido, y es una consecuencia

producida por las diferentes actividades que el ser humano ha realizado a lo largo de su

desarrollo y evolución tecnológica, por lo que conlleva a muchas repercusiones en la

integridad física del ambiente. Las actividades de desarrollo, como la construcción, el

transporte y la fabricación, no solo agotan los recursos naturales, sino que también producen

una gran cantidad de desechos que conducen a la contaminación del aire, el agua, el suelo y

los océanos, dando pie a los problemas más preocupantes del ser humano, tal es el caso del

calentamiento global, las lluvias acidas. Hoy en día la contaminación del aire se considera

un tema de gran importancia puesto que, es uno de los principales problemas en las zonas

más urbanizadas del mundo, y se encuentra presente tanto en los países desarrollados como

en los no desarrollados, por ello surge la necesidad de conocer que tan contaminado se

encuentra el aire que se respira.

El estándar de calidad del aire es una táctica para establecer las condiciones del aire desde un

grado de pureza, hasta una calidad critica perjudicial para el deterioro de la salud humana,

haciendo referencia a la cantidad de contaminación presente en el aire, definiéndola ya sea

de alta calidad con un nivel bajo de contaminación o una mala calidad con un nivel elevado

de concentración de contaminación en el aire.

En este proyecto se diseñará una Red de dispositivos inalámbricos para el análisis y

monitoreo de la calidad del aire en interiores, con la finalidad de fungir como un medidor de

contaminación que le permita a las personas darse cuenta de que tan contaminados están sus

hogares. Por tal motivo en el desarrollo de este proyecto se hará uso de un microcontrolador

Arduino IDE, un Node-red y un phpMyadmin para el análisis y monotoreo constante de

diversos gases como CO, CO2, metano, nitrógeno y O2. Cabe mencionar que este escrito se

ha dividido en 4 capítulos en los cuales se explica detalladamente todos y cada uno de los

procesos llevado a cabo para la elaboración y el desarrollo de este proyecto.

There is no doubt that environmental pollution has always existed, and is a consequence

produced by the different activities that human beings have carried out throughout their

development and technological evolution, which leads to many repercussions on the physical

integrity of the environment. Development activities such as construction, transportation and

manufacturing not only deplete natural resources but also produce a large amount of waste

leading to pollution of air, water, soil and oceans, giving rise to to the most worrying problems

of human beings, such as global warming and acid rain. Nowadays, air pollution is considered

an issue of great importance since it is one of the main problems in the most urbanized areas

of the world, and is present in both developed and undeveloped countries, which is why the

need to know how contaminated the air you breathe is.

The air quality standard is a tactic to establish air conditions from a degree of purity to a

critical quality harmful to the deterioration of human health, referring to the amount of

pollution present in the air, defining it either high quality with a low level of contamination

or poor quality with a high level of concentration of contamination in the air.

In this project, a network of wireless devices will be designed for the analysis and monitoring

of indoor air quality, with the purpose of serving as a pollution meter that allows people to

realize how polluted their homes are. For this reason, in the development of this project, an

Arduino IDE microcontroller, a Node-red and a phpMyadmin will be used for the analysis

and constant monitoring of various gases such as CO, CO2, methane, nitrogen and O2. It is

worth mentioning that this writing has been divided into 4 chapters in which each and every

one of the processes carried out for the preparation and development of this project is

explained in detail.

BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA Red de dispositivos inalámbricos, análisis monitoreo, calidad, riesgo, contaminación. Network of wireless devices, monitoring analysis, quality, risk, contamination.

Propiedades energéticas, estructurales y dinámicas de O₂ en cúmulos y fase líquida

ANTHONI ALCARAZ TORRES (2023, [Tesis de doctorado])

El O₂ líquido se obtiene a través de la destilación fraccionada del aire licuado, en su estado fundamental es un triplete y algunas propiedades mesoscópicas dependen de su espín molecular. Cuando dos moléculas de O₂ interaccionan, sus espínes se acoplan a tres estados electrónicos. Actualmente, contamos con las superficies de energía potencial del dímero de O₂ más exactas, una por cada estado de espín. Conocer el potencial de un cúmulo arbitrario es un reto por resolver debido a que el número de estados de espín crece como 3ⁿ, donde ո es el número de monómeros. En este estudio se aborda la generalización del cálculo de la energía potencial para cada estado de espín en cúmulos de tamaño arbitrario a través de la representación desacoplada y con la aproximación por pares. Se realizó la búsqueda de los mínimos globales tanto en el trímero como en el tetrámero, donde el primero sirvió para validar la metodología utilizada con algoritmos genéticos y el segundo como el preámbulo para el estudio de cúmulos de mayor tamaño. En el tetrámero, las estructuras de los mínimos globales del singulete y triplete coinciden con la celda unitaria observada en fase épsilon: arreglos moleculares paralelos formando un romboide. En estados de multiplicidad mayor, se observaron estructuras que en parte coinciden con lo encontrado para el trímero y las cuales forman un arreglo en forma de gorro o pirámide triangular. En fase líquida resulta imposible abordar su estudio a través de la representación desacoplada como en el caso del trímero o del tetrámero. Los estudios experimentales sobre la estructura del O₂ líquido mostraron que en la primera capa hay un primer pico y un hombro juntos. Además, algunos estudios de dinámica molecular con la teoría de funcionales de la densidad no han podido reproducir el hombro. Por lo tanto, estudiamos la fase líquida del O₂ con dinámica molecular, mediante la aproximación por pares y dos formas de combinar los potenciales del dímero: 1) usando la aproximación canónica y 2) utilizando distribuciones de Boltzmann. Se analizo la estructura local del O₂, a presión atmosférica y en la región supercrítica, con funciones de distribución radial átomo-átomo y correlaciones de orientaciones como función de la distancia entre centros de masas. Se observó que las propuestas de combinaciones lineales de los potenciales del dímero reproducen la estructura local del oxígeno líquido. Sin embargo, la aproximación canónica reproduce con mayor detalle la estructura característica en primera capa, la cual se debe a la contribución de configuraciones como la X y H a distancias cortas. También se encontró que el origen del hombro se debe a configuraciones diferentes a las que habían propuesto otros autores.

BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA