Revista de la Sociedad Química del Perú

La Química, un hito de la ciencia

Síntesis y caracterización de quitosano cuaternario nativo y reticulado en polvo para su aplicación en la adsorción de aniones metálicos

La adsorción de aniones metálicos siempre ha constituido un problema en biosorción, debido a la escasez de adsorbentes cargados positivamente que permitan una adecuada interacción. La presente investigación tiene como objetivo presentar una nueva versión de adsorbentes mediante la modificación química de quitosano. Se han combinado dos reacciones para este fin: la cuaternarización mediante reacción con glicidiltrimetilamonio (QC1) y la cuaternarización acoplada a la reticulación con glutaraldehído (QC2). Se caracterizaron ambos adsorbentes mediante técnicas espectroscópicas, análisis termogravimétrico, superficie específica, microscopía de barrido electrónico y conductometría. La presente investigación fue completada con la evaluación de estos adsorbentes para la adsorción de iones oro y cromo. Los resultados son muy prometedores, sobre todo con oro, alcanzando una capacidad de adsorción de 45 mg de Au/g de adsorbente. El uso de estos adsorbentes constituyen una promesa en el área de la biosorción para la remoción de aniones de interés industrial y ambiental.

The adsorption of anionic metals has always been a problem in biosorption, due to the lack of positively charged adsorbents that allow an efficient interaction. This research proposes a new batch of adsorbents by chemical modification of chitosan. Two reactions were combined to achieve this goal: quaternarization by the reaction with glycidyltrimethylammonium (QC1) and the quaternarization coupled with the cross-linkage with glutaraldehyde (QC2). Both adsorbents were characterized by spectroscopic techniques, thermogravimetric analysis, specific surface determination, scanning electron microscopy and conductometry. This investigation was completed with the evaluation of these adsorbents for the adsorption of gold and chromium ions. The results are very promising, more with gold, achieving an adsorption capacity of 45mg Au/g of adsorbent. The use of these adsorbents constitutes a promise in the biosorption area for the removal of anions of industrial and environmental interest.

**Contribución al estudio fitoquímico del liquen Thamnolia vermicularis subsp. Vermicularis S. STR.**

En el presente trabajo se investigó al Thamnolia vermicularis (Sw.) Ach. Ex. Schaer. Subsp. Vermicularis. Se hicieron dos extracciones sucesivas por maceración con acetona; se procedió a separar diversos componentes del extracto; para ello se usaron solventes y mezclas de solventes de polaridad variable. Se aislaron y purificaron mediante técnicas cromatográficas y recristalizaciones. Finalmente, se elucidaron y se determinaron las estructuras de los sólidos obtenidos, analizando sus espectros de IR, H¹-NMR, C13-NMR y EM; estos son: compuesto H (ácido descarboxithamnólico), y el compuesto D (ácido thamnólico).

In the present work there was investigated the Thamnolia vermicularis (Sw.) Ach. Ex-. Schaer. Subsp. Vermicularis. Two successive extractions were done by maceration in acetone; one proceeded to separate diverse components of the extract, for it there were used solvents and mixtures of solvents of increasing polarity; then isolated and purified by means of chromatographic techniques and recrystallizations. Finally, they were elucidated and there decided the structures of the obtained solids; analyzing his spectra of IR, H¹-NMR, C13-NMR and SM; these are: compound H (decarboxithamnolic acid), and the compound D (thamnolic acid)

Use of basic Methylene Blue Dye for specific surface area measurement of metal hexacyanoferrate(II) complexes

A method of measuring the external specific surface area of bismuth, lead and manganese ferrocyanides is described. Basic methylene blue dye in a range of concentration in dilute aqueous solution is applied at room temperature and adsorption isotherms are determined by spectrophotometric analysis of solutions. The percentage uptake of dye was found to be maximum and minimum for manganese and lead ferrocyanides, respectively. The mode of adsorption is indicated by the type of isotherms. Methylene blue dye adsorption on these metal ferrocyanides follows Langmuir adsorption isotherm. Methylene blue appears to be adsorbed flatwise from water with an effective surface area of 130Ǻ². The specific surface area (SSA) has been calculated. The SSA was found to be 86.67, 115.69 and 144.45 m² g-1 for bismuth, lead and manganese ferrocyanides, respectively.

Preparación de partículas de quitosano reticuladas con tripolifosfato y modificadas con polietilenglicol

Se han preparado partículas de quitosano (CS) a escala nanométrica para posteriormente realizar estudios de cargado y liberación de fármacos. El quitosano fue caracterizado por FTIR y valoración conductimétrica para determinar su porcentaje de desacetilación y mediante viscosimetría para obtener su masa molar. Se aplicó el método de gelación iónica para la preparación de las partículas de CS entrecruzadas con aniones tripolifosfato (TPP) y modificadas con polietilenglicol (PEG), obteniéndose tamaños de partícula en un rango de 100 a 400nm. La caracterización de las partículas de CS-TPP modificadas con PEG se realizó usando las técnicas de DLS, TEM y FTIR. Además, se estudiaron los factores que influencian la estabilidad de las partículas de CS, como el efecto del tiempo, fuerza iónica y pH.

Chitosan(CS) particles were prepared to nanoescale for further studies of loaded and released drugs. The chitosan was characterized by viscosimetry to obtain the molar mass. Titration conductivity and FTIR were performed in able to determine the percentage of deacetylation. Ionic gelation was the method used for the preparation of CS particles cross-linked with tripolyphosphate (TPP) anions and modified with polyethylene glycol (PEG) to obtain size in a range of 100 to 400nm. Characterization of CS-TPP particles modified with PEG was performed using DLS, TEM and FTIR techniques. The factors that influence the stability of the CS particles, as the effect of time, ionic strength and pH were also studied.

Estudio de la biosorción de ion oro (III) mediante quitosano cuaternario y quitosano cuaternario entrecruzado

Se investigó la adsorción de iones oro (III) mediante quitosano cuaternario en diferentes formas: en función del pH inicial, masa de adsorbente, fuerza iónica, concentración inicial del metal, y cinética de adsorción, mediante experimentos discontinuos a temperatura ambiente. Se produjeron 4 tipos de adsorbentes: quitosano cuaternario en polvo (QC1), quitosano cuaternario en polvo y reticulado (QC2), perlas de quitosano cuaternario (QC3) y perlas de quitosano cuaternario reticulado (QC4). La máxima capacidad de adsorción siguió el orden: QC2>QC1>QC4>QC3 con valores de 500, 333, 111 y 13 mgAu/g de adsorbente, respectivamente, según las isotermas de adsorción de Langmuir, Dubinin-Raduskevich, y Freundlich. Los parámetros optimizados de pH fueron de 4 para QC1 y QC2 y un pH de 3 para QC3 y QC4. La masa de adsorbente y la fuerza iónica, tuvieron resultados negativos en la adsorción, La cinética de adsorción se ajustó al modelo de seudo segundo orden y alcanzó el equilibrio a las 3 horas para QC1 y QC2, mientras que las perlas de gel QC3 y QC4, tomaron 8 horas, debido a la difusión intraparticular del metal. Los resultados indican que estos adsorbentes son candidatos efectivos para la eliminación de iones oro (III) de soluciones acuosas.

The adsorption of gold (III) by means of quaternary chitosan with different treatments was investigated as: a function of initial pH, adsorbent mass, ionic strength, initial metal concentration, and adsorption kinetics. Batch equilibrium and kinetics experiments were performed at room temperature. Four types of adsorbents were produced: powder quaternary chitosan (QC1), powder cross-linked quaternary chitosan (QC2), gel beads of quaternary chitosan (QC3) and gel beads of cross-linked quaternary chitosan (QC4). The maximum adsorption capacity followed the trend: QC2>QC1>QC4>QC3 with values of 500, 333, 111, and 13 mgAu/g of adsorbent, respectively; according the adsorption isotherms of Langmuir, Dubinin-Radushkevich, and Freundlich. The optimized pH parameters were of 4 for QC1 and QC2, whereas a pH value of 3 was observed for QC3 and QC4. The adsorbent dose and ionic strength had a negative effect on the adsorption. The adsorption kinetics was fitted to the pseudo-second order model and achieved the equilibrium within 3h for QC1 and QC2 whereas it took 8h for QC3 and QC4, due to intraparticular diffusion. The results indicate that these adsorbents are effective candidates for the removal of gold (III) ions from aqueous solutions.

**Estudio químico del aceite esencial del fruto de Morinda citrifolia Lineo (noni)**

Las hojas y frutos de Morinda citrifolia Lineo fueron colectados en el Perú, en el departamento del Ucayali (Pucallpa). La identificación de los compuestos principales del aceite esencial de la pulpa con semillas y cáscaras del fruto fresco del noni se realizó a través del análisis del índice de Kovats; asimismo, del extracto hexánico del fruto fresco se aisló el ácido 3-epi-corosólico, el cual fue identificado por análisis espectroscópico de RMN13CRMN¹H.

The leaves and fruit of Morinda citrifolia Lineo was collected in Peru in the department of Ucayali (Pucallpa). The identification of major compounds of essential oil from the pulp with seeds and peel fresh noni fruit was done through analysis of Kovats index; also the hexane extract of fresh fruit was isolated 3-epi-corosolic acid, which was identified by spectroscopic analysis of the RMN 1 3C RMN 1H.

**Sustitución parcial de harina de trigo Triticum aestivum L. por harina de kiwicha Amaranthus caudatus L., usando el método directo y esponja y masa, en la elaboración de pan**

El presente estudio evaluó el efecto de la sustitución parcial de harina de trigo por harina de kiwicha de la variedad Óscar Blanco (provincia de Huaraz - Departamento de Ancash) en la elaboración del pan, para lo cual se planteó diez tratamientos que involucraron dos métodos de panificación (directo y esponja y masa) y cinco niveles de sustitución (al 5%, 10%, 15% y 20%), incluyendo el testigo sin sustitución. El arreglo factorial, con un diseño completamente al azar, reveló que el pan preferido se alcanzó con el método esponja y masa para un nivel de sustitución al 10%. Para la elaboración de este producto se siguieron las siguientes operaciones: pesado, amasado, primera fermentación, amasado-sobado, división-formado, fermentación y horneado. Las harinas, para cada nivel de sustitución, fueron evaluadas por medio de análisis fisicoquímico, químico y microbiológico. El comportamiento de las masas, para cada nivel de sustitución, fue determinado mediante análisis fisicoquímico, químico (humedad) y reológico. Por último, a los panes obtenidos mediante cada tratamiento, se realizaron análisis físico, fisicoquímico, químico, organoléptico y biológico. Finalmente, el pan preferido mostró un valor de PER de 0,76.

This study assessed the effect of partial replacement of wheat flour with amaranth flour from Oscar Blanco variety (province of Huaraz - department of Ancash) in breadmaking, which was raised to ten treatments involving two methods of bread baking (direct and sponge and dough) and five levels of replacing (at 5%, 10%, 15% and 20%), including the control without replacement. The factorial arrangement in a completely randomized design reveals that the preferred bread was reached with sponge and dough method for a replacement level of 10%. For the elaboration of this product, the following steps were: weighing, mixing, first fermentation, mixing, kneading, split and formed, fermentation and baking. The flours, for each level of substitution, were evaluated by physicochemical, chemical and microbiological analysis. The behaviour of the masses for each level of substitution was determined by physicochemical, chemical (humidity) and rheological analysis. Finally, breads obtained by each treatment were analyzed physically, physicochemically, chemically, biologically and with sensory evaluation. Finally, the preferred bread showed a protein efficiency ratio value of 0,76.

**Aislamiento del ácido úsnico de Flavoparmelia caperata y su determinación cuantitativa por espectroscopía UV, en diez líquenes**

El aislamiento del ácido úsnico se realizó a partir del liquen Flavoparmelia caperata, mediante extracción por maceración usando cloroformo a temperatura ambiente. El compuesto aislado denominado S2 fue purificado mediante técnicas cromatográficas y subsecuentes recristalizaciones, obteniendo el ácido úsnico puro. La elucidación del ácido fue realizada por técnicas espectroscópicas IR, H¹-NMR, C13-NMR y EM. La cuantificación de este ácido fue evaluado por espectroscopía ultravioleta-visible, y fue aplicada a los siguientes líquenes: Flavoparmelia caperata, Flavoparmelia cucullata, Xanthoparmelia conspersa, Alectoria ochrolechia, Hypotrachyna paramense, Psiloparmelia denotata, Psiloparmelia distincta (familia parmeliaceae); Thamnolia vermicularis subsp. Vermicularis, Thamnolia vermicularis subsp. Solida (familia siphulaceae); Cladina arbusculata (familia cladoniaceae) y Stereocaulon vesuvianum (familia stereocaulaceae).

The isolation of the usnic acid was realized from the lichen Flavoparmelia caperata by extraction - maceration with chloroform at room temperature. The isolated compound called S2 was purificated by chromatography techniques and several recristalizations. The elucidation was determined by spectroscopy techniques: IR,¹H-NMR, 13C-NMR and MS. The quantitative analysis of this acid was tested by UV spectroscopy and it was applied a the following lichens: Flavoparmelia caperata, Flavoparmelia cucullata, Alectoria ochrolechia, Xanthoparmelia conspersa, Hypotrachyna paramense, Psiloparmelia denotata, Psiloparmelia distincta (familia parmeliaceae); Thamnolia vermicularis subsp. Vermicularis, Thamnolia vermicularis subsp. Solida (familia siphulaceae); Cladina arbusculata (familia cladoniaceae) and Stereocaulon vesuvianum (familia stereocaulaceae).

Síntesis y caracterización de nanopartículas de ferrita de cobalto obtenidas por el proceso sol-gel

En el presente trabajo se realizó una coprecipitación de sales de hierro (II) y cobalto (II) en medio alcalino y de nitratos, usando como surfactantes al bromuro de cetiltrimetilamonio (CTAB) y al ácido oleico, para así obtener una dispersión homogénea de tamaños de partícula. El análisis estructural se realizó por difracción de electrones, concluyendo que la estructura era FCC, mientras que el análisis morfológico se realizó por microscopía electrónica, obteniéndose un tamaño de partícula de 4 y 10 nm para el ácido oleico y el CTAB, respectivamente. Los espectros FTIR confirmaron algunos picos característicos de la ferrita de cobalto, así como el tipo de coordinación del surfactante a la superficie de la partícula.

In order to achieve a monodispersed distribution of particle diameters, a coprecipitation process of iron (II) and cobalt (II) salts in alkaline and nitrate media was perform, using cethyltrimethylammonium bromide (CTAB) or oleic acid as surfactants. The structural characterization of the precipitate was made by electron diffraction, concluding that the structure of the solid was FCC, whereas the morphological characterization was made by transmission microscopy, obtaining 4 nm and 10 nm main diameters with oleic acid and CTAB, respectively. The FTIR spectra confirmed some characteristic peaks of the cobalt ferrite and the type of coordination of the surfactants onto the particle surface.

Extracción y caracterización del aceite delas larvas del Tenebrio molitor

Los aceites comestibles insaturados son muy apreciados por el público; en el presente estudio se extrajo el aceite de las larvas del coleóptero Tenebrio molitor. Se determinó un porcentaje de grasa de 38,44%. En el aceite se determinó los índices de saponificación (192 mg KOH/g de grasa), yodo (89,8 g I/100 g de grasa), acidez (1,65%) y peróxidos (2,4 meq O2/kg de grasa). Los resultados de la cromatografía de gases del aceite mostraron que contenía 77,93% de ácidos grasos insaturados. La prueba de toxicidad oral aguda no presentó reacciones adversas en los animales utilizados.

The unsaturated edible oils are very appreciated by the public, in the present study the oil from the larvae of the coleopteran Tenebrio molitor was extracted. The fat percentage determined was 38,44% . The indexes determined were saponification (192 mg KOH/g of fat), iodine (89,8 g I/100 g of fat), acidity (1,65%) and peroxide (2,4 meq O2/kg of fat). The gas chromatography results of the oil showed that it contained 77,93% of unsaturated edible oils. The acute oral toxicity test did not show adverse reactions in the animals used.