Diseño y Desarrollo de Nuevas Entidades Químicas de Interés Farmacéutico. Design and Development of New Chemical Entities of Pharmaceutical Interest.

Este proyecto de investigación se basa fundamentalmente en diversas actividades concernientes a la investigación y desarrollo de nuevos fármacos. Estos estudios se llevan a cabo sobre nuevos derivados de las siguientes drogas líderes utilizadas en el tratamiento del SIDA: zidovudina (AZT), lamivudina (3TC), didanosina (ddI) y un tipo particular de Inhibidores No Nucleosídicos de la Transcriptasa Reversa (INNTR) conocidos como "diarilpirimidinas" (DAPYs). Se plantean para el presente proyecto los siguientes objetivos específicos:1. Diseño racional y síntesis de nuevos compuestos,2. Evaluación de actividades biológicas y citotoxicidad,3. Estudio de las propiedades fisicoquímicas de interés biológico y farmacéutico,4. Estudios farmacocinéticos y biofarmacéuticos.De esta manera, se ha considerado un estudio integrador, tendiente a conocer y entender el posible comportamiento en el organismo de nuevas entidades químicas de interés farmacéutico (NEQF). Así, nuestra hipótesis de trabajo se sustenta en que la variación de las propiedades fisicoquímicas y farmacocinéticas de las drogas actualmente en uso o en etapas de experimentación, podrá incidir favorablemente en la farmacoterapia del SIDA.Cabe destacar que la aplicación de diversos métodos computacionales, constituye una herramienta muy importante que se utilizada para cada uno de los objetivos planteados ya que brinda información complementaria y una ayuda invalorable para el diseño racional de drogas.Así, se diseñarán, prepararán y caracterizarán NEQF, estudiando en detalle sus propiedades moleculares. Se espera que la información generada represente una contribución para el desarrollo de nuevas opciones terapéuticas efectivas frente al agente causativo del SIDA, enfermedad para la cuál la opción de una terapia efectiva está lejos de ser la ideal.Como el proyecto se desarrolla dentro de un ámbito académico, las actividades previstas permitirán a los becarios y tesistas: 1) ampliar y profundizar los conocimientos teóricos relacionados con los temas de estudio; 2) desarrollar su capacidad creativa; 3) posibilitar el trabajo multidisciplinario. Es decir, se formarán recursos humanos altamente capacitados en el diseño y desarrollo de NEQF, finalizando las tesis doctorales en ejecución e incorporando nuevos jóvenes farmacéuticos.A partir de los resultados que se logren en el campo científico y académico, se espera contribuir a la promoción del conocimiento en el área del diseño y del desarrollo de Compuestos Farmacéuticos Activos. Es de nuestro especial interés que los resultados lleven a un posicionamiento del grupo en el área de la Química Medicinal, de la Bioorgánica y de la Biofarmacia.Con relación a la importancia del proyecto, cabe destacar que la Química Medicinal es una disciplina poco desarrollada en nuestro país, por lo tanto contribuirá no sólo a la generación de conocimiento en el área, sino también a la formación de recursos humanos. Cabe destacar la participación de jóvenes farmacéuticos que son los beneficiarios de dicho proceso de formación. Por otra parte, el desarrollo de NEQF conlleva en sí mismo un impacto social y económico importante, y redunda en beneficio de la salud de la población. Teniendo en cuenta la realidad actual, y considerando que la solución final para el tratamiento del SIDA aún no se ha alcanzado, optimizar la actividad/efectividad de fármacos conocidos y estudiar nuevas moléculas que actúen sobre diversas dianas biológicas constituye una esperanza para el tratamiento eficaz de esta enfermedad. Finalmente, teniendo en cuenta que la finalidad del proyecto es desarrollar nuevos agentes anti VIH con potencial aplicación clínica, es de esperar poder interaccionar con la industria farmacéutica y transferir los resultados a la misma.

Evaluación de aspectos agronómicos, químicos-nutricionales y tecnológicos de lupinos y quínoas. Agronomic, chemical-nutritional and technological evaluation of lupin and quinoa grain crops.

Este proyecto desarrolla estudios multidisciplinarios para contribuir con información avalada por métodos científicos, a propuestas de desarrollos regionales agronómicos y de tecnología de alimentos en la provincia de Córdoba. Se propone realizar evaluaciones de factibilidad de cultivo de variedades de lupinos y quínoas en parcelas experimentales y huertas, verificar las características químico-nutricionales de los granos y establecer mecanismos tecnológicos, para poder presentar productos alimenticios viables de comercialización. Estos granos, poco conocidos en los hábitos nutricionales actuales, fueron considerados desde la antigüedad por distintas civilizaciones, como importantes fuentes de alimento vegetal. En la actualidad la necesidad de contar con nuevas fuentes de alimentos provenientes de sistemas auto-sustentables y manufacturación artesanal, ha llevado investigar alternativas de nuevos cultivos y a revalorizar aquellos que han sucumbido a las tecnologías modernas. Tanto los granos de quínoa como la de los lupinos han cobrado interés a nivel internacional por su alto valor nutricional, farmacológico y por sus cualidades de plantas rústicas a los manejos de cultivo. Es por esas razones, que se propone desarrollar un proyecto de investigación con transferencia de tecnología, para contar con experiencias que permitan establecer los lineamientos agronómicos y de tecnología de alimentos necesarios para promover los granos de lupinos y quínoas dentro de los planes nutricionales de nuestra sociedad. La importancia de este proyecto se fundamenta en la necesidad de buscar nuevas alternativas de cultivos que se adapten a los recursos de clima y suelo en áreas rurales de las sierras de Córdoba y promover nuevos emprendimientos relacionados con los sectores agrícolas y de la alimentación. Para su mejor desarrollo el proyecto está diagramado en tres módulos que cubren las siguientes áreas: Módulo 1, ensayos de cultivo en parcelas experimentales y huertas comunales; Módulo 2, análisis químicos-nutricionales; Módulo 3, diseño y adaptación de equipamiento para la manufacturación de alimentos. La metodología de investigación está ampliamente respaldada por la experiencia que cuenta el equipo de trabajo en los módulos propuestos y que puede ser verificada en la producción científica plasmada en trabajos publicados en revistas con referato nacionales e internacionales, presentaciones a congresos y direcciones de tesis.

Dinámica y cinética de los procesos físicos y químicos del radical OH con compuestos orgánicos volátiles (COVs) de relevancia atmosférica. Dynamics and kinetics of the physical and chemical processes of OH radicals with atmospheric relevant volatile organic compounds (VOCs)

El objetivo del presente proyecto es estudiar los procesos físicos y químicos del radical OH con compuestos orgánicos volátiles (COVs), con los cuales sea factible la formación de agregados de van der Waals (vdW) responsables de la curvatura en los gráficos de Arrhenius, empleando técnicas modernas, complementarias entre si y novedosas en el país. El problema será abordado desde tres perspectivas complementarias: 1) estudios cinéticos, 2) estudios mecanísticos y de distribución de productos y 3) estudios de la dinámica de los procesos físicos y químicos. La finalidad es alcanzar una mejor comprensión de los mecanismos que intervienen en el comportamiento químico de especies presentes en la atmósfera y obtener datos cinéticos de alta calidad que puedan alimentar modelos computacionales capaces de describir la composición de la atmósfera, presente y futura. Los objetivos son estudiar: 1) mediante fotólisis láser pulsada con detección por fluorescencia inducida por láser (PLP-LIF), en reactores de flujo, la cinética de reacción del radical OH(v”=0) con COVs que presentan gráficos de Arrhenius curvos con energías de activación negativas, tales como alcoholes insaturados, alquenos halogenados, éteres halogenados, ésteres alifáticos; 2) en una cámara de simulación de condiciones atmosféricas de gran volumen (4500 L), la identidad y el rendimiento de productos de las reacciones mencionadas, a fines de evaluar su impacto atmosférico y dilucidar los mecanismos de reacción; 3) mediante haces moleculares y espectroscopía láser, la estructura y reactividad de complejos de vdW entre alcoholes insaturados o aromáticos (cresoles) y el radical OH, como modelo de los aductos propuestos como responsables de la desviación al comportamiento de Arrhenius de las reacciones mencionadas; 4) mediante PLP-LIF y expansiones supersónicas, las constantes específicas estado a estado (ksts) de relajación/reacción del radical OH(v”=1-4) vibracionalmente excitado con los COVs mencionados. Los resultados experimentales obtenidos serán contrastados con cálculos ab-initio de estructura electrónica, los cuales apoyarán las interpretaciones, permitirán proponer estructuras de estados de transición y aductos colisionales, como así también calcular las frecuencias de vibración de los complejos de vdW para su posterior asignación en los espectros LIF y REMPI. Asimismo, los mecanismos de reacción propuestos y los parámetros cinéticos medidos experimentalmente serán comparados con aquellos obtenidos por cálculos teóricos. The aim of this project is to study the physical and chemical processes of OH radicals with volatile organic compounds (VOCs) with which the formation of van der Waals (vdW) clusters, responsible for the observed curvature in the Arrhenius plots, might be feasible. The problem will be addressed as follow : 1) kinetic studies; 2) products distribution and mechanistic studies and 3) dynamical studies of the physical and chemical processes. The purpose is to obtain a better understanding of the mechanisms that govern the chemical behavior of species present in the atmosphere and to obtain high quality kinetic data to be used as input to computational models. We will study: 1) the reaction kinetics of OH (v”=0) radicals with VOCs such as unsaturated alcohols, halogenated alkenes, halogenated ethers, aliphatic esters, which show curved Arrhenius plots and negative activation energies, by PLP-LIF, in flow systems; 2) in a large volume (4500 L) atmospheric simulation chamber, reaction products yields in order to evaluate their atmospheric impact and reaction mechanisms; 3) using molecular beams and laser spectroscopy, the structure and reactivity of the vdW complexes formed between the unsaturated or aromatic alcohols and the OH radicals as a model of the adducts proposed as responsible for the non-Arrhenius behavior; 4) the specific state-to-state relaxation/reaction rate constants (ksts) of the vibrationally excited OH (v”=1-4) radical with the VOCs by PLP-LIF and supersonic expansions. Ab-initio calculations will be carried out to support the interpretation of the experimental results, to obtain the transition state and collisional adducts structures, as well as to calculate the vibrational frequencies of the vdW complexes to assign to the LIF and REMPI spectra. Also, the proposed reaction mechanisms and the experimentally measured kinetic parameters will be compared with those obtained from theoretical calculations.

A comparative study of the physical, chemical and microbiological status of soils, as influenced by conventional and reduced tillage

Historically, shifts to reduced and no-tillage management for production of crops were fostered by needs to decrease soil erosion and loss of organic matter, reduce fuel and labour costs and conserve soil water, as compared with conventional fallow tillage management. Recent interest in maintaining soil quality has been stimulated by a renewed awareness of the importance of soil condition to both the sustainability of agricultural production systems and environmental quality (Doran and Parkin, 1996). The aim of this project was to determine the impact on the physical, chemical and microbiological status of the soil of conventional and reduced tillage. It has been suggested that the reduced soil disturbance associated with the tine cultivator improves soil structure, increases nutrient content in the top 10cm of soil, increases microbial activity and improves physical characteristics. From this study it was determined that the environmental benefits linked to reduced tillage in literature, did not develop in the first two years of this programmes implementation. The results of this study determined that soil nutrients did not increase in concentration in the top 10 cm of soil under reduced cultivation. The only exception was exchangeable potassium. As potassium is not a mobile nutrient its movement is dependent on soil disturbance, therefore under reduced cultivation its concentration was allowed to accumulate in the upper horizon of the soil profile. Microbial activity was greater in the conventionally tilled treatments, as determined by total aerobic bacterial numbers. This could be due to the increased rates of soil aeration in this treatment. Numbers of aerobic bacteria were greater in the conventional tillage treatments at both incubation temperatures of 22 and 32° C. The physical characteristics of the soil determined, indicate that below the depth of soil cultivation, cone penetration resistance increases. Therefore the reduced cultivation treatments would be more prone to soil compaction, higher in the soil profile.

Synthesis of integrated chemical processes for the production of single enantiomers

Magdeburg, Univ., Fak. für Elektrotechnik und Informationstechnik, Diss., 2011

Convex and toric geometry to analyze complex dynamics in chemical reaction systems

Convex cone, toric variety, graph theory, electrochemical catalysis, oxidation of formic acid, feedback-loopsbifurcations, enzymatic catalysis, Peroxidase reaction, Shil'nikov chaos

Impact of casting parameters and chemical composition on the solidification behaviour of Al-Si-Cu hypoeutectic alloy

Magdeburg, Univ., Fak. für Maschinenbau, Diss., 2010

Finite element analysis for flows in chemical reactors

Magdeburg, Univ., Fak. für Mathematik, Diss., 2010

Design and control of combined chemical processes for the production of pure enantiomers

Magdeburg, Univ., Fak. für Elektrotechnik und Informationstechnik, Diss., 2013

Untersuchung zur Anwendung des Modells "Chemical Leasing" im Vertrieb von Kunststoffgranulat

Der Themenschwerpunkt dieser Arbeit ist das Chemical Leasing. Es wird untersucht, ob dieses Geschäftsmodell auch für den Vertrieb von Kunststoffgranulat genutzt werden kann. Der Fokus liegt auf dem Kunststoff Polypropylen (PP). Der Einsatz des Geschäftsmodell Chemical Leasing wird anhand der Kriterien: Potential des Materials, Wichtigkeit des Prozessschritts, Grad der Spezialisierung und der Verfügbarkeit von geeigneten Partnern vollzogen. Dabeiwird insbesondere aus der Sicht des Rohstoffherstellers berichtet. In dem Verarbeitungsschritt „Compoundieren“ werden bei dem Rohstoffhersteller modifizierte Polypropylene hergestellt. Ist es durch die Compoundveredelung möglich das Potential des Polypropylen zu ändern? Da in dieser Untersuchung der Automobilbau und seine Zulieferstruktur betrachtet werden, wird an den beteiligten Unternehmen dieser Lieferkette geprüft,wo der Grad der Spezialisierung und die Wichtigkeit des Prozessschritts für die jeweiligen Unternehmen liegen. Die gesamte Betrachtung bezieht sich dabei auf den Verarbeitungsschritt Spritzgießen. Die Arbeit zeigt an zwei Praxisbeispielen wie der Grundgedankedes Chemical Leasing (je weniger desto besser)mit den passenden Kunststoffprodukten positiv umgesetzt werden kann. Durch die Analyse der einzelnen Zulieferbetriebe kann schlussendlich festgelegt werden, bei welchen Kunden die Umstellung auf das Chemical Leasing erfolgreich sein wird.Der Vertriebsablauf wird sich durch den Einsatz von Chemical Leasing ändern, es wird aufgezeig twelche Maßnahmen ergriffen werden müssen,um diesem Wandel gewappnet zu sein.Die Arbeit zeigt, dass der Vertrieb von Kunststoffgranulat mit Chemical Leasing möglich ist.

Multisite phosphorylation in (bio-)chemical reaction networks : multistationarity and robustness

Magdeburg, Univ., Fak. für Elektro- und Informationstechnik, Diss., 2014

Doses and methods of distribution of potassium chloride on soybean crop (Glycine max (L.) Merrill) in a red latosol, affecting soil salinity, grain production and chemical composition of leaves

The present work deal t wi th an experiment under field conditions and a laboratory test of soil incubation the objectives were as follows: a. to study effects on soybean grain product ion and leaf composition of increasing doses of potassium chloride applied into the soil through two methods of distribution; b. to observe chemical modifications in the soils incubated with increasing doses of potassium chloride; and, c. to correlate field effects with chemical alterations observed in the incubation test, The field experiment was carried out in a Red Latosol (Haplustox) with soybean cultivar UFV - 1. Potassium chloride was distributed through two methods: banded (5 cm below and 5 cm aside of the seed line) and broadcasted and plowed-down. Doses used were: 0; 50; 100 and 200 kg/ha of K2O. Foliar samples were taken at flowering stage. Incubation test were made in plastic bags with 2 kg of air dried fine soil, taken from the arable layer of the field experiment, with the following doses of KC1 p,a. : 0; 50; 100; 200; 400; 800; 1,600; 3.200; 6,400 and 12,800 kg/ha of K(2)0. In the conditions observed during the present work, results allowed the following conclusions: A response by soybean grain production for doses of potassium chloride, applied in both ways, banded or broadcasted, was not observed. Leaf analysis did not show treatment influence over the leaf contents for N, P, K, Ca, Mg, and CI, Potassium chloride salinity effects in both methods of distribution for all the tested closes were not observed.

Spatio-temporal pattern formation in microemulsions under different physical and chemical conditions

Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Fakultät für Naturwissenschaften, Dissertation, 2016

American medical botany :being a collection of the native medicinal plants of the United States, containing their botanical history and chemical analysis, and properties and uses in medicine, diet and the arts /by Jacob Bigelow.

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