aumenta la temperatura.

La explicacin es que

muonio se mueve

rpidamente entre los

dos tomos de bromo,

forman una estructura

intermedia, un ismero

isotpico (BrMuBr),

unidos por un enlace de

vibracin temporal. Esta

fuerza disminuye la en-

erga total de la estructu-

ra BrMuBr y la velocidad

de la reaccin, a pesar de

que la temperatura au-

menta. Fleming, con los

clculos de ambos exper-

imentos , lleg a la con-

clusin de que muonio y

bromo estaban forman-

do este nuevo tipo de

enlace. Se espera que los

estudios futuros expli-

quen si sta unin se

limita a muonio y bro-

mo, o si se pueden ob-

servar en otros ele-

mentos con diferencias

similares en masa.

Un nuevo tipo de enlace

qumico podra aadirse

a la lista de los enlaces

ya conocidos, es lo que

un estudio realizado por

un grupo de qumicos

propone. Se llama enlace

vibracional, y consiste en

el movimiento rpido de

un tomo de peso ligero

entre dos tomos pe-

sados. Donald Fleming,

un qumico de la Univer-

sidad de British Colum-

bia, y sus colegas traba-

jaron con este enlace en

1989, en un experimento

en un acelerador nuclear

en Vancouver. El enlace

se predijo unos aos an-

tes por otros qumicos;

pero el equipo y la

tecnologa necesaria no

estaba disponible. Sin

embargo, con el avance

de estos recursos, Flem-

ing y su equipo fueron

capaces de ejecutar el

experimento de nuevo

hace tres aos en el

acelerador nuclear en el

Laboratorio Rutherford

Appleton en Inglaterra,

para confirmar la ex-

istencia de este vnculo.

El enlace de vibracin se

produce entre un tomo

de muonio (Mu) y dos

tomos de bromo.

Muonio es un tomo

extico sintetizado en el

laboratorio, que tiene un

ncleo antimun en r-

bita por un electrn. Al

principio, los qumicos

esperaban que muonio y

los dos tomos de bro-

mo interactuaran a

travs de fuerzas de Van

der Waals. Sin embargo,

se dieron cuenta de que

era a travs de enlaces

vibracionales.

El aspecto curioso de

esta unin es que, a

diferencia de lo que nor-

malmente se espera en

una reaccin, la veloci-

dad de esta reaccin

disminuye a medida que

Nuevo enlace vibracional

ACS UPR-Ag

Divisin de Qumica Verde enero-mayo 2015 Octava edicin

La Idea Qumica

En esta edicin:

Qumica en el espacio 2-3

Mayor rendimiento de

protenas en levadura 4

Sntesis de Ibuprofeno en 3

minutos 5

Deshirviendo la clara del

huevo 6

Nano-taladros utilizados para

el anlisis de ADN 6

Demostraciones: Climate

Science 7

Cristina C. Torres Cabn, Editora

Hola! En esta edicin, la qumica se encuentra a escala macro y micro,

presente en avances en las ramas de astronoma y biologa.

Consejera: Dra. Brenda J. Ramos Santana

Por Arlyn Padn | Miembro activo de ACS UPR-Ag

Enlace vibracional. ChemistryViews

Las molculas y com-

puestos orgnicos son

la unidad bsica de la

vida aqu en la Tierra,

pero, qu significara

encontrar molculas

orgnicas ms all, en

el espacio?

El Curiosity rover de la

NASA es un laboratorio

mvil sofisticado, equi-

pado con un

cromatgrafo de gas,

un espectrmetro de

masas, y un espec-

trmetro lser adjusta-

ble. Este fue enviado en

una misin a Marte con

estos instrumentos de

precisin a identificar

cualquier compuesto

orgnico, indicando la

posibilidad de procesos

biolgicos, o la sos-

tenibilidad de com-

puestos frgiles en las

rocas superficiales de

Marte.

Para nuestra sorpresa

se encontr que Marte

ha estado resoplando

eructos de metano

peridicamente,

aunque en concentra-

ciones pequeas. En la

Tierra, el metano es

producido como prod-

uct secundario de or-

ganismos vivos o de los

restos de estos; as que

es de esperarse que sur-

ja la pregunta: son es-

tos eructos de metano

una seal de vida micro-

biana en Marte? Los

cientficos trabajando

en este proyecto creen

que, aunque existe la

posibilidad, no nece-

sariamente. El metano

tambin puede surgir

como producto de otras

reacciones qumicas. En

este caso puede ser

agua interactuando con

minerales bajo la super-

ficie, o metano es-

capando de estructuras

parecidas a jaulas de

hielo.

Por otro lado, la razn

por la que metano est

asociado a temas de

cambios climticos y de

calentamiento global es

porque tambin puede

ser producido por

fuentes de actividad

humana y puede ser

estable en la atmsfera

hasta un promedio de

12 aos, capturando

ms radiacin que in-

cluso el CO2. Esta esta-

bilidad estudiada por

qumicos atmosfricos

en la Tierra sugiere que,

en Marte, pueden ser

hasta 300 aos; por lo

que, aunque se crea

que haba una ausencia,

es claro ahora que algo

ha estado activamente

producindolo por un

tiempo, ya sean organ-

ismos vivos u otra

fuente.

Por ms interesante

que sea este hallazgo,

no es la nica sorpresa

que el Curiosity rover ha

descubierto en Marte.

De acuerdo a NASA,

Curiosity ha ayudado a

los cientficos a identi-

ficar azufre, nitrgeno,

hidrgeno, oxgeno,

fsforo, carbn, y hasta

agua. La verdadera

pregunta es si han exis-

tido alguna vez condi-

ciones habitables ca-

paces de sostener vida

en Marte. Por lo que

sabemos, todava se

necesitan anlisis adi-

cionales y futuras inves-

tigaciones. Lo que s

podemos concluir es

que cada vez estamos

ms cerca de nuevos

descubrimientos en los

cuales la qumica y sus

tcnicas juegan un

papel esencial.

Molculas orgnicas encontradas en el espacio: metano en Marte Por Kelly Ann Vega | Miembro activo de ACS UPR-Ag

Metano. Deconceptos

Qumica en el espacio

Un selfie del Curiosity Mars

Rover. NASA

Encontrar com-

puestos orgnicos en

un cometa no es algo

nuevo; sin embargo,

nunca antes se haban

podido tomar las me-

didas con una as-

tronave, como lo fue

Philae. Esta logr

aterrizar en el cometa

67P/Churyumov-

Geresimenko el 12 de

noviembre de 2014

despus de 10 aos

de travesa, nos infor-

ma la Agencia Espa-

cial Europea.

Lamentablemente,

Philae se qued sin

bateras poco

despus de aterrizado

y haber enviado los

resultados, ya que las

temperaturas a las

que est segn su

posicin, ocultado por

un acantilado, no son

suficientes para ali-

mentar a sus paneles

solares. Los cientfi-

cos trabajando en el

proyecto actualmente

estn evaluando los

datos, por lo que se

esperan obtener los

resultados de los

anlisis en el transcur-

so de los prximos

meses. Hasta ahora,

la identidad de los

compuestos no ha

sido revelada al pbli-

co. Qu importancia

puedan tener la de-

teccin e identifi-

cacin de estos com-

puestos? A medida

que los avances

tecnolgicos y tc-

nicas qumicas de

identificacin de

molculas se hacen

ms precisas, po-

dremos asociar el rol

jugado por los

cometas en proveer

algunas de las uni-

dades bsicas de la

vida a la Tierra anti-

gua.

Philae est equipado

con instrumentos

diseados para identi-

ficar con la mayor

precisin posible,

molculas orgnicas

complejas. Se espera

que pueda continuar

su misin una vez el

cometa se acerque al

sol, a riesgo de que

las temperaturas en-

tonces se tornen muy

altas.

Aunque todava no

sabemos con certeza

qu tipo de com-

puestos fueron halla-

dos, esto ha sido un

gran avance tecno-

lgico que abre las

puertas a la investi-

gacin desde el as-

pecto qumico, ms

all de la Tierra, y en

lugares tan remotos

como lo es el cometa

67p, movindose a

66,000 km/h a 500

millones de km de la

Tierra. El futuro

parece prometedor y

debemos reconocer

este logro como un

evento histrico tanto

para la tecnologa co-

mo para la qumica,

como expansin de

sus limitaciones.

Molculas orgnicas encontradas en el espacio: aterrizaje de Philae en cometa

y deteccin de compuestos orgnicos

Qumica en el espacio

Philae. ESA

Philae. ESA

El centro de la Va Lctea

probablemente posee un

olor a ron y sabor a fram-

buesas. Esto se debe a que

han encontrado formiato

de etilo, compuesto re-

sponsable por este sabor y

olor, en una nube de polvo

conocida como Sagitario

B2.

Sabas qu?

La levadura es un microor-ganismo celular que se utiliza como fuente pri-maria para la produccin en masa de protenas. Esto se debe a que la leva-dura crece rpidamente y utiliza pocos recursos para desarrollarse, por lo que es una manera veloz y costo efectivo de produc-cin. El costo efectividad es un factor esencial, debi-do que las protenas estn envueltas en la fabricacin de numerosos productos biofarmacuticos esen-ciales en la salud. Por tal razn, la comunidad cientfica ha invertido gran cantidad de su tiem-po en hallar maneras de aumentar la taza de produccin proteica, basndose en la idea de poder acumular ms

producto fuera de la clu-la.

En la Universidad de Northwestern Keith Tyo se hall una manera de reunir ms protena sin tener que hacer que la levadura produzca ms. Durante el trabajo de in-vestigacin se revel que la levadura reabsorbe ms de la mitad de las protenas que segrega. Esto significa que a pesar de que se midan cinco gramos de protena fuera de la clula, en realidad se produjeron diez gramos de protenas, solo que los restantes cinco gramos fueron inmediatamente reabsorbidos.

En base a este hallazgo, las protenas que son res-ponsables de las funciones

de captacin (reabsorber) se localizaron y las levadu-ras fueron genticamente modificadas para evitar que se metabolice la protena, por lo tanto se obtiene un rendimiento proteico de dos a tres veces mayor, a nivel in-dustrial. Mediante este nuevo protocolo aplicado, se promueve la economa atmica, un principio pri-mordial de qumica verde, ya que este mtodo pro-picia la sntesis de protena de manera que el producto final se incorpo-ra al mximo y a su vez minimiza la formacin de subproductos.

Este descubrimiento mar-ca la diferencia, ya que si es posible recoger ms producto proteico de una levadura, esto conducira

Pgina 4 La Idea Qumica

al uso de productos biofarmacu-ticos ms baratos, como la in-sulina, los biocombustibles y el etanol. Al promover la produc-cin de biocombustibles de bajo consumo, se aplica la disminu-cin en el consumo energtico, otro principio importante de qumica verde, ya que permite desencadenar un impacto econmico y medioambiental favorable y a su vez propicia otro principio de qumica verde, gen-erar productos biodegradables. Esto garantiza que al finalizar su funcin, estos productos, no per-sistirn en el medio ambiente, sino que se transformarn en productos de degradacin que no hacen dao. El trabajo de investi-gacin recibi el premio "Editor's Spotlight" en la edicin de febrero 2015 de Biotecnologa y Bioinge-niera.

Mayor rendimiento de protenas en levadura Por Keila Y. Acevedo | Miembro activo de ACS UPR-Ag

Reta tu mente!

La sntesis qumica de

flujo continuo es una tc-

nica en la cual una mues-

tra y un disolvente pasan a

travs de una celda donde

los reactivos fluyen y se

van mezclando continua-

mente, en otras palabras

reaccionan entre s para

formar un producto. Esta

tcnica permite la prepa-

racin de compuestos de

forma automatizada, con

un alto rendimiento del

producto deseado, ms

reproducibles y seguros.

El objetivo de esta tcnica

es poder reducir los cos-

tos, reducir el tamao de

equipos de proceso, mejo-

rar la calidad del producto,

reducir el consumo de

energa, la utilizacin de

disolventes y los residuos

generados. El ibuprofeno

es un medicamento anti-

inflamatorio no esteroi-

deo que se usa para tratar

tanto el dolor de cabeza

como la inflamacin y

tambin se utiliza como

antipirtico (disminuye la

fiebre); es conocido por la

marcas comerciales como:

Advil, Motrin, Menadol,

entre otras.

Recientemente, unos in-

vestigadores del Instituto

Tecnolgico de Massachu-

setts (MIT, por sus siglas

en ingls) desarrollaron

una nueva sntesis me-

diante la tcnica de flujo

continuo logrando sinteti-

zar ibuprofeno en tan solo

3 minutos con un rendi-

miento promedio de 90%

en cada paso de la reac-

cin.

Esta nueva sntesis consta

de tres transformaciones

qumicas que tienen lugar

dentro de tres minutos (1

minuto/paso reaccin). El

primer paso de esta reac-

cin envuelve una acila-

cin Friedel-Crafts libre de

solvente entre isobutil-

benceno y cloruro de pro-

pionilo para producir un

aril cetnico. El siguiente

paso es la transposicin

1,2 del grupo arilo con

ortoformiato de trimetilo

(TMOF) y cloruro de yodo

(ICl) para la formacin de

un ster. Por ltimo, se

hidroliza el ster para for-

mar carboxilato de sodio

de ibuprofeno obteniendo

el producto deseado de

esta sntesis y libre de di-

solventes. Se obtuvo un

rendimiento global de un

83% en la sntesis de ibu-

profeno demostrando la

alta eficiencia de la tcni-

ca de flujo continuo. Esta

nueva sntesis demuestra

la capacidad de los proce-

dimientos de la tcnica de

flujo continuo para mane-

jar condiciones extremas

en la produccin de com-

puestos farmacuticos y

generar grandes cantida-

des de ingredientes far-

macuticos activos como

el ibuprofeno.

Cumpliendo con algunos

principios de la qumica

verde, en esta sntesis se

utilizaron reactivos co-

mnmente disponibles y

una cantidad mnima de

solventes. El desarrollo de

esta nueva sntesis de ibu-

profeno tiene sus ventajas

sobre un procedimiento

reportado anteriormente,

se evita el uso de cido

trflico (TfOH) y diacetato

de yodobenceno [PhI

(OAc)2]. Se logra llevar a

cabo una transposicin

oxidativa ms econmica

conduciendo a una snte-

Pgina 5

Sntesis de Ibuprofeno en 3 minutos mediante la tcnica de flujo continuo

Por Michael S. Arocho Cabn | vocal, Directiva de ACS UPR-Ag

sis ms concentrada y en un

tiempo ms corto, aumentando

el rendimiento de la reaccin,

minimizando el costo y residuos

generados. Es importante men-

cionar que los reactivos txicos y

agresivos se pudieron descargar

de forma segura y las reacciones

exotrmicas y el enfriamiento del

cloruro de aluminio (AlCl3) proce-

dieron sin problema alguno de-

mostrando la alta eficiencia de la

metodologa y procedimiento

utilizado.

2015 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim

Qumicos de Australia y de la Universidad de Cali-fornia Irvine han encontra-do la manera de deshervir la clara del huevo al desamarrar protenas por medio de un mtodo que minimiza la formacin de subproduc-tos y es ms costo efec-tivo. Esto ayudara en la produccin y el reciclaje de protenas para la indus-tria y la investigacin.

La clara del huevo se com-pone de una protena llamada lisozima que al desnaturalizarse se ob-serva de color blanco. El proceso para desamarrar

las protenas del huevo consiste en agregar una sustancia de urea que lica la protena. A nivel molecular estas protenas siguen amarradas y nece-sitan pasar por otro pro-cedimiento. Para esto se utiliza un artefacto de vrtice fluida, diseado por el profesor Colin Ras-ton en su Laboratorio en la Universidad de Flinders en Australia del sur. Este artefacto acta aplicando esfuerzo cortante (resultado de tensin par-alela) dentro de las peque-as capas microfluidas para as desamarrar las

protenas y deshervir la clara del huevo en su to-talidad.

La utilidad que esto tendr ser darle uso a protenas que no se podan utilizar o que sim-plemente tomaban mu-cho tiempo y dinero para recuperar. Al poder rear-reglar protenas se podr adaptar en uso para as abaratar el costo a medicamentos. Por ejem-plo, reformar las protenas que comnmente pro-ducen levaduras y E. coli para manufacturarlos de una manera menos cos-tosa y ms rpida. Esto

Deshirviendo la clara del huevo

Pgina 6 La Idea Qumica

beneficiara en gran manera a la industria global de la bio-tecnologa y a su vez a los con-sumidores.

Por Mara L. Gonzlez Lpez | Miembro activo de ACS UPR-Ag

UC Irvine

El investigador Lennart de

Vreede desarroll un mtodo

que podra ser utilizado para

el anlisis de ADN, ya que

puede reducir la dificultad de

otros procesos. Este ocurre a

una escala nano, por lo tanto

requiere algun tipo de instru-

mentacin para apreciarlo. El

objetivo de este procedimien-

to es poder leer las secuen-

cias de los nucletidos, que

son los grupos de molculas

orgnicas que forman las ca-

denas de ADN. Con este

mtodo, se puede reducir los

efectos que normalmente un

procedimiento similar tendra

sobre el ambiente.

El investigador Lennart de

Vreede y sus colegas han

encontrado que partculas de

oro se pueden utilizar para

taladrar orificios con un

ancho de solo nanmetros a

la superficie de materiales

cermicos como el dixido de

silicio (SiO2 o slice). Este pro-

ceso ocurre cuando se calien-

tan discos microscpicos de

oro por varias horas sobre la

superficie del slice, lo cual

causa que el oro atraviese de

manera perpendicular el

compuesto en forma de es-

feras. Mientras la esfera va

penetrando la slice, esta va

reduciendo en tamao hasta

que eventualmente esta se

evapore. Esto se puede utilizar

para la secuenciacin del ADN,

ya que se puede extraer una

cadena de ADN y se puede

analizar cada nucletido se-

guidamente a travs de uno de

los orificios que se hayan for-

mado. Resultados como estos

normalmente se pueden alcan-

zar con procesos complejos, a

diferencia de este procedi-

miento que en 9 horas puede

llegar a una profundidad de

800 nanmetros y un ancho de

25 nanmetros.

En el aspecto de qumica

verde, este mtodo de anlisis

sigue con el principio de mini-

mizar el potencial de acci-

dentes qumicos ya que el

oro es inerte y buen con-

ductor de calor. Sin embar-

go, este procedimiento no

sigue con otros de los prin-

cipios tales como utilizar

una materia prima renova-

ble, ya que el oro es un

metal raro, y disminuir el

consumo energtico, ya

que se debe de incrementar

el calor para que el oro

pueda atravesar el slice.

Nano-taladros utilizados para el anlisis del ADN Por Kristos I. Negrn Tern | Miembro activo de ACS UPR-Ag

Pgina 7 Octava edicin

Demostracin: Qu hay en mi lluvia?

A. Objetivos

Ilustrar por qu cae llu-

via de las nubes.

Reflexionar en cuanto a

cmo la contaminacin

puede afectar la com-

posicin de la lluvia.

B. Materiales

1. Jarro de cristal

2. Barbasol

3. Colorante vegetal

4. Agua

C. Procedimiento

1. Llenar el jarro de cris-

tal con agua.

2. Colocar una capa fina

de barbasol sobre el

agua.

3. Dejar que los nios

vayan echando colorante

vegetal con un gotero

hasta que el barbasol se

sature y el colorante

comienza a descender.

D. Explicacin

El vapor (agua en forma

gaseosa), sube con el aire

caliente, de la superficie

de la tierra, al cielo. Mien-

tras sube, el aire se torna

ms fro, y pierde la ca-

pacidad de aguantar tan-

to vapor como el aire ca-

liente. Este cambio, inicia

la formacin de gotitas

de agua, o sea, el vapor

se condensa (pasa de

forma gaseosa a forma

lquida). Pero estas goti-

tas, como las primeras

gotitas de colorante, son

muy livianas, y se quedan

flotando en la nube. Para

caer como lluvia, muchas

gotitas se van juntando

para formar gotas ms

grandes. Y cuando ests

gotas son lo suficiente-

mente pesadas, caen, en

forma de lluvia.

Qu hay en mi lluvia?

A. Objetivo

Preparar dixido de carbono

utilizando vinagre y bicar-

bonato de sodio.

Atrapar CO2

B. Materiales

1. Una cucharadas de bicar-

bonato de sodio (baking so-

da)

2. 1.5oz de vinagre

3. Una botella de agua vaca,

limpia y seca

4. Un globo

C. Procedimiento

1. Vierte las 1.5oz de vinagre

en la botella.

2. Luego eche las dos cucharadas

de bicarbonato en el globo.

3. Rpidamente, coloque el globo

en la boca de la botella.

4. Observe.

D. Explicacin

* Una reaccin qumica es un cam-

bio en el que uno o ms tipos de

materia, se transforman en otro

tipo, o tipos de material.

* A la materia que reacciona se le

llama reactivo, y a la que resulta de

la reaccin, se le llama producto.

* En este experimento,nuestros

reactivos, bicarbonato de sodio y

vinagre reaccionaron, y formaron

dixido de carbono, acetato de

sodio y agua. Los ltimos dos

productos estn en fase lquida, y por

lo tanto se quedan en la botella. Pero

el dixido de carbono es gaseoso, y

lo atrapamos en el globo.

Bicarbonato de sodio + Vinagre

(cido actico) -------> Dixido de

carbono + Acetato de sodio (sal

disuelta en agua) + Agua

NaHCO3(s) + CH3COOH(l) ---> CO2(g) +

CH3COONa(l) + H2O(l)

Demostracin: Lquido, Slido, Gas!

Por Erika N. Ortiz | Miembro activo de ACS UPR-Ag

Visita a Escuela Festival de Qumica: El lado dulce de la qumica

Festival de la Tierra

2da Feria ACS Qumica

Verde Intercapitular

Goofy Games

2da Feria ACS Qumica

Verde

La hora de dar

Festival de la Tierra

Visita a Escuela

ACS :: Captulo UPR Aguadilla 2014-2015

ghgemissions/gases/ch4.html

The Curiosity robot confirms methane in Mars' atmosphere which may hint that existed life. (2015, febrero 27). Recuperado de Phys.org: phys.org/news/2015-02-curiosity-robot-methane-mars atmosphere.html

Mayor rendimiento de protenas en levaduras

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Sntesis de ibuprofeno en 3 minutos

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Nano-taladros utilizados para el anlisis de ADN

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Referencias

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Demostraciones

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Ebbing, D., & Garmmon, S. (2007). General Chemistry (Ninth ed.). Boston, New York: Charles Hartford.

Festival de la Qumica: El

lado dulce de la qumica

249th ACS National

Meeting

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