Química Verde GT

Química Orgánica II

Quinto ciclo

Actividad: Introducción teórica y práctica a los Principios de la Química Verde

Dentro del programa del curso se incorporaron objetivos específicos relacionados con Química Verde. Para introducir teóricamente los 12 Principios de la Química Verde se leyó y discutió el artículo ¿Qué tan verde es un experimento?, de Morales García y colaboradores (2011). Los estudiantes también realizaron y presentaron un trabajo de investigación teórico sobre reacciones de condensación con compuestos carbonílicos y estudios recientes que implementan métodos más verdes en estas síntesis.

Dentro del laboratorio, los Principios de la Química Verde fueron aplicados en distintas prácticas mediante la realización de síntesis a microescala, la implementación de mecanoquímica como método de activación en reacciones de condensación aldólica, el aprovechamiento de los productos de una práctica como materiales de partida o auxiliares en prácticas siguientes, y el uso de disolventes verdes en extracciones, recristalizaciones y separaciones cromatográficas.

Química Orgánica IV

Séptimo ciclo

Actividad: Proyecto de laboratorio – Síntesis de heterociclos por microondas

Como parte de las actividades de laboratorio, los cinco estudiantes del curso realizaron una práctica de síntesis de heterociclos nitrogenados (piridinas, pirroles, imidazoles, entre otros). La mayoría de estudiantes empleó métodos convencionales de calentamiento. Sin embargo, la síntesis de 4-(4,5-difenil-1H-imidazol-2-il)-2-metoxifenol se realizó mediante dos métodos distintos: a partir de acetil vainillina con irradiación de microondas y a partir de vainillina empleando reflujo. El objetivo fue comparar la eficiencia en tiempo y rendimiento de reacción de ambas formas de calentamiento. Gracias a la caracterización por espectroscopía FTIR se concluyó que el producto, que presenta fluorescencia bajo luz de 364 nm, se formó con éxito. Además, se observó que la síntesis con microondas fue más efectiva que el reflujo, esto sin mencionar sus beneficios como una energía alternativa eficiente y verde a pesar de haberse empleado un microondas de cocina y no uno unimodal de laboratorio.

Química de Productos Naturales

Noveno ciclo

Actividad: Fraccionamiento cromatográfico de un extracto de Piper patulum para aislar metabolitos secundarios con potencial bioactividad

Como actividad de laboratorio del curso se llevó a cabo el fraccionamiento cromatográfico de un extracto fitoquímico de partes aéreas de Piper patulum recolectadas el 31 de enero de 2020 en la eco-parcela «El Kakaotal» en Samayac, Suchitepéquez. Ese mismo año se secaron y trituraron las muestras vegetales y se prepararon extractos crudos secos por percolación y rotaevaporación. Sin embargo, debido a la pandemia de COVID-19 no fue posible continuar con su procesamiento. Para retomar el trabajo en 2024 se comparó su perfil cromatográfico con el de un nuevo extracto crudo seco preparado a partir del mismo material vegetal seco y triturado colectado en 2020. Al no hallarse variaciones significativas en su composición, los extractos secos previamente preparados y almacenados en desecadora fueron aprovechados como material de partida en 2024.

Con base en el procedimiento reportado por Fernandes y colaboradores en 1997, el procesamiento consistió en la separación de clorofilas por floculación y filtración con Celite^®, y extracciones líquido-líquido sucesivas con hexano y diclorometano. Los extractos obtenidos en cada etapa fueron monitoreados por cromatografía en capa fina.

Sobre el extracto crudo seco inicial y el extracto diclorometánico se realizaron pruebas de tamizaje fitoquímico en el Laboratorio de Investigación de Productos Naturales (LIPRONAT) de la Escuela de Química Farmacéutica. Mediante estas pruebas se confirmó la presencia de cumarinas y la actividad antioxidante de los extractos.

El resto del trabajo se realizó sobre el extracto diclorometánico, el cual fue concentrado y soportado sobre sílica gel por rotaevaporación. Actualmente se lleva a cabo su fraccionamiento por cromatografía en columna con elución en gradiente, proceso que también es monitoreado por cromatografía en capa fina para conocer de manera preliminar las fracciones obtenidas. Al momento (mayo de 2024) se han recolectado más de 80 fracciones, las cuales serán recombinadas de acuerdo a similitudes en sus perfiles cromatográficos y, en el caso de las fracciones más complejas y de mayor masa, serán sometidas nuevamente a cromatografía en columna a menor escala.

A través de este trabajo se pretende aislar e identificar metabolitos secundarios presentes en P. patulum, una especie endémica y común en Mesoamérica cuya información etnobotánica la describe como una especie utilizada como condimento y para el tratamiento de algunas afecciones comunes. El proyecto también permitirá tipificar de forma general la actividad antioxidante del extracto. Esto contribuye con el conocimiento más profundo y la descripción fitoquímica de especies propias de la biodiversidad guatemalteca y de la región, para utilizarlas como fuentes naturales de moléculas con potencial bioactividad farmacológica.

Optativo – Química Verde y Sostenible

Séptimo al décimo ciclos

Actividad: Curso del área profesional dedicado específicamente a tratar los Principios de la Química Verde y los Objetivos de Desarrollo Sostenible

Por primera vez en la Universidad de San Carlos de Guatemala, firmante del Compromiso de Química Verde de Beyond Benign, y con el impulso de la Comunidad Académica de Química Verde, se dictó un curso enfocado en conocer e implementar los Principios y métricas de la Química Verde y Sostenible. Este optativo profundizó los temas introducidos en otros cursos y aportó herramientas a los estudiantes para evaluar las metodologías tradicionales e innovar en su actuar como químicos, impactando positivamente en la resolución de problemáticas de salud y ambientales hacia un futuro más sustentable y equitativo. Mediante actividades teóricas y prácticas de laboratorio se enseñó a los estudiantes a sintetizar productos seguros y con el mínimo impacto ambiental negativo desde su diseño, con un enfoque en la prevención. También se abordó la manera en que los Objetivos de Desarrollo Sostenible se relacionan y pueden aplicarse en la actuación de un profesional en Química. Otros temas tratados incluyen Economía Circular, análisis de ciclo de vida de procesos y productos, suprarreciclaje, toxicología y trabajo multidisciplinario para enfrentar la Triple Crisis Planetaria.

El curso continuará ofreciéndose como electivo del área profesional de la Licenciatura en Química en próximos semestres.