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Bioinorgánica del cromo. Estudios de remediación de aguas contaminadas con iones metálicos pesados

Resumen

Uno de los metales más utilizados en la industria en la actualidad, es el metal cromo, cuyos compuestos presentan propiedades tóxicas y carcinogénicas en los organismos vivos, especialmente a nivel de animales superiores y humanos. Específicamente, los cromatos son compuestos químicos que producen degeneración celular en las personas que se ven involucradas en actividades industriales tales como la industria del cromado o en curtiembres que trabajan en base a sales de cromo. El presente proyecto se circunscribe a la detección y caracterización de compuestos de coordinación oxoCr(V)-complejos- L donde L = hidratos de carbono de importancia biológica, mediante la aplicación de espectroscopia de resonancia paramagnética electrónica (RPE) . Los complejos se producen durante la interacción del ligando orgánico con el agente oxidante Cr(VI) y Cr(V). Se emplean mediciones en banda continua X y W, con el adicional de estudios de RPE de pulso que incrementa la interpretación de los espectros RPE para dar una mayor información de la estructura electrónica del oxocomplejo de Cr(V), sin llegar a producir sobre interpretaciones, algo muy común cuando solamente se emplea RPE en banda continua. Se suman técnicas ENDOR y los cálculos computacionales de estabilidad de estructuras de compuestos de coordinación de Cr(V) a través de estudios DFT. Las técnicas de RPE de pulso y los estudios de RPE a campos altos es aún una faceta muy poco explotada en el estudio de los oxocomplejos de Cr(V). Estos estudios permitirán lograr realizar deducciones sobre el accionar del elemento cromo en sus diferentes estados de oxidación en el campo de la bioquímica y la biología. Los estudios también se extIenden al campo de la remediación de aguas contaminadas con el elemento cromo en sus diferentes estados de oxidación, aplicando la técnica de biosorción. Se realizan estudios complementarios para la detección de radicales orgánicos por RPE, producidos en el proceso de degradación oxidativa de ligandos sacáridos presentes en la célula, por presencia de un agente oxidante poderoso tal como el Cr(IV) y/o Cr(V)

Uno de los primeros objetivos del proyecto esta direccionado hacia el empleo de metodologías de Espectroscopia de Resonancia Paramagnética Electrónica (RPE) de ondas continuas de multi-frecuencia y de pulso en la caracterización de complejos que involucran al ion de transición cromo en su estado de oxidación pentavalente (Cr(V)). Se espera poder lograr un número óptimo de ensayos que permitan la caracterización de complejos de Cr(V)-L (L= sacáridos de importancia biológica) en diferentes niveles de complejidad que involucre desde la rápida identificación digital de este tipo de complejos hasta una interpretación profunda de la estructura electrónica de los mismos. El empleo de la metodología de cálculos teóricos por Teoría de Densidad Funcional (DFT), facilita la interpretación de los datos de RPE obtenidos en forma experimental. Se extiende el estudio, a la caracterización de compuestos de coordinación de Cr(V) sobre la superficie de biomasa muerta, empleada en estudios de biosorción para la eliminación de agua contaminada con el elemento cromo en sus diferentes estados de oxidación.

Grupo de Investigación

Investigadores:

Dr. Bellú, Sebastián E.

Investigador Adjunto
Jefe de Trabajos Prácticos, Dedicación Simple

Dra. Frascaroli, María I.

Jefe de Trabajos Prácticos, Dedicación Semi-exclusiva

Dra. García, Silvia I.


Jefe de Trabajos Prácticos, Dedicación Exclusiva

Dr. González, Juan C.

Profesor Adjunto, Dedicación Exclusiva

Becarios:

Prof. García, Jousy

Lic. Mangiameli, María F.

Publicaciones seleccionadas

The EPR pattern of Cr(V) complexes of D-ribose derivatives.,Signorella S., García S.l, Rizzotto M., Levina A., Lay P.A., Sala L.F:., Polyhedron., 2005., 24, 1079-1085


Kinetics and mechanism of the reduction of chromium (VI) by D-fructose., García S., Ciullo L., Olivera M.S:, González J.C., Bellú S.E., Rockembauer A., Korecz L., Sala L.F., Polyhedron.,2006., 25, 1483-1490


Kinetics and mechanism of the chromic oxidation of myo-inositol. Santoro M., Caffaratti E., Salas-Peregrin J.M., Korecz L., Rockenbauer A., Sala.L.F:, Signorella S., Polyhedron., 2007., 26,169-177


Monosaccharides and the VO(IV) metal ion: Equilibrium, thermal studies and hyypoglycemic effect.Guiotoku M., Mena Barreto Silva D.M., Azzolini J.C., Ramlho Mercé A., Mangrich A.S., Sala L.F., Szpoganicz B..,Polyhedron., 2007., 26, 1269-1276.


Kinetics and mechanism of oxidation of apple pectin by Cr(VI) in aquous acidmedium. Bellú S.E., González J.C., .García S.I., Signorella S.R., Sala. L.F., Journal of Physical Organic Chemistry., 2008., 21, 1059-1067

 

Removal of Chromium (VI) and Chromium(III) from Aqueous solution by Grainless Stalk of Corn. Bellú S., García S., González J.C., Atria A.M:, Sala L.F., Signorella S.,Separation Science and Technology., 2008., 43, 3200-3220

 

Kinetics and mechanism of the chromic oxidation of 3-0-methyl-D-glucopyranoseFrascaroli M.I., Salas-Peregrin J.M., Sala L.F.,Signorella S., Polyhedron., 2009., 28, 1049-1056

 

Oligo and polyurnonic acids interactions with hypervalent chromium., González J.C., García S.I., Bellú S.,Atria A.M., Salas Peregrin J.M., Rockenbauer A., Korecz L., Signorella S., Sala. L.F., Polyhedron., 2009., 28, 2719-2729

 

Redox and complexation chemistry of the Cr(VI)/Cr(V)/Cr(IV) –D-glucuronic acid system., González J.C:, García S., Bellú S., Salas- Peregrin J.M. , Atría A.M, Sala L.F., Signorella S., Dalton Transactions.,2010, 39, 2204-2217

 

Thermodynamic and Dynamic of Chromium Biosorption by Pectic and Lignocellulocic Biowastes, Bellú S.E., .Sala L.F:, González J.C., García S.I., Frascaroli M.I., Blanes P., García J., Salas Peregrin J.M.,.Atria A.M, Ferrón J., Harada M.,.Cong C, Niwa Y., Journal of Water Resource and Protection., 2010,.2, 888-897.

 

Redox, kinetics and complexation chemistry of the Cr(VI)/Cr(V)/Cr(IV)-D-glycero-D-gulo-heptono-1,4-lactone system.Mangiameli M.F., González J.C., García S., Bellú S.E., Santoro M., Caffaratti E., Frascaroli M.I.,Salas Peregrin J.M.,Atria A.M., Sala L.F., Journal of Physical Organic Chemistry.,2010., 23, 960-971


New insights on the mechanism of Oxidation of D-galacturonic acid by Hipervalent Chromium., Mangiameli, M.F., González J.C., García S.I., Frascaroli M.I.,Van Doorslaer S.,Salas Peregrin J.M., Sala L.F., Dalton Transactions.,2011.,40,7033-7045


Biosorption of trivalent chromium from aqueous solution by red seaweed Polysiphonian nigrescens., Blanes P., Sala L.F., García S.I., González J:C., Frascaroli M.I., Harada M., Cong C., Niwa Y., Matulewicz C., Prado H., Cortadi A., Gattuso. M., Journal of Water Resource and Proctection., 2011, 3, 882-843


Oxidation of 2-amino-2-deoxy-D-glucose by hypervalent Chromium. Kinetics and Mechanism. Frascaroli M.I., Signorella S., González J.C., Mangiameli M.F., García S.I. Rubin de Celis E.,Piehl L., Sala L.F., Atria A.M., Polyhedron,2011., 30, 1914-1921.

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