comision de investigaciones
científicas de la provincia de
buenos aires
INFORME CIENTÍFICO-TECNOLÓGICO[1]
PERIODO: 2001-2002
Legajo Nº:
- APELLIDO: JUBERT
NOMBRES: ALICIA HAYDEE
- TEMA
DE INVESTIGACIÓN
Diseño computacional en catálisis y ciencia de los
materiales. Estudios mecano cuánticos de materiales de interés industrial 
- DATOS
RELATIVOS A INGRESO Y PROMOCIONES EN LA CARRERA
INGRESO: Categoría: Asistente
Mes: marzo Año: 1970
ACTUAL: Categoría: Principal desde el mes: junio Año: 2001
- INSTITUCION
DONDE DESARROLLA LA TAREA
Nombre: Facultad de Ciencias Exactas
Dependencia: CEQUINOR
Dirección: Calle: 47 y 115 Nº.
Ciudad: La Plata Pcia: Buenos Aires Tel: 4 256742
Dirección
electrónica: jubert@quimica.unlp.edu.ar
Cargo que ocupa: Profesor Titular Ordinario,
Investigador Principal.
- DIRECTOR
DE TRABAJOS. (En el caso que corresponda)
Apellido y Nombres:
Dirección. Calle
Ciudad: Pcia:
Tel:
Dirección electrónica:
....................................................... ..................................................
Firma del Director (si corresponde)
Firma del Investigador
Fecha:
- EXPOSICION
SINTETICA DE LA LABOR DESARROLLADA EN EL PERIODO. Debe exponerse, en no
más de una página, la orientación impuesta a los trabajos, técnicas y
métodos empleados, principales resultados obtenidos y dificultades
encontradas en el plano científico y material. Si corresponde, explicite
la importancia de sus trabajos con relación a los intereses de la
Provincia.
En este proyecto se encara el estudio desde el punto de
vista teórico y desde primeros principios (en el marco de la teoría del
Funcional de la Densidad) de las propiedades geométricas, electrónicas,
magnéticas y ópticas de pequeños agregados de metales de transición con el fin
de caracterizar los isómeros más estables para cada tamaño.
Se comenzó a estudiar el comportamiento y reactividad de
determinado tipo de zeolitas, caracterizando desde el punto de vista
electrónico y estructural los sitios activos, el efecto de la sustitución
isomórfica y posibles mecanismos de interacción y reacción de grupos y
moléculas orgánicas que participan en procesos de craqueo y transferencia de
hidrógeno vía la formación de carbocationes.
Se estudiaron las propiedades topológicas de carbocationes,
especies formadas durante las reacciones de craqueo, por medio de la teoría de
Átomos en Moléculas de Bader.
Se estudiaron las propiedades electrónicas, vibracionales y
reactividad de moléculas orgánicas que participan en procesos de oxidación vía
la formación de radicales libres.
Se incluyó en el proyecto la investigación en Didáctica de
la Química como una extensión natural de la tarea académica desarrollada.
Los trabajos desarrollados en el ámbito de la Química
Computacional permitieron desarrollar habilidades computacionales y adquirir el
know-how para la construcción de clusters de PC’s para cálculos de alto rendimiento,
proyecto de transferencia tecnológica que está en desarrollo y que sin duda
será de interés para la Provincia.
La dificultad encontrada en el desarrollo del proyecto fue
la carencia de recursos para la actualización de hardware, el pago de licencias
de software y la imposibilidad de adquirir bibliografía especializada.
- TRABAJOS
DE INVESTIGACION REALIZADOS O PUBLICADOS EN ESTE PERIODO.
7.1
PUBLICACIONES.
Debe hacer referencia exclusivamente a aquellas publicaciones en las que haya
hecho explícita mención de su calidad de Investigador de la CIC (Ver
instructivo para la publicación de trabajos, comunicaciones, tesis, etc.). Toda
publicación donde no figure dicha mención no debe ser adjuntada porque no será
tomada en consideración. Indicar el nombre de los autores en el mismo orden que
figuran en ella, lugar donde fue publicada, volumen, página y año. A
continuación, transcribir el resumen (abstract) tal como aparece en la
publicación. La copia en papel de cada publicación se presentará por separado. Para cada publicación, el investigador
deberá, además, aclarar el tipo o grado
de participación que le cupo en el desarrollo del trabajo y, para aquellas en
las que considere que ha hecho una contribución de importancia, deberá escribir
una breve justificación.
1. Spectroscopic
Analysis of Substituted 1,2,4-Trioxanes. Theoretical and Experimental Study of cis-6-phenyl-5,6-(2-phenylpropylidene)-3,3-tetramethylene-1,2,4-trioxacyclohexane,
cis-6-(4-fluorophenyl)-5,6-(2-(4-fluorophenyl)-propylidene)-3,3-tetramethylene-1,2,4-trioxacyclohexane
and cis-6-(-4-methylphenyl)-5,6-(2-(4-methylphenyl)-propylidene)-3,3-tetramethylene-1,2,4-trioxacyclohexane
Molecules. A.H. Jubert, R. Pis Diez, L.F.R. Cafferata. J. Mol. Struct.
THEOCHEM 545 (2001) 167.
Abstract
A
theoretical and experimental study of cis-6-phenyl-5,6-(2-phenylpropylidene)-3,3-tetramethylene-1,2,4-trioxacyclohexane,
cis-6-(4-fluorophenyl)-5,6-(2-(4-fluorophenyl)-propylidene)-3,3-tetramethylene-1,2,4-trioxacyclohexane
and cis-6-(-4-methylphenyl)-5,6-(2-(4-methylphenyl)-propylidene)-3,3-tetramethylene-1,2,4-trioxacyclohexane
molecules is presented. Twisted-chair conformations were found to be the most
stable ones according molecular dynamics simulation and density functional
calculations. These findings were supported by the comparison on the stable
conformers. The experimental electronic spectrum of the methyl derivative suggests
that the conformer should be very close in energy to the twisted-chair one
Grado de
participación: cálculo, análisis de los resultados y redacción del trabajo.
2. A Topological Study of the
Transition States of the Hydrogen Exchange and Dehydrogenation Reactions of
Methane on a Zeolite Cluster. N.B. Okulik, R. Pis Diez, A.H. Jubert, P.M.
Esteves, C.J.A. Mota. J. Phys. Chem. A 105 (2001) 7079-7084.
Abstract
The transition
states of the hydrogen exchange and dehydrogenation reactions of methane on a
zeolite acid site are studied within the framework of the Density Functional
Theory and the Atoms in Molecules Theory. The transition state for the hydrogen
exchange reaction is found to be characterized by a slightly ionic interaction
between a distorted CH5+ structure and the negatively
charged zeolite. No free carbocation is found. The dehydrogenation reaction
presents a transition state in which three different fragments can be well
identified, namely, an almost planar CH3+ structure, a H2
pseudomolecule, and the negatively charged zeolite. The interaction between the
fragments can be described as a closed-shell one, typical of rather ionic
systems.
Grado de
participación: análisis de los resultados y colaboración en la redacción del
trabajo.
3. A Density Functional Study of
Small Nin Clusters, with n=2-6, 8, using the Generalized Gradient
Approximation. M.C. Michelini, R. Pis Diez, A.H. Jubert. Int.
J. Quantum Chem. 85 (2001) 22-33.
Abstract
Results of
systematic study of the geometry, electronic structure, magnetic, and
vibrational properties of small nickel clusters Nin, with n = 2-6,
8, within the framework of the generalized gradient approximation to the
density functional theory are presented in this work. Emphasis is on the
increasing number of stable conformers found when the cluster size increases.
Some discussion on how the lower vibrational frequencies could help in the
experimental and calculated average magnetic moments per atom is presented.
Grado de
participación: análisis de los resultados y colaboración en la redacción del
trabajo.
4. A Density Functional Study of
the Ionization Potentials and Electron Affinities of Small NixSn
Clusters with x = 1-4. M. Finetti, E.E. Ottavianelli, R. Pis Diez, A.H. Jubert.
Comput. Mat. Sci. 25 (2002) 363-370.
Abstract
The
ionisation potentials and electron affinities of NinSn clusters,
with n=1-4, were investigated within the framework of the local spin density
and the generalized gradient approximations of the density functional theory.
The change in the geometric parameters of the ionized clusters after geometry
and spin multiplicity optimisation is discussed. The electronic charge
rearrangement undergone by the atoms in the clusters are also presented and
discussed. Finally, a relationship is proposed among the ionisation processes
under study and the possible catalytic activity of the NinSn
clusters.
Grado de
participación: análisis de los resultados y colaboración en la redacción del
trabajo.
5. A
Topological Analysis of the Electronic Density in n-Butonium Cations and their
van der Waals Complexes, N.B. Okulik, L. Sosa, P.M. Esteves, C.J.A. Mota., A.H.
Jubert, Nélida Peruchena, J. Phys.
Chem. A..106, 1584, 2002
Abstract
In this
work, the topology of the ab initio electronic density charge, using the theory
of atoms in molecules (AIM) developed by Bader, is studied for the n-C4H11+
species, the protonated n-butane. The electronic delocalization that operates
through the s
bonds in saturated molecules annd specifically in protonated alkanes is studied
by means of analysis of the charge density and the bond critical points. This
analysis is used in order to establish a relationship among the parameters that
determine the stability order found for the different species and relate them
with the carbonium ions structure.
Grado de
participación: análisis de los resultados y colaboración en la redacción del
trabajo.
6. Theoretical
Study of the New Pseudohalogen CS2N3. and some
related compounds, Nora Okulik, Alicia H. Jubert and Eduardo A. Castro, J.
Molec. Struct. THEOCHEM 589-590 (2002) 79-87
Abstract
We have performed
a detailed theoretical study of four structures (i) pseudohalide anion [CS2N3]-,
(1) in the salt [Na+][CS2N3]- 4H2O, (ii) the
hydracid HN3SC=S (2), (iii) the interpseudohalogen CS2N3-CN
(3) and the dipseudohalogen (CS2N3)2 (4),
formally deriving from the radical CS2N3. The
corresponding topological characterization was made by means of an analysis of
the electronic charge resorting to the AIM topological theory. We have found
satisfactory agreement among the geometrical parameters predicted by the
theoretical methods and the experimental parameters available in the standard
literature. The analysis of the topological properties calculated at the bond
critical points allowed us to describe the chemical bonds as having a covalent
nature, to assign a polar character to the exocyclic C-S and the delocalization
of the electronic density over the ring surface.
Grado de
participación: análisis de los resultados y colaboración en la redacción del
trabajo.
7.
Spectroscopic and theoretical study in substituted N phenoxyethylanilines,
Mirta Finazzi, Rosana Piovoso, Néstor
E. Massa, Alicia H. Jubert,
Gustavo Romanilli, Jorge Jios, Juan Carlos Autino, Physics and Chemistry of
Solids 64 (2003) 443-453.
Abstract
Infrared spectroscopic studies,
assigned with the aid of density functional calculations, and ab-initio
theoretical calculations of N-(2-phenoxyethyl)aniline and their derivatives
allow us to have an insight into the vibrational, geometrical and electronic
properties of N-(2-phenoxyethyl)aniline,
N-(2-(4-nitrophenoxy)ethyl)aniline,
4-methoxy-N-(2-(4-chlorophenoxy)ethyl) aniline, 4-methoxy-N-(2-(2-nitrophenoxy)ethyl)aniline and
4-bromo-N-(2-(2-bromo-4-chlorophenoxy)ethyl)aniline). Our calculations indicate
that the gauche conformation around the (CH2)2 chain is the lowest-energy for all
the molecules.
We further investigated the
vibrational behavior of N-(2-phenoxyethyl)aniline, N-(2-(4-nitrophenoxy)ethyl)aniline and
4-methoxy-N-(2-(4-chlorophenoxy)ethyl)aniline compounds at 300 and 77 k where
several peaks corresponding to normal modes associated with the lineal chain
showed reinforcement and loosening of their force constants. The peak
corresponding to n-h stretching mode has been found dependent on their position
and intensity upon the substituents and derivatives. We find that the splitting
at 3413-3381 and 3403-3374 cm-1 of the N-H band in the spectra of
the NO2 derivatives cannot be associated with the existence
of a conformational equilibrium, but may be assigned to a free n-h and to a NH----O bonded form respectively.
An analysis of the Mulliken charges on the atoms that constitute the
aliphatic chain of the different compounds shows a difference on the acidic
capacity of the hydrogen atom attached to the nitrogen atom.
Grado de
participación: análisis de los resultados y colaboración en la redacción del
trabajo.
7.2 TRABAJOS EN PRENSA Y/O ACEPTADOS
PARA SU PUBLICACIÓN. Debe hacer referencia exclusivamente a aquellos trabajos
en los que haya hecho explícita mención de su CIC (Ver instructivo para la
publicación de trabajos, comunicaciones, tesis, etc.). Todo trabajo donde no
figure dicha mención no debe ser adjuntado porque no será tomado en
consideración. A cada trabajo, asignarle un número e indicar el nombre de los
autores en el mismo orden en que figurarán en la publicación y el lugar donde
será publicado. A continuación, transcribir el resumen (abstract) tal como
aparecerá en la publicación. La versión completa de cada trabajo se presentará
en papel, por separado, juntamente con la constancia de aceptación. En cada
trabajo, el investigador deberá aclarar el tipo o grado de participación que le
cupo en el desarrollo del mismo y, para aquellos en los que considere que ha
hecho una contribución de importancia, deber á escribir una breve justificación.
1. A
Density Functional Study of the Ni5Sn and Ni6Sn Clusters.
M. Finetti, E.E. Ottavianelli, R. Pis Diez, A.H. Jubert. J. Mol. Struct. THEOCHEM,
en prensa
Abstract
A
systematic study of the geometric, electronic, and vibrational properties of
the Ni5Sn and Ni6Sn clusters using both the local and the
gradient-corrected approximations to the density functional theory is presented
in this work. The ionisation potentials and electron affinities are also
calculated for the stable neutral clusters. Population analyses are used to
investigate charge transfer process within the neutral and ionised clusters.
Moreover, the changes in the sp and d populations of the nickel atoms are used
to discuss the possible catalytic behaviour of the neutral clusters towards
capture and dissociation of dihydrogen. The results are compared with the
well-known lack of activity towards the activation of the H-H bond in H2
undergone by Ni-Sn bimetallic catalysts.
Grado de
participación: análisis de los resultados y colaboración en la redacción del
trabajo.
7.3
TRABAJOS
ENVIADOS Y AUN NO ACEPTADOS PARA SU PUBLICACION. Incluir un resumen de no más
de 200 palabras de cada trabajo, indicando el lugar al que han sido enviados.
Adjuntar copia de los manuscritos.
1. Topological Study of the Effect of the Isomorphic Substitution of
Silicon by Aluminum on the Zeolite Structure and its Interaction with Methane.
N.B. Okulik, R. Pis Diez, A.H. Jubert. Enviado a J. Phys. Chem.
A.
Abstract
The effect of the isomorphic
substitution of silicon by aluminum on the structure of a zeolite cluster and
its interaction with methane are studied within the framework of the density
functional and the atoms-in-molecules theories. It is found that the inclusion
of aluminum into the zeolite lattice leads to the development of Brønsted acid
sites and to an increase in the base character of those oxygen atoms not
involved in the acid sites. The calculated adsorption energies indicate that
methane interacts more strongly with the zeolite after the isomorphic
substitution takes place, suggesting the importance of the Brønsted acid sites.
The topological study clearly shows that the interaction of methane with the
zeolite before the isomorphic substitution is dominated by a very weak Si-O···H-C
van der Waals interaction. After the replacement of silicon by aluminum occurs,
the interaction takes place through very weak Si-O···H-C and weak O-H···C
van der Waals interactions, being the latter the main responsible for the
stabilization of the complex.
Grado de
participación: análisis de los resultados y colaboración en la redacción del
trabajo.
2.
Density Functional Study of the Ionization Potentials and Electron Affinities of
Small Nin Clusters with n = 2-6, 8, 13. M.C. Michelini, R. Pis Diez,
A.H. Jubert. Enviado al
Comput. Mat. Sci.
Abstract
The
ionization potentials and electron affinities of Nin clusters, with
n = 2-6, 8, 13, are studied in this work using the gneralized gradient
approximation to the density functional theory. Results on neutral Ni13
clusters are also reported and discussed. Important changes observed after
geometry and spin multiplicity optimization suggest that the ionization
processes under study can not be simply described as the result of the removal
or addition of an electron from or to the corresponding neutral system. Our
results indicate that both ionization processes mainly involve electrons having
s or sp dominant characters.
Experimental ionization potentials are very well reproduced by the present
theoretical results. The experimental electron affinities, on the other hand,
are systematically underestimated by the present
calculations
although the overall trend is well reproduced.
Grado de participación:
análisis de los resultados y colaboración en la redacción del trabajo.
7.4
TRABAJOS
TERMINADOS Y AUN NO ENVIADOS PARA SU PUBLICACION. Incluir un resumen de no más
de 200 palabras de cada trabajo.
7.5
COMUNICACIONES.
Incluir únicamente un listado y acompañar copia en papel de cada una. (No
consignar los trabajos anotados en los subtítulos anteriores).
7.6
INFORMES
Y MEMORIAS TECNICAS. Incluir un listado y acompañar copia en papel de cada uno
o referencia de la labor y del lugar de consulta cuando corresponda.
- TRABAJOS
DE DESARROLLO DE TECNOLOGÍAS.
8.1
DESARROLLOS
TECNOLÓGICOS. Describir la naturaleza
de la innovación o mejora alcanzada, si se trata de una innovación a nivel
regional, nacional o internacional, con
qué financiamiento se ha realizado, su utilización potencial o actual por parte
de empresas u otras entidades, incidencia en el mercado y niveles de
facturación del respectivo producto o servicio y toda otra información
conducente a demostrar la relevancia de la tecnología desarrollada.
8.2
PATENTES O EQUIVALENTES. Indicar los datos del registro, si han sido vendidos o licenciados los
derechos y todo otro dato que permita evaluar su relevancia.
8.3
OTRAS
ACTIVIDADES TECNOLÓGICAS CUYOS RESULTADOS NO SEAN PUBLICABLES (desarrollo de equipamientos, montajes de
laboratorios, etc.).
- SERVICIOS
TECNOLÓGICOS. Indicar qué tipo de
servicios ha realizado, el grado de complejidad de los mismos, qué
porcentaje aproximado de su tiempo le demandan y los montos de
facturación.
- PUBLICACIONES
Y DESARROLLOS EN:
10.1
DOCENCIA
1.
Mónica Fernández Mele, Ana María Mateo, María del Carmen
Michelini, Myriam Mihdi, Alicia Jubert Una práctica sencilla para el estudio de
la estructura de los sólidos, , Educación en Química (ADECRA), Educación en la
Química, 7 (1) (2001) 22-24,
2.
Ana María Mateo, Alicia Jubert, Daniel Mártire, Arnaldo
Visintin, Mónica Fernández Mele, Un trabajo especial para alumnos de Química
para Ingeniería. Una propuesta motivadora, Educación en Química, Vol 7 Nro 1,
abril 2001, pg 22.
3.
M. B. Núñez, M.
I. Aguado, N. B. Okulik, A. H. Jubert, E. A. Castro, Diseño de un cuestionario
diagnóstico acerca del concepto enlace química, Alternativas, Serie Espacio Pedagógico, 23 (2001) 187
4.
M. B..Núñez, L. López Tevez, C. Verbik,., N. Okulik,.,A.
Jubert,, E. A. Castro, Reciclando aluminio en una experiencia de quimica
inorganica , Anuario Latinoamericano de
Educacion Química, 14 (2001) 165
5.
C. M. Pogliani; R. Piovoso; D. Martire; A. Jubert, Experimentos simples de electroquímica,
Educación en la Química, 8(3) (2002) 19
10.2
DIVULGACIÓN
1. Feria del
Conocimiento, 10 de mayo de 2001.
2. “Uso de
microkits en química”, Taller de Actualización docente, AQA, 12-10-01,
Expositor.
11. DIRECCION DE BECARIOS Y/O INVESTIGADORES. Indicar
nombres de los dirigidos, Instituciones de dependencia, temas de investigación
y períodos.
1. Dra
Ing.Nora B. Okulik, Facultad de Agroindustria, UNNE, Saenz Peña, Chaco, 1998 al
presente
Tema: Diseño Computacional en Catálisis
Aplicado al Estudio de la Interacción y Reactividad de Moléculas Orgánicas de
Interés Industrial sobre Zeolitas. Grado de participación: Director
2.
Dra
Emilce Ottavianelli, Facultad de Ciencias Exactas, UNSa
Tema: Diseño computacional en catálisis. Estudio
mecanocuánticos de materiales de interés industrial. Grado de participación:
director.
12. DIRECCION DE TESIS. Indicar nombres de los dirigidos y
temas desarrollados y aclarar si las tesis son de maestría o de doctorado y si
están en ejecución o han sido defendidas; en este último caso citar fecha.
1. Director de
la Ing. Industrial Nora Beatríz Okulik, Depto. de Química, Fac. de
Agroindustrias, Universidad Nacional del Nordeste, Pte. Roque Sáenz Peña,
Chaco, título de la tesis:: Diseño computacional en catálisis aplicado al
estudio de la interacción y reactividad de moléculas orgánicas de interés
industrial sobre zeolitas. calificación: sobresaliente (10). Título alcanzado:
Doctor en Ingeniería, UNLP. Fecha: 4/12/2002
2. Co-director de la Lic. en Química Mariela Finetti,
Departamento de Química, Facultad de Ciencias, Universidad Nacional de Salta,
desde el 1ro. de enero del 2000 hasta el presente. Tema de trabajo: Propiedades
geométricas, electrónicas, vibracionales y magnéticas de pequeños agregados
bimetálicos de níquel y estaño. Un estudio teórico basado en la teoría del
funcional de la densidad. En ejecución.
3. Director del Lic. en Química José Ramón Molina,
Departamento de Química, Facultad de Ciencias, Universidad Nacional de Salta.
Inscripto en la carrera de Doctorado en Ciencias – Área Química de la UNSa el
27 de noviembre del 2002.
Tema del trabajo: Estudio del comportamiento de distintas
combinaciones de funcionales de intercambio y correlación y funciones base en
la descripción de las propiedades ópticas de complejos de metales de transición
en el contexto de la teoría del Funcional de la Densidad. En ejecución.
13. PARTICIPACION EN REUNIONES CIENTIFICAS. Indicar la
denominación, lugar y fecha de realización, tipo de participación que le cupo,
títulos de los trabajos o comunicaciones presentadas y autores de los mismos.
La participación
en todos los eventos fue de presentación de los trabajos en forma oral o de
paneles
- XII Congreso Anrgentino de
Fisicoquímica y Química Inorgánica, 23-27 de abril 2001
(i)
Propiedades
topológicas de la densidad de carga electrónica en enlaces de tres centros,
Nélida M. Peruchena, Nora B. Okulik, Gladis L. Sosa y Alicia H. Jubert
(ii)
Análisis
topológico de los procesos de intercambio de hidrógeno y de deshidrogenación de
hidrógeno de metano sobre zeolitas, Nora Okulik, Reinaldo Pis Diez, Alicia
Jubert, Pierre Esteves y Claudio Mota.
(iii)
Cálculos
ab initio de compuestos tipo amídicos-alquilados. Correlación con datos
experimentales, María Lujan Alegre, Alicia H. Jubert, Reinaldo Pis Diez,
Cecilia Milazzo, Patricia E. Allegretti y Jorge P. Furlong.
(iv)
Estudio de n-fenoxietilanilinas, Rosana M.
Piovoso, Mirta N. Finazzi, Alicia Jubert, Néstor E. Massa, Gustavo Romanelli,
Jorge Jios, Juan C. Autino.
- XXIV Congreso Argentino de Química, 7-9 de agosto de 2002
(i)
Estudio de las propiedades de pequeños agregados
de NiSn (x=5,6) mediante funcionales de la densidad” Finetti, M., Ottavianelli, E, Pis Diez, R, Jubert, A
(ii)
Estudio
TDDFT de las transiciones d-d* en el ion tetracloroplatinato(II)” Molina,
J.;
Ottavianelli, E.; Pis Diez, R.; Jubert, A.
(iii)
Estudios
espectroscópicos y teóricos de naftoato de 2-acetilfenilo y naftoato de 2-
acetil-5-clorofenilo” Taira, Romina Claudia, Massa, Néstor E., Jubert, Alicia H.,
Romanelli, Gustavo, Jios, Jorge,
Autino, Juan Carlos
(iv)
Distribucion
laplaciana de la densidad de carga electronica en los enlaces de tres
centros-dos electrones en carbocationes” Lobayan, R.M.; Sosa,
G.L.;Jubert, A.H.;
Peruchena, N.M.
(v)
Experimentos simples de electroquímica, C.M.Pogliani,
R. Piovoso, D. Mártire, A.
Jubert.
- XXVIII Congreso de Químicos
Teóricos de Expresión Latina- QUITEL2002 2-8 Setiembre 2002
(i)
Análisis
de la aromaticidad tridimensional por medio de la teoría de átomos es
moléculas, N. Okulik, P. M. Esteves, A. Jubert
- XIII Congreso Argentino de
Fisicoquímica y Química Inorgánica, 7 al 10 de abril de 2003
(i)
Estudio
espectroscópicos y teóricos de indometacina, ácido niifúmico y ácido
diclofénico, M.E.Russo, M.G.Echeverría, N.E.Massa, A.H.Jubert, C21, pg 164
(ii)
Preparación
yestudios espectroscópicos y teóricos de naftoatos de 2-acetilfenilo,
R.C.Taira, N.E.Massa, A.H.Jubert, G.P.Romanelli, J.I.Jios, J>C>Autino,
C32, pg. 169
(iii)
Estudios
topológicos con actividad farmacológica, I. López Tévez, N. Okulik, A.H.Jubert,
C41, pg 174.
(iv)
Espectro
electrónico del ion nitroprusiato, J. Molina, E. Ottavianelli, M. Finetti, R.
Pis Diez, A. Jubert, C48, pg 177.
(v)
Puntos
críticos de la distribución Laplaciana de la densidad electrónica en cationes
n-C4H11+, Estudio Teórico de las Propiedades Geométricas, Electrónicas,
Magnéticas y Ópticas y de la Reactividad Química de Pequeños Agregados de
Metales de Transición. Su aplicación en catálisis.a, R.M.Lovayan, G.L.Sosa,
A.H.Jubert, N.M.Peruchena, C63, pg 184
(vi)
Estudio
estructural y electrónico de las especies CH5+ y C2H7+, N.B.Okulik, A.H.Jubert,
N.M.Peruchena, C65, pg 185
14. CURSOS DE PERFECCIONAMIENTO, VIAJES DE ESTUDIO, ETC.
Señalar características del curso o motivo del viaje, período, instituciones
visitadas, etc.
15. SUBSIDIOS RECIBIDOS EN EL PERIODO. Indicar institución
otorgante, fines de los mismos y montos recibidos.
Subsidios automáticos de la UNLP: 10/10/2001: $139,53,
27/11/2001: $450,00, 7/4/2003: $257,87
16. DISTINCIONES O PREMIOS OBTENIDOS EN EL PERIODO.
17. ACTUACION EN ORGANISMOS DE PLANEAMIENTO, PROMOCION O
EJECUCION CIENTIFICA Y TECNOLÓGICA. Indicar las principales gestiones
realizadas durante el período y porcentaje aproximado de su tiempo que ha
utilizado
Evaluador
Evaluador
de Solicitud de Financiamiento para Proyectos de COLCIENCIAS, Colombia.
Evaluador
de Solicitud de Financiamiento para
Proyectos de Investigación del
Departamento Técnico de Investigación de
la Universidad de Chile, Santiago, Chile.
Evaluador
de Solicitud de Financiamiento para
Proyectos de Investigación del
Ministerio de Educación de La Nación.
Evaluador
de Solicitud de Financiamiento para
Proyectos de FONDYCIT, Santiago
de Chile, Chile.
Evaluador
de Solicitud de Financiamiento para Proyectos de Investigación de Ciencia y
Técnica de la
Universidad de Catamarca.
Evaluador
de Solicitud de Financiamiento para
Proyectos de Investigación
de Ciencia y Técnica de
la Universidad Nacional de La Plata.
Evaluador
de la Junta de Promoción del IVIC, Caracas, Venezuela.
Evaluador
de las Partes de Avance de los Proyectos del Programa de Incentivos de las
universidades de Salta, Jujuy, Catamarca y Santiago del Estero.
Evaluador
de las solicitudes de Categorización, Categorías III y IV del Programas de
Incentivos región NOA.
Evaluador
de las solicitudes de Categorización, Categorías III y IV del Programas de
Incentivos región bonaerense, UNLP.
Evaluador
de las solicitudes de Categorización, Categorías III y IV del Programas de
Incentivos UBA.
Evaluador
de los Comités Nacionales de Química, Bioquímica y Farmacia (17) y Ciencias de
la Tierra, el mar y la atmósfera (18) del Consejo Interuniversitario Nacional.
Evaluador
de estado de avance de Proyectos de Investigación en el marco de los incentivos
de la Universidad de Luján.
Evaluador
del Proyecto de Investigación en el marco de los Incentivos del Dr Oscar
Pliego, Universidad Nacional de Rosario
Evaluador de estado de avance de Proyectos de Investigación en el marco
de los incentivos de la Universidad de La Plata, área Ingeniería
18. TAREAS DOCENTES DESARROLLADAS EN EL PERIODO. Indicar
el porcentaje aproximado de su tiempo que le han demandado.
Desempeño en carácter de Profesor Titular Ordinario de la Cátedra de
Química para Ingeniería en dos cursos semestrales. 9 horas semanales.
19. OTROS ELEMENTOS DE JUICIO NO CONTEMPLADOS EN LOS
TITULOS ANTERIORES. Bajo este punto se
indicará todo lo que se considere de interés para la evaluación de la tarea
cumplida en el período.
20. TITULO Y PLAN DE TRABAJO A REALIZAR EN EL PROXIMO
PERIODO. Desarrollar en no más de 3
páginas. Si corresponde, explicite la importancia de sus trabajos con relación
a los intereses de la Provincia
Estudios Mecanocuánticos de
Materiales de Interés Industrial
En la
actualidad, la química y la física computacionales permiten el estudio teórico
de propiedades de materiales nanométricos, zeolíticos y de interés
farmacológico gracias a los programas de cálculo grandemente optimizados
disponibles y al poder computacional que se puede alcanzar hoy en día, incluso
a través de computadoras personales con la configuración adecuada.
Los métodos teóricos son tremendamente útiles en áreas donde
una cierta propiedad (como la geometría de un agregado, la estructura local de
un sitio ácido en una zeolita o la determinación de la relación
estructura-actividad de un producto farmacológico, por ejemplo) se puede
conocer sólo de forma indirecta. La química y la física teóricas proporcionan
herramientas que permiten calcular dichas propiedades en sistemas conteniendo
hasta unos pocos cientos de átomos. Se pueden utilizar métodos ab-initio
(en el lenguaje de los químicos) o de primeros principios (en el
lenguaje de los físicos) para estudiar sistemas de hasta unos 15 átomos si se
trata de metales de transición o de hasta unos 40 átomos en el caso que los
mismos sean representativos y pertenecientes a los dos primeros períodos largos
de la tabla periódica. Estos métodos se basan en la resolución de la ecuación
de Schroedinger, o ecuaciones similares, utilizando distintas metodologías
(Hartree-Fock [1], Post Hartree-Fock [2], Funcional de la Densidad [3]) y
distintos niveles de aproximación dentro de dichas metodologías. Para atacar
los grandes sistemas se utilizan métodos clásicos que resuelven ecuaciones de
movimiento, como las de Newton por ejemplo, donde la “información cuántica” del
sistema se vuelca en el potencial de interacción entre partículas. Estos
métodos se conocen genéricamente como Dinámica Molecular [4]. Otros métodos
adecuados para el estudio de sistemas de tamaño importante son los métodos semiempíricos,
en los cuales los términos del hamiltoniano más costosos computacionalmente son
aproximados por expresiones de fácil evaluación [5]. El método del enlace
fuerte (Tight Binding) es particularmente útil en estos casos [6].
En este proyecto se utilizarán métodos de la química cuántica basados en
la Teoría del Funcional de la Densidad [3] y empleando funcionales de
intercambio y correlación que incluyen correcciones por gradientes de la
densidad [7].
Los programas Gaussian98 [8] y Amsterdam Density Functional,
ADF2002.03 [9] se utilizarán para optimizaciones de geometrías y determinación
de propiedades electrónicas y vibracionales así como de los mapas del potencial
electrostático molecular. El análisis vibracional mencionado es de suma
importancia en la caracterización de la especie en estudio ya que permite
verificar si la misma es un mínimo (todas sus frecuencias normales reales) y no
un punto de ensilladura (una o más frecuencias normales imaginarias) en la
superficie de energía potencial. Los mapas del potencial electrostático
molecular son una herramienta muy útil para delinear el «mapa» de reactividad
de un compuesto dado en términos de centros de ataque electrofílico y nucleofílico..
El paquete AIMPAC [10] será
utilizado para la evaluación de las propiedades topológicas de la densidad electrónica y de su laplaciano para las especies
en estudio. El análisis de zonas de
concentración y disminución de carga permite identificar centros de ataque
nucleofílico y electrofílico con lo cual se alcanza un mapa de reactividad muy
completo de dichas especie complementando la información obtenida con los mapas
del potencial electrostático.
Se estudiarán pequeños agregados constituidos por metales
como níquel y níquel-estaño utilizando métodos de la química cuántica basados
en la Teoría del Funcional de la Densidad [3].
El objetivo final de esta parte del proyecto es doble: por
un lado estudiar las propiedades geométricas, electrónicas, magnéticas y
ópticas que poseen los pequeños agregados constituidos por los metales antes
mencionados con el fin de contribuir de manera racional a la ciencia de
materiales nanométricos y su búsqueda de nuevos materiales basados en agregados
atómicos en lugar de átomos. Por otro lado, se estudiará la reactividad de
aquellos agregados que resulten representativos del estado fundamental para
cada tamaño frente a moléculas sonda típicas como H2 y N2 primeramente
y luego frente a moléculas que permitan simular procesos catalíticos en los que
participan el níquel y el sistema níquel-estaño con el fin de evaluar la
capacidad catalítica de los agregados. A modo de ejemplo de moléculas que toman
parte en estas últimas reacciones podemos citar al metano para obtener
hidrógeno a través de procesos de oxidación parcial y reformación con CO2
(en el caso del níquel y níquel-estaño)
En el caso de sistemas con una actividad catalítica
reconocida se estudiarán y caracterizarán los sitios de adsorción de las
zeolitas denominadas faujasita A e Y y los efectos de la sustitución isomórfica
de silicio por aluminio sobre dichos sitios. Con tal objetivo se hará uso
nuevamente de las posibilidades que otorga la Teoría del Funcional de la
Densidad [3] como así también el modelo de Atomos en Moléculas (Atoms in
Molecules, AIM) desarrollado por Richard Bader [10] que permite describir
topológicamente los sistemas. Esta descripción permite anticipar las cualidades
“ácidas” y “básicas” de los diferentes sitios de un sistema dado.
Se estudiarán también las interacciones entre distintas
especies orgánicas livianas de interés industrial con los sitios de adsorción
en zeolitas a los efectos de dilucidar posibles mecanismos de reacciones que
transcurren a través de la formación de carbocationes, tales como el craqueo y
la transferencia de hidrógeno.
Otro objetivo de este proyecto es el de dilucidar, a través
de cálculos semi empíricos y ab-initio propiedades de sustancias orgánicas de
interés en procesos de oxidación, asignar sus espectros vibracionales y
electrónicos complementando estudios experimentales realizados en el LANAIS-EFO
en colaboración con el grupo de trabajo de Química Orgánica de la Facultad de
Ciencias Exactas, UNLP.
Otro objetivos del presente proyecto son: a) la
determinación por medio de herramientas computacionales de las geometrías de
menor energía de complejos de vanadilo(IV) con ligandos mono y disacáridos; b)
la caracterización de los sitios activos de esas especies mediante el uso de
mapas del potencial electrostático molecular y propiedades topológicas y, c) el
establecimiento de correlaciones entre las propiedades calculadas y la
bioactividad confirmada por los estudios fisicoquímicos y biológicos llevados a
cabo por el Grupo de Bioquímica Patológica del Departamento de Ciencias
Biológicas, Facultad de Ciencias Exactas, UNLP, dirigido por la Dra. Susana B.
Etcheverry con el fin de determinar una relación estructura-actividad para los
complejos en estudio que permita seleccionar a los más aptos y eventualmente
diseñar nuevos complejos con mayor actividad farmacológica
Finalmente, se buscará correlacionar las propiedades geométricas,
electrónicas, vibracionales y topológicas calculadas con la actividad
farmacológica estudiada experimentalmente. Se utilizarán técnicas de
correlación basadas en el modelado de relaciones cuantitativas
estructura-actividad, QSAR (quantitative structure-activity relationships)
[11].
Los programas mencionados se ejecutarán en el
cluster de computadoras personales bajo sistema operativo Linux del grupo de
química teórica del CEQUINOR.
Se propone, en forma adicional
realizar investigaciones en el ámbito de la enseñanza de la química para
Ingeniería.
Aporte original al tema:
Los resultados que debieran lograrse al finalizar el período
de ejecución de este proyecto son los siguientes:
·
Proporcionar
información detallada sobre las propiedades geométricas, electrónicas,
magnéticas y ópticas de pequeños agregados de níquel y níquel-estaño y su
variación con el tamaño. Comparación con información experimental cuando esta
exista.
·
Proporcionar
información detallada sobre la forma en que los agregados representativos del
estado fundamental para cada tamaño reaccionan con moléculas sonda y con
moléculas que simulan procesos catalíticos en los cuales el níquel y el sistema
bi-metálico níquel-estaño se ven involucrados. Comparación con información
experimental cuando esta exista.
·
Proporcionar
una descripción y caracterización topológica detallada de los sitios activos de
las faujasitas A e Y.
·
Proporcionar
información que ayude a comprender los mecanismos de reacción en procesos donde
participan sistemas zeolíticos e interactúan con carbocationes como etapa
previa a los fenómenos de hidro/deshidrogenación y transferencia de hidrógeno.
·
Dilucidar
las propiedades vibracionales y electrónicas de sustancias orgánicas de interés
en procesos de oxidación
·
Correlacionar
las propiedades geométricas, electrónicas, vibracionales y topológicas
calculadas de ligandos y complejos con actividad insulino-mimética y/o
inhibidor del crecimiento tumoral con la actividad farmacológica estudiada
experimentalmente a los efectos de diseñar nuevas drogas de uso terapéutico.
·
Realizar
trabajos de investigación en didáctica de la ciencia que apunte a la formación
de recursos humanos en el ámbito del aula a nivel terciario y universitario.
El entendimiento de los procesos
catalíticos y biológicos a escala atómica y sub-atómica es aún incompleto debido
fundamentalmente a la tremenda complejidad de los sistemas bajo estudio.
Profundizar el conocimiento de lo que ocurre a nivel microscópico permitiría no
sólo comprender las causas de los fenómenos observados sino, más importante
aún, llegar a predecir lo que ocurrirá si el catalizador o el fármaco es
modificado en una forma determinada. Así, cualquier contribución, por pequeña
que sea, que conduzca a mejorar aquel grado de entendimiento será bienvenida.
Estos
desarrollos llevan claramente a una redefinición de las fronteras de la ciencia
de materiales y permiten diseñar y posteriormente sintetizar de manera más o
menos sistemática materiales con propiedades definidas.
Referencias
[1] A.
Szabo, N.S. Ostlund, Modern Quantum Chemistry, MacMillan, New York, 1990.
[2] R.J.
Bartlett, J.F. Stanton, Applications of
Post-Hartree-Fock Methods: A Tutorial, in Reviews in Computational Chemistry,
vol. 5, K.B. Lipkowitz, D.B. Boyd, editors, 1994, 65-169.
[3] P.
Hohenberg, W. Kohn, Phys. Rev. 136B (1964) 864; W. Kohn, L.J. Sham, Phys. Rev.
140B (1965) 1133; R.G. Parr, W. Yang, Density Functional Theory of Atoms and
Molecules, Oxford University Press, 1989.
[4] M.P.
Allen, D.J. Tildesley, Computer Simulation of Liquids, Clarendon Press, Oxford,
1987.
[5] Reviews
in Computational Chemistry, K.B.
Lipkowitz, D.B. Boyd, editors: a) J.J.P. Stewart, Semiempirical Molecular
Orbital Methods, 1 (1990) 45-81; b) Michael C. Zerner, Semiempirical Molecular
Orbital Methods, 2 (1991) 313-365.
[6] W.A.
Harrison, Electronic Structure and the Properties of Solids, Dover, New York,
1989.
[7] a) JP Perdew Physica B
172 (1991) 1; b) JP Perdew en Electronic Structure of Solids '91, P
Ziesche, H Eschrig, editors (Akademie Verlag, Berlin, 1991); c) JP Perdew, Y
Wang Phys Rev B 33 (1986) 8800; d) AD Becke Phys Rev A 38 (1988)
3098; e) JP Perdew Phys Rev B 33 (1986) 8822; f) C Lee, W Yang, RG Parr Phys
Rev B 37 (1988) 785; g) JP Perdew, Y Wang Phys Rev B 45 (1992)
13244.
[8] Gaussian
98, Revision A.9, M J Frisch y col.,
Gaussian, Inc., Pittsburgh PA, 1998
[9]
Amsterdam Density Functional, ADF2002.03 [a) G te Velde, FM Bickelhaupt, SJA
van Gisbergen, C Fonseca Guerra, EJ Baerends, JG Snijders, T Ziegler J
Comput Chem 22 (2001) 931; b) C Fonseca Guerra, JG Snijders, G te Velde, EJ
Baerends Theor Chem Acc 99 (1998) 391; c) ADF2002.03, SCM, Theoretical
Chemistry, Vrije Universiteit, Amsterdam, The Netherlands, http://www.scm.com.
[10] a) RFW
Bader Atoms in Molecules - A Quantum Theory (Clarendon Press, Oxford,
1990); b) W Klieger-Konig, RFW Bader, TH Tag J Comput Chem 3
(1982) 317
[11] a) I B Bersuker, AS
Dimoglo en Reviews in Computational Chemistry, KB Lipkowitz, DB Boyd,
Eds. (VCH Publishers, New York, 1991) Vol. 2, pp. 423-460; b) TI Oprea, CL
Waller en Reviews in Computational Chemistry, KB Lipkowitz, DB Boyd,
Eds. (Wiley-VCH, New York, 1997) Vol. 11, pp. 127-182; c) G Greco, E Novellino,
YC Martin en Reviews in Computational Chemistry, KB Lipkowitz, DB Boyd,
Eds. (Wiley-VCH, New York, 1997) Vol. 11, pp. 183-240.
Condiciones de la presentación
La presentación deberá incluir:
a.
La carátula (puntos 1 a
5) en una copia en papel A-4.
b.
El informe propiamente
dicho (puntos 1 a 20), únicamente en disquete, en formato RTF, protegido contra
escritura, configurado para papel A-4 y libre de virus. Si se trabaja sobre el
documento modelo, se deberán eliminar las instrucciones. En la etiqueta del
disquete se consignará el apellido y nombre del investigador y la leyenda
“Informe científico-tecnológico período .............”
c.
Las copias de
publicaciones y toda otra documentación respaldatoria, en una carpeta o caja,
en cuyo rótulo figure la misma leyenda que en el disquete. Cada copia o documento
incluido llevará en forma visible el número que se le asignó en el
informe.
d.
En un segundo disquete,
con los mismos requisitos que el del informe, se presentará un Currículum Vitae
resumido (no más de 3 páginas tamaño A-4)
y un resumen del proyecto de investigación en no más de 250 palabras.
e.
Informe del Director de
tareas (en los casos que corresponda), en sobre cerrado.
Nota: El Investigador que desee ser
considerado a los fines de una promoción, deberá solicitarlo en el formulario
correspondiente, en los períodos que se establezcan en los cronogramas anuales
.