Vicerrectorado

de Investigación

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GRUPO DE INVESTIGACION CENTRO DE INVESTIGACION EN INGENIERIA MOLECULAR

La utilización de métodos computacionales en distintas áreas de la ciencia es un campo que viene creciendo exponencialmente durante los últimos años, proporcionándonos información sustancial de los sistemas vivos e inertes en todas las escalas, desde la nano a la macro; y a través de múltiples disciplinas como la ciencia molecular, la neurociencia, la ciencia de materiales, la biología, entre otros.

El Centro de Investigación en Ingeniería Molecular – CIIM de la Universidad Católica de Santa María es un organismo que tiene el objetivo de crear un entorno de investigación desarrollando y aplicando métodos computacionales para el análisis y diseño de estructuras, funciones, interacciones, regulación y evolución de macromoléculas biológicas e inorgánicas; enseñando constantemente las capacidades necesarias a futuros investigadores.

1ER OBJETIVO

Estudiar a nivel computacional moléculas de interés biológico, relacionado a enfermedades no infecciosas.

2DO OBJETIVO

Estudiar mediante técnicas de química cuántica, mecánica molecular, métodos híbridos y de grano grueso procesos termodinámicos y cinéticos.

3ER OBJETIVO

Desarrollo matemático de nuevos métodos a nivel de química cuántica, mecánica molecular y métodos híbridos.

INTEGRANTES

Badhin Gómez Valdéz

Investigador Principal

Doctor en Química, Universidad de Chile, Chile, con la tesis: “Análisis Global y Local de Reacciones Orgánicas en el Marco de la Teoría de Funcionales de la Densidad”. •Bachiller en Química, Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa, Perú •Licenciado en Química, Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa, Perú. Realizó las siguientes estancias post-doctorales: •Post-Doctorado en el Instituto Mexicano del Petróleo en el Área de “Acumulación de Hidrogeno en Nanotubos de Carbono” bajo la supervisión del Dr. José Manuel Martínez Magadan, durante el periodo del año 2003. •Post-Doctorado en el Instituto Mexicano del Petróleo en el Área de “Absorción de Compuestos Sulfurados mediante uso de Nanotubos de Carbono”, bajo la supervisión del Dr. José Manuel Martínez Magadan, durante el periodo del año 2004.

Jaime Cárdenas García

Coinvestigador

Químico Farmacéutico de la Universidad Católica de Santa María, Magister en Química por la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa y Doctor en Filosofía con mención en Química por la Universidad de Surrey (Reino Unido). Jaime tiene experiencia en extracción de productos naturales e identificación de marcadores químicos, en la preparación de polímeros para captura de iones metálicos usando extracciones sólido-líquido en efluentes mineros y purificación de drenajes ácidos y relaves mineros. Jaime posee dos patentes, una en Japón y otra en Gran Bretaña.Actualmente Decano de la Facultad de Ciencias Farmacéuticas, Bioquímicas y Biotecnológicas.

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Rita Montesinos Nieto

Coinvestigador

Químico Farmacéutico de la Universidad Católica de Santa María, Magister en Ciencias del Medicamento con mención en Ingeniería Farmacéutica por la Universidad de Estrasburgo (Francia) y Doctora en Ciencias de la Vida y la Salud con mención en Vectorización de Fármacos al Sistema Nervioso Central por la Universidad de Franche-Comté (Francia). Realizó una estancia post-doctoral en la Universidad de Franche-Comté (Francia), donde además durante dos años se desempeñó como Jefe de Practicas. Actualmente es Docente adscrita a la Facultad de Ciencias Farmacéuticas, Bioquímicas y Biotecnológicas de la Universidad Católica de Santa María. Cuenta con experiencia en formulación y caracterización de formas farmacéuticas de última generación, especificamente nanovectores (liposomas, nanoesferas, nanocápsulas, entre otros), así como formas farmacéuticas convencionales. También posee experiencia en investigación pre-clínica (modelos in vitro e in vivo).

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Karin Vera López

Coinvestigador

Químico farmacéutico graduada en la Universidad Católica de Santa María, magister en Bioquímica y Biología Molecular, doctora en Ciencias en la Universidad de São Paulo- Brasil, pos-doctorado en neurociencias en Instituto Israelita de Ensino e Pesquisa del Hospital Albert Einstein en Sao Paulo, Brasil, actualmente docente de la Universidad Católica de Santa María de Arequipa.

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Humberto Saint Martin

Coinvestigador

Es Investigador Titular “A” del Instituto de Ciencias Físicas de la UNAM. Ha logrado la publicación de más de treinta de
trabajos científicos que han sido citados en más de doscientas ocasiones y ha dirigido una tesis de doctorado y dos de licenciatura. Participó del I y II Congreso Latinoamericano de química, física y biología computacional, como ponente en temas de física clásica.

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Andreas Koster

Coinvestigador

Su investigación se centra en el desarrollo de métodos de la Teoría Funcional de la Densidad (DFT) y sus aplicaciones en cuestiones de Biología Molecular e investigación de materiales.

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Patrizia Calamici

Coinvestigador

Ha desarrollado investigación básica y aplicada en el marco de la teoría de la densidad funcional. La experiencia se engloba dentro de los siguientes temas: Propiedades dependientes de la temperatura de sistemas finitos (polarización, capacidad calorífica), simulaciones de dinámica molecular Ab-initio Born-Oppenheimer, cllústers de metales y metales de transición, eneroédricos y grandes fulerenos, sistemas biológicos.

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Sol Milena Mejia

Coinvestigador

Profesor experta en temas de química teórica y computacional, fisico-química, cálculos de la estructura electrónica, biocombustibles. En su investigación emplea herramientas de química computacional y teórica para entender las propiedades físicas y la reactividad química de sistemas de interés en disciplinas como la química, biología, física, entre otras.

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Eduardo Chamorro

Coinvestigador

A participado del II Congreso Latinoamericano de Química, Física y Biología Computacional, así como del congreso del Quitel 2017 desarrollado en París,Francia. Su última participación fue en el Sanibel Symposium, bajo el tema “Applications of the Intrinsic Electrophilicity and Nucleophilicity Indices”

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Cristián Hernández

Coinvestigador

Es el responsable del Laboratorio de Ecología Evolutiva y Fitoinformática de la Universidad de Concepción. Sus líneas de
investigación se encuentran dentro del marco de Ecología Evolutiva, donde estudia el componente evolutivo de los patrones macroecológicos. Su investigación se basa en el uso de modelos de diversificación y modelos de evolución de rasgos ecológicos y morfológicos en el contexto filogenético y biogeográfico, a patrones de biodiversidad. Cuenta con más de 60 artículos publicados

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Alberto Marcial Vela Amieva

Coinvestigador

El Dr. Vela ha contribuido de manera extraordinaria al desarrollo de la química en México, fue premiado con el Premio Nacional de Química Andrés Manuel del Río constituye un importante reconocimiento a su notable trayectoria y un estímulo para que continúe participando activamente en el desarrollo de la educación superior y la ciencia en México. Así mismo el año 2018 partició de una presentación en el QUITEL – Chile. Y activamente continúa participando de diversos eventos internacionales.

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Jorge Vazquez

Coinvestigador

Doctor en Ingeniería Química con más de 10 años de experiencia como docente tanto en México como en Canadá. Presenta numerosas publicaciones, 3 de ellas del presente año y más de 10 publicaciones en el año anterior. Su enfoque está basado en la producción más limpia, sobre el cual tiene varias publicaciones

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Willian Tiznado Vasquez

Coinvestigador

Doctor en química con más de 18 años de experiencia como docente. Ha realizado numerosas publicaciones, de las cuales 7 son del presente año. Asimismo, contribuyó con el desarrollo del programa AUTOMATON el cual permite buscar el mínimo global de de clústers y moléculas.

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Roberto Flores Moreno

Coinvestigador

Destacado investigador mexicano, profesor titular C de la Universidad de Guadalajara, miembros del sistema nacional de Investigadores nivel III, con destacadas publicaciones en el campo de propagadores, que ayudan a la resolución numérica de los valores energéticos de frontera. Así mismo, explora las hipersuperficies de potencial de pequeñas moléculas, asociando sus propiedades globales y locales dependientes de la energía y de la densidad electrónica con la estabilidad o reactividad de estas.

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Haruna Barazorda

Coinvestigador

Ingeniera Biotecnóloga, actualmente que se dedica a la investigación usando herramientas de Bioinformática y Química Computacional, las cuales ayudan a comprender el funcionamiento de proteínas “in sílico”, moléculas a nivel mecánico cuántico y clásico, así como la interacción de proteína-proteína en busca de nuevas alternativas en el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas y enfermedades infecciosas que afectan a el país.

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Diego Valencia Chambi

Coinvestigador

ORCID    |       CTI Vitae

    1. Ciencias Naturales

    2. Ciencias de la Computación

    3. Ciencias de la Información y Bioinformática

PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN

marzo 2017 – marzo 2019


ESTUDIO MECÁNICO CUÁNTICO DE LOS COMPUESTOS PRESENTES EN LA GUANÁBANA (ANNONA MURICATA) CON POTENCIAL ACTIVIDAD ANTIOXIDANTE MEDIANTE TEORÍA FUNCIONAL DE LA DENSIDAD (DFT)

QUANTIC MECHANICAL STUDY OF THE COMPOUNDS PRESENT IN LA GUANÁBANA (ANNONA MURICATA) WITH POTENTIAL ANTIOXIDANT ACTIVITY THROUGH FUNCTIONAL THEORY OF DENSITY (DFT).”

Resumen: Estudios recientes han demostrado que la Guanábana (Annona muricata) presenta notable capacidad antioxidante, por lo que el presente estudio plantea evaluar la capacidad antioxidante de los metabolitos secundarios presentes en la guanábana (Annona muricata) en sus raíces, tallos, hojas, fruto y semillas; mediante el uso de aproximaciones teóricas de química computacional.
Abstract: Recent studies have shown that Soursop (Annona muricata) has remarkable antioxidant capacity, so the present study proposes to evaluate the antioxidant capacity of secondary metabolites present in soursop (Annona muricata) in its roots, stems, leaves, fruit and seeds ; through the use of theoretical approaches to computational chemistry.
Entidad financiera: Universidad Católica de Santa María – VIRINV (fondo interno)

enero 2016 – enero 2018


ESTUDIO MEDIANTE SIMULACIÓN DE DINÁMICA MOLECULAR Y QMMM DE LAS PROFILINAS HUMANAS Y VEGETALES QUE DESENCADENAN REACCIONES ALERGÉNICAS AL POLEN.

QSTUDY THROUGH SIMULATION OF MOLECULAR DYNAMICS AND QMMM OF HUMAN AND VEGETABLE PROFILINES THAT UNDERTAKE ALLERGEN REACTIONS TO THE POLLEN.

Resumen: La principal línea de investigación es: “Estudios teóricos de Profilinas Humanas y Vegetales para reacciones alérgicas”, otras líneas que se explorarán son: “Determinación de reactividad química a nivel global y local en el contexto de la Teoría de Reactividad Química de Parr-Pearson” y “Modificación del Método ONIOM para aproximaciones QMMM en el paquete computacional deMon2k”
Abstract: The main line of research is: “Theoretical studies of Human and Vegetable Profilins for allergic reactions”, other lines that will be explored are: “Determination of chemical reactivity at global and local level in the context of Parr-Pearson’s Theory of Chemical Reactivity “And” Modification of the ONIOM Method for QMMM approaches in the Mon2k computer package “
Entidad financiera: FONDECyT (fondo externo)

enero 2016 – enero 2018


ESTUDIO DE LA REACTIVIDAD DE CICLOTIDOS PARA EL POTENCIAL USO EN TRATAMIENTOS DEL ALZHEIMER, MEDIANTE TÉCNICAS MIXTAS DE MECÁNICA CUÁNTICA Y MOLECULAR (QMMM)

STUDY OF THE REACTIVITY OF CYCLING FOR THE POTENTIAL USE IN TREATMENTS OF ALZHEIMER, THROUGH MIXED TECHNIQUES OF QUANTIC AND MOLECULAR MECHANICS (QMMM).

Resumen: El presente proyecto se enmarca dentro del área prioritaria de Química (Química Computacional), las líneas de investigación principal son: “Reactividad Global y Local de Oligopéptidos con potencial acción biofarmaceútica en enfermedades neurodegenerativas β-amiloide (Alzheimer)” y “Simulación de Dinámica Molecular de la interacción de Oligopéptidos con receptores Beta-amiloides mediante técnicas QMMM”.
Abstract: This project is part of the priority area of Chemistry (Computational Chemistry), the main research lines are: “Global and Local Reactivity of Oligypeptides with potential biopharmaceutical action in neurodegenerative diseases β-amyloid (Alzheimer)” and “Molecular Dynamics Simulation of the interaction of oligopeptides with beta-amyloid receptors using QMMM techniques ”
Entidad financiera: FONDECyT (fondo externo)

julio 2016 – julio 2018


IDENTIFICACIÓN Y ESTUDIO DE LOS SITIOS ACTIVOS DE LAS LIPOPROTEÍNAS DEL M. BOVIS Y M. CAPRAE USANDO HERRAMIENTAS DE BIOINFORMATICA.

IDENTIFICATION AND STUDY OF THE ACTIVE SITES OF LIPOPROTEINS OF M. BOVISY M. CAPRAE USING BIOINFORMATIC TOOLS.

Resumen: La tuberculosis es una enfermedad infecciosa que ocurre en humanos y ciertos animales. Dentro de la tuberculosis que afecta a animales, desde el punto de vista económico, la tuberculosis bovina es la de mayor importancia por los gastos generados, en comparación con otras especies. En el presente estudio nos enfocamos a identificar y estudiar los sitios activos de las lipoproteínas del M. Bovis y M. caprae utilizando herramientas de bioinformática.
Abstract: Tuberculosis is an infectious disease that occurs in humans and certain animals. Within tuberculosis that affects animals, from an economic point of view, bovine tuberculosis is the most important due to the expenses generated, compared to other species. In the present study we focus on identifying and studying the active sites of the lipoproteins of M. Bovis and M. caprae using bioinformatics tools.
Entidad financiera: Universidad Católica de Santa María – VIRINV (fondo interno)

enero 2017 – enero 2019


ANÁLISIS COMPUTACIONAL DE LA INTERACCIÓN DE LAS PROTEÍNAS DE UNIÓN A LÍPIDOS (LBPS) DE ECHINOCOCCUS GRANULOSUS CON VARIANTES DE ACEITES VEGETALES USANDO HERRAMIENTAS DE QUÍMICA COMPUTACIONAL, EN BUSCA DE NUEVOS TIPOS DE DROGAS PARA LA TERAPIA DE HIDATIDOSIS.

COMPUTATIONAL ANALYSIS OF THE INTERACTION OF ECHINOCOCCUS GRANULOSUS PROTEINS OF LIPIDS (LBPS) WITH VARIANTS OF VEGETABLE OILS USING TOOLS OF COMPUTATIONAL CHEMISTRY, IN SEARCH OF NEW TYPES OF DRUGS FOR DRUGS.

Resumen: Proyecto dirigido a la búsqueda de nuevas terapias para tratar la hidatidosis, empleando el uso de la química teórica y con ello darle una base sólida a los conocimientos que actualmente se tiene sobre el uso de ácidos grasos poli-insaturados para disminuir la acción de Echinococcus granulosus. Los métodos actuales de la química, física y biología computacional pueden darnos mejores luces sobre la interacción receptor-ligando.
Abstract: Project aimed at the search for new therapies to treat hydatidosis, using the use of theoretical chemistry and thus giving a solid basis to the knowledge currently available on the use of polyunsaturated fatty acids to reduce the action of Echinococcus granulosus . Current methods of chemistry, physics and computational biology can give us better insights on receptor-ligand interaction.
Entidad financiera: Universidad Católica de Santa María – VIRINV (fondo interno)

enero 2016 – enero 2018


ESTUDIO MEDIANTE QUÍMICA COMPUTACIONAL PARA LA ELUCIDACIÓN DE LAS PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS, CINÉTICAS Y DE REACTIVIDAD DEL 3-AMINO-1- HIDROXI-3,4-DIHIDROQUINOLIN-2(1H)- ONA Y SUS DERIVADOS, ORIENTADO AL DISEÑO DE FÁRMACOS PARA LA ESQUIZOFRENIA.

STUDY THROUGH COMPUTATIONAL CHEMISTRY FOR THE ELUCIDATION OF PHYSICOCHEMICAL, KINETIC AND REACTIVITY PROPERTIES OF 3-AMINO-1- HYDROXI-3,4-DIHYDROQUINOLIN-2 (1H) – ONA AND ITS DERIVATIVES, ORIENTED TO THE DESIGN OF DRUGS FOR SCHIZOPHRENIA

Resumen: La línea de investigación principal es: “Diseño molecular de fármacos con actividad psicotrópica mediante identificación de descriptores de la reactividad química postulados en la Teoría de Reactividad Química de Parr-Pearson”, adicionalmente pretendemos explorar “evaluación de la interacción fármaco-receptor mediante aproximaciones de simulación de dinámica molecular en un ensamble canónico a nivel QMMM”
Abstract: The main line of research is: “Molecular design of drugs with psychotropic activity by identifying chemical reactivity descriptors postulated in the Parr-Pearson Theory of Chemical Reactivity”, additionally we intend to explore “evaluation of the drug-receptor interaction through approximations of molecular dynamics simulation in a canonical assembly at the QMMM level “
Entidad financiera: Universidad Católica de Santa María – VIRINV (fondo interno)

enero 2016 – enero 2018


ESTUDIO MECÁNICO CUÁNTICO DE LOS COMPUESTOS PRESENTES EN LA QUINUA (CHENOPODIUM QUINOA) CON POTENCIAL ACTIVIDAD ANTIOXIDANTES MEDIANTE TEORÍA FUNCIONAL DE LA DENSIDAD Y LA DETERMINACIÓN DE RELACIONES ENTRE SU ESTRUCTURA Y REACTIVIDAD (QSAR).

QUANTIAN MECHANICAL STUDY OF THE COMPOUNDS PRESENT IN QUINUA (CHENOPODIUM QUINOA) WITH POTENTIAL ANTIOXIDANT ACTIVITY THROUGH FUNCTIONAL THEORY OF DENSITY AND DETERMINATION OF RELATIONS BETWEEN STRUCTURE AND REACTIVITY (QSAR).

Resumen: El presente proyecto se enmarca dentro del área prioritaria de Química, la línea de investigación fundamental es: “Nuevos métodos teóricos para la determinación de la capacidad antioxidantes de compuestos presentes en la Quinua”. Además, examinaremos líneas de investigación como: “Índices de reactividad para sistemas radicalarios en el contexto de la teoría funcional de la densidad” y “Evaluación de la ELF y PES como indicadores de sistemas QSAR”
Abstract: The present project is framed within the priority area of Chemistry, the fundamental research line is: “New theoretical methods for determining the antioxidant capacity of compounds present in Quinoa.” In addition, we will examine research lines such as: “Reactivity indices for radical systems in the context of functional density theory” and “Evaluation of ELF and PES as indicators of QSAR systems”
Entidad financiera: FONDECyT (fondo externo)

marzo 2015 – febrero 2017


Software Científico: Diseño de un Visualizador Molecular e Implementación de Nuevos Funcionales DFT para el Programa deMon2k.

Scientific Software: Design of a Molecular Visualizer and Implementation of New DFT Functionals for the Mon2k Program.

Resumen: Mediante el uso de nuevos lenguajes de programación grafica es factible diseñar un Visualizador Molecular, que sea capaz de interactuar en forma amigable con los usuarios del programa Mecánico Cuánticos deMon2k, facilitando el lanzamiento de los cálculos, así como el análisis de las propiedades en los sistemas de estudio. Así como ser capaz de preparar los cálculos de acuerdo a los requerimientos del usuario, que pueda tener conocimientos de Química Orgánica, Inorgánica, Bioquímica y Nanotecnología.
Abstract: Through the use of new graphic programming languages it is feasible to design a Molecular Visualizer, which is capable of interacting in a friendly way with the users of the Quantum Mechanical program of Mon2k, facilitating the launching of the calculations, as well as the analysis of the properties in the systems study. As well as being able to prepare the calculations according to the requirements of the user, who may have knowledge of Organic, Inorganic Chemistry, Biochemistry and Nanotechnology.
Entidad financiera: Universidad Católica de Santa María – VIRINV (fondo interno)

PRODUCCIÓN CIENTÍFICA

Theoretical study of the antioxidant capacity of the flavonoids present in the Annona muricata (Soursop) leaves

DOI:10.1007/s00894-019-4083-7 | Ver

Evaluación in silico de la interaccion molecular entre polifenoles y profilinas alergénicas

DOI:10.1007/s00894-019-4083-7 | Ver

Art v 4 Protein Structure as a Representative Template for Allergen Profilins: Homology Modeling and Molecular Dynamics

DOI:10.1021/acsomega.8b02288 | Ver

Molecular Dynamics Simulation of Kynurenine Aminotransferase Type II with Nicotine as a Ligand: A Possible Biochemical Role of Nicotine in Schizophrenia

DOI:10.1021/acsomega.8b02287 | Ver

Molecular mechanics of caffeic acid in food profilin allergens

DOI:10.1007/s00214-018-2404-z | Ver

Effect of substituents on 3(S)-amino-1-hydroxy-3,4-dihydroquinolin-2(1H)-one: a DFT study

DOI:10.1007/s00214-018-2403-0 | Ver

Nanoformulation for potential topical delivery of Vismodegib in skin cancer treatment

DOI:10.1007/s00214-018-2403-0 | Ver

Intramolecular charge transfer model in fluorescence processes

DOI:10.1007/s00214-016-1997-3 | Ver

An experimental and theoretical correlation to account for the effect of LiPF6 concentration on the ionic conductivity of poly(poly(ethylene glycol)methacrylate)

DOI:10.1016/j.ssi.2016.03.020 | Ver

Synthesis, Characterization, and Theoretical Insights of Green Chitosan Derivatives Presenting Enhanced Li+ Ionic Conductivity

DOI:10.1021/jp5128699 | Ver

Electrochemical and XPS studies of decylamides of alpha-amino acids adsorption on carbon steel in acidic environment

DOI:10.1016/j.apsusc.2005.04.040 | Ver

Molecular fragments in density functional theory

DOI:10.1021/jp056421q | Ver

Quantum chemical study of the inhibitive properties of 2-pyridyl-azoles

DOI:10.1021/jp057143y | Ver

Cracking of n-heptane in HZSM-5 zeolite

DOI:10.1016/j.theochem.2005.08.004 | Ver

A theoretical study of dibenzothiophene absorbed on open-ended carbon nanotubes

DOI:10.1021/jp050615o | Ver

Theoretical study of a new group of corrosion inhibitors

DOI:10.1021/jp052188k | Ver

The maximum hardness and minimum polarizability principles as the basis for the study of reaction profiles

DOI:10.1007/s00214-003-0497-4 | Ver

The maximum hardness and minimum polarizability principles as the basis for the study of reaction profiles

DOI:10.1007/s00214-003-0497-4 | Ver

A density functional study of the Claisen rearrangement of allyl aryl ether, allyl arylamine, allyl aryl thio ether, and a series of meta-substituted molecules through reactivity and selectivity profiles

DOI:10.1021/jp020437o | Ver

The bonding nature of some simple sigmatropic transition states from the topological analysis of the electron localization function

DOI:10.1021/jp025958q | Ver

Scrutiny of the HSAB principle in some representative acid-base reactions

DOI:10.1021/jp011767w | Ver

Topological analysis of the electron localization function applied to the study of the [1,3] sigmatropic shift of fluorine in 3-fluorpropene

DOI:10.1063/1.1328397 | Ver

Woodward-Hoffmann rule in the light of the principles of maximum hardness and minimum polarizability: DFT and ab initio SCF studies

DOI:10.1021/ja992337a | Ver

Vicerrectorado Investigacion