Dissertations / Theses on the topic 'Catálisis'

La presente tesis doctoral tiene como principal objetivo el estudio de catalizadores heterogéneos para la obtención de productos de química fina. Gracias a la aplicación simultánea de metodologías combinatorias avanzadas, dispositivos experimentales de alta capacidad (tecnología High-Throughput) y técnicas de caracterización fundamental de los materiales, ha sido posible el desarrollo y optimización de nuevos catalizadores heterogéneos en diferentes procesos de interés industrial. Concretamente, se han investigado tres líneas para la obtención de intermedios orgánicos, basadas en reacciones de acoplamiento carbono-carbono (catalizadores de Pd), epoxidación de olefinas (titano-silicatos) e hidrogenación quimiselectiva de grupos nitro (catalizadores de oro, platino, rutenio y níquel). El control de las propiedades de los materiales a nivel atómico (química de nanopartículas soportadas) ha permitido proponer nuevos sistemas catalíticos altamente activos y selectivos para llevar a cabo estas transformaciones, ofreciendo soluciones limpias y eficientes para una producción sostenible de multiples compuestos químicos.<br>Serna Merino, PM. (2008). Catálisis combinatoria para procesos de química fina [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/3902<br>Palancia

Las 1,3-oxazolidin-2-onas constituyen una importante clase de compuestos que contienen un anillo de cinco miembros con dos heteroátomos. Recientemente han despertado un gran interés a causa de sus aplicaciones en el campo farmacéutico. Por otro lado, pueden considerarse como precursores de b-aminoalcoholes, dado que su hidrólisis conduce a este tipo de compuestos<br/>La reacción entre biscarbonatos derivados del (Z)-2-buten-1,4-diol con diferentes anilinas dio lugar a un resultado totalmente inesperado: la formación de la N-(aril)-4-vinil-1,3-oxazolidin-2-ona como único producto de reacción. El sistema precatalítico utilizado es el formado por bis(dibenciliden)acetonapaladio(0), Pd(dba)2 (5%) y 1,1'-bis(difenilfosfino)ferroceno (ddpf) (15%). La reacción también tiene lugar con buen rendimiento cuando se utiliza 1,2-bis(difenilfosfino)etano (dppe) o 1,4-bis(difenilfosfino)butano (dppb). La presencia de una fosfina bidentada es crucial para que tenga lugar la reacción. En algunos casos se obtiene junto con la N-aril-4-viniloxazolidin-2-ona, el regioisómero N-aril-5-viniloxazolidin-2-ona, de forma minoritaria. De los resultados obtenidos se deduce que el éxito de la reacción depende de la presencia de grupos electronatrayentes en la anilina. Es decir, la acidez de las anilinas ensayadas en esta reacción es un factor importante. Disminuye el rendimiento de la reacción, como queda de manifiesto para el caso de la anilina y de la 4-metoxianilina. Por otro lado realizamos también experimentos con anilinas con grupos electroatrayentes en posición orto, como por ejemplo, 2-nitroanilina, 2,4-dinitroanilina, 2,6-dicloro-4-nitroanilina y la 2,3,4,5,6-pentafluoroanilina. En ningún caso se obtuvieron las oxazolidinonas esperadas. Este resultado sugiere que el impedimento estérico de los grupos en posición orto del anillo aromático es un aspecto importante, necesitándose que esta posición quede libre para que la reacción tenga éxito. En ningún caso fueron aislados ni se pudieron detectar vinilaziridinas ni 2,5-dihidro-1H-pirroles que serían los productos que cabría esperar teniendo en cuenta los precedentes existentes en la bibliografía. Se propone un posible mecanismo basado en que la reacción requiere la conversión in situ del biscarbonato en el correspondiente carbonato-carbamato por ataque nucleofílico de la base conjugada de la anilina seguida de la ciclación intramolecular catalizada por Pd.<br/>Como conclusión de esta primera parte, hay que decir, que la reacción de anilinas ácidas con el biscarbonato derivado del (Z)-2-buten-1,4-diol bajo catálisis por Pd(0) da lugar a N-aril-4-viniloxazolidin-2-onas.<br/>El interés dentro de nuestro grupo de investigación de sintetizar compuestos aromáticos sustituidos con cadenas perfluoroalquílicas, nos condujo a plantearnos como objetivo de esta segunda parte de la presente Tesis Doctoral estudiar la perfluoroalquilación directa de arilaminas con yoduros de perfluoroalquilo en presencia de óxido de cobre(I). <br/>La reacción de anilinas p-sustituidas con yoduros de perfluoroalquilo en presencia de exceso de Cu2O en DMSO a 130 ºC resultó un método muy eficiente para la introducción de cadenas de perfluoroalquilo en las dos posiciones orto. Fenoles y anisoles perfluoroalquilados pueden obtenerse mediante este método. Sin embargo, la selectividad es baja y la reacción da lugar a una mezcla de isómeros orto, meta y para. La aplicación de este método de perfluoroalquilación a anilinas con a,w-diyodoperfluoroalcanos produce oligómeros<br/>Por otro lado nos propusimos preparar un sistema catalítico de Pd(0) libre de fosfinas basado en un derivado de la dibencilidenacetona que incorpore cadenas perfluoradas y estudiar su actividad catalítica en condiciones de catálisis bifásica fluorada.<br/>Se preparó la 1,5-bis(4,4'-bis(perfluorooctil)fenil)-1,4-pentadien-3-ona. A continuación se lleva a cabo la preparación del complejo de Pd(0) mediante el proceso clásico descrito para el complejo de dibencilidenacetonapaladio(0). Sin embargo el complejo esperado no se obtuvo. El análisis espectroscópico del sólido muestra la absencia de coordinacióm metal-ligando. El material obtenido de esta manera resultó ser soluble en fase fluorada y mostró actividad catalítica. Mediante microscopía de transmisión electrónica y a partir de datos espectroscópicos como IR y 1H-RMN, se dedujo que habíamos preparado nanoparticulas de paladio (0). De esta manera se preparan diferentes materiales catalíticos, en función de la diferente relación molar Pd / dba-RF.<br/>Estos materiales fueron ensayados como catalizadores en la reacción de Suzuki y de Heck bajo condiciones de catálisis bifásica fluorada. Las nanopartículas de paladio muestran una buena actividad catalítica y pueden ser recuperadas y reutilizadas sin pérdida de actividad. <br/>A continuación se decide ampliar el estudio a diferentes productos perfluorados los cuales podrían estabilizar nanopartículas de paladio. Se ha podido comprobar que la estabilización por compuestos con cadenas perfluoradas no es excepcional para la 1,5-bis(4,4'-bis(perfluorooctil)fenil)-1,4-pentadien-3-ona. Otros compuestos como los que se muestran en la figura también poseen esta propiedad.<br>Oxazolidin-2-ones can be regarded as masked amino-alcohols and have attracted a great deal of interest. They have a lot of applications in the pharmaceutical field. Oxazolidin-2-ones can be prepared by thermal or catalytic reaction of oxiranes with isocyanates. <br/>The reaction of anilines with dicarbonate of the (Z)-2-butene-1,4-diol produce N-aryl-4-vinyloxazolidin-2-ones in excellent yields. The precatalytic system [bis(benzylidene)acetone]palladium/1,1'-bis (diphenylphosphanyl) ferrocene was used. The bidentate phosphane dppe gave also good results, but with Pd(PPh3)4 the reaction failed and the anilines were not consumed. In some cases minor isomers very similar in their general structure could be isolated. They were characterized as N-aryl-5-vinyloxazolidin-2-ones. Both products, were characterized by NMR spectra, NOE experiments and X-ray diffraction. The results reveal that at least moderate electron-withdrawing groups are required for the success of the reaction and the ortho positions must be free. The experiments of table 1 are ordered by drecreasing s- values and it is evident that results synthetically useful are not achieved for substituents H and 4-OMe. Nevertheless, experiments with ortho-substituted anilines bearing electron-withdrawing groups (i.e. 2-nitroaniline, 2,4-dinitroaniline, 2,6-dichloro-4-nitroaniline, 2,3,4,5,6-pentafluoroaniline) failed to give oxazolidinones, thus pointing out that ortho positions must be free. In no case vynilaziridines or dihydropirroles were isolated. Further experiments were performed in order to determinate a possible mechanism. <br/>In summary, an efficient method to prepare N-aryl-4-vyniloxazolidin-2-ones is reported as a consequence of an unprecedented reactivity of 2-butene-1,4-diyl dicarbonate.<br/>Our broad interests in the homogeneous catalysis, and specifically in the fluorous biphase catalysis, have been underpinned by the development of new methodologies in order to obtain fluorinated ligands and develope catalytic systems available for the fluorous catalysis. <br/>Reaction of para-substituted anilines with perfluoroalkyl iodides RFI in presence of copper(I) oxide at 130ºC results in efficient introducction of perfluorinated chains in both ortho positions. Electron-withdrawing substituents render the reaction more sluggish. Perfluoroalkylation of aniline showed that ortho positions are more active than para positions since 2,6-bis-(perfluorooctyl)aniline, was isolated whereas the 2,4-isomer was not. However, heavily fluorinated 2,4,6-tris-(perfluorooctyl)aniline, is obtained in good yield by using a higher 2/C8F17I ratio. DMSO is the best of the several solvents tested (DMSO, DMF, choroform, ethanol, toluene). Increasing the ratio RFI/arylamine increases the yield. This suggests that a side reaction consumes perfluoroalkyl iodide. Since reactions are heterophasic we always used an excess of powdered copper(I) oxide. These excesses are sufficient but should not be considered as optimized. This methodologie has been extended to the direct perfluoroalkylation of phenols. However, these substrates present less reactivity and less regioselectivity.<br/>Furthermore we have studied the application of this perfluoroalkylation method to differents anilines with 1,6-diiodoperfluorohexane in order to obtain oligomers. The reaction were carried out with aniline and with 4-tert-buthylaniline in diferent aniline/I(CF2)6I ratios and diferrent oligomers were obtained. Average length of each oligomer was determined by NMR integration of aromatic protons of terminal anilines or from the analytical analysis.<br/>On the other hand, our research includes the preparation of homogeneous catalysts, which are soluble in highly fluorinated solvent and could be used in fluorous biphase catalysis. <br/>The ligand 1,5-bis(4,4'-bis(perfluorooctyl)phenyl)-1,4-pentadien-3-one (dba-RF) was prepared by aldol condensation of 4-perfluorooctylbenzaldehide with acetone. Preparation of the complex Pd(dba-RF)2 was attempted following a procedure similar to that described for the preparation of the classical dibenzylidenacetone complex of palladium(0). However, no Pd(dba-RF)2 was obtained. Instead a black solid was formed from ligand and palladium dichloride using methanol as the reducing agent. Spectroscopic data (1H-RMN, IR) of this solid show the absence of metal coordination to the carbon-carbon double bonds. However, the material was soluble in perfluorinated solvents and showed catalytic activity. These observations led us to the idea that we had generated palladium nanoparticles stabilized by the fluorinated ligand, which renders them soluble in fluorous media. Transmission electron microscopy TEM confirmed the presence of such nanoparticles (4-5 nm). Some other batches were prepared in a similar way, but using different molar ratios of palladium(II) dichloride/dba-RF.<br/>These material were tested as catalysts in the Suzuki reaction and in the Heck reaction under fluorous biphasic conditions. The reaction was repited for five consecutive runs. The catalityc material was recovered and reused without lost of activity. Other compounds highly loaded with fluorine possesing the same property and are able to stabilize palladium nanoparticles. In all cases a solution of disodium hexachloropalladate, Na2(Pd2Cl6), was reduced in methanol at 60ºC.

[ES] En la presente tesis doctoral se ha llevado a cabo la búsqueda de catalizadores heterogéneos para sustituir catalizadores homogéneos de Fe en reacciones químicas de interés industrial y/o sintético. En primer lugar, se sintetizaron nanopartículas planas de FeOx en la superficie de diferentes óxidos inorgánicos ácidos mediante un proceso redox en one-pot a temperatura ambiente, las cuales catalizan la semi-hidrogenación de alquinos con altos rendimientos y selectividad. Esta reacción había sido descrita con complejos de Fe en disolución. Estos óxidos mixtos de Fe2,3+ son capaces de disociar y transferir H2 a alquinos de forma quimio- y estereoselectiva asistidos por los grupos hidroxilo del soporte del óxido inorgánico, el cual, por tanto, está involucrado en el mecanismo de la reacción. Este mecanismo se asemeja al que usan las enzimas de Fe hidrogenasas en la naturaleza para disociar H2. Además, sitios aislados de FeIII-O en sólidos catalizan de manera quimioselectiva la hidrogenación del acetileno en corrientes de etileno, en condiciones industriales front-end. Para corroborar la naturaleza del centro activo, se preparó un MOF con sitios de FeIII accesibles dentro de sus poros, mediante la funcionalización post-sintética por metátesis de catión en los cristales, lo que permitió resolver la estructura del sólido por difracción de rayos X de monocristal, confirmando que el centro catalítico es FeIII-O. Por otra parte, se llevó a cabo la reacción radicalaria ATRA entre alquenos y halogenuros de carbono con complejos de Fe de baja valencia y también con fosforeno, un material bidimensional de fósforo análogo al grafeno. Los compuestos de Fe en disolución y el fosforeno tienen en común que son ricos en electrones disponibles para iniciar la reacción radicalaria, por lo que presentan una actividad mucho mayor que sus compuestos análogos en estados de oxidación más altos, incluso a temperatura ambiente. Y por último, se llevó a cabo la metátesis de carbonilo-olefina intermolecular entre aldehídos aromáticos y éteres vinílicos catalizada por ácidos de Brönsted o Lewis convencionales (como sales de Fe) en disolución, y también con ácidos sólidos en un reactor de lecho fijo en flujo, particularmente con el aluminosilicato montmorillonita K-10, que mostró una extraordinaria actividad catalítica debido a su capacidad para estabilizar los carbocationes intermedios formados durante la reacción.<br>[CAT] En la present tesi doctoral s'ha dut a terme la recerca de catalitzador heterogenis per a substituir catalitzadors homogenis de Fe en reaccions químiques d'interès industrial i/o sintètic. En primer lloc, es sintetitzaren nanopartícules planes de FeOx en la superfície de diferents òxids inorgànics àcids mitjançant un procés redox en one-pot a temperatura ambient, les quals catalitzen la semi-hidrogenació d'alquins amb alts rendiments i selectivitat. Aquesta reacció havia sigut descrita amb complexes de Fe en dissolució. Aquests òxids mixtes de Fe2,3+ són capaços de dissociar i transferir H2 a alquins de forma quimio- i estereoselectiva assistits pels grups hidroxil del suport de l'òxid inorgànic, el qual, per tant, està involucrat en el mecanisme de la reacció. Aquest mecanisme s'assembla al que utilitzen les enzimes de Fe hidrogenases en la natura para dissociar H2. A més a més, llocs aïllats de FeIII-O en sòlids catalitzen de manera quimioselectiva la hidrogenació del acetilè en corrents de etilè, en condicions industrials front-end. Per a corroborar la natura del centre actiu, es va preparar un MOF amb llocs de FeIII accessibles dins dels seus porus, mitjançant la funcionalització post-sintètica per metàtesis de catió en els cristalls, el que va permetre resoldre l'estructura del sòlid per difracció de rajos X de monocristall, confirmant que el centre catalític és FeIII-O. Per altra banda, es va dur a terme la reacció radicalaria ATRA entre alquens i halogenurs de carboni amb complexos de Fe de baixa valència i també amb fosforè, un material bidimensional de fòsfor anàleg al grafè. Els compostos de Fe en disolució i el fosforè tenen en comú que són rics en electrons disponibles per a iniciar la reacció radicalaria, per el qual presenten una activitat molt major que els seus compostos anàlogues en estats d'oxidació més alts, inclòs a temperatura ambient. I per últim, es va realitzar la metàtesis de carbonil-olefina intermolecular entre aldehids aromàtics i èters vinílics catalitzada per àcids de Brönsted o Lewis convencionals (com sals de Fe) en dissolució, i també amb àcids sòlids en un reactor de llit fixe en flux, particularment amb el aluminosilicat montmorillonita K-10, que mostrà una extraordinària activitat catalítica deguda a la seua capacitat per a estabilitzar els carbocations intermedis formats durant la reacció.<br>[EN] In the present doctoral thesis, the search of heterogeneous catalysts to substitute homogeneous Fe catalysts in chemical reactions of industrial and/or synthetic interest has been carried out. First, planar FeOx nanoparticles were synthesized on the surface of different acidic inorganic oxides using a one-pot redox process at room temperature, which catalyze the semi-hydrogenation of alkynes with high yields and selectivity. This reaction had been described previously only with Fe complexes in solution. These mixed Fe2,3+ oxides are capable to dissociate and transfer H2 to alkynes in chemo- and stereoselective manner assisted by the hydroxyl groups of the inorganic oxide support, which, as a result, is involved in the mechanism of the reaction. This mechanism resembles that used by the Fe hydrogenases enzymes in nature to dissociate H2. In addition, FeIII-O isolated sites in solids catalyze chemo- and stereoselectively the hydrogenation of acetylene in ethylene streams under front-end industrial conditions. To corroborate the nature of the active center, a MOF with accessible FeIII sites within its pores was prepared by post-synthetic metathesis of cations in crystals, which allowed resolving the structure of the solid by single crystal X-ray diffraction, confirming that the catalytic center is FeIII-O. On the other hand, the ATRA radical reaction between alkenes and carbon halides was carried out with low-valent Fe complexes and also with phosphorene, a phosphorous based two-dimensional material analogous to graphene. The compounds of Fe in solution and phosphorene have in common that they are rich in electrons available to initiate the radical reaction, so they have a much higher activity than their analogs in higher oxidation states and are active even at room temperature. Finally, the intermolecular carbonyl-olefin metathesis between aromatic aldehydes and vinyl ethers was carried out catalyzed by conventional Brönsted or Lewis acids in batch (including Fe salts), and also in a fixed-bed reactor in flow using solid acids, particularly with the aluminosilicate montmorillonite K-10, which showed an extraordinary catalytic activity due to its ability to stabilize the carbocation intermediate formed during the reaction.<br>Tejeda Serrano, M. (2019). Catalizadores sólidos como alternativa a compuestos de hierro en disolución para reacciones orgánicas de interés industrial [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/124966<br>TESIS

Doctor en Bioquímica<br>La riboquinasa humana (RK) (E.C. 2.7.15) pertenece a la superfamilia riboquinasa y cataliza la fosforilación de la D-ribosa usando MgATP como cosustrato, produciendo D-ribosa-5-P y ADP. Aunque la D-ribosa participa en importantes etapas metabólicas, los estudios cinéticos en la RK humana son escasos y preliminares. Alineamientos de secuencia por superposición estructural entre varios miembros de la superfamilia, han mostrado que existen dos motivos de secuencia muy conservados, el motivo NXXE y el motivo GXGD, que se encuentran en el sitio activo de las estructuras de los miembros de la superfamilia. Los residuos Asn y Glu del motivo NXXE estarían relacionados con la unión y uso apropiado de los iones Mg+2 y PO4-3, mientras que el residuo Asp del motivo GXGD actuaría como la base catalítica, que desprotonaría el hidroxilo del sustrato que va a ser fosforilado. En este trabajo determinamos el efecto del K2HPO4 sobre la actividad enzimática, y caracterizamos cinéticamente a la RK humana. A través de mutagénesis sitio dirigida evaluamos el papel de los residuos Asn199, Glu202 y Asp269, en la catálisis y en la unión y regulación por PO4-3 y Mg+2. Los resultados muestran que la RK humana posee una regulación compleja, en la que tanto el PO4-3 como el Mg+2 actúan como activadores, mientras que ambos sustratos y el Mn+2 libre actúan como inhibidores. La caracterización cinética de las mutantes de los motivos NXXE y GXGD muestran que las mutantes N199L y E202L muestran un descenso dramático en la kcat y un aumento de entre 50-70 veces el valor de la KM para MgATP, mientras que la mutante D269N tiene una kcat cerca de 55 veces menor que la enzima silvestre, sin cambios en los valores de KM para ambos sustratos. Sorpresivamente, ninguna de las mutantes es activada por K2HPO4 y todas requieren de una concentración de Mg+2 libre mucho mayor que la requerida por la enzima silvestre, para obtener la actividad máxima. En base al análisis de la estructuras cristalográficas de RK de E. coli (PDBID: 1RKD) y RK de H. sapiens (PDBID: 2FV7) se ha visto que la RK humana uniría al PO4-3 y al Mg+2 dentro del sitio activo, y que esta unión estaría mediada por moléculas de aguas estructurales conservadas que permitirían la formación de puentes de hidrógeno entre el PO4-3 y el Mg+2 y los residuos conservados Asn 199 y Glu202 que se ubican dentro del sitio activo de la enzima, y que forman parte del motivo NXXE. Además, estos residuos participarían en la unión de ATP al sitio activo. Por último, usando el método de acoplamiento molecular del PO4-3 fue posible inferir que el PO4-3 regulador se uniría dentro del sitio activo de la RK humana. Estos resultados demuestran que los residuos Asn199 y Glu202 juegan un rol importante en la catálisis y en la regulación por PO4-3 and Mg+2 y que aunque se ha señalado que el residuo Asp sería la base catalítica para mucho miembros de la familia riboquinasa, su rol en la RK humana no es concluyente<br>Ribokinase (RK) (E.C. 2.7.15) belongs to the ribokinase superfamily and catalyzes the phosphorylation of the D-ribose using MgATP as cosubstrate, producing D-ribose-5-P and ADP. Even though D-ribose acts in important metabolic steps, kinetic studies of human RK are scarce and preliminary. Structural based sequence alignments of several members of this superfamily have shown two conserved sequence motifs, the NXXE and GXGD motifs, localized at the active site of its members. It has been suggested that the Asn and Glu residues from the NXXE motif are related with Mg2+ and PO43- proper use and binding, while the Asp residue from the GXGD is proposed to act like the catalytic base withdrawing a proton in the substrate to be phophorylated. In this work we have studied the effect exerted by K2HPO4 on human RK activity, and we performed a kinetic characterization of this enzyme. Also, using site-directed mutagenesis we evaluate the role of residues Asn199, Glu202 and Asp269, in catalysis, phosphate and magnesium regulation and binding, The results shown a complex interplay of regulators of RK activity where phosphate and K+ act as activators while both substrates and free Mn2+ acts as inhibitors. Kinetic characterization of mutants of the conserved NXXE and GXGD motifs shows that N199L and E202L enzymes display a dramatic decrease in the kcat value and an increase between 50-70 times in the KM for MgATP, whereas the D269N mutant display a kcat value around 55 times lower than the wild type with almost none changes in the KM values for both substrates. Interestingly, all the mutants lack the activating effect of phosphate and require higher free Mg2+ concentrations than the wild type enzyme to obtain maximal activity. Additionally, molecular docking assays have shown that probably the regulatory PO43- binds inside the active site in human RK. Analysis of the crystallographic structures of E. coli RK (PDBid: 1RKD) and H. sapiens RK (PDBid: 2FV7) shows that PO43- and Mg2+ bind at the active site of human RK, and that several conserved water molecules facilitate interactions between PO43- and Mg2+ and the conserved residues Asn199 and Glu202 trough H bonding. In addition, these residues participate in the ATP binding in human RK active site. These results demonstrated that residues Asn199 and Glu202 play an important role in catalysis and PO43- and Mg2+ regulation and although the conserved Asp residue has been pointed out as the catalytic base in many members of the ribokinase family its role in human ribokinase is not fully understood<br>FONDECYT

Los procesos catalíticos son una herramienta muy útil en la obtención de diversos compuestos de interés tanto académico como industrial. Se busca entonces procesos que conlleven entre otros, altos rendimientos, elevada selectividad, tiempo de reacción más cortos, menores costos de producción y metodologías respetuosas con el medio ambiente. Es por ello el interés en desarrollar sistemas catalíticos que puedan ayudar a suplir estas necesidades. Dada la relevancia de los sistemas catalíticos, se investigó sobre este tópico en la presente tesis doctoral. Para ello, se partió de la experiencia que tiene el grupo en la obtención de nanopartículas y su aplicación en catálisis. De este modo fueron de interés los materiales nanométricos desde dos puntos de vista. El primero se basa en la utilización de las nanopartículas metálicas como soporte de un organocatalizador y el segundo en la utilización de las nanopartículas metálicas como catalizadores. En esta tesis doctoral se desarrollaron procesos catalíticos basados en el uso nanopartículas de iridio y oro. Siguiendo los resultados preliminares de la doctora Sandra Niembro en su tesis doctoral, se reprodujo y optimizó la obtención de nanoparticulas de oro como soporte del organocatalizador cinconina. Para ello se obtuvieron nanopartículas de oro de acuerdo al método de Brust. Luego, mediante una reacción de intercambio de ligando se obtuvieron nanopartículas de oro en cuya superficie se logró anclar la cinconina. Con el organocatalizador soportado sobre las nanopartículas, se realizaron pruebas catalíticas en la reacción de adición enantioselectiva de α-aminación de β-cetoesteres a diferentes condiciones de temperatura y de cantidad (%mol) del catalizador. Se lograron altos porcentajes de rendimientos (97% a 0°C) y resultados de excesos enantioméricos comparables con la literatura (78 % ee).También se realizaron algunas pruebas de recuperación y reutilización del catalizador. También fueron de interés en esta tesis doctoral, la obtención de nanopartículas de iridio, las cuales fueron soportadas sobre un material híbrido orgánico-inorgánico, desarrollado previamente en nuestro grupo de investigación. Luego de reproducir la obtención del material híbrido orgánico-inorgánico se prepararon las nanopartículas de iridio soportadas sobre tal material. Se obtuvieron nanopartículas (Ir/material híbrido) de un tamaño entre 0.5-1.4 nm y con 18 % Ir (93% rendimiento). Dado que los resultados obtenidos en la obtención de las nanopartículas Ir/material híbrido fueron muy reproducibles se decidió aplicar el método optimizado en la obtención nanopartículas de iridio soportadas sobre silica-gel (Ir/SiO2) y también intentar obtener nanopartículas de iridio estabilizadas solo con el solvente de la reacción (difenil éter). En ambos casos, se obtuvieron nanopartículas de iridio de tamaño similar a las anteriormente mencionadas (0.5-1.4 nm para Ir/SiO2; 0.5-1.3 nm y 23% Ir (91% rdt) para Ir/difenil éter). El interés se centró en las nanopartículas Ir/material híbrido y Ir/difenil éter. Ambas fueron utilizadas como catalizadores en reacciones de oxidación de alcoholes bencílicos y el hidrocaburo xanteno utilizando oxígeno como oxidante, a 100 °C y tolueno. Los ensayos catalíticos, conllevaron la activación de las nanopartículas mediante un moderado calentamiento (135 °C) durante 2 horas. Se obtuvieron altos porcentajes de rendimiento alrededor del 90% hacia la formación del aldehído (sustrato: alcohol). Se resalta que los resultados se lograron sin la adición de bases. Se realizó una prueba de recuperación y reutilización del catalizador Ir/difenil éter con alto porcentaje de rendimiento. Los resultados obtenidos con estas nanopartículas de iridio desarrolladas en esta tesis doctoral, han sido de interés por otros investigadores y en estos momentos están siendo evaluadas en colaboración por el grupo del Prof Sandro Cacchi, de la Universidad de la Sapienza en Roma. Se considera como perspectivas, que las nanopartículas de iridio podrían aplicarse como catalizadores en reacciones de oxidación de otros alcoholes y otros hidrocarburos. Además tal vez se podría aplicar el método de obtención de estas nanopartículas a otros metales con precursores metal-carbonilo.<br>Catalytic processes are a useful tool for obtaining a wide variety of compounds with application in academia and industry. In this manner, the interest in developing catalytic systems has increase in the last years, and researchers are investigating in new methodologies in order to achieve high yields, high selectivity, short reaction times, lower production costs and environmental friendly protocols. Due to the importance and applicability of the catalytic systems and based on the experience of the group in the area of nanoparticles and its application in catalysis, these topics were the central subjects of this doctoral thesis. Particularly, we were interested on nanoscale materials from two points of view. The first was the use of nanoparticles as support for an organocatalyst and the second was the direct use of nanoparticles as the catalyst. In this doctoral thesis we developed catalytic processes in the presence of nanoparticles of iridium and gold by following the preliminary results obtained in Dr. Sandra Niembro’s doctoral thesis. We reproduced and optimized the synthesis of gold nanoparticles as support of the organocatalyst cinchonine. The cinchonine anchored to the surface of the gold nanoparticles was obtained by Brust’s method followed by a ligand exchange reaction. The catalytic activity of this organocatalyst supported on nanoparticles was tested in the enantioselective addition of α-amination of β-keto esters at different reaction conditions by varying the temperature and the amount (mol%) of catalyst. High yields were obtained (97% at 0 °C) and the enantiomeric excess was comparable with the reported in the literature (78% ee). We also test the recovery and reuse of catalyst. We were also interested in the synthesis of iridium nanoparticles which were supported on an organic-inorganic hybrid material that was previously developed in our research group. After reproducing the synthesis of the organic-inorganic hybrid material we prepared the iridium nanoparticles supported on such material. We obtained nanoparticles (Ir / hybrid material) of a size between (0.5-1.4) nm 18% Ir (93% yield). Due to the reproducibility of this methodology, we also apply this procedure in the synthesis of iridium nanoparticles supported on silica-gel (Ir/SiO2) and in the synthesis of stabilized iridium nanoparticles by the reaction solvent (biphenyl ether). In both cases, iridium nanoparticles were obtained in similar size to the mentioned above, (0.5-1.4) nm (Ir/SiO2) and (0.5-1.3) nm, 23% Ir (91% yield) nanoparticles Ir /biphenyl ether, respectively. Both nanoparticles Ir/ hybrid material and Ir/ diphenyl ether were used as catalysts in the oxidation reaction of benzyl alcohols and xanthene using oxygen as oxidant, at 100 °C and toluene as solvent. Importantly, the activation of the nanoparticles was performed by a moderate heating at 135 °C for 2 hours. High yields were obtained (up to 90%) to the formation of the aldehyde (substrate: alcohol). Remarkably, these results were achieved without the addition of bases. The recovery and reuse of the catalyst were also achieved in high yields. The results obtained with the iridium nanoparticles developed in this thesis, were of interest to other researchers and the group of Professor Sandro Cacchi, University of La Sapienza in Rome, is currently evaluating them in collaboration with our research group. The outlook of this doctoral thesis are the application of iridium nanoparticles in the oxidation reactions of other substrates such as alcohols or hydrocarbons, and also the extension of the synthetic procedure of other metal nanoparticles from other metal carbonyl precursors.

La memoria de tesis titulada “Inmovilización de complejos organometálicos en soportes sólidos para aplicación en catálisis” presenta una serie de trabajos encaminados a la obtención de catalizadores híbridos, que sean estables, activos, selectivos y reutilizables en reacciones de hidrogenación e hidroformilación de olefinas. Para ello, se han estudiado diversos métodos para inmovilizar complejos metálicos en materiales carbonosos y sólidos inorgánicos: adsorción física, anclaje por formación de un enlace covalente e intercambio iónico. Estos catalizadores se han usado en las reacciones mencionadas, analizando sus propiedades catalíticas (actividad y selectividad), así como la robustez de los mismos y las posibilidades de reutilización.

Leyva Perez, A. (2005). Compuestos de Paladio soportados en distintos materiales. Aplicación en Catálisis heterogénea [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1839<br>Palancia

En la presente tesis doctoral se ha llevado a cabo un estudio de los clústeres y átomos aislados de platino como catalizadores para reacciones químicas de interés en la química industrial. En la reacción de hidrosililación de alquinos se ha demostrado que la selectividad está determinada por las especies activas de platino. Para el caso de la hidrosililación anti-Markovnikov, la más habitual, los verdaderos catalizadores son átomos aislados de platino, mientras que para la hidrosililación Markovnikov, son los clústeres de platino triatómico los responsables de la selectividad observada. Se han sintetizado un elevado número de compuestos ¿-alquenilsilanos y se ha demostrado su versatilidad como intermedios de síntesis. Además, el mecanismo de la reacción parece apuntar a la agregación de átomos de platino con moléculas de silano como parámetro clave para la selectividad de la reacción. Se pueden emplear clústeres de Pd y Pt de <10 átomos formados in situ o preformados como catalizadores para reacciones de acoplamiento cruzado (Heck, Suzuki o Sonogashira) en función de la base empleada, con elevada actividad y selectividad. Esto se debe a una mayor facilidad en la adición oxidativa, lo que permite que la reacción esté controlada por la base. Por otro lado se han empleado materiales híbridos clúster-MOF o SAC-MOF como catalizadores heterogéneos para reacciones de interés industrial. En primer lugar clústeres de Pt02 estabilizados dentro de un MOF se han empleado como catalizadores para las reacciones de formación de NH4CN, la metanación de CO2 y la hidrogenación de olefinas. También se han empleado átomos de platino con bajo estado de oxidación y estabilizadas por ligandos duros (H2O) sin retrodonación en un MOF como catalizadores para la reacción de desplazamiento de gas de agua (WGS).<br>In this thesis, a study of platinum clusters and single atoms as catalysts for industrially relevant chemical reactions have been carried out. Selectivity in alkyne hydrosilylation is determined by platinum active species. For anti-Markovnikov hydrosilylation, the thermodynamic product, the true catalysts are isolated platinum atoms, while for Markovnikov hydrosilylation, three atom platinum clusters are responsible for the observed selectivity. A big number of ¿-alkenylsilanes have been synthesized and their versatility as synthetic intermediates demonstrated. Reaction mechanism points to platinum-silane aggregation as key factor for reaction selectivity. Pd and Pt clusters with <10 atoms either formed in-situ or preformed can be used as catalysts for cross-coupling reactions (Heck, Suzuki and Sonogashira) depending on the base, with high activity and selectivity. This is due to an easier oxidative addition, which allows the base to control reaction. Hybrid materials cluster/SAC-MOF have been used as heterogeneous catalysts for industrially relevant reactions. First, Pt02 clusters stabilized inside a MOF catalyze NH4CN formation, CO2 methanation and olefin hydrogenation. Low valent Pt atoms stabilized by hard ligands (H2O) without retrodonation have proved to catalyze very efficiently the low-temperature water gas shift reaction.<br>En la present tesi doctoral s'ha dut a terme un estudi dels clústers i àtoms aïllats de platí com a catalitzadors per reaccions químiques d'interès en la química industrial. En la reacció d'hidrosililació d'alquins s'ha demostrat que la selectivitat està determinada per les espècies actives de platí. Per al cas de la hidrosililació anti-Markovnikov, la més habitual, els vertaders catalitzadors són àtoms aïllats de platí, mentre que per la hidrosililació Markovnikov, són els clústers de platí triatòmic els responsables de la selectivitat observada. S'han sintetitzat un elevat nombre de compostos ¿-alquenilsilans i s'ha demostrat la seua versatilitat com intermedis de síntesi. A més, el mecanisme de la reacció pareix apuntar a la agregació d'àtoms de platí amb molècules de silà com a paràmetre clau per a la selectivitat de la reacció. Es poden emprar clústers de pal·ladi i platí de <10 àtoms formats in situ o preformats com catalitzadors per reaccions d'acoblament creuat (Heck, Suzuki o Sonogashira) en funció de la base emprada, amb elevada activitat i selectivitat. Això es deu a una major facilitat en la adició oxidativa, el que permet que la reacció estigui controlada per la base. Per altra banda s'han emprat materials híbrids clúster-MOF o SAC-MOF com catalitzadors heterogenis per reaccions d'interès industrial. En primer lloc clústers de Pt02 estabilitzats dins d'un MOF s'han emprat com catalitzadors per les reaccions de formació de NH4CN, la metanació de CO2 i la hidrogenació d'etilè. També s'han emprat àtoms de platí amb baix estat d'oxidació i estabilitzats per lligands durs (H2O) sense retrodonació en un MOF com a catalitzadors per la reacció de desplaçament de gas de agua (WGS).<br>Rivero Crespo, MÁ. (2018). Clústeres y átomos aislados de platino como catalizadores para reacciones químicas de interés industrial [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/111827<br>TESIS

Mediante el proceso Fischer-Tropsch es posible obtener, a partir del carbón, hidrocarburos que pueden ser utilizados como combustible. Como veremos más adelante,esta fue la razón del rápido desarrollo de este proceso.Los compuestos carbénicos son estudiados en los laboratorios de la SecciónQuímica de la Pontificia Universidad Católica del Perú, y siendo el procesoFischer-Tropsch el ejemplo de catálisis , heterogénea por excelencia,resulta interesante conocer su relación.El presente artículo es una pequeña introducción a la síntesis FischerTropsch. Debido a la complejidad y al gran número de puntos involucrados, tocaremos sólo los puntos más importantes con el fin de captar el interés sobre un tema que puede ser de importancia para el desarrollo del Perú.

In this thesis, different solids-containing precious metals has been prepared with controlled size and electronics, and used as catalysts for hydrogenation and hydroadition reactions, among others, obtaining prod-ucts of interest in Fine Chemistry. A palladium catalyst comprising <3 nm nanoparticules supported on carbon is capable of hydrogenating different nitroderivative compounds and subsequent cross-couplings of the amine generated in the process, with high chemoselectivity and at relatively low temperatures. Furthermore, this catalyst with a Lewis acid function allows to obtain cyclohexanone oxime directly from nitrobenzene under mild reaction condi-tions with yields above 95%. A carbon-supported nanoalloy platinum-ruthenium catalyst catalyzes the hydrogenation of different types of aromatic rings such as acetophe-none, vinyl benzoic acid, anisole and butylbenzene as well as coupling re-action cascades with other nitro groups, ketones, nitriles or oximes, to ob-tain different types of secondary amines. The catalytically active species of different insoluble metallic chlo-rides for hydroadition reactions is a metallic monomer disgregated from the polymeric salt by the action of substrates and products. These active spe-cies can be mimicked by the electronic modulation of zeolite Y-supported metal solids, which are able to perform the hydroamination of alkynes with good yields and selectivity, getting a reusable catalyst operating under mild conditions. Furthermore, different NSAIDs were synthesized with the sup-ported Pt catalyst to give different in-vitro cyclooxygenase activities.<br>En la presente tesis doctoral se han preparado diferentes sólidos con metales preciosos soportados, de tamaño y propiedades electrónicas controladas, y se han utilizado como catalizadores para reacciones de hidrogenación e hidroadición, entre otras, obteniéndose productos de interés en Química Fina. Un catalizador de Pd nanoparticulado de menos de 3 nm, soportado sobre carbón es capaz de hidrogenar distintos compuestos nitroderivados y acoplar las aminas generadas en el proceso con alta quimioselectividad y a temperaturas relativamente bajas. Además, este catalizador junto con un ácido de Lewis permite obtener oxima de ciclohexanona directamente desde nitrobenceno en condiciones de reacción suaves, y con rendimientos superiores al 95%. Un catalizador nanoaleado de RuPt soportado sobre carbón cataliza hidrogenaciones de distintos tipos de anillos aromáticos como son acetofe-nona, ácido vinilbenzoico, anisol y butilbenceno, y también acoplamientos en cascada con nitroderivados, cetonas, nitrilo u oximas, para obtener distintos tipos de aminas secundarias. La especie activa de varios cloruros metálicos insolubles para reacciones de hidroadición es un monómero metálico disgregado de la sal polimérica por la acción de los sustratos y los productos. Esta especie activa se consiguió mimetizar mediante control electrónico de especies metálicas soportadas en zeolita Y, y este nuevo sólido cataliza las reacciones de hidroaminación e hidroalcoxilación de alquinos con muy buenos rendimientos y selectividades. Además, el correspondiente catalizador de Pt soportado en zeolita Y sirve para sintetizar distintos antiinflamatorios no esteroideos con distinta actividad in-vitro para enzimas ciclooxigenasas.<br>En la present tesi doctoral s'han preparat sòlids amb metalls precio-sos suportats de mida y electrónica controlada, i s'han utilitzat com a catalitzadors per a reaccions d'hidrogenació i hidroadició, entre altres, obtenint-se productes d'interés en Química Fina. Un catalitzador de pal·ladi nanoparticulat de menys de 3 nm, supor-tat sobre carbó és capaç d'hidrogenar diferents compostos nitroderivats i posteriorment dur a terme un acoblament creuat de les amines generades durant el procés amb elevada quimioselectivitat i a temperatures relativament baixes. A més, aquest catalitzador, juntament amb un àcid de Lewis, permet obtenir l'oxima de ciclohexanona directament des de nitrobenzé en condicions de reacció suaus, i amb rendiments superiors al 95%. Un catalitzador nanoaleat de ruteni-platí suportat sobre carbó catalitza hidrogenacions de diferents tipus d'anells aromàtics com acetofenona, àcid vinilbenzoic, anisol i butilbenzé, i també acoblaments en cascada amb nitroderivats, cetones, nitril o oximes, per a obtenir diferents tipus d'amines secundàries. L'espècie activa de clorurs metàl·lics insolubles per a reaccions d'hidroadició és un monòmer metàl·lic disgregat de la sal polimèrica per l'acció dels substrats i dels productes. Aquesta espècie activa es va acon-seguir mimetitzar amb control electronic d'espècies metàl·liques suporta-des en zeolita Y, i aquest nou catalitzador heterogeni catalitza les reac-cions d'hidroaminació i hidroalcoxilació d'alquins amb excel·lents rendiments i selectivitats. A més, aquest catalitzador de platí suportat serveix per a sintetitzar diferents tipus d'antiinflamatoris no esteroides amb diferent activitat in-vitro per a enzims ciclooxigenases.<br>Rubio Marqués, P. (2017). Control electrónico de metales preciosos soportados para catalizar reacciones de formación carbono-nitrógeno e hidrogenación de anillos aromáticos [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/77993<br>TESIS

Esta tesis doctoral se ha centrado en la síntesis y el estudio de diferentes materiales que se aplican a la preparación de catalizadores microestructurados. Este trabajo incluye la preparación de rellenos de sílice robustos mediante una metodología nueva. En general los catalizadores están basados en sílice dopados con Fe o Ti y nanopartículas de metal noble cargadas en sílice. Todos estos catalizadores han sido probados en diferentes reacciones catalíticas tales como reacción de epoxidación de propileno en fase gaseosa, generación de H2 en fase líquida y oxidación selectiva de CO para la purificación de corrientes de H2.

Esta tesis doctoral se ha dedicado al estudio tanto experimental como teórico de diferentes aspectos relacionados con la ciclación de eninos catalizada por oro(I). La memoria se ha dividido en dos partes, el primero de ellos recoge el estudio de complejos de oro(I) mientras que el segundo se ha dedicado a las aplicaciones de dichos complejos en reacciones de activación de alquinos, en concreto para la reacción de ciclación de eninos. <br/>En el primer capítulo se exponen los resultados obtenidos en un estudio teórico comparativo de complejos con metales del grupo 11 así como la síntesis y caracterización estructural de complejos de oro que contienen interacciones &#960; oro-anillo aromático sencillo. Por otra parte, se describe la síntesis de un nuevo complejo de oro con un ligando fosfito voluminoso, que es un excelente catalizador para reacciones de cicloisomerización de eninos. <br/>A continuación, se presentan los resultados relacionados con el atrapamiento intermolecular mediante olefinas de los intermedios carbeno de oro implicados en la reacción de ciclación de 1,6-eninos. Por otro lado, se ha realizado un estudio teórico y computacional de la reacción de ciclación de 1,7-eninos catalizada por oro y se ha ampliado el alcance de la cicloadición [4+2] catalizada por oro(I) mediante su aplicación a 1,7-eninos substituidos.<br>In this PhD thesis we have studied different experimental and theoretical aspects of the gold(I)-catalyzed cyclization of enynes. The work has been divided in two chapters, one related with the study of gold(I) complexes and the second one focused on the applications of gold complexes for the activation of alkynes, more precisely on the enyne cyclization reaction.Firstly, we have performed a computational study of a family of group 11 metal complexes as well as the synthesis and structural characterization of the first gold(I) cationic complexes displaying η1−η2 gold(I)-arene interactions. We have also synthesized a phosphite gold(I) complex which is the most active catalyst for enyne cycloisomerizations.On the other hand, the intermolecular trapping of the carbene intermediates involved in the gold(I)-catalyzed cyclization of 1,6-enynes with olefins was achieved, giving rise to one of the few examples of gold(I)-catalyzed cyclopropanations. We have also performed a computacional study of the gold(I)-catalyzed cyclization of 1,7-enynes and broadened the scope of the gold(I)-catalyzed [4+2] cycloaddition by its successful application to substituted 1,7-enynes.

El trabajo de investigación que se expone en esta Tesis Doctoral presenta la síntesis de una nueva familia de compuestos trinucleares de fórmula general [M3Q4X3(difosfina)3]+ (M = Mo, W; Q = S, Se; X = Cl, Br, H) y son el punto de partida para la preparación de nuevos derivados heterodimetálicos M3M'Q4 (M' = Cu, Pd y Ni). Atendiendo a la naturaleza del ligando difosfina incorporado a la unidad, estos compuestos poseen diferentes propiedades. Concretamente, se han incorporado difosfinas solubles en agua y difosfinas ópticamente activas con el fin de estudiar y evaluar las cualidades de los nuevos derivados en catálisis bifásica (de bajo impacto medioambiental) y en catálisis asimétrica, respectivamente. También se presenta la asociación de los aniones quirales TRISPHAT, BINPHAT y TMT(Ph) con los sistemas racémicos [Mo3S4Cl3(difosfina)3]+ y [Mo3M'S4Cl3(dmpe)3]+ (con difosfina = dmpe, dppe) para su resolución. Finalmente, se detallan todos los estudios teóricos llevados a cabo sobre diferentes sistemas. Concretamente, la epimerización del catión [Mo3S4Cl3(dppe)3]+, la protonación del clúster hidruro [Mo3S4H3((R,R)-Me-BPE)3]+, el equilibrio ácido-base del clúster [Mo3S4Cl3(dhmpe)3]+ y la evaluación de la actividad catalítica de los derivados ópticamente puros Mo3CuQ4 en reacciones de ciclopropanación.

Ingeniero Civil Químico<br>En el ámbito de los nanomateriales, los óxidos metálicos siempre han generado especial interés debido a sus excelentes propiedades físicas y químicas. Dentro de éstos, los óxidos de manganeso son de particular interés debido a sus excelentes propiedades catalíticas y a que ofrecen innumerables posibilidades de modificación dependiendo del tipo de aplicación que se necesite. El presente Trabajo de Título tuvo como objetivo sintetizar y caracterizar partículas nanoestructuradas de óxidos de manganeso y además estudiar sus posibles propiedades catalíticas en la oxidación completa de etanol en aire. Se sintetizaron cinco tipos distintos de partículas nanoestructuradas mediante dos nuevos métodos de síntesis. En el primero de ellos se sintetizaron partículas nanoestructuradas de óxidos de manganeso a partir de la descomposición de complejos de manganeso utilizando como sustrato distintas sales del metal y como agente ligante la molécula macrocíclica 1,4,7,10-Tetraazaciclododecano. En el segundo se sintetizaron nanopartículas de óxidos de manganeso a partir de KMnO4 y distintos alcoholes a través de un proceso de precipitación directa. Mediante difracción de rayos X se determinó la naturaleza predominantemente amorfa de las partículas sintetizadas y además fue posible identificar algunas de ellas con MnO2 del tipo ramsdelita. La existencia de estructuras mesoporosas en algunas de las partículas se evidenció por la presencia de picos de bajo ángulo en sus respectivos patrones de difracción y posteriormente mediante la medición directa del tamaño de poro de las partículas. Utilizando espectroscopía fotoelectrónica de rayos X fue posible determinar la presencia de especies con estado de oxidación Mn+3 y Mn+2 así como también la existencia de grupos OH en la superficie de las partículas. Mediante microscopía electrónica de barrido se logró establecer la existencia de partículas porosas de diámetros inferiores a 1 micrómetro con complejas morfologías y nanoestructuras. A través del método BET fue posible conocer el área específica de cada una de las partículas y los resultados permitieron concluir que es posible controlar esta propiedad mediante distintas condiciones de síntesis. Es así como fue posible obtener partículas con superficies desde 6,4 m2/g hasta 273 m2/g dependiendo del método de síntesis utilizado. Finalmente, los estudios de catálisis demostraron que todas las partículas sintetizadas exhiben muy buena actividad catalítica en la oxidación de etanol y que además, dicha actividad depende fuertemente de sus propiedades estructurales. Es así como se estableció que mientras mayor es el área superficial de las partículas y menor su grado de cristalinidad, mayor es la actividad catalítica que éstas presentan. En particular fue posible determinar la existencia de una dependencia de tipo logarítmica entre la temperatura de conversión y el área específica de las partículas. Comparando los resultados con los obtenidos en estudios similares se determinó que la temperatura de conversión T50 es hasta 110 °C menor que la obtenida con MnO2 comercial de alta cristalinidad. Los buenos resultados obtenidos en las pruebas de catálisis junto con la posibilidad de controlar sus propiedades estructurales, convierten a las partículas nanoestructuradas de óxidos de manganeso estudiadas en este trabajo de tesis, en una muy buena alternativa para su aplicación como catalizadores en reacciones de oxidación no sólo de etanol sino también de otros compuestos orgánicos contaminantes.

La siguiente tesis gira en torno al uso de biopolímeros renovables, ilustrado por la valorización de los residuos de cáscara de cáscara en el campo de la ciencia de los materiales y la catálisis y su tema se ocupa específicamente de tres aspectos: La asociación a nanoescala de quitosano con materiales en capas 2D Para generar estructuras novedosas, la optimización de la reactividad de la esfera externa de quitosano para estabilizar nanopartículas activas y el uso de quitosano pirolizado en condiciones específicas para generar materiales a base de grafeno. En la primera sección, la capacidad del quitosano para proporcionar grupos de amonio catiónicos explotados para proporcionar tanto quitosano-arcilla y óxido de quitosano-grafeno, por asociación de quitosano con arcilla y óxido de grafeno, respectivamente. Tanto las películas delgadas como las microesferas porosas se examinaron con especial énfasis en su estabilidad bajo condiciones de reacción agresivas. En la segunda sección, los grupos amina de quitosano nativo se funcionalizan con pequeños bloques de construcción para generar perlas porosas de quitosano terminadas en tiol y terminadas con imina. La presencia de estos diferentes ligandos permite afinar la coordinación de paladio alrededor de las microesferas durante su actividad catalítica para la catálisis de acoplamiento cruzado. La inmovilización de nanopartículas de cobre permite el acceso a un catalizador altamente activo para las reacciones de acoplamiento C-S. En la última sección, la grafitización con quitosano proporciona materiales de grafeno que contienen nitrógeno de alta calidad. Estas láminas se pueden decorar fácilmente con nanopartículas de cobre allí proporcionando los catalizadores activos para la oxidación de C-O y el acoplamiento propargylic A3 de tres componentes. El crecimiento racional del cobre a partir de la solución de quitosano grafítico permite el aislamiento de partículas orientadas. El crecimiento racional del cobre a partir de la solución de quitosano grafítico permite el aislamiento de partículas orientadas. Estos nuevos catalizadores exhiben actividad de pie para la síntesis de guanidina.<br>The following thesis revolves around the use of renewable biopolymers, illustrated by valorisation of chitosan shell-fish waste in the field of materials science and catalysis and its subject deals specifically with three aspects : The association at the nanoscale of chitosan with layered 2-D materials to generate novel structures, the optimisation of chitosan's outer-sphere reactivity to stabilize active nanoparticules and the use of pyrolyzed chitosan under specific conditions to generate graphene-based materials. In the first section, the ability of chitosan to provide cationic ammonium groups exploited to provide both chitosan-clay and chitosan-graphene oxide, by association of chitosan with clay and graphene oxide, respectively. Both thin-films and porous microspheres were examined with a special emphasis to their stability under harsh reaction conditions. In the second section, the amine groups of native chitosan are functionalized with small building blocks to generate thiol-terminated and imine-terminated chitosan porous beads. The presence of these different ligands allows to tune the palladium coordination around the microspheres during their catalytic activity for cross-coupling catalysis. Immobilisation of copper nanoparticles enables access to highly active catalyst for C-S coupling reactions. In the last section, chitosan graphitisation provides high-quality nitrogen-containing graphene materials. These sheets can be easily decorated with copper nanoparticles there by providing active catalysts for C-O oxidation and three-components propargylic A3 coupling. The rational growth of copper from the graphitic chitosan solution enables the isolation of oriented particles. The rational growth of copper from the graphitic chitosan solution enables the isolation of oriented particles. These novel catalysts exhibits out standing activity for guanidine synthesis.<br>La següent tesi gira entorn a l'ús de biopolímers renovables, il·lustrats per la valorització dels residus de closca de quitosà en el camp de la ciència dels materials i la catàlisi i el seu tema tracta específicament de tres aspectes: L'associació a la nanoescala de quitosà amb materials 2-D en capes per generar estructures novedoses, l'optimització de la reactivitat de l'esfera exterior de la quitosana per estabilitzar les nanopartícules actives i l'ús de quitosà piròlica en condicions específiques per generar materials basats en grafè. En la primera secció, la capacitat del quitosan per proporcionar grups amoni catiònics explotats per aportar tant òxid de quitosana com argila i quitosana, per associació de quitosà amb argila i òxid de grafeno, respectivament. Tant les pel·lícules primes com les microesferes poroses van ser examinades amb especial èmfasi en la seva estabilitat sota condicions de reacció dures. A la segona secció, els grups d'amina de quitosà nadiu es funcionalitzen amb petits blocs de construcció per generar comptes porosos de quitosà terminats en tiol i acabats amb imina. La presència d'aquests diferents lligands permet sintonitzar la coordinació del pal·liari entorn de les microesferes durant la seva activitat catalítica per a la catàlisi d'acoblament creuat. La immobilització de nanopartícules de coure permet l'accés a un catalitzador altament actiu per a les reaccions d'acoblament C-S. En l'últim apartat, la grafitisção de quitosà proporciona materials d'alta qualitat que contenen nitrogen. Aquests fulls es poden decorar fàcilment amb nanopartícules de coure allà proporcionant catalitzadors actius per a l'oxidació C-O i l'acoblament A3 propargílic de tres components. El creixement racional del coure a partir de la solució gràfica de quitosà permet l'aïllament de partícules orientades. El creixement racional del coure a partir de la solució gràfica de quitosà permet l'aïllament de partícules orientades. Aquests nous catalitzadors presenten activitat permanent per a la síntesi de guanidina.<br>Frindy, S. (2018). Développement de nouveaux catalyseurs hétérogènes par modification de polymères issus de la biomasse [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/98664<br>TESIS

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, mención Química<br>Ingeniero Civil Químico<br>Algunos ejemplos recientes de tecnologías catalíticas que han recibido mayor énfasis en su etapa de desarrollo, incluyen la producción de fuentes limpias de energía, la captura, control y utilización de gases de invernadero, la transformación de biomasa en hidrógeno y la generación de energía utilizando celdas de combustibles. Si bien es conocido que la economía de escala favorece a las grandes plantas químicas, durante los últimos años se ha notado un creciente interés en la intensificación de los procesos y las tecnologías de microsistemas, ya que estos procesos tienen una respuesta más rápida, son más flexibles y tienen costos capitales y de operación menores. Una de las áreas más investigada y en amplio desarrollo por las tecnologías de sistemas microestructurados son los reactores de microcanal. Estos abrieron una nueva perspectiva a la tecnología química y la ingeniería de reacciones, ofreciendo una alta razón área-volumen que provee un buen contacto entre fases, además de una rápida transferencia de masa y calor, una baja caída de presión a lo largo del canal debido a la utilización de flujos laminares, una buena estabilidad, tanto térmica como estructural y en consecuencia, el control preciso de las condiciones de operación del proceso, pudiéndose obtener altos grados de producción. Existen variados trabajos en los que se habla sobre el acoplamiento de reacciones. En ellos se presenta una alta eficiencia de integración entre un canal de combustión exotérmico y un canal de reacción endotérmica, mediante una buena transferencia de calor en el muro metálico entre canales. Como resultado, muchos sistemas se ven beneficiados por el uso de este tipo de configuración. Uno de los mayores incentivos para el uso de métodos de simulación para el diseño a priori de los microrreactores es la reducción en tiempo y costo que tiene éste, en comparación con la fabricación de los dispositivos y que además cumplan con los objetivos de diseño. Una vez que un concepto de diseño ha sido definido, los llamados prototipos numéricos se pueden utilizar como un medio de evolución del concepto de diseño hasta la etapa en la fabricación. En el presente trabajo se planteó y simuló un modelo fenomenológico que describe el comportamiento que exhiben dos microcanales conectados térmicamente por un soporte sólido, en los que se desenvuelven la reacción de reformado de metanol por el lado endotérmico y la combustión de hidrógeno por el lado exotérmico. Los resultados obtenidos se compararon con datos obtenidos en la literatura para verificar la validez del modelo obtenido y su posible utilización como método de diseño de este tipo de equipos. Como línea de trabajo futuro se puede mejorar el desempeño del modelo mediante la optimización computacional de este además de un ajuste paramétrico llevado a cabo con resultados empíricos llevados a cabo en un microrreactor real.

Ingeniera Civil Química<br>En este trabajo se plantea el uso de una metodología dirigida a minimizar y, en lo posible, anular el efecto de la transferencia de masa para el desarrollo de una reacción, persiguiendo de esta manera establecer las condiciones operacionales para en un futuro encontrar las cinéticas de reacción a escala de laboratorio. Utilizando esta metodología se busca estudiar el desempeño de la reacción de metanación de dióxido de carbono, bajo diversas condiciones operacionales en un reactor de lecho empacado para asegurar control cinético. Se optó por el estudio de esta reacción debido a las oportunidades que presenta el metano de ser utilizado como combustible a nivel país, además de ofrecer una alternativa para la mitigación de las emisiones de dióxido de carbono a la atmósfera. La metodología utilizada consiste en evaluar dos factores de dilución, de lecho y de pellet, con los cuales se espera encontrar aquellas condiciones que aseguren que la velocidad medida corresponda efectivamente a la tasa de transformación química, y que esta no se encuentre afectada por factores externos, por ejemplo, problemas de transferencia de masa. El desempeño de la reacción de metanación fue estudiado utilizando catalizadores de Ni y Rh soportados en ZrO2 monoclínica y Al2O3 preparados por el método de impregnación húmeda. Estos fueron analizados por medio de diversas técnicas de caracterización (área BET, TPR, XRD, dispersión, entre otras), con el fin de determinar y relacionar las características superficiales del catalizador con su actividad. Se encontró que el catalizador 6,6%p/p Ni/ZrO2 es el que presenta la mayor actividad (por masa de catalizador soportado) en la reacción de metanación de CO2, seguido por los catalizadores 15%p/p Ni/Al2O3, 1%p/p Rh/Al2O3, y finalmente 0,4%p/p Rh/ZrO2. Para el sistema Ni/Al2O3 se encontró que sobre diluciones de lecho = 500 y de pellet = 150 se puede despreciar el efecto de la transferencia de masa sobre la velocidad de reacción medida. A su vez, para el catalizador de Ni/ZrO2 se demostró que para la dilución de lecho antes mencionadas se puede asegurar un perfil plano de temperatura en el reactor. Se encontró que la reacción de metanación ocurre en conjunto con reacciones laterales, las que en este caso se cree están ocasionadas por la entrada de CO y H2O como impureza. Estas reacciones laterales pueden producir formación de coque sobre el catalizador. Finalmente se puede concluir que con un manejo adecuado de las condiciones fluidodinámicas en un reactor catalítico de lecho fijo es posible asegurar condiciones de control cinético durante la reacción de metanación de dióxido de carbono, junto con mejorar la selectividad del catalizador utilizado.

La &#945;-1,3-galactosiltransferasa (&#945;3GT) està involucrada en la biosíntesis d'oligosacàrids antigènics responsables del rebuig immunològic hiperagut (HAR) en el xenotransplant d'òrgans d'animals a humans, per la qual cosa aquesta enzima té un particular interès en biomedicina. Per altra banda, la &#945;3GT constitueix un model enzimàtic per a estudis mecanístics i estructurals de glicosiltransferasas. L'enzim transfereix galactosa (Gal) del UDP-Gal a la N-acetillactosamina (LacNAc), o a la lactosa (Lac).Actualment, els estudis cristalogràfics han mostrat dos tipus d'estructures amb diferents conformacions en la zona C-terminal (aa.358-368). En la forma I, aquesta zona està altament desordenada, però en la forma II està ben definida, la qual cosa suggereix que funciona com a tapa que tanca el lloc catalític. Aquests canvis conformacionals suggereixen que l'extrem C-terminal podria tenir un rol clau en l'activitat catalítica.En la present tesis doctoral es va abordar l'estudi estructural/funcional de l'extrem C-terminal des d'un enfocament d'anàlisi cinètic d'estabilitat de mutants d'alanina de cadascun dels aminoàcids de les posicions 358-368. D'aquesta manera, la comparació entre eficiència catalítica i estabilitat enzimàtica proporcionen un mètode que permet identificar els aminoàcids que tenen un paper important en la unió de lligand o en l'empaquetament estructural. Pels mutants K359A, Y361A, V363A y R365A no s'ha detectat activitat, per la qual cosa aquestes posicions són fonamentals per a l'activitat &#945;3GT. K359, Y361 i R365 interaccionen amb els fosfats del UDP-Gal, a més, K359A també interacciona amb l'hidroxil 3 de la lactosa segons modelització molecular, per la qual cosa s'ha proposat un paper d'àcid/base general a la lisina 359. Per altra banda, els mutants N367A i V368A van resultar ser de 2 a 3 vegades més actius que wt, respectivament. Els estudis d'estabilitat revelen que wt i mutants de residus no involucrats directament en la interacció amb els substracts, presenten major estabilitat que aquells que segons els models moleculars i les estructures cristal·logràfiques interaccionen directament amb el UDP o UDP-Gal. Per altra banda, es va trobar que la presència de UDP disminueix en mutants de residus directament implicats en les interacciones amb el UDP-Gal.<br>La &#945;-1,3-galactosiltransferasa (&#945;3GT) está involucrada en la biosíntesis de oligosacáridos antigénicos responsables del rechazo inmunológico hiperagudo (HAR) en el xenotransplante de órganos de animales a humanos, por lo que esta enzima tiene un particular interés en biomedicina. Por otra parte, la &#945;3GT constituye un modelo enzimático para estudios mecanísticos y estructurales de glicosiltransferasas. La enzima transfiere galactosa (Gal) del UDP-Gal a la N-acetillactosamina (LacNAc), o a la lactosa (Lac).Actualmente, los estudios cristalográficos han mostrado dos tipos de estructuras con diferentes conformaciones en la zona C-terminal (aa.358-368). En la forma I, esta zona está altamente desordenada, pero en la forma II está bien definida, lo cual sugiere que funciona como tapa que cierra el sitio catalítico. Estos cambios conformacionales sugieren que el extremo C-terminal podría tener un rol clave en la actividad catalítica.En la presente tesis doctoral se abordó el estudio estructural/funcional del extremo C-terminal desde un enfoque de análisis cinético y de estabilidad de mutantes de alanina de cada uno de los aminoácidos de las posiciones 358-368. De esta manera, la comparación entre eficiencia catalítica y estabilidad enzimática proporcionan un método que permite identificar los aminoácidos que tienen un rol importante en la unión de ligando o en el empaquetamiento estructural.Para los mutantes K359A, Y361A, V363A y R365A no se ha detectado actividad, por lo cual estas posiciones son fundamentales para la actividad de &#945;3GT. K359, Y361 y R365 interaccionan con los fosfatos del UDP-Gal, además, K359A también interaccionan con el hidroxilo 3 de la lactosa según modelización molecular, por lo cual se ha propuesto un rol de ácido/base general a la lisina 359. Por otra parte, los mutantes N367A y V368A resultaron ser de 2 a 3 veces más activos que wt, respectivamente. Los estudios de estabilidad revelan que wt y mutantes de residuos no involucrados directamente en la interacción con los sustratos, presentan mayor estabilidad que aquellos que según los modelos moleculares y las estructuras cristalográficas interaccionan directamente con el UDP o UDP-Gal. Por otra parte, se encontró que la presencia de UDP disminuye en mutantes de residuos directamente implicados en las interacciones con el UDP-Gal.<br>Mammalian &#945;-1,3-Galactosyltransferase (&#945;3GT) is involved in the biosynthesis of the oligosaccharide antigen responsible for hiperacute (vascular) rejection (HAR) in xenotransplantation of animal organs to humans [1]. &#945;3GT is also used as a model enzyme for studies of glycosyltransferase structure and mechanisms, as well as biocatalyst in enzymatic oligosacaride synthesis. The enzyme catalyzes the transfer of galactose (Gal) from UDP-Gal a la N-acetyllactosamyne (NAcLac), or to lactose.Currently, there are two types of &#945;3GT 3-dimensional structure. The previously reported form I [2] is similar to the form II [3,4], except at the C-terminal residues 358-368. The C-terminal region is highly disordered in form I but well defined in form II, suggesting that it functions as a lid that closes the active site. The conformational change at the C-terminus and the sequence conservation among other &#945;3GT suggest that this region could have key role in the catalytic action [4]. In the present Doctoral Thesis, the study structure/function of the end C-terminal was approached by a kinetic analysis and by stability analysis of alanine mutants for each one of the amino acids at positions 358-368. This way, the comparison of catalytic efficiency and enzymatic stability provides a method that allows identification of the amino acids that have an important role in the substrate binding or in structural packaging. For mutants K359A, Y361A, V363A and R365A no activity was detected, therefore these positions are fundamental for &#945;3GT activity. K359, Y361 and R365 interact with the UDP-Gal phosphates, also, K359A interacts with the 3-hydroxyl of the lactose according to molecular modeling, thereby it has been proposed to have the role as the general acid/base. On the other hand, the mutants N367A and V368A turned out to be 2 or 3 times more active than wt, respectively. The studies of stability reveal that amino acids mutants (wt including) which don't directly interact with the substrates do not present higher stability than the amino acid mutants which directly interact with the substrate UDP or UDP-Gal. On the other hand, the presence of UDP stabilizes de wt enzyme and the mutants of the amino acids that don't directly interact with the substrates, while this UDP stabilizing effect diminishes in mutants of amino acids directly implied in the interactions of UDP or UDP-Gal.

La hidrogenación catalítica asimétrica es uno de los métodos más importantes en síntesis orgánica. Este proceso permite acceder a importantes productos quirales a escala multigramo utilizando hidrógeno (que es barato) y pequeñas cantidades de catalizador. Dichas hidrogenaciones requieren el empleo de complejos metálicos que contienen ligandos quirales y se presentan como un método muy atractivo desde el punto de vista de la economía atómica. Hasta el momento, se han descrito una amplia variedad de ligandos quirales empleados en la hidrogenación enantioselectiva. En nuestro grupo de investigación, existe una larga trayectoria de trabajo en este campo y recientemente se han diseñado y sintetizado ligandos con quiralidad en el átomo de fósforo, siendo la aminodifosfina MaxPHOS uno de los ejemplos. El complejo Rh-MaxPHOS ha ofrecido excelentes excesos enantioméricos en la hidrogenación asimétrica de a y ß dehidro aminoácidos. Estos buenos resultados abrían la puerta a una exploración más detallada sobre la capacidad de hidrogenación de este complejo ante diversos tipos de sustratos. Así, el primer objetivo de la presente tesis doctoral consistió en ampliar el alcance de este catalizador en una galería de N-acil-enamidas (ß-cetoenamidas. enamidas cíclicas tri-sustituidas y a-heteroarilenamidas) que posteriormente dieran lugar a aminas quirales con interés farmacológico. Por otro lado, el complejo Rh-MaxPHOS fue aplicado por primera vez a la reacción de Pauson-Khand intramolecular de una forma satisfactoria obteniendo moderados rendimientos (30-70%) y elevadas purezas ópticas (hasta un 86%) para diversos 1,6-eninos. Por consiguiente, se pensó en preparar otros compuestos metálicos con la misma aminodifosfina. Concretamente, se consideró en coordinar la difosfina MaxPHOS con iridio como metal y aplicar el compuesto en catálisis asimétrica. Específicamente, se aplicó en la hidrogenación asimétrica de enlaces C=C (olefinas trisustituidas con grupo polar adyacente) y C=N (iminas), donde la hidrogenación con rodio no permite reducir u obtener los productos finales deseados con elevada pureza óptica. En el marco del estudio de la hidrogenación asimétrica con nuestro catalizador quiral Rh-MaxPHOS, se decidió extender esta metodología a otro tipo de compuestos que, a su vez, también dieran lugar a productos de interés farmacológico. El grupo de la profesora Escubedo estaba interesada en el estudio de los efectos biológicos de cada enantiómero del MDMA, más conocido como éxtasis (3,4-metilenedioximetanfetamina), para analizar su interacción en los receptores nicotínicos acetilcolina. Teniendo en cuenta los buenos resultados obtenidos con el complejo Rh-MaxPHOS en la hidrogenación de varios tipos de sustratos, se planteó una colaboración en la que propusimos una síntesis asimétrica mediante la hidrogenación enantioselectiva de ß-aril-enamidas catalizada por el complejo de rodio (I) Rh-7. Desafortunadamente, esta ruta sintética no ofreció buenos resultados y se buscó una vía alternativa. Con este propósito, visualizamos una nueva y eficiente síntesis de ambos enantiómeros del MDMA basada en una reducción diastereomerica de iminas derivadas de la terc-butilsulfinamida ópticamente pura, que proporciona un simple y práctico método de obtener ambos enantiómeros del MDMA. Otra aplicación en catálisis asimétrica con el complejo Rh-7, se basó en llevar a cabo una nueva síntesis del ácido 2-aminosubérico, teniendo como etapa clave la hidrogenación enantioselectiva. El ácido 2-aminosubérico se ha utilizado en la síntesis de análogos de péptidos bioactivos como la oxitocina, vasopresina, somatostatina o calcitonina como cadena metilénica metabólicamente estable en la sustitución del puente disulfuro entre cisteínas. En este sentido, una de las líneas abiertas en nuestro grupo de investigación es la síntesis de derivados de somatostatina. Así, nos planteamos el diseño y efectuamos una síntesis de péptidos análogos de somatostatina mediante la introducción del ácido 2-aminosubérico en sustitución del puente disulfuro en la cadena peptídica, manteniendo otros aminoácidos no naturales en la secuencia que habían ofrecido una elevada actividad biológica. También, quisimos estudiar la importancia de la longitud de la cadena metilénica en este péptido cíclico. Así, sintetizamos otro análogo peptídico mediante la introducción de un aminoácido natural comercialmente disponible (Fmoc-D-Glutámico) en lugar del ácido 2-aminosubérico y de este modo, comparamos sus estructuras por RMN.<br>Asymmetric catalytic hydrogenation is one of the most important methodologies in organic synthesis. This process allows significant access to multi-gram scale chiral products using inexpensive hydrogen and low catalyst loadings. Such hydrogenations require the use of metal complexes containing chiral ligands, which are attractive in terms of atomic economy. So far a variety of chiral ligands have been described and used in enantioselective hydrogenations. In our research group, there is a long history of work in this field and we have recently designed and synthesized ligands with chirality at the phosphorus atom; aminodiphosphine MaxPHOS being one example. The Rh-complex with MaxPHOS ligand (Rh-7) has offered excellent enantiomeric excesses (ee) in the asymmetric hydrogenation of a and ß dehydroaminoacids. These promising results opened the door to a more detailed hydrogenation study of this complex with various types of substrates. The first objective of this thesis was to expand the scope of this catalyst to different N-acyl enamides (ß-ketoenamides, cyclic tri-substituted enamides and a-heteroarylenamides) which subsequently give rise to chiral amines of pharmacological interest. Furthermore, the Rh-MaxPHOS complex was for first time applied to the intramolecular Pauson-Khand reaction satisfactorily obtaining moderate yields (30-70%) and high optical purity (up to 86%) for various 1,6 -enines. Therefore, other metal compounds with the same aminodiphosphine were prepared. Specifically, it coordinated to iridium and applied in asymmetric catalysis. It was then applied in the asymmetric hydrogenation of C = C (tri-substituted olefins with adjacent polar group) and C = N (imines), where the hydrogenation with rhodium fails to reduce the desired final products with high optical purity. Under the study of the asymmetric hydrogenation with our chiral catalyst Rh-MaxPHOS (Rh-7), it was decided to extend this approach to other types of compounds which, in turn, also gave rise to products of pharmacological interest. The group of the professor Elena Escubedo was interested in the study of the biological effects of each enantiomer of MDMA, known as ecstasy (3,4-methylenedioxymethamphetamine), to analyze their interaction in the nicotinic acetylcholine receptors. Taking into account the promising results obtained with the Rh-7 complex in the hydrogenation of various types of substrates, a partnership in which we proposed an asymmetric synthesis by enantioselective hydrogenation of ß-aryl-enamides catalyzed by rhodium complex was proposed employing Rh-7. Unfortunately, this synthetic route did not offer good results and an alternative route was sought. For this purpose, we envisioned a new and efficient synthesis of both enantiomers of MDMA based optically pure diastereomeric reduction of imines derived from tert-butylsulfinamide, which provides a simple and practical method of obtaining both enantiomers of MDMA. Another application in asymmetric catalysis with Rh-7 complex was based on performing a new synthesis of 2-aminosuberic acid, with the key enantioselective hydrogenation stage. 2-aminosuberic acid has been used in the synthesis of analogues of bioactive peptides such as oxytocin, vasopressin, somatostatin, or calcitonin as a metabolically stable methylene chain in the replacement of the disulfide bridge between cysteines. In this sense, one of the open lines in our research group is the synthesis of analogues of somatostatin. Thus, we designed and synthesized analogues of somatostatin peptides with 2-aminosuberic acid replacing the disulfide bridge in the peptide chain, keeping other unnatural amino acids in the sequence that had previously displayed a high biological activity. Also, we wanted to study the importance of the methylene chain length of this cyclic peptide. Thus, another peptide analog was synthesized by introducing a commercially available natural amino acid (Fmoc-D-Glutamic acid) instead of 2-aminosuberic acid and we compared their structures by NMR.

La &#945;-1,3-galactosiltransferasa (&#945;3GT) està involucrada en la biosíntesis d'oligosacàrids antigènics responsables del rebuig immunològic hiperagut (HAR) en el xenotransplant d'òrgans d'animals a humans, per la qual cosa aquesta enzima té un particular interès en biomedicina. Per altra banda, la &#945;3GT constitueix un model enzimàtic per a estudis mecanístics i estructurals de glicosiltransferasas. L'enzim transfereix galactosa (Gal) del UDP-Gal a la N-acetillactosamina (LacNAc), o a la lactosa (Lac).<br/><br/>Actualment, els estudis cristalogràfics han mostrat dos tipus d'estructures amb diferents conformacions en la zona C-terminal (aa.358-368). En la forma I, aquesta zona està altament desordenada, però en la forma II està ben definida, la qual cosa suggereix que funciona com a tapa que tanca el lloc catalític. Aquests canvis conformacionals suggereixen que l'extrem C-terminal podria tenir un rol clau en l'activitat catalítica.<br/><br/>En la present tesis doctoral es va abordar l'estudi estructural/funcional de l'extrem C-terminal des d'un enfocament d'anàlisi cinètic d'estabilitat de mutants d'alanina de cadascun dels aminoàcids de les posicions 358-368. D'aquesta manera, la comparació entre eficiència catalítica i estabilitat enzimàtica proporcionen un mètode que permet identificar els aminoàcids que tenen un paper important en la unió de lligand o en l'empaquetament estructural. <br/><br/>Pels mutants K359A, Y361A, V363A y R365A no s'ha detectat activitat, per la qual cosa aquestes posicions són fonamentals per a l'activitat &#945;3GT. K359, Y361 i R365 interaccionen amb els fosfats del UDP-Gal, a més, K359A també interacciona amb l'hidroxil 3 de la lactosa segons modelització molecular, per la qual cosa s'ha proposat un paper d'àcid/base general a la lisina 359. Per altra banda, els mutants N367A i V368A van resultar ser de 2 a 3 vegades més actius que wt, respectivament. <br/><br/>Els estudis d'estabilitat revelen que wt i mutants de residus no involucrats directament en la interacció amb els substracts, presenten major estabilitat que aquells que segons els models moleculars i les estructures cristal·logràfiques interaccionen directament amb el UDP o UDP-Gal. Per altra banda, es va trobar que la presència de UDP disminueix en mutants de residus directament implicats en les interacciones amb el UDP-Gal.<br>La &#945;-1,3-galactosiltransferasa (&#945;3GT) está involucrada en la biosíntesis de oligosacáridos antigénicos responsables del rechazo inmunológico hiperagudo (HAR) en el xenotransplante de órganos de animales a humanos, por lo que esta enzima tiene un particular interés en biomedicina. Por otra parte, la &#945;3GT constituye un modelo enzimático para estudios mecanísticos y estructurales de glicosiltransferasas. La enzima transfiere galactosa (Gal) del UDP-Gal a la N-acetillactosamina (LacNAc), o a la lactosa (Lac).<br/><br/>Actualmente, los estudios cristalográficos han mostrado dos tipos de estructuras con diferentes conformaciones en la zona C-terminal (aa.358-368). En la forma I, esta zona está altamente desordenada, pero en la forma II está bien definida, lo cual sugiere que funciona como tapa que cierra el sitio catalítico. Estos cambios conformacionales sugieren que el extremo C-terminal podría tener un rol clave en la actividad catalítica.<br/><br/>En la presente tesis doctoral se abordó el estudio estructural/funcional del extremo C-terminal desde un enfoque de análisis cinético y de estabilidad de mutantes de alanina de cada uno de los aminoácidos de las posiciones 358-368. De esta manera, la comparación entre eficiencia catalítica y estabilidad enzimática proporcionan un método que permite identificar los aminoácidos que tienen un rol importante en la unión de ligando o en el empaquetamiento estructural.<br/><br/>Para los mutantes K359A, Y361A, V363A y R365A no se ha detectado actividad, por lo cual estas posiciones son fundamentales para la actividad de &#945;3GT. K359, Y361 y R365 interaccionan con los fosfatos del UDP-Gal, además, K359A también interaccionan con el hidroxilo 3 de la lactosa según modelización molecular, por lo cual se ha propuesto un rol de ácido/base general a la lisina 359. Por otra parte, los mutantes N367A y V368A resultaron ser de 2 a 3 veces más activos que wt, respectivamente. <br/><br/>Los estudios de estabilidad revelan que wt y mutantes de residuos no involucrados directamente en la interacción con los sustratos, presentan mayor estabilidad que aquellos que según los modelos moleculares y las estructuras cristalográficas interaccionan directamente con el UDP o UDP-Gal. Por otra parte, se encontró que la presencia de UDP disminuye en mutantes de residuos directamente implicados en las interacciones con el UDP-Gal.<br>Mammalian &#945;-1,3-Galactosyltransferase (&#945;3GT) is involved in the biosynthesis of the oligosaccharide antigen responsible for hiperacute (vascular) rejection (HAR) in xenotransplantation of animal organs to humans [1]. &#945;3GT is also used as a model enzyme for studies of glycosyltransferase structure and mechanisms, as well as biocatalyst in enzymatic oligosacaride synthesis. The enzyme catalyzes the transfer of galactose (Gal) from UDP-Gal a la N-acetyllactosamyne (NAcLac), or to lactose.<br/><br/>Currently, there are two types of &#945;3GT 3-dimensional structure. The previously reported form I [2] is similar to the form II [3,4], except at the C-terminal residues 358-368. The C-terminal region is highly disordered in form I but well defined in form II, suggesting that it functions as a lid that closes the active site. The conformational change at the C-terminus and the sequence conservation among other &#945;3GT suggest that this region could have key role in the catalytic action [4]. <br/><br/>In the present Doctoral Thesis, the study structure/function of the end C-terminal was approached by a kinetic analysis and by stability analysis of alanine mutants for each one of the amino acids at positions 358-368. This way, the comparison of catalytic efficiency and enzymatic stability provides a method that allows identification of the amino acids that have an important role in the substrate binding or in structural packaging. <br/><br/>For mutants K359A, Y361A, V363A and R365A no activity was detected, therefore these positions are fundamental for &#945;3GT activity. K359, Y361 and R365 interact with the UDP-Gal phosphates, also, K359A interacts with the 3-hydroxyl of the lactose according to molecular modeling, thereby it has been proposed to have the role as the general acid/base. On the other hand, the mutants N367A and V368A turned out to be 2 or 3 times more active than wt, respectively. <br/><br/>The studies of stability reveal that amino acids mutants (wt including) which don't directly interact with the substrates do not present higher stability than the amino acid mutants which directly interact with the substrate UDP or UDP-Gal. On the other hand, the presence of UDP stabilizes de wt enzyme and the mutants of the amino acids that don't directly interact with the substrates, while this UDP stabilizing effect diminishes in mutants of amino acids directly implied in the interactions of UDP or UDP-Gal.

Este trabajo surge de la necesidad de emplear nuevos materiles que posean las características texturales y de acidez adecuadas para ser empledas como: a) Adsorbentes para el Control Medio Ambiental de sustancias orgánicas o de metales contenidos en los efluentes industriales, y b) Como catalizadores y /o soporte de catalizadores, con una actividad comparable frente a otros catalizadores convencionales en reacciones de deshidrogenación, isomerización, entre otras. En los últimos años se ha encontrado que utilizando materiales muy baratos y abundantes como son las arcillas esmectíticas del tipo bentonita, se puede modificar su estructura por la intercalación entre las láminas decationes metálicos, de esta manera se forma un nuevo material microporoso denominado PILC (Pillared Interlayed Clay). En este trabajo se expone las condiciones de síntesis, caracterización físico-química de estos materiales y su aplicación en adsorción y catálisis.

La tesis está basada en el desarrollo de materiales sólidos conductores mixtos electrónicos-protónicos y para su aplicación en membranas de separación de hidrógeno a alta temperatura. A continuación se resumen brevemente las líneas principales de este trabajo. La separación de hidrógeno, a altas temperaturas (600-1000 ºC), es posible mediante la aplicación de membranas densas compuestas por conductores mixtos electrónicos-protónicos con selectividades teóricas del 100%. Para que un óxido sea conductor de protones debe cumplir las siguientes características: tener una estructura deficiente en oxígeno, absorber agua en su estructura y permitir el rápido transporte de los protones una vez se han incorporado en la estructura. Dentro de este tipo de materiales, la tesis se ha concentrado en el desarrollo y caracterización de compuestos basados en la familia de los zirconatos (BaZrO3) y más ampliamente en la familia de los wolframatos (Ln6WO12). Los objetivos marcados en el estudio de los compuestos pertenecientes a la familia de los zirconatos fueron: la mejora de la conductividad protónica y electrónica de los materiales, disminución de la resistencia del borde de grano (que limita la conductividad en este tipo de compuestos) y la mejora de la estabilidad en atmósferas con CO2. Esta mejora se llevó a cabo mediante la sustitución parcial de la posición B (Zr) con elementos de transición interna y externa. En el caso de los materiales basados en la familia de los wolframatos, la optimización de las propiedades electroquímicas y de estabilidad se llevó a cabo siguiendo diferentes estrategias: (a) Síntesis y desarrollo de los compuestos basados en el sistema Ln6WO12, donde Ln: La, Er, Eu y Nd, obteniéndose la fase pura a temperaturas inferiores a 1000 ºC con tamaños de partícula en el rango nanométrico. (b) Selección y estudio de los com<br>Escolástico Rozalén, S. (2013). Membranas de separación de gases basadas en conductores iónicos mixtos y sus aplicaciones en catálisis [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/27219<br>Palancia

El tema central de la Tesis es el estudio de procesos selectivos en catálisis heterogénea. Los catalizadores considerados son superficies monometálicas y bimetálicas compuestas por metales de transición, básicamente Pd y Au. Se utilizan teorías y herramientas fundamentales dentro del campo de la simulación: Teoría del Funcional de la Densidad, DFT, Termodinámica Estadística, reactividad superficial, etc.<br/>Las principales líneas de investigación son: caracterización de superficies, oxidación de CO, síntesis directa del peróxido de hidrógeno, justificación de la fuerte dependencia con la estructura superficial de la síntesis del acetato de vinilo, análisis de la hidrogenación selectiva de alquinos sobre Pd y estudio de las diferencias entre catálisis homogénea y heterogénea en el acoplamiento de alquinos y alquenos con catalizadores de Au. Los cálculos se han realizado mediante los códigos VASP (modelos periódicos) y Gaussian (modelos finitos).<br/>Los resultados teóricos se han validado, siempre que ha sido posible, con datos experimentales.<br>The topic of the Thesis is theoretical studies of selective processes in heterogeneous catalysis. The most relevant theories and tools in the computational field are used: Density Functional Theory, DFT, Statistical Thermodynamics, surface reactivity, etc.<br/>The catalysts employed are monometallic and bimetallic surfaces of transition metals. The main points dealt are: surface characterization, CO oxidation, direct hydrogen peroxide synthesis, study of the dependence on the local structure of the ensemble for the VA synthesis, study of the effect of the catalyst state on the reaction network and analysis of the link between homogenous and heterogeneous gold catalysis in the selective activation of alkynes. The theoretical calculations were performed using the VASP (periodic models) and Gaussian (finite models) codes. The results were compared with experimental evidences when it was possible.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Química<br>La creciente producción mundial de plásticos ha generado globalmente un serio problema de acumulación de desechos de origen polimérico, los cuales son mayoritariamente poliolefinas, como el polietileno. Para enfrentar este problema se han estudiado distintas vías de reciclaje, siendo el reciclaje químico uno de los caminos a seguir más estudiado pues permite transformar el desecho plástico en un nuevo compuesto o materia prima (como combustibles o monómeros). De las diversas formas de reciclaje químico la pirólisis catalítica exhibe las mayores economías de escala al ser un proceso térmico simple y aplicable a una gran variedad de polímeros, en la que los sólidos ácidos, como las zeolitas, han sido identificados como excelentes catalizadores. El siguiente trabajo de título tiene como propósito estudiar el desempeño de una zeolita modificada en la pirólisis catalítica de polietileno bajo distintas condiciones de operación y analizar el efecto de estas variables sobre los distintos productos obtenidos de la reacción. Se modificó una zeolita para generar dos productos sólidos de mayor acidez. Estas modificaciones fueron utilizadas para estudiar el efecto de la temperatura de operación, carga de catalizador y acidez de la modificación, bajo dos parámetros globales que fueron la velocidad de calentamiento del sistema y la escala de la reacción. Los productos fueron separados y categorizados como gases, líquidos, ceras y sólidos para la comparación. Los resultados muestran que el uso del catalizador efectivamente redujo la temperatura de operación respecto a una pirólisis no catalítica. Además se obtuvo que todas las variables estudiadas tienen un efecto positivo sobre la distribución de productos y que algunos de estos efectos pueden verse atenuados al cambiar la velocidad de calentamiento. Además se obtuvo un descenso en la producción de gases al aumentar la escala de reacción para todas las condiciones estudiadas. Se concluye que el catalizador estudiado se puede utilizar de forma efectiva para una reacción de pirólisis de polietileno y que las condiciones de operación pueden sintonizarse de forma de obtener un aumento de selectividad de un producto deseado, líquido o gaseoso.

En el Departamento de Quimica Técnica de la Universidad de Barcelona se inició, hace algunos años , una linea de investigación en orden a profundizar en el comportamiento de las resinas sulfónicas de intercambio iónico como catalizadores (Cervera, S., 1978; Simarro, R., 1982. Estos estudios se realizaron, en fase liquida, con resinas de tipo geliforme y· pareció oportuno ampliar el campo a estudios en fase gaseosa y con resinas macroporosas. Se eligió la reacción de esterificación del ácido acético con etanol por ser una reacción ampliamente estudiada con otros catalizadores y, también, aunque con menor extensión, con resinas geliformes, y por el elevado interés industrial del producto. Con objeto de estudiar la influencia del tipo de resina y el porcentaje de divinilbenceno, se han utilizado como catalizadores una resina geliforme con 8% de DVB y cuatro resinas macroporosas con 8, 12, 18 y 20% de DVB. El intervalo de presiones parciales de etanol estudiado ha sido de 10 a 300 mm de Hg, para la resina macroporosa con 20% de DVB, y de 40 a 250 mm de Hg, para las restantes, siendo la presión total la atmosférica. El intervalo de temperatura ha variado entre 85 y 155ºC para la resina geliforrne y entre 85 y 120ºC para las macroporosas, realizandose todo el estudio en fase gaseosa. Las relaciones molares ácido/alcohol variaban entre 0,4 y 1,5. Se ha trabajado con conversiones inferiores al 30%, salvo en algún caso excepcional y en los experimentos en integral, en que se alcanzó el 80%. Para llevar a cabo el estudio se diseñó un dispositivo experimental en continuo con un reactor tubular de lecho fijo y flujo descendente, dotado de los correspondientes sistemas de alirnentación y calefacción. El dispositivo experimental estaba conectado a un cromatógrafo de gases con válvula de gases incorporada, lo que permitía la toma de muestras en continuo.

6.1 INTRODUCCIÓ Des del 2001, el grup de Química Organometàl¿lica i Catàlisis Homogènia de la Universitat Jaume I, QOMCAT, dirigit pel professor Eduardo Peris, ha centrat els seus esforços en la investigació i desenvolupament de nous lligands de tipus carbè N-heterocíclics (NHCs) per a la preparació de catalitzadors metàl¿lics millorats. La versatilitat dels lligands de tipus NHC, a més de la fàcil preparació dels seus precursors (normalment sals d'azoli), han permès dissenyar una gran varietat de topologies i formes de coordinació. Dins d'aquest context, aquest grup va iniciar algunes línies d'investigació relacionades amb la 'Química Verda'. Així, nous complexos que contenien lligands NHC van ser sintetitzats per a la reducció de CO2 utilitzant iPrOH en lloc de H2, fent el procés més segur i respectuós amb el medi ambient. A més, la funcionalització de lligands NHC amb grups polars va permetre la síntesi de catalitzadors solubles en dissolvents sostenibles (aigua i glicerol),1-6 i també l'ús d'altres eines d'activació de calefacció d'energia alternativa (MW or US).4-5 Més recentment, el grup va reorientar els seus esforços en el disseny d'estructures rígides basades en lligands poli-NHC per a la preparació de catalitzadors homo- i heterometàl¿lics.7-10 Aquest tipus de policarbens poden estar units mitjançant sistemes rígids ¿-conjugats i poden ser capaços de comunicar electrònicament les unitats carbèniques. Aquesta característica dels complexos poli-NHC pot tindre molt d'interès per a la fabricació de dispositius electrònics moleculars a més de les importants millores catalítiques que pot implementar. A continuació s'inclou una breu ressenya sobre els avanços fets durant aquesta tesi doctoral: Disseny de catalitzadors per al desenvolupament de processos verds i síntesi de nous complexos basats en lligands imidazolilidè-piridilidè i poli-NHC. Els processos verds que decidírem estudiar són la reacció Suzuki-Miyaura d'acoblament C-C en aigua i l'alquilació d'amoníac amb alcohols primaris que transcorre a través d'un mecanisme de "préstec d'hidrogen", conegut més habitualment pel terme anglès Borrowing-Hydrogen. Les reaccions d'acoblament C-C catalitzades per metalls de transició són un dels mètodes més utilitzats per a la formació d'enllaços C-C, sent el pal¿ladi el metall més utilitzat per a desenvolupar aquest tipus de reaccions. Entre aquests processos, la reacció d'acoblament Suzuki-Miyaura, és a dir, l'acoblament entre un àcid arilborònic i un halur d'aril,11 és el protocol més utilitzat per a sintetitzar bifenils atesa la bona tolerància davant diferents grups funcionals. Per aquesta raò, trobar una alternativa més respectuosa amb el medi ambient per a dur a terme aquesta reacció és un repte per als investigadors en el camp de la catàlisi homogènia. Els processos catalítics que s'engloben sota el terme "Borrowing-Hydrogen" constitueixen un ampli ventall de reaccions en les que el nexe comú és determinat per la intermediació d'un catalitzador que serveix com a transportador d'hidrogen entre un parell de substrats.12-15 En una reacció típica de Borrowing-Hydrogen es produeix l'oxidació d'un substrat, normalment un alcohol (o una amina), per un catalitzador metàl¿lic que 'agafa com a préstec' dos àtoms d'hidrogen. Depenent si l'alcohol és primari o secundari, es generarà un aldehid o una cetona, respectivament. Aquests compostos de carbonil poden sofrir una àmplia gama de transformacions ja que poden reaccionar in situ per a donar imines, alquens i compostos de carbonil funcionalitzats. El catalitzador metàl¿lic, que havia agafat com a préstec l'hidrogen, el "torna" al nou compost, produint la seua reducció. Aquests processos catalítics compleixen el principi d'economia atòmica ja que, normalment, tots els àtoms dels substrats apareixen en els productes o, com a màxim, l'únic subproducte obtingut és H2O o NH3, per la qual cosa es consideren processos que contribueixen a la química verda. Els lligands de tipus imidazolilidè-piridilidè (C,C¿-imz-pyr) se formen com a conseqüència de la unió d'una unitat d'imidazolilidè i una unitat piridilidè. El primers complexos que presentaven aquest tipus de lligands (C,C¿-imz-pyr) foren descrits per Colbran,16 6.1 en Esquema 6.1. En els últims anys els lligands de tipus poli-NHC han donant lloc a una gran varietat de complexos polimetàl¿lics, amb diferents topologies que condueixen a l'obtenció de propietats catalítiques inusuals17-20 En aquest sentit, el nostre grup d'investigació ha descrit recentment lligands di- i tri-NHC amb sistemes ¿-electrònics conjuminats per a la preparació de compostos polimetàl¿lics millorats.8, 21 En particular, el lligand tri-NHC 6.2 (Esquema 6.2) va donar lloc a compostos que augmentaven la seua capacitat catalítica en comparació amb altres compostos mono metàl¿lics o tri metàl¿lics amb les mateixes característiques esteroelectròniques Hahn i col¿laboradors van ser els primers a descriure una estructura supramolecular metàl¿lica tridimensional que contenia exclusivament enllaços metall-NHC (6.3, Esquema 6.3).22 Aquesta estructura es va sintetitzar per reacció directa de dos lligands hexa-NHC amb Ag2O. En principi, aquest tipus d'estructures poden ser utilitzades com a caixes macromoleculars encercladores de molècules menudes neutres o iòniques i, per tant, funcionar com a detectors químics.23-28 En concret en el compost 6.3 es mostra la presència d¿un ió bromur a l¿interior de la caixa. 6.2 OBJECTIUS L'objectiu general d'aquesta tesi doctoral és la síntesi de catalitzadors homogenis amb propietats esteroelectròniques millorades. En aquest sentit, el treball es centra en la preparació i caracterització de nous complexos metàl¿lics amb diferents lligands de tipus carbè N-heterocíclic (NHC) o lligands anàlegs, l'estudi dels seus patrons de reactivitat i l'exploració de les seues propietats catalítiques. Els objectius concrets que se¿n deriven son els següents: ¿ Síntesi de complexos de pal¿ladi i iridi per al desenvolupament de processos verds. Principalment, s'intentaran realitzar reaccions catalítiques amb les condicions més respectuoses amb el medi ambient, utilitzant dissolvents no tòxics, amb la màxima economia atòmica i sense malbaratament d'energia. ¿ Estudi sistemàtic de la reactivat de lligands imidazolilidè-piridilidè mitjançant la seua coordinació a precursors de rodi i iridi. ¿ Disseny, síntesi i coordinació de lligands poli-NHC per a la preparació de complexos polimetàl¿lics amb estructures inusuals i altament simètriques. Estudi de les seues propietats electròniques. ¿ 6.3 DISCUSSIÓ DE RESULTATS 6.3.1 Síntesi de compostos de Pd(II) hidrofílics amb lligands NHC. Aplicacions catalítiques 6.3.1.1 Síntesi de compostos de Pd(II) hidrofílics amb lligands NHC L'Esquema 6.4, mostra els tres precursors dels lligands NHC, funcionalitzats amb cadenes sulfonatades, que han sigut utilitzats. El compost AH,3 ha sigut prèviament descrit en la bibliografia, mentre que, els compostos BH2 i CH2 s'han sintetitzat i caracteritzat per primera vegada al llarg del treball d'investigació que es presenta. A partir d'aquests lligands s¿han obtingut complexos de Pd(II) en els quals els lligands s'uneixen al metall de forma mono coordinada, quelat i pinça. Hem tractat que l'elecció d'aquest tipus de modes de coordinació donen lloc a un ampli conjunt de topologies de complexos de pal¿ladi NHC que ja han demostrat propietats catalítiques eficients en dissolvents orgànics.29-30 L'estratègia de metal¿lació utilitzada ha sigut l'ús d'una base dèbil incorporada en el precursor de pal¿ladi per a desprotonar els compostos d'imidazolilidè segons es mostra en l'Esquema 6.5. Els compostos d'imidazoli BH2 i CH2 junt amb els catalitzadors 1A-4C descrits en aquesta secció, han sigut sintetitzats per primera vegada al llarg del treball d'investigació que es presenta i han sigut caracteritzats per espectroscòpia d'RMN, espectrometria de masses i per anàlisi elemental. El complex 4C va ser sintetitzat, ja que la introducció d'un lligand piridina ha demostrat millorar l'activitat catalítica dels compostos amb els quals es coordina per efecte "PEPPSI".31-33 6.3.1.2 Aplicacions catalítiques Amb la finalitat d'avaluar les propietats catalítiques dels complexos hidrofílics preparats en l'apartat anterior, decidírem utilitzar-los en la reacció d'acoblament C-C de Suzuki-Miyaura en aigua, on un àcid arilborònic reacciona amb un halur d'aril per a donar un compost biarilat. Així, es va fer reaccionar l'àcid fenilborònic amb vuit halurs d'aril diferents (4-brom, i 4-cloracetofenona; 4-brom, i 4-clorbenzè; 4-brom, i 4-clortoluè; 4-brom, i 4-cloranisol), tal com es mostra en l'Esquema 6.6. Les reaccions es van fer en una mescla d'aigua/iPrOH (1:1) a 110ºC, amb 1 mol% de catalitzador i en presència de K2CO3. Els resultats obtinguts ens van permetre concloure que els compostos 1A i 3C són els més actius, ja que faciliten rendiments molt elevats en temps de reacció curts (4h, per als bromur d'aril i 12h, per als clorur d'aril). Però és el catalitzador 1A amb què obtenim els resultats més espectaculars quan utilitzem 4-bromacetofenona i 4-cloracetofenona, ja que obtenim rendiments superiors al 99% en 4h i 12h, respectivament. Els resultats catalítics obtinguts suggereixen que la presència del lligand piridina en el compost 4C no augmenta l'activitat catalítica d'aquest per efecte "PEPPSI" en comparació al catalitzador 3C. 6.3.2 Síntesi de compostos de Ir(III) amb lligands formamidina. Aplicacions catalítiques 6.3.2.1 Síntesi de compostos de Ir(III) amb lligands formamidina El lligand 1,3-bis(2,4,6-trimetilfenil)formamidina, D, va ser sintetitzat seguint el procediment descrit en la literatura34 i a partir d'aquest vam obtenir dos compostos diferents de 'IrCp*' depenent de la forma de coordinar-se d'aquest. Si el lligand D adopta coordinació monodentada s'obté el compost 5D, però si la coordinació es en forma quelat obtenim el compost 6D (Esquema 6.7). Aquests dos nous compostos, 5D i 6D, han sigut caracteritzats per espectroscòpia d'RMN, espectrometria de masses i per anàlisi elemental. Les estructures moleculars dels dos compostos han sigut confirmades mitjançant Difracció de Raigs X (DRX) sobre monocristall. 6.3.2.2 Aplicacions catalítiques En aquest cas, decidírem comprovar l'activitat catalítica dels compostos 5D i 6D en dues reaccions governades per processos de Borrowing-Hydrogen. En primer lloc començàrem amb la reacció de ß-alquilació d'alcohols secundaris amb alcohols primaris per a després estendre l'estudi de l'activitat catalítica dels dos complexos en una reacció més interessant, com és l'alquilació d'amoníac amb alcohols primaris. a) ß-Alquilació d'alcohols secundaris amb alcohols primaris Aquesta reacció es va dur a terme en condicions de màxima economia atòmica, és a dir, intentant que tots els materials utilitzats com a reactius s'incorporen als productes. Així, tal com es mostra en l'Esquema 6.8, es va fer reaccionar una mescla equimolecular de l'alcohol primari, alcohol secundari i una base (KOH), en presència de 0.1-1 mol% de catalitzador en toluè a 100ºC. La reacció pot donar lloc a dos productes, l'alcohol alquilat i/o la cetona alquilada. La reacció es va dur a terme utilitzant 2-feniletanol com a alcohol secundari i quatre alcohols primaris diferents (bencilalcohol, butanol, 3-clorbencilalcohol i 4-clorbencilalcohol), utilitzant els catalitzadors 5D i 6D. Els resultats obtinguts van permetre concloure que 5D és molt més eficient que 6D, tant en termes de conversió cap als productes finals com en selectivitat cap a l'alcohol ß-alquilat. El catalitzador 5D també és molt actiu fins i tot a concentracions de 0.1 mol%, sobretot quan utilitzem bencilalcohol i 4-clorbencilalcohol. Els resultats catalítics obtinguts suggereixen que el grup NH en el lligand formamidina del complex 5D aporta un 'efecte NH'35-36 cooperatiu fent que aquest compost siga més actiu que 6D. b) Alquilació d'amoníac amb alcohols primaris En primer lloc vam comparar l'activitat catalítica de [IrCp*Cl2]2, el catalitzador d'Shvo i els nous compostos 5D i 6D. Com es mostra en l'Esquema 6.9, per a dur a terme la reacció es va fer reaccionar diferents sals d'amoni amb bencilalcohol a 110 o 130ºC, utilitzat diverses carregues de catalitzador, en presència d'un 3 mol% de NaHCO3 i amb proporcions de bencilalcohol/sal d'amoni de 3:1 o 3.6:1. El complex 5D i el catalitzador d'Shvo mostraren excel¿lents resultats catalítics en l'alquilació de la sal d'amoni NH4OAc per a obtindre trifenilamina, en comparació amb els resultats obtinguts amb [IrCp*Cl2]2 i el complex 6D sota les mateixes condicions de reacció. A més, 5D va ser moderadament actiu en l'alquilació del NH4OH. Tenint en compte les dades anteriors, decidírem ampliar l'abast del catalitzador d'Shvo i el complex 5D, estudiant la seva activitat catalítica davant una varietat d'alcohols primaris. Tal i com es mostra en l'Esquema 6.10, l'alquilació de sals d'amoni amb diferents alcohols primaris es va dur a terme a 130 o140ºC, utilitzant carregues de catalitzador d'1, 3 i 5 mol%, en presència de KOH o sense base i amb proporcions d'alcohol primari/sal d'amoni de 3.6:1 o 6:1. En aquest cas la reacció pot donar lloc a diferents amines, segons l'alcohol primari utilitzat (4-clorbencilalcohol, 3-clorbencilalcohol, 4-metilbencilalcohol, 1-hexanol, 1-butanol i 1-ciclohexanol). Els resultats obtinguts ens van permetre concloure que amb el catalitzador 5D s'obtenen resultats catalítics extraordinaris, sobretot quan utilitzem bencilalcohol, però, la seua eficiència baixa quan utilitzem alcohols alquílics. La activitat del catalitzador d'Shvo és en la majoria del casos més elevada, mostrant així la gran aplicabilitat d'aquest catalitzador exepcional. A la vista dels resultats obtinguts en les dues reaccions governades per processos de Borrowing-Hydrogen, i tal com havíem comentat anteriorment, creiem que la presència del grup NH en el lligand formamidina del complex 5D està incrementant l'activitat catalítica d'aquest davant el complex 6D i [IrCp*Cl2]2. Aquet 'efecte NH' pot estar facilitant la deshidrogenació de l'alcohol primari per a passar a aldehid en el primer pas del cicle catalític,37 d'una manera similar a les observacions descrites per Noyori en les reaccions d'hidrogenació de cetones.35-36 6.3.3 Síntesi de compostos de Rh(III) i Ir(III) basats en lligands imidazolilidè-piridilidè i estudi de la seua reactivitat no convencional Durant aquesta tesi doctoral també ens vam interessar en la síntesi de compostos de rodi i iridi amb lligands imidazolilidè-piridilidè (C,C¿-imz-pyr) coordinats en forma quelat. A més d'obtenir els compostos di-NHC esperats, també es varen sintetitzar una sèrie de compostos amb els lligands reordenats en formes poc convencionals. L'estudi d'aquests nous compostos amb lligands C,C¿-imz-pyr ofereix una bona oportunitat per a comparar les diferències estructurals i de reactivitat d'aquests complexos depenent del tipus de la coordinació del carbè (normal, abnormal o remota), tant del imidazolilidè com del piridilidè. L'Esquema 6.11 mostra les diferents sals precursores dels lligands C,C¿-imz-pyr que han sigut utilitzades. Totes aquestes sals s'han sintetitzat i caracteritzat, per primera vegada, al llarg del treball d'investigació que es presenta. 6.3.3.1 Síntesi i caracterització dels complexos [MI2(C,C'-imz-pyr)(CH3CN)2]+ (M = Rh, Ir) En primer lloc, vam obtenir una sèrie de complexos de tipus [MI2(C,C'-imz-pyr)(CH3CN)2]+ (M = Rh, Ir) (Esquema 6.13). L'estratègia sintètica per a sintetitzar estos compostos va consistir a fer reaccionar la sal d'imidazoli-piridini corresponent, [EH2]I2-[JH2]I2, amb el precursor metàl¿lic [MCl(diolefina)]2 (M = Rh, Ir; diolefina = COD, NBD) i KI en CH3CN a 65ºC durant 12h. Com a exemple la síntesi del compost 7E es mostra en l'Esquema 6.12. Les noves sals d'imidazoli-piridini, [EH2]I2-[JH2]I2, i els nous complexos metàl¿lics de Rh(III) i Ir(III), 7E-16I, descrits en aquesta secció han sigut caracteritzats per espectroscòpia d'RMN, espectrometria de masses i per anàlisi elemental. Les estructures moleculars dels complexos 11F, 14G i 15I han sigut confirmades mitjançant Difracció de Raigs-X sobre monocristall. L'avaluació de l'espectroscòpia de RMN d'aquests complexos revela algunes característiques que interessa mencionar. Pel que fa a l'espectroscòpia 13C RMN d'aquests compostos, es va observar que les freqüències degudes als carbens dels piridilidens decreixen en l'ordre: remot, normal, abnormal, per al rodi, i remot, abnormal per a l'iridi. Rodi: remot (¿c = 183.9) > normal (¿c = 175.7) > abnormal (¿c = 169.3) Iridi: remot (¿c = 164.7) > abnormal (¿c = 160.8) L'anàlisi de les longituds d'enllaç en les estructures moleculars del compostos 11F i 15I (Esquema 6.14) en han permès constatar que els piridilidens aporten una influència trans major que els imidazolilidens, com ja han suggerit altres grups d'investigació.38-39 6.3.3.2 Síntesi i caracterització dels complexos [MCp*I(C,C'-imz-pyr)]+ (M = Rh, Ir) Decidírem estendre la coordinació dels lligands derivats de les sals, [EH2]I2, [GH2]I2 i [IH2]I2, a altres precursors metàl¿lics com són [MCp*Cl2]2 (M = Rh, Ir) i una sèrie de compostos [MCp*I(C,C'-imz-pyr)]+ (M = Rh, Ir) foren sintetitzats (Esquema 6.16). L'estratègia sintètica per a sintetitzar estos compostos és similar a la utilitzada anteriorment, però en aquest es va afegir base i es va calfar a 90ºC durant 12h. Com a exemple la síntesi del compost 17E es mostra en l'Esquema 6.15. Els nous complexos metàl¿lics de Rh(III) i Ir(III), 17E-24I, descrits en aquesta secció han sigut caracteritzats per espectroscòpia d'RMN, espectrometria de masses i per anàlisi elemental. Les estructures moleculars dels complexos 18E, 19E, 20E, 22G i 23I han sigut confirmades mitjançant Difracció de Raigs-X sobre monocristall. Els compostos 20E, 22G i 23I presenten reactivitats molt inusuals. En el cas de 20E, l'imidazolilidè esta coordinat al centre metàl¿lic mentre que el piridilidè esta acoblat a l'anell de Cp*, així s'obté un anell Cp* funcionalitzat amb un imidazolilidè penjant. Pel que fa al compost 22G, a més de l'activació C-H esperada del CH3 del C2 de l'imidazoli un acoblament reductiu entre el Cp* i l'anell de piridini te lloc. Tant en el cas del complex 20E com per a 22G, creiem que aquests dos compostos se generen via la formació d'un intermedi de tetrametilfulvè de rodi. Tal com s'ha descrit per a compostos amb reactivitats similars.40-45 El compost 23I és un dímer d'iridi en el qual l'obertura de l'anell d'imidazoli ha tingut lloc com a conseqüència de la hidròlisi de l'imidazolilidè. La hidròlisi de carbens no és un fet tant estrany i ha sigut descrit en més ocasions.46 En el nostre cas, a banda de l'obertura de l'anell d'imidazolilidè, es produeixen altres reorganitzacions que tenen a veure amb la descarboxilació de l'aldehid per a generar el lligand carbonil i el lligand imino. 6.3.4 Síntesi de compostos de Rh(I) Ag(I) i Au(I) basats en lligands poli-NHC Durant aquesta tesi doctoral, també hem centrat els nostres esforços en sintetitzar compostos que contenen lligands poli-NHC. En primer lloc, varem sintetitzar i coordinar un lligand tri-NHC amb una estructura central basada en un tribenzotriquinacè (TBTQ) i amb simetria C3v a Rh(I). La segona família de compostos es va obtenir a partir de dues sals d'hexa-imidazoli, els lligands derivats d'elles es varen coordinar a Ag(I) obtenint complexos amb sis àtoms de plata en forma cilíndrica. Els compostos d'or anàlegs també es varen obtenir mitjançant transmetal¿lació. 6.3.4.1 Síntesi i caracterització del complex de Rh(I) amb el lligand tri-NHC-TBTQ L'estratègia sintètica per a preparar compostos amb lligands poli-NHC comença amb l'aminació múltiple de Buchwald-Hartwig de molècules poliaromàtiques amb bromurs adjacents. Aquesta metodologia ha sigut utilitzada per Bielawski i col¿laboradors i nosaltres aplicàrem aquesta metodologia a hexabromtribenzotriquinacè 6.547 (Esquema 6.17). D'aquesta manera, tal com es mostra en l'Esquema 6.17, el compost 6.5 reacciona amb tert-butilamina (tBuNH2) en presència de [Pd(OAc)2], IPr¿HCl i NaOtBu en toluè a 115ºC, per a donar hexaaminotribenzotriquinacè, hexaNH2-TBTQ, que posteriorment es ciclat amb trietilortoformat (HC(OEt)3) en presència de HBF4 a 80ºC, obtenint-se la sal [KH3](BF4)3. Aquesta sal es desprotonada amb KHMD en THF a 0ºC, i amb la posterior addició de [RhCl(COD)]2 a temperatura ambient s'obté el complex 25K que es purificat mitjançant cromatografia de columna. Els nous compostos, hexaNH2-TBTQ, [KH3](BF4)3 i 25K, descrits en aquesta secció han sigut caracteritzats per espectroscòpia d'RMN i espectrometria de masses. L'estructura molecular de [KH3](BF4)3 ha sigut confirmada mitjançant Difracció de Raigs-X sobre monocristall. 6.3.4.2 Síntesi i caracterització de complexos de Ag(I) i Au(I) amb lligands hexa-NHC Amb la finalitat d'augmentar el nombre d'estructures supramoleculars generades a partir de lligands poli-NHC, pensàrem que les sals 1,2,3,4,5,6-hexa(N-alquil imidazoli)benzè [LH6](OTf)6 i [MH6](BF4)6 (alquil = Me i Et, respectivament) (Esquema 6.18), podrien ser bones precursores. Aquestes sals s'obtenen a partir de l'alquilació de hexa(imidazol-1-il)benzè amb metil trifluorometasulfonat per a donar [LH6](OTf)6, o amb trietiloxoni tetrafluoroborat per a donar [MH6](BF4)6 (Esquema 6.18). La reacció d'aquestes dues sals amb Ag2O en CH3OH a 50ºC dona lloc als corresponents complexos cilíndrics, 26L i 27M, que contenen sis centres de Ag(I). Els compostos anàlegs d'or, 28L i 29M, s'obtenen mitjançant la reacció de 26L i 27M en CH3OH a 50ºC i en presència de AuCl(SMe2) (Esquema 6.18). Les noves sals, [LH6](OTf)6 i [MH6](BF4)6 i els nous complexos 26L, 27M, 28L i 29M, descrits en aquesta secció han sigut caracteritzats per espectroscòpia d'RMN i espectrometria de masses. L'estructura molecular de 28M ha sigut confirmada mitjançant Difracció de Raigs-X sobre monocristall. ¿ 6.4 CONCLUSIONS En aquesta tesi doctoral s'han obtingut una sèrie de complexos de pal¿ladi amb lligands NHC hidrofílics i complexos d'iridi amb el lligand formamidina. Aquests complexos han sigut avaluats en processos verds com són la reacció Suzuki-Miyaura d'acoblament C-C en aigua i les reaccions governades per processos de Borrowing-Hydrogen: ß-alquilació d'alcohols secundaris amb alcohols primaris i alquilació d'amoníac amb alcohols primaris. El compost 3C ha sigut el més actiu en la reacció Suzuki-Miyaura d'acoblament C-C en aigua i el compost 5D, junt amb el catalitzador d'Shvo, han presentat les millors activitats en les reaccions governades per processos de Borrowing-Hydrogen. Durant aquesta tesi doctoral, també s'han sintetitzat compostos de Rh(III) i Ir(III) amb lligands imidazolilidè-piridilidè que han presentat reactivitats molt inusuals. La comparació entre els diferents compostos obtinguts ens ha permès determinar que els piridilidens ocasionen un major efecte trans que els imidazolilidens. Finalment, s'han sintetitzat dos lligands nous poli-NHC per a la preparació de complexos polimetàl¿lics amb estructures altament simètriques. La possibilitat de preparar complexos homo-polimetàl¿lics suggereix que prompte podrem trobar la via per a sintetitzar espècies hetero-polimetàl¿liques. Per la nostra experiència, aquests complexos solen ser potencialment útils per al disseny de nous processos catalítics tàndem. A més, una de les propostes que ens hem plantejat és la combinació dels lligands piridilidens amb estructures politòpiques que obri una nova línea d'investigació dins del camp dels carbens N-heterocíclics.

Doctor en Química<br>Se informa una serie de “Metal Organic Frameworks” (MOFs) {[Cu3Ln2(ODA)6(H2O)6]•12H2O}n (LnIII: La, Gd, Yb), los cuales son catalizadores heterogéneos reusables en la oxidación de olefinas. Los mejores resultados fueron obtenidos utilizando una relación sustrato/oxidante/catalizador (S/O/C) de 2400/2400/1. El uso de estas condiciones experimentales y tert-butilhidroperóxido (TBHP) como oxidante produjo una conversión entre 63-73% para la oxidación de estireno y entre 48-57% para la oxidación de ciclohexeno, en dicloroetano/agua. El uso de decano como solvente incrementa la conversión en un 25%. En cuatro ciclos catalíticos, el catalizador presenta una pérdida de actividad inferior a 10%. El catalizador reutilizado mantiene su estructura cristalina inalterada durante cuatro ciclos, como lo muestran los correspondientes difractogramas. Los datos obtenidos permiten considerar a los centros de cobre(II) como la especie redox activa, siendo iniciadores de las especies radicalarias que se generan a partir de TBHP, las cuales finalmente son las responsables del proceso de oxidación de las olefinas estudiadas. El efecto polarizante de los iones lantánidos sobre los centros de cobre(II), expresados como una razón de carga-tamaño, muestra como se ve afectada la actividad catalítica de los catalizadores heteronucleares {[Cu3Ln2(ODA)6(H2O)6]•12H2O}n. Las mencionadas especies heteronucleares son catalitícamente más activas que el correspondiente catalizador homonuclear {[Cu(oda)2] • 0.5H2O}n. También se trabajó con {[Cu0,5La2(HPDC)(PDC)2(SO4)(H2O)2]H2O}n, (CuLaPDC) MOF heterometálico 3d-4f basado en el ligando ácido 3,5- piridincarboxílico (3,5-PDCH2). Su estabilidad térmica, superior a la de los catalizadores basados en el ligando ácido oxidiacético (ODAH2), permitió realizar catálisis con un oxidante más moderado como oxígeno molecular a 120°C, en vez de utilizar tert- butilhidroperóxido a 75°C. Se estudió la oxidación de cicloalquenos y sustratos bencílicos. El catalizador CuLaPDC resultó ser reutilizable y activo en un sistema carente de solvente. Además se demostró que presenta una actividad catalítica superior al catalizador comercial basolita, [Cu3(BTC)2]n (BTC: 1,3,5- bencenodicarboxilato). Con los datos existentes se propuso un mecanismo radicalario de oxidación de sustratos orgánicos para ambos sistemas estudiados<br>{[Cu3Ln2(oda)6(H2O)6]•nH2O}n are reported as reusable heterogeneous catalysts in the oxidation of olefins. The best results were obtained using a substrate/oxidant/catalyst ratio (S/O/C) of 2400/2400/1. The use of these experimental conditions and t-butyl hydroperoxide (TBHP) as oxidant gave conversions between 63%-73% for styrene oxidation and between 48%-57% for cyclohexene, in dicloroethane/water. The use of decane as solvent increased the conversion in ca. 25%. In four catalytic cycles less than 10% of the catalytic activity was lost. The reused catalysts presented unaltered crystalline structures, as shown by the corresponding recorded diffractograms. Experimental data permit to consider the redox active copper(II) centers as the initiators of radical species generated from TBHP, which are finally responsible of the oxidation process of the studied olefins. The polarizing effect of the lanthanide ions on the copper(II) centers, expressed as the charge-to-size ratio, is shown to affect the activity of the heteronuclear {[Cu3Ln2(oda)6(H2O)6]•nH2O}n catalysts. The mentioned heteronuclear species are catalytically more active than the corresponding homonuclear catalyst {[Cu(oda)2] • 0.5H2O}n. {[Cu0,5La2(HPDC)(PDC)2(SO4)(H2O)2]H2O}n , (CuLaPDC), an heterometallic 3d- 4f MOF based on the 3,5-pyridinrdicarboxylic acid as ligand, was also used as a catalyst. Its high thermal stability, which was greater than that of the family of MOFs based on the oxydiacetic acid (ODAH2), permitted to perform catalytic reactions with a milder oxidant O2 at 120°C, instead of using tert-butylhydroperoxide at 75 °C. The oxidation of cycloalkenes and benzylic substrates was investigated. Besides, this heterometallic MOF was shown to be a better catalyst than the commercial catalyst, basolite, [Cu3(BTC)2]n (BTC: 1,3,5-benzenedicarboxylate). With the existing experimental data a free radical mechanism for the oxidation of the organic substrates in both studied systems has been proposed<br>Conicyt, Fondecyt, CEDENNA

Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento hasta el 14/3/2021.<br>Ingeniero Civil Químico<br>Uno de los grandes problemas que enfrenta la humanidad en los tiempos actuales es la gestión de los desechos. El neumático es un material no biodegradable y altamente resistente que está en acumulación constante debido a su difícil disposición final. Acumularlo e incinerarlo implica peligros al medioambiente al intervenir físicamente el espacio de acopio, y por la liberación de material particulado y sulfurado que está altamente restringido. De los tipos de reciclaje de desechos se destaca el reciclaje químico, y en particular la pirólisis, un proceso térmico simple y que puede aplicarse a una gran variedad de polímeros, para la cual los sólidos ácidos como las zeolitas destacan como los mejores catalizadores. El objetivo de esta tesis es estudiar las variables de operación de la pirólisis tanto térmica como catalítica del caucho proveniente de desechos en un reactor de lecho fijo. Se busca determinar el efecto de la temperatura de reacción, carga y tipo de catalizador sobre los productos de reacción, y establecer una configuración de estos parámetros que rinda el producto líquido de mejor calidad. Los catalizadores utilizados son una zeolita sintética ZSM-5 y una zeolita natural, mordenita. Los resultados muestran que el aumento de la temperatura provoca una mayor gasificación de los productos, obteniendo mayor cantidad de líquido a 450 °C con un 58%, que desciende a un 46% a los 750 °C. Los productos sólidos de reacción corresponden al negro de humo con el que se fabrica el neumático y no se degradan por pirólisis. El uso de mordenita provoca un descenso de un 3% a 5% de los productos condensables en favor de los gaseosos en todas las temperaturas de estudio, mientras que la zeolita ZSM-5 provoca la disminución de un 20% de los gases en favor de condensables. La zeolita ZSM-5 es más ácida que la mordenita, lo que la hace un mejor catalizador en términos de degradación. Se concluye que con la mordenita se pueden obtener productos de buena calidad, y su rendimiento es comparable al de la zeolita sintética. La configuración que rinde un producto condensable de mayor calidad es la mordenita en razón 2:1 al caucho, a la temperatura más baja de reacción, 450 °C.

En la presente tesis doctoral se ha estudiado la aplicación de los MOFs de las fa-milias MIL-101 y UiO-66 como catalizadores heterogéneos y su facilidad para ser modificados tanto sintéticamente como post-sintéticamente, bien sea intercambiando un porcentaje de metal del nodo, como modificando el ligando introduciendo grupos electrodadores o electroaceptores, demostrando además la posibilidad de combinar ambas estrategias. En particular, la tesis se centra en la aplicación de los MOFs como catalizadores heterogéneos para reacciones de oxidación aeróbica, como la oxidación de compuestos bencílicos, de dibenzotiofenos, de bencilaminas o de alquenos, y reacciones de catálisis ácido de Lewis como la reacción de Prins, la apertura de epóxidos o la acetalización. A la vista de los resultados obtenidos se ha demostrado que los MOFs son catali-zadores y promotores de reacciones de oxidación aeróbica que trascurren a través de especies reactivas de oxígeno como fundamentalmente hidroperóxido e hidroxilo sin sufrir degradación o descomposición. También, se ha demostrado, que estos materiales en las condiciones de reacción empleadas no sufren desactivación con los reusos, ya que no se produce prácticamente lixiviado de metal a la fase líquida durante las reac-ciones y además mantienen la cristalinidad después de varios cíclos catalíticos. Además, se ha observado que la presencia de sustituyentes fuertemente aceptores de electrones aumentan la actividad catalítica de estos materiales para reacciones que implican los átomos metálicos, bien sea ácido-base o reacciones de oxidación aeróbica.<br>En la present tesis doctoral se ha estudiat l'aplicació dels MOFs de les famílies MIL-101 y UiO-66 com a catalitzadors heterogenis y la seua facilitat per a ser modifi-cats tant sintèticament como post-sintèticament, be siga intercanviant un percentatge de metall del node, como modificant el lligand introduint grups electrodadors o elec-troaceptors, demostrant a més la possibilitat de combinar ambdues estratègies. En particular, la tesis es centra en la aplicació dels MOFs como a catalitzadors heterogenis per a reaccions d'oxidació aeròbica, como l'oxidació de compostos bencí-lics, de dibenzotiofens, de bencilamines o d'alquens, y reaccions de catàlisis d'àcid de Lewis com la reacció de Prins, la apertura de epòxids o la acetalització. En vista dels resultats obtinguts s'ha demostrat que els MOFs son catalitzadors y promotors de reaccions d'oxidació aeròbica que tenen lloc a través d'espècies reactives d'oxigen com fonamentalment hidroperòxid e hidroxil sense sofrir degradació o des-composició. També, s'ha demostrat, que estos materials en les condicions de reacció empleades no experimenten desactivació amb els reusos, ja que no es produeix pràcti-cament lixiviat de metall a la fase líquida durant les reaccions i a més, mantenen la cristalinitat després de diversos cicles catalítics. A més, s'ha observat que la presència de substituents fortament acceptors d'electrons augmenten l'activitat catalítica d'estos materials per a reaccions que impli-quen els àtoms metàl·lics, be siga àcid-base o reaccions d'oxidació aeròbica. ¿<br>In the present doctoral thesis, we study the application of the MOFs MIL-101 and UiO-66 families as heterogeneous catalysts and their ease to be modified both syn-thetically and post-synthetically, either by exchanging a percentage of the metal of the node, as modifying the ligand introducing electron donors or electron acceptors groups, demonstrating also the possibility of combining both strategies. Particularly, the thesis focuses on the application of MOFs as heterogeneous cata-lysts for aerobic oxidation reactions, such as the oxidation of benzylic compounds, dibenzothiophenes, benzylamines or alkenes, and Lewis acid catalysis reactions such as Prins reaction, ring opening of epoxies or acetalization of benzaldehyde. In view of the results obtained, it has been demonstrated that MOFs are catalysts and promoters of aerobic oxidation reactions that pass through reactive oxygen species such as hydroperoxide and hydroxyl without suffering degradation or decomposition. Also, it has been demonstrated that these materials under the reaction conditions used do not undergo deactivation with reuse, since there is practically no leaching of metal to the liquid phase during the reactions and they also maintain the crystallinity after several catalytic cycles. In addition, it has been observed that the presence of strongly electron-accepting substituents increases the catalytic activity of these materials for reactions involving the metal atoms, either acid-base or aerobic oxidation reactions.<br>Santiago Portillo, A. (2018). Síntesis de materiales reticulares metal-orgánicos para su aplicación como catalizadores heterogéneos con interés industrial y medioambiental [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/114829<br>TESIS

[ES] La oxidación catalítica de hidrocarburos es un proceso que se evalúa desde los inicios de la catálisis debido a la importancia de obtener productos de interés comercial que contribuyan con el desarrollo industrial y económico del mundo. En el presente documento se presentan los resultados de la síntesis y caracterización de materiales catalíticos de hierro, molibdeno y vanadio, así como, los resultados de actividad catalítica en la oxidación de metano y metanol. Inicialmente se presenta una breve historia de la catálisis, así como de los procesos de oxidación selectiva de hidrocarburos. Se aborda los conceptos básicos involucrados en la catálisis heterogénea haciendo hincapié en el papel de los materiales catalíticos en procesos químicos de oxidación.Por otra parte, se presentan aspectos relacionados con la obtención de metanol a partir de gas de síntesis y se abordan algunas de las características más importantes de la oxidación catalítica de metanol, tales como condiciones de reacción, propiedades requeridas en los catalizadores y los productos de interés. Así mismo, se estudian las necesidades específicas requeridas para la oxidación selectiva de metano a metanol, partiendo de la premisa de la dificultad del proceso debido a la estabilidad de la molécula de metano. Posteriormente, se presentan los resultados obtenidos en la síntesis de materiales catalíticos de hierro, molibdeno, vanadio y la mezcla de los tres, soportados en sílice por el método sol-gel. Tales materiales son empleados en las reacciones de oxidación selectiva de metanol y metano. Dentro de los resultados, se evidencia que la sílice empleada como soporte presenta dos formas de cuarzo dependiendo de la temperatura de calcinación a la cual se someta, &#945;-cuarzo y &#946;-cuarzo. Por otra parte, se identifica que los materiales preparados con diferentes cargas de hierro (0,5, 1,5 y 5,0 % en masa) y calcinados a 450 y 750°C presentan, además de una banda característica de la sílice, una serie de picos asignados a especies de hierro tipo hematita &#945;-Fe2O3 lo cual permite concluir que la transformación térmica del precursor de hierro (acetato de hierro heptahidratado) permitió la obtención de óxidos de hierro con estado de oxidación Fe3+. Una vez discutidos los resultados de la caracterización, se presenta los resultados de actividad catalítica en los procesos de oxidación de metanol y metano. Inicialmente se describe el sistema catalítico empleado, luego, se discuten los resultados catalíticos obtenidos empleando catalizadores de hierro, molibdeno y vanadio soportados en óxido de silicio en función de la carga de metales, temperaturas de calcinación y condiciones de síntesis. Para la oxidación de metanol se observan valores de conversión alrededor del 90 % en mol con selectividades a diferentes productos de reacción como formaldehído, dimetil éter, formiato de metilo. En cuanto a la oxidación catalítica de metano, se observan valores de conversión alrededor de 3,0 % en mol con selectividades principalmente a formaldehído y óxidos de carbono. Finalmente, se presentan las conclusiones generales de acuerdo con los resultados obtenidos, así como, recomendaciones que permitan orientar las siguientes actividades a realizar, direccionadas hacia la síntesis de materiales catalíticos y la evaluación en procesos de oxidación de metano y metanol.<br>[CA] L'oxidació catalítica d'hidrocarburs és un procés que s'ha avaluat des del començament de la catàlisi per la importància d'obtenir productes d'interès comercial que contribueixin al desenvolupament industrial i econòmic del món. Aquest document presenta els resultats de la síntesi i la caracterització de materials catalítics de ferro, molibdè i vanadi, així com els resultats de l'activitat catalítica en l'oxidació de metà i metanol. Inicialment, es presenta una breu història de la catàlisi, així com dels processos selectius d'oxidació dels hidrocarburs. Es tracten els conceptes bàsics implicats en la catàlisi heterogènia, destacant el paper dels materials catalítics en els processos d'oxidació química. D'altra banda, es presenten aspectes relacionats amb l'obtenció de metanol a partir de gas de síntesi i algunes de les característiques més importants de l'oxidació catalítica del metanol, com ara les condicions de reacció, les propietats necessàries en els catalitzadors i els productes d'interès. Així mateix, s'estudien les necessitats específiques necessàries per a l'oxidació selectiva del metà al metanol, a partir de la premissa de la dificultat del procés per l'estabilitat de la molècula de metà. Posteriorment, es presenten els resultats obtinguts en la síntesi de materials catalítics de ferro, molibdè, vanadi i la barreja dels tres, recolzada sobre sílice pel mètode sol-gel. Aquests materials s'utilitzen en les reaccions d'oxidació selectiva de metanol i metà. Entre els resultats, és evident que la sílice utilitzada com a suport té dues formes de quars segons la temperatura de calcinació a la qual està sotmès, &#945;-quars i &#946;-quars. D'altra banda, s'identifica que els materials preparats amb diferents càrregues de ferro (0,5, 1,5 i 5,0% en massa) i calcinats a 450 i 750 ° C presenten, a més d'una banda característica de sílice, una sèrie de pics assignats. a espècies de ferro de tipus hematita &#945;-Fe2O3, cosa que porta a la conclusió que la transformació tèrmica del precursor del ferro (heptahidrat d'acetat de ferro) va permetre obtenir òxids de ferro amb un estat d'oxidació de Fe3 +. Un cop discutits els resultats de la caracterització, es presenten els resultats de l'activitat catalítica en els processos d'oxidació de metanol i metà. Inicialment, es descriu el sistema catalític utilitzat, a continuació es discuteixen els resultats catalítics obtinguts amb catalitzadors de ferro, molibdè i vanadiu recolzats en òxid de silici, segons la càrrega del metall, les temperatures de calcinació i les condicions de síntesi. Per a l'oxidació del metanol, s'observen valors de conversió al voltant del 90% en mol amb selectivitats a diferents productes de reacció com ara formaldehid, dimetilèter, format de metil. Pel que fa a l'oxidació catalítica del metà, s'observen valors de conversió al voltant del 3,0% en mol amb selectivitats principalment per formaldehid i òxids de carboni. Finalment, es presenten les conclusions generals d'acord amb els resultats obtinguts, així com recomanacions per guiar les activitats a realitzar, dirigides a la síntesi de materials catalítics i a l'avaluació de processos d'oxidació de metà i metanol.<br>[EN] The catalytic oxidation of hydrocarbons is a process that has been evaluated since the beginning of catalysis due to the importance of obtaining products of commercial interest that contribute to the industrial and economic development of the world. This document presents the results of the synthesis and characterization of catalytic materials of iron, molybdenum, and vanadium, as well as the results of catalytic activity in the oxidation of methane and methanol. Initially, a brief history of catalysis is presented, as well as of the selective oxidation processes of hydrocarbons. The basic concepts involved in heterogeneous catalysis are addressed, emphasizing the role of catalytic materials in chemical oxidation processes. On the other hand, aspects related to obtaining methanol from synthesis gas are presented and some of the most important characteristics of the catalytic oxidation of methanol, such as reaction conditions, properties required in the catalysts, and the products of interest. Likewise, the specific needs required for the selective oxidation of methane to methanol are studied, starting from the premise of the difficulty of the process due to the stability of the methane molecule. Subsequently, the results obtained in the synthesis of catalytic materials of iron, molybdenum, vanadium, and the mixture of the three, supported on silica by the sol-gel method, are presented. Such materials are used in the selective oxidation reactions of methanol and methane. Among the results, it is evident that the silica used as support has two forms of quartz depending on the calcination temperature to which it is subjected, &#945;-quartz, and &#946;-quartz. On the other hand, it is identified that the materials prepared with different iron charges (0.5, 1.5 and 5.0% by mass) and calcined at 450 and 750 ° C present, in addition to a characteristic band of silica, a series of peaks assigned to hematite-like iron species &#945;-Fe2O3, which leads to the conclusion that the thermal transformation of the iron precursor (iron acetate heptahydrate) allowed obtaining iron oxides with a Fe3 + oxidation state. Once the results of the characterization have been discussed, the results of catalytic activity in the oxidation processes of methanol and methane are presented. Initially, the catalytic system used is described, then the catalytic results obtained using iron, molybdenum and vanadium catalysts supported on silicon oxide are discussed, depending on the metal load, calcination temperatures, and synthesis conditions. For the oxidation of methanol, conversion values &#8203;&#8203;of around 90% in mol are observed with selectivities to different reaction products such as formaldehyde, dimethyl ether, methyl formate. Regarding the catalytic oxidation of methane, conversion values &#8203;&#8203;of around 3.0% in mol are observed with selectivities mainly to formaldehyde and carbon oxides. Finally, the general conclusions are presented in accordance with the results obtained, as well as recommendations to guide the following activities to be carried out, aimed at the synthesis of catalytic materials and the evaluation of methane and methanol oxidation processes.<br>Cortés Ortiz, WG. (2020). Obtención de metanol a partir de la oxidación selectiva de metano empleando materiales catalíticos de hierro y molibdeno soportados en óxido de silicio [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/149378<br>TESIS

Ingeniero Civil Químico<br>Debido a la gran cantidad de desechos producidos anualmente, sumado al aumento del precio de algunos combustibles, el estudio de nuevos métodos para reciclar químicamente plásticos ha cobrado un gran interés. Mediante el desarrollo de la pirolisis (térmica o catalítica) se ha abierto un nuevo camino para reciclar desechos plásticos y a la vez para producir productos de mayor valor agregado, que sirven como fuentes de combustibles. Dentro de los catalizadores desarrollados, han cobrado gran interés aquellos denominados como bifuncionales, que son capaces de realizar reacciones de craqueo y de deshidrogenación. Es bajo este contexto que se decidió estudiar el efecto de algunos catalizadores, en este caso una zeolita protonada y modificada con cobre, en la pirolisis de Polietileno. El objetivo del trabajo fue el de caracterizar las modificaciones y estudiar el efecto producido por estas en las distribución de productos de la pirolisis, en particular el efecto del cobre en la reacción. Para esto se prepararon 5 modificaciones a partir de una zeolita natural (Mordenita), utilizando ácido clorhídrico para protonar la zeolita y posteriormente 4 sales de cobre (Cloruro, acetato, nitrato y sulfato de cobre). Estas fueron utilizadas como catalizadores en la degradación de polietileno a 380, 400 y 450ºC, en un reactor semi-batch durante 40 minutos en una atmósfera inerte. Las zeolitas fueron caracterizadas en cuanto a su fuerza ácida, tamaño de partícula, área superficial y composición química. Los productos obtenidos fueron separados en sólidos, ceras, líquidos y gases, estos últimos fueron caracterizados por medio de cromatografía de gases. La acción del cobre permitió obtener mayores conversiones de compuestos insaturados de menor peso molecular, en los gases. Se encontró que las modificaciones hechas con cloruro y con acetato de cobre, presentaron una mayor actividad catalítica, en particular a una temperatura de 400ºC y con una carga de 15% se obtuvo un 30% menos de sólidos en comparación a la zeolita protonada y un aumento de un 25% en cuanto a la producción de gases. A 400ºC y con un 30% de carga, la cantidad de residuos fue cercana a cero, aumentando la cantidad de ceras y también la producción de gases, llegando estos a un 50% de conversión. A 450ºC la modificación con cloruro de cobre generó un 15% más de gases que la zeolita protonada, también se obtuvo una alta conversión a ceras, las que no bajaron del 20%. En conclusión los resultados obtenidos muestran que las modificaciones realizadas con cobre, presentan un gran potencial en el desarrollo de una pirolisis catalítica que a temperaturas del orden de los 400ºC presente grandes conversiones hacia compuestos gaseosos. Los pasos siguientes son los de determinar las posibles reacciones y vías catalíticas, como también el estudio bajo otras condiciones de operación.

Doctor en Química<br>La alta demanda de los combustibles de origen fósil a nivel mundial ha incentivado la búsqueda, implementación y regulación de biocombustibles aptos para motores diesel, como alternativa, de forma de sustituir parcialmente a aquellos derivados del petróleo. Actualmente, gran parte de la producción de biodiesel proviene de sistemas catalíticos homogéneos, utilizando bases altamente corrosivas. A pesar de que la transesterificación es rápida y con buenos resultados de actividad a pocas horas de comenzada la reacción, ésta es costosa ya que requiere purificar los productos, generando grandes cantidades de riles altamente corrosivos, que requieren ser neutralizados antes de ser desechados. Asimismo es imposible reutilizar el catalizador homogéneo en varios ciclos de reacción ya que se pierde en los riles de desecho. Por tanto, la utilización de catalizadores sólidos a través de una reacción de transesterificación heterogénea, permite reutilizar el catalizador, separándolo fácilmente de los productos de reacción, reduciendo considerablemente los desechos líquidos generados en la limpieza de los productos. El objetivo de la tesis doctoral es conocer la forma en que influyen el área superficial y el centro básico del catalizador heterogéneo de potasio, en la reacción de transesterificación. Para ello, ha sido necesaria la utilización de técnicas que nos permiten entender cómo afectan estos factores en la producción de metilésteres. Se ha desarrollado un nuevo catalizador nunca antes reportado en literatura basado en potasio impregnado en un soporte de óxido de titanio hidrotermal con 100 % de metilésteres a las 5 horas de reacción. Los resultados revelan que el catalizador con mayor actividad catalítica corresponde a 20%K/TiHT calcinado a 700° C, el cual permite obtener 100 % de biodiesel a las 2 horas de reacción. La elevada fuerza de los centros básicos asociados a la estructura de titanato de potasio presente, es fundamental en éste catalizador para explicar su alta actividad. Se concluye que el soporte no presenta relevancia cuando se incorporan grandes cantidades de potasio, el área superficial de los catalizadores no tiene relación con la actividad catalítica y que la fuerza de los centros básicos es fundamental en la búsqueda de catalizadores heterogéneos activos en la producción de biodiesel.

El present projecte de Tesi doctoral se centra en el desenvolupament de nous sistemes catalítics immobilitzats que permetin dur a terme diferents tipus de reaccions enantioselectives mitjançant processos amb característiques de sostenibilitat millorades. Per això, s'han de dissenyat i preparat organocatalitzadors immobilitzats sobre diversos suports sòlids, així com derivats perfluorats d’organocatalitzadors homogenis. A la primera part d´aquesta tesi s'ha realitzat l'estudi i síntesi d´una nova família de lligands basats en l'estructura de tris(triazolil)metanol (TTM). Aquests lligands s'han coordinat amb CuCl, sent òptims per catalitzar reaccions de cicloaddició entre alquins i azides. En el cas dels sistemes fluorats, la catàlisi asimètrica s'ha dut a terme utilitzant un catalitzador homogeni amb una cadena perfluorada. La recuperació d´aquests catalitzadors s'ha realitzat mitjançant una extracció líquid–líquid en un sistema bifàsic fluorós (BFS). En el cas dels suports sòlids, al llarg de tot l'estudi s’han emprat diferents tipus de suports orgànics basats en poliestirè (comercials o no), fent èmfasi en la comprensió i el control dels fenòmens físics i químics que determinen i limiten la vida útil de les espècies catalítiques suportades. En concret, s'ha estudiat en profunditat l'efecte que tenien sobre l’activitat catalítica la naturalesa de la matriu, el grau de reticulació, el nivell de funcionalització, i la naturalesa de la unitat funcional necessària per ancorar el catalitzador al polímer. Quant a la preparació de la matriu polimèrica, s'han de tingut en compte diferents estratègies: a) suports polimèrics preparats per copolimerització en suspensió, b) suports polimèrics tubulars, estructures conegudes com monòlits. L'objectiu últim del projecte ha estat desenvolupar versions en flux continu de diversos processos sintètics d'interès utilitzant sistemes catalítics immobilitzats en nous materials polimèrics<br>El presente proyecto de Tesis doctoral se centra en el desarrollo de nuevos sistemas catalíticos inmovilizados que permitan llevar a cabo diferentes tipos de reacciones enantioselectivas mediante procesos con características de sostenibilidad mejoradas. Para ello, se han diseñado y preparado organocatalizadores inmovilizados sobre diversos soportes sólidos así como derivados perfluorados de organocatalizadores homogéneos. En la primera parte de esta tesis se ha realizado el estudio y síntesis de una nueva familia de ligandos basados en la estructura tris(triazolil)metanol (TTM). Estos ligandos se han coordinado con CuCl, siendo óptimos para catalizar reacciones de cicloadición entre alquinos y azidas. En el caso de los sistemas fluorados, la catálisis asimétrica se ha llevado a cabo usando un catalizador homogéneo con una cadena perfluorada. La recuperacion de estos catalizadores se ha realizado mediante una extracción líquido–líquido en un sistema bifásico fluoroso (BFS). En el caso de los soportes sólidos, se han utilizado a lo largo de todo el estudio distintos tipos de soportes orgánicos basados en poliestireno (comerciales o no), haciendo énfasis en la comprensión y el control de los fenómenos físicos y químicos que determinan y limitan la vida útil de las especies catalíticas soportadas. En concreto, se han estudiado en profundidad el efecto en las propiedades del catalizador de la naturaleza de la matriz, el grado de reticulación, el nivel de funcionalización, y la naturaleza de la unidad funcional necesaria para anclar el catalizador en el polímero. En cuanto a la preparación de la matriz polimérica, se han tenido en cuenta diferentes estrategias: a) soportes poliméricos preparados por copolimerización en suspensión, b) soportes poliméricos tubulares, estructuras conocidas como monolitos. El objetivo último del proyecto ha sido desarrollar versiones en flujo continuo de diversos procesos sintéticos de interés utilizando sistemas catalíticos inmovilizados en nuevos materiales poliméricos.<br>The project of the present doctoral thesis focuses in the development of new immobilized catalytic systems that allow to carry out different types of enantioselective reactions through processes with an improved sustainability profile. Consequently, organocatalysts immobilized on various solid supports as well as perfluorinated derivatives of homogeneous organocatalysts have been designed and prepared. In the first part of this thesis, the study and synthesis of a new family of ligands based on tris(triazolil)methanol (TTM) structures has been carried out. These ligands have been coordinated with CuCl, being optimal to catalyze cycloaddition reactions between alkynes and azides. In the case of the fluorinated systems, asymmetric catalysis has been carried with a homogeneous catalyst bearing a fluorinated chain. The recovery of these catalysts has been performed by a liquid–liquid extraction in a biphasic fluorous system (BFS). Concerning the solid phase, different types of organic supports based on polystyrene (commercial or home-made), emphasizing the understanding and control of the physical and chemical phenomena that determine and limit the useful life of the supported catalytic species. In particular, the effects on the catalytic properties of the matrix nature, the degree of cross–linker, the level of functionalization, and the nature of the functional unit required to anchor the catalyst onto the polymer. Regarding the preparation of the polymeric matrix, different strategies have been considered: a) polymeric support prepared by suspension copolymerization, b) tubular polymeric support structures known as monoliths. The ultimate objective of this thesis has been to develop continuous flow versions of various synthetic processes of interest using catalytic systems immobilized on new polymeric materials.

La presente tesis doctoral se centra en la preparación de zeolitas de poro pequeño (3.5-4 Å), en concreto, aquellas cuya estructura presenta además cavidades grandes. Este tipo de materiales ha despertado un enorme interés en los últimos años debido al potencial que presentan como catalizadores en procesos de relevancia industrial y medioambiental, tales como el proceso de transformación de metanol a olefinas (MTO) o la reducción catalítica selectiva (RCS) de NOx. Por ello, existe un interés creciente en la preparación de nuevas estructuras de poro pequeño y en la mejora de las propiedades físico-químicas o de los métodos de preparación de las zeolitas ya existentes. Esto se debe, a que en ocasiones, la aplicación industrial de estas zeolitas se ve limitada, tanto por las condiciones de síntesis, como por el coste del agente director de estructura orgánico (ADEO) empleado en la preparación. En este sentido, el desarrollo de nuevas estrategias de síntesis podría dar lugar a la obtención de algunas estructuras de poro pequeño con propiedades físico-químicas mejoradas (relación Si/Al, acidez, tamaño de cristal, entre otras), así como a una reducción en los costes de preparación eliminando el uso de ADEOs o sustituyéndolos por moléculas de menor coste. Todo ello favorecería la posible aplicación industrial de dichas zeolitas de poro pequeño. La primera parte de la tesis se centra en la optimización del proceso de síntesis de dos estructuras zeolíticas de poro pequeño, CHA y AEI, con elevado contenido en sílice y buenos rendimientos de síntesis. Para ello, se desarrolla una nueva metodología de síntesis que combina el uso de agentes directores de estructura orgánicos con el uso de una zeolita cristalina como única fuente de Si y Al. Mediante dicho procedimiento se obtienen ambas zeolitas con unas propiedades físico-químicas (tamaño de cristal y acidez) óptimas para su empleo como catalizadores del proceso MTO. En la segunda parte de la tesis se preparan diferentes zeolitas de poro pequeño (CHA, AEI, AFX y ERI) que contienen cobre o hierro como centros activos aislados. Para la introducción de especies metálicas en su interior, se emplean tanto métodos convencionales de intercambio iónico como métodos de síntesis directa, que eliminan la necesidad de tratamientos post-síntesis, además de permitir obtener una dispersión más homogénea en los cristales de la zeolita. La actividad catalítica y estabilidad hidrotermal de estas zeolitas, se evalúa para la RCS de NOx.<br>The present doctoral thesis focuses on the preparation of small-pore zeolites (3.5-4 Å), preferentially those also containing large cavities. This type of materials has attracted great technological interest during the last years due to their recent commercial application as catalysts in relevant industrial and environmental processes, such as the transformation of methanol into light olefins (MTO), or the selective catalytic reduction (RSC) of NOx. Therefore, there is an increasing interest in the preparation of new small pore structures and/or the improvement of the physico-chemical properties or the synthesis protocols of the zeolites currently in use. In fact, the industrial application of a particular zeolite could be limited by the high costs associated to its preparation, and in particular, to the high costs associated to the organic structure directing agent (OSDA) employed. In this sense, the discovery and development of new synthetic strategies could not only favor the crystallization of novel small-pore zeolites with improved physico-chemical properties (i.e. Si/Al ratio, crystal size, among others), but also optimizing the production costs, avoiding the use of expensive OSDAs or, at least, substituting those by less-expensive organic molecules. These features could encourage the potential commercialization of such novel small pore zeolites as competitive catalysts for relevant industrial processes. In the first part of this thesis, the synthesis protocols of two different high-silica small pore zeolites, CHA and AEI, have been intensively evaluated in order to develop a new procedure to direct the crystallization of these two zeolites with excellent solid yields. It has been found that the combination of a particular OSDA with a crystalline zeolite as the sole Si and Al sources, as FAU, allows the obtention of both zeolites with optimal physico-chemical properties (crystal size and acidity) for its application as efficient catalysts for the MTO process. In the second part of this thesis, different small-pore zeolites (CHA, AEI, AFX y ERI) containing copper or iron as isolated active catalytic sites, have been prepared. To introduce these metallic species within the zeolite crystals, either conventional ion-exchange methods or direct 'one-pot' synthetic methods have been employed. Interestingly, the use of 'one-pot' synthesis methods not only eliminates the need for post-synthetic ion-exchange treatments, but also allows obtaining better metal dispersions along the zeolite crystals. The catalytic activity and hydrothermal stability of such zeolites has been evaluated for the SCR of NOx.<br>Aquesta tesi doctoral es centra en la preparació de zeolites de por menut (3.5-4 Å), i en particular, aquelles amb una estructura que presenta, a més, grans cavitats. Aquest tipus de materials han despertat un gran interès als últims anys, degut al potencial que presenten com a catalitzadors eficients en processos rellevants per la indústria i el medi ambient, com son el processos de transformació de metanol a olefines (MTO) o la reducció catalítica selectiva (RCS) de NOx. Per aquest motiu, existeix un interès creixent tant en la preparació de noves estructures de por menut, com en la millora de les propietats fisico-químiques o dels mètodes de preparació de les zeolites ja existents. Aquest motiu es deu a que en ocasions, l'aplicació industrial d'aquestes zeolites, es pot veure limitada per els costs associats a la seua preparació, en particular de l'agent director d'estructura orgànic (ADEO) emprat. En aquest sentit, el desenvolupament de noves estratègies de síntesi podria donar lloc a l'obtenció d'algunes estructures de por menut amb propietats físico-químiques millorades (relació Si/Al, acidesa, tamany de cristall, entre altres), així com a una reducció dels costos de preparació, eliminant l'ús de ADEOs o substituint-los per molècules de menor cost. Tot això, podria afavorir la possible aplicació industrial d'aquestes noves zeolites de por menut. La primera part de la tesi es centra en l'optimització del procés de síntesi de dos estructures zeolítiques de por menut, CHA i AEI, amb un elevat contingut de sílice i amb bons rendiments de síntesi. Per això, s'ha desenvolupat una nova metodologia de síntesi que combina l'ús d'agents directors d'estructura orgànics (ADEO) amb una zeolita cristal¿lina com a única font de Si i Al. Mitjançant aquest procediment, s'han pogut obtenir els dos materials amb unes propietats físico-químiques (tamany de cristall i acidesa) òptimes per al seu ús com a catalitzadors en el procés MTO. En la segona part de la tesi s'han preparat diverses zeolites de por menut (CHA, AEI, AFX I ERI), amb àtoms de coure o ferro com a centres catalítics aïllats. Per a la introducció de les espècies metàl¿liques al seu interior, s'han utilitzat tant mètodes convencionals d'intercanvi iònic com mètodes de síntesi directa. En particular, els mètodes directes eliminen la necessitat de introduir diferents tractament post-síntesi, a més de permetre una dispersió més homogènia del metall als cristalls de la zeolita. L'activitat catalítica i l'estabilitat hidrotermal d'aquestes zeolites s'ha avaluat per a la RCS de NOx.<br>Martín García, N. (2017). PREPARACIÓN DE ZEOLITAS DE PORO PEQUEÑO CON CONTROL DE SUS PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS PARA SU APLICACIÓN EN CATÁLISIS [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/94628<br>TESIS

El reformado catalítico de hidrocarburos con vapor de agua es una de las tecnologías más utilizadas para la obtención de hidrógeno, materia prima muy importante para la industria química, petroquímica y también como combustible limpio en las pilas electroquímicas. El uso de hidrocarburos líquidos se beneficia de la infraestructura ya creada para el almacenamiento y distribución de combustibles. Para este proceso se emplean catalizadores de tipo metal/soportado basados en níquel. Los esfuerzos actuales de investigación se centran en el desarrollo de nuevos catalizadores más activos y estables en un rango amplio de condiciones de operación, así como flexibles para reformar distintos hidrocarburos. En este trabajo doctoral se ha estudiado el comportamiento de óxidos mixtos de níquel, magnesio y aluminio, obtenidos mediante descomposición térmica de hidróxidos dobles laminares que ofrecen la oportunidad de controlar la naturaleza de los centros activos, de su entorno, así como la textura y estabilidad del catalizador, en la reacción de reformado de nafta con vapor de agua. Se ha estudiado el efecto de las condiciones de operación sobre la conversión de hidrocarburo y distribución de productos de reacción. Y también el efecto de algunas variables modificadas durante la síntesis del catalizador, así como la composición e introducción de promotores, sobre la actividad catalítica que muestran los materiales preparados. De los mejores catalizadores se ha estudiado su estabilidad y se ha realizado un estudio cinético y mecanístico del proceso. Por último se ha estudiado la actividad de estos materiales en el reformado de gas natural, diesel y aceite de girasol.<br>Morlanes Sanchez, N. (2007). Obtención de hidrógeno mediante reformado catalítico de nafta con vapor de agua [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/2185<br>Palancia

El objetivo general planteado en el presente trabajo ha sido la creación de pequeñas bibliotecas de compuestos poliméricos funcionalizados con grupos quirales derivados de aminoácidos naturales. El estudio de las posibilidades de estos compuestos para actuar como auxiliares quirales en distintas reacciones orgánicas, como son reducciones enantioselectivas o reacciones de Diels-Alder, representa una segunda etapa del trabajo planteado.<br/>Una de las mayores limitaciones que presenta el trabajo con reactivos y catalizadores soportados es la comprensión de su modo de acción y de los efectos que origina el anclaje de un determinado grupo al soporte polimérico. El conocimiento de estos factores es fundamental de cara a realizar un diseño racional de estos materiales.<br/>En este sentido se planteó la necesidad de preparar especies soportadas que, conteniendo grupos funcionales similares (todos ellos derivados de aminoácidos naturales), presentaran pequeñas diferencias, las cuales daban lugar a comportamientos químicos distintos. De esta manera el empleo de dichos materiales como auxiliares quirales en una reacción enantioselectiva determinada, se consideró que podría aportar información de interés al respecto. Así, se han estudiado las diferencias, en cuanto a su comportamiento químico, de los distintos aminoalcoholes soportados preparados en ese trabajo, según el grupo a través del cual se une el aminoalcohol al esqueleto polimérico y según el fragmento quiral que presenten. Por último se han sintetizado diversos aminoalcoholes derivados de la L-prolina mediante técnicas de polimerización puestas a punto por nuestro grupo de trabajo, que presentan distintos agentes de entrecruzamiento.

El siguiente trabajo recopila los resultados conseguidos durante el transcurso del periodo Doctoral, el cual se divide en dos secciones: la primera sección aborda distintos estudios sobre reacciones organocatalíticas, basados en la estabilidad termodinámica relativa de sus principales intermedios de reacción, calculada mediante métodos ab initio y DFT; la segunda sección corresponde a estudios de interacciones de macrociclos naturales con sus respectivas dianas terapéuticas mediante simulaciones computacionales. La primera sección está constituida por tres artículos, en el cual el primero analizamos sobre las bondades de distintos métodos DFT, especialmente con el popular método híbrido B3LYP para describir ciertas reacciones isodésmicas, pero también de sus desventajas y de los posibles errores que pueden derivar en el momento de calcular las energías relativas para cada caso. Por otro lado, elaboramos una serie de simulaciones de reacciones de intercambio de enaminas –experimentales e hipotéticas– con el objetivo de relacionar los cálculos con los resultados experimentales. Por último, se realizó un estudio computacional de intercambio entre especies iónicas (iones de tipo pirrolidinio) y cetonas, en condiciones totalmente anhidras y en ausencia de catalizadores en el que se discuten los probables mecanismos de reacción sobre reacciones de intercambio que se acaban de mencionar. La búsqueda de los estados de transición más plausibles se llevó a cabo usando distintos niveles de teoría (DFT y MP2). Este trabajo fue una colaboración con el Prof. D. Seebach, autor principal del grupo de ETH responsable de los resultados experimentales. En la segunda sección de esta Tesis abordamos estudios computacionales ligados al uso de métodos de mecánica molecular para investigar sistemas biológicos macromoleculares. Dicha sección se compone de dos artículos publicados, donde el primero se evaluó las bondades de diversos programas de docking molecular con diferentes métodos de puntuación (scoring) para estimar la energía de afinidad entre ligando macrocíclicos y su receptor. Para ello, se generaron diversos confórmeros para cada ligando y se evaluó la fiabilidad de la conformación bioactiva esperada y la pose cristalográfica preferida, mediante los programas de docking que se disponían en nuestro grupo de investigación. Con toda esta información, el segundo artículo de esta sección intentamos explicar cómo dos productos naturales macrocíclicos, tan distintos entre sí, como laulimalida y pelorusida pueden ejercer el mismo efecto estabilizador del microtúbulo. Para ello, se ha investigado la relación que existe entre la afinidad de ambos productos naturales por su sitio de unión, mediante docking y dinámica molecular (MD). Asimismo, por medio de estudios de metadinámica, hemos analizado la superficie de energía potencial de las distintas conformaciones de estos compuestos al interaccionar con una zona específica de la tubulina, conocida como M-loop. El conocimiento adquirido sobre simulación de ligandos macrocíclicos con sus respectivos receptores, a lo largo de la segunda sección, ha podido aplicarse a un caso de nuestro interés que son las anfidinolidas B/H (macrólidos de gran tamaño de origen marino con actividad citotóxica y activas en ciertas células tumorales) con otra proteína del citoesqueleto, los filamentos de actina (F-actina). Hay que indicar, además, que no existe todavía ningún fármaco antitumoral cuyo target sea la F-actina, que es un objetivo a largo plazo del grupo. Este estudio se llevó a cabo con estructuras de anfidinolidas y filamento de actina, se analizó las distintas conformaciones que puede adoptar estas anfidinolidas mediante docking y dinámica molecular con esta proteína, con el fin de conocer cómo ejerce su efecto estabilizador de F-actina. Estos resultados preliminares demostraron que las anfidinolidas generan ciertas restricciones conformacionales en algunas zonas de esta proteína lo que explicaría a su efecto estabilizador de filamento de actina.<br>This Ph. D. Thesis is divided into two sections. The first section describes various studies on organocatalytic reactions, based on the relative thermodynamic stability of the main reaction intermediates, calculated by ab initio methods and density functional theory (DFT). We discuss the benefits of this method to describe certain isodesmic reactions, but also about their disadvantages and the possible errors that can be derived when calculating the relative energies for each case. At the same time, our interest is focused on understanding the organocatalytic reactions studied in our laboratory. Thus, we simulate a series of exchange reactions of enamines, both experimental and hypothetical, in order to compare the calculations with the experimental results. Finally, we discuss the probable reaction mechanisms of the exchange reactions. To this end, we perform a computational study of an exchange between an ionic species (i.e. pyrrolidinium) and various ketones, under totally anhydrous conditions and in the absence of catalysts. The second section of this Thesis studies the interactions of natural macrocycles with their respective therapeutic targets. We discuss the simulation methods of multiple computational studies and compare several molecular docking programs. Each of these programs is used to calculate the affinity energy between ligand and receptor, and the results are evaluated in comparison with experiment. With this information, we try to explain how two natural products which appear so different from each other, i.e. laulimalide and peloruside, can exert the same stabilizing effect on the microtubule. To this end, we examine the affinity of both natural products with their common binding site, by means of docking and molecular dynamics (MD). Also, through metadynamic studies, we analyze the potential energy surface of the different conformations of these compounds when interacting with a specific zone of tubulin, known as the M-loop, which is involved in the stabilization of tubulin. Finally, we investigate, via molecular simulation and docking, the possible interaction between amphidinolides. The amphidinolides are macrolides of marine origin that show strong cytotoxicity. Some of these compounds have been shown to interact with actin. In order to understand the stabilizing effect of this molecules, we study the different conformations they adopt in the actin filament. These preliminary results show that amphidinolides generate certain conformational restrictions in some areas of this protein, which lead to the stabilization of F-actin.

Aquesta tesi es centra en l'adsorció i reactivitat de mono- i poli-alcohols derivats de residus de biomassa sobre superfícies metàl·liques. S'estudia també el comportament de la interfase metall-aigua, així com l'efecte de la solvatació i de les molècules coadsorbidas en el camí de reacció. Els paràmetres termodinàmics i cinètics s'obtenen de càlculs basats en la Teoria del Funcional de Densitat (DFT), i els resultats es racionalitzen en base a models microcinètics, relacions d'escalat lineals i anàlisis estadístiques, entre altres eines. Es va trobar que els ponts d'hidrogen inter- i intra-moleculars són fonamentals per a reproduïr les energies d'adsorció i els camins de reacció experimentals. A més a més, la cadena de carboni interactua amb la superfície per dispersió van der Waals. En quant a la reactivitat, la microcinètica de la reforma d'alcohols (en vapor, en fase líquida, i autotérmica) es pot descriure des del conjunt de reaccions de la descomposició d'alcohols. La fiabilitat dels models microcinètics es manté fins i tot quan es fan servir relacions d'escalat lineals i models de solvatació. Finalment, s'elucida el camí de reacció per a la conversió d'acetol a piruvaldehíd. Aquesta és part d'una ruta prometedora per valoritzar el glicerol cap a àcid làctic. Aquests resultats obren la porta a un disseny racional de nous catalitzadors actius, selectius i estables, necessaris per a desenvolupar una indústria química sostenible basada en matèries primeres renovables. Tots els sistemes calculats es van emmagatzemar en una base de dades oberta, ioChem-BD, per fomentar discussions i reutilització de les dades.<br>Esta tesis estudia la adsorción y reactividad de mono- y poli-alcoholes derivados de residuos de biomasa sobre superficies metálicas. Se estudia también el comportamiento de la interfase metal-agua, así como el efecto de la solvatación y de moléculas coadsorbidas en el camino de reacción. Los parámetros termodinámicos y cinéticos se obtienen de cálculos basados en la Teoría del Funcional de Densidad (DFT), y los resultados se racionalizan en base a modelos microcinéticos, relaciones de escalado lineales y análisis estadísticos, entre otras herramientas. Se encontró que los puentes de hydrógeno inter- e intra-moleculares son fundamentales para reproducir las energías de adsorción y los caminos de reacción experimentales. Además, la cadena de carbono interactúa con la superficie por dispersión van der Waals. En cuanto a la reactividad, la microcinética de la reforma de alcoholes (en vapor, en fase líquida, y autotérmica) puede describirse desde el conjunto de reacciones de la descomposición de alcoholes. La fiabilidad de los modelos microcinéticos se mantiene incluso cuando se usan relaciones de escalado lineales y modelos de solvatación. Finalmente, se elucida el camino de reacción para la conversión de acetol en piruvaldehído. Este es parte de una ruta prometedora para valorizar el glicerol en ácido láctico. Estos resultados abren la puerta a un diseño racional de nuevos catalizadores activos, selectivos y estables, necesarios para desarrollar una industria química sostenible basada en materias primas renovables. Todos los sistemas calculados se almacenaron en una base de datos abierta, ioChem-BD, para fomentar discusiones y reutilización de los datos.<br>This thesis focuses in the study of the adsorption and reactivity of mono- and poly-alcohols derived from non-edible biomass on metal surfaces. The behaviour of the metal-water interface, as well as the effect of solvation and coadsorbed molecules in the reaction paths, are also considered. The thermodynamic and kinetic parameters are obtained from Density Functional Theory (DFT) calculations, and the rationalization of the results is based in microkinetic modeling, linear scaling relationships, and statistical analyses among other tools. It was found that interand intra-molecular hydrogen bonds are fundamental to retrieve the experimental adsorption energies and reaction paths. Besides, the carbon tails interact with the surface via van der Waals. Regarding reactivity, the microkinetics of autothermal, steam, and aqueous-phase reforming can be described from the same reaction dataset than the decomposition of pure alcohols. The reliability of the predictions hold even when linear-scaling relationships or solvation models are used. Finally, the reaction path for the conversion of acetol to pyruvaldehyde is elucidated. This is part of a promising route to upgrade glycerol into lactic acid. These results pave the way for the rational design of new active, selective, and stable catalysts, needed to develop a sustainable chemical industry based on renewable raw materials. All computed values were stored in an open database, ioChem-BD, to foster discussions and reusability of the data

Durante la última década, ha tomado gran importancia el desarrollo de proceso químicos que sean respetuosos con el medio ambiente, lo que ha centrado la atención en el diseño de procedimientos que promuevan una economía atómica y el uso de reactivos no tóxicos. La reducción de impacto medioambiental y la búsqueda de procesos novedosos para la sustitución de disolventes orgánicos volátiles, se ha convertido en un gran reto para la industria. El CO2 es uno de los principales gases de efecto invernadero causantes del calentamiento global y su presencia en la atmósfera ha crecido de forma exponencial en los últimos años. La eliminación de CO2 de las emisiones industriales reduciría los efectos negativos que provoca como invernadero. Poder reciclar CO2 en lugar de almacenarlo, resulta mucho más atractivo si existen procesos para la conversión de esta materia prima en productos de mayor utilidad. Existen casos bien conocidos dentro de lo que se denomina ¿catálisis verde¿, donde se incluyen metodologías en la reducción de cetonas o iminas a través de transferencia de hidrógeno utilizando como fuente de hidrógeno alcoholes (típicamente 2-propanol). En este trabajo, se describe por primera vez el uso de 2-propanol (iPrOH) como fuente de hidrógeno en la hidrogenación de CO2 a formiato, utilizando catalizadores de iridio y rutenio con ligandos carbeno N-heterocíclicos (NHC) solubles en agua. La sustitución de H2 por iPrOH como fuente de hidrógeno representa importantes ventajas, ya que lo hace un proceso más simple, más seguro y respetuoso con el medio ambiente. A raíz del creciente interés académico e industrial en el cumplimiento de los principios fundamentales de la química verde, el concepto de economía atómica se ha convertido en el objetivo principal cuando se lleva a cabo una reacción química. Las reacciones de isomerización son un ejemplo típico de economía atómica. Entre estas reacciones, la isomerización de alcoholes alílicos , en las que se genera un compuesto carbonílico, es un proceso de gran importancia desde el punto de vista económico, debido a que proporciona una ruta sintética sencilla para la obtención de materias primas de gran valor en síntesis orgánica. Si además, este procedimiento sintético se lleva a cabo en medio acuoso, se potencia en gran medida su conveniencia y economía. En este contexto, el presente trabajo describe el estudio de la actividad catalítica de complejos de [Ru(¿6-areno)(NHC)] hidrosolubles en la isomerización catalítica de alcoholes alílicos en medio acuoso, así como su capacidad para ser reutilizados en el proceso. En los últimos años, la aparición de nuevas metodologías sintéticas que implementan los preceptos de la química verde, reducción de residuos y ahorro de energía, han adquirido gran importancia. Uno de los parámetros más importantes al momento de hacer una reacción según las pautas de la química verde es la elección del disolvente, el cual debe poseer baja toxicidad, no ser volátil, inflamable y poseer amplia disponibilidad, entre otros. En este aspecto, el glicerol ha atraído mucho la atención debido a su extraordinario bajo coste, disponibilidad y sus propiedades químicas y físicas. En este trabajo, se describen diversos estudios catalítico comparando el método convencional de activación de transferencia de hidrógeno (activación térmica) y metodologías alternativas como microondas (MW) y ultrasonidos (US), utilizando glicerol, que actúa como disolvente y dador de hidrógeno. Así mismo, se estudia la actividad catalitica de complejos de [Pd(NHC)(Cl)2Py] en reacciones de acoplamiento Suzuki-Miyaura.

Memoria para optar al título de Químico<br>Se ha estudiado la actividad catalítica de un MOF homometálico de cobre (II) [Cu2(btec)(2,2´-bipy)2]∞, y un MOF heterometálico de cobre (II) y gadolinio (III) [Cu3Gd2(oda)6(H2O)6]•12H2O en la oxidación de olefinas, utilizando relaciones variables de sustrato/catalizador. Las reacciones fueron realizadas utilizando ciclohexeno y estireno como sustratos en 1,2-dicloroetano y n-decano como disolvente. Para el primer solvente se utilizó como oxidante hidroperóxido de ter-butilo 70% en agua, y para el segundo el mismo oxidante 5,5 M en decano. Los catalizadores estudiados mostraron ser activos en la oxidación de ciclohexeno y estireno con conversiones entre 30% y 45% para ciclohexeno, 50% a 70% para estireno, transcurridas 24 h de reacción. Los sistemas estudiados presentaron valores de “Turnover Number” (TON) entre 120 y 936 para ciclohexeno, 206 y 1694 para estireno (para 24 h de reacción), y valores de “Turnover Frecuency” (TOF) entre 5 h-1 y 39 h-1 para ciclohexeno y 8,6 h-1 y 70,6 h-1 para estireno (24 h de reacción). Estos valores corroboran una elevada estabilidad y actividad del catalizador. Las mejores actividades fueron obtenidas para una relación sustrato/catalizador de 2400:1<br>We have studied the catalytic activity of an homometallic copper (II) MOF [Cu2(btec)(2.2 '-bipy)2]∞ and an heterometallic copper (II) and gadolinium (III) MOF [Cu3Gd2(oda)6(H2O)6] • 12H2O in the oxidation of olefins, using varying ratios of catalyst/substrate. The reactions were carried out with cyclohexene and styrene as substrates in 1,2-dichloroethane and n-decane as solvents. The used oxidant tert-butylhydroperoxide was 70% in water and 5.5 M in decane, respectively. The studied catalysts were active in the oxidation of cyclohexene and styrene, with conversions between 30% and 45% for cyclohexene, 50% to 70% for styrene for 24 h of reaction. The studied systems gave values of Turnover Number (TON) between 120 and 936 for cyclohexene, and 206 and 1694 for styrene ( for 24 h of reaction time) and Turnover Frequency (TOF) values between 5h and 39h-1 for cyclohexene and 8.6 and 70.6 h-1 for styrene These values indicate high catalyst stability and activity. The best activities were obtained for a catalyst/ substrate ratio of 2400:1<br>CEDENNA; Fondecyt

En la presente tesis doctoral se ha realizado un estudio sobre las especies catalíticamente activas en reacciones de formación de enlace carbono-carbono y carbono-heteroátomo catalizadas por oro, paladio y cobre. En el caso de las reacciones catalizadas por oro (sales de Au+ o Au3+ complejos de Au+ o nanopartículas de Au), se ha comprobado que, independientemente del catalizador de oro de partida, las especies catalíticamente activas en algunas reacciones son clústeres atómicos de oro de entre 2 y 9 átomos, y que, dentro de este rango, las reacciones son sensibles al número de átomos de oro que forman el clúster. Estos clústeres presentan una actividad catalítica inusualmente alta para este tipo de reacciones, llegando a realizar hasta 10 millones de ciclos catalíticos por hora a temperatura ambiente. Además, se ha estudiado la estabilidad de estos clústeres frente a aniones y ligandos en disolución. En el caso de las reacciones de acoplamiento cruzado catalizadas por paladio bajo condiciones de Jeffery (sin ligandos, amida como disolvente, 130-140 oC), se ha observado la formación y actividad catalítica de clústeres de Pd de entre 3 y 4 átomos para las reacciones de acoplamiento de Heck, Sonogashira, Stille y Suzuki. Estos clústeres se estabilizan en presencia de agua o aminas y presentan una alta actividad catalítica para yoduros y bromuros de arilo. También se ha observado la formación de clústeres de Cu en reacciones de acoplamiento entre yoduros de arilo y diversos nucleófilos (amidas, fenoles, fosfinas, tioles, alquinos) en ausencia de ligandos diamina. Además, se ha podido establecer la naturaleza, mecanismo de formación y cantidad de estos clústeres de Cu formados a partir de una sal de partida. Por último, se ha comparado la actividad catalítica de los clústeres de oro, paladio y cobre para reacciones tipo donde se necesita catálisis Lewis, radicalaria o red-ox, pudiendo relacionar la naturaleza fisicoquímica de los clústeres con su actividad catalítica.<br>Oliver Meseguer, J. (2015). CLÚSTERES MOLECULARES DE ORO, PALADIO Y COBRE COMO CATALIZADORES DE REACCIONES ORGÁNICAS [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/48566<br>TESIS<br>Premiado

[EN] During the work done in this thesis, new catalysts based on metallic nanoparticles and clusters supported on materials with different properties have been designed and developed trying to improve their stability and potentiate their catalytic activity. For this reason, different physical and chemical properties (oxidation state, particle size, etc.) have been studied for each catalyst and, besides, mechanistic studies needed to optimize the performance of these materials in a specific reaction under the best possible experimental reaction conditions have been carried out. In particular, chapters 3, 4 and 5 have been focused on the development of catalysts based on Au, Pd and CuO supported nanoparticles for the synthesis of organic compounds of interest in different fields. Specifically, it's been possible to synthesize secondary amines, propargilamines, thioethers and amides with good yields, through sustainable methodologies like the hydrogen autotransfer or the oxidative amidation with molecular oxygen as the oxidant agent. Besides, re-use of the different nanocatalysts has been evaluated systematically (aspect of great relevance from the industrial point of view), and also the scope of the reaction by using as starting materials reactants with different substituent groups in each reaction. Finally, chapter 6 has been focused on the study of the catalytic activity presented by Au clusters supported on multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) in the formation of diphenyldisulfide starting from benzenethiol. It's been demonstrated that the number of atoms that formed the cluster has a strong influence on its activity. Specifically, the catalyst shows high activities when the metallic cluster contains a number of atoms in the range between 5 and 10 atoms, while lower or higher cluster atomicities are associated to induction periods or inactive catalysts. The explanation resides in the activation capacity of the reactants presented by the metallic clusters with atomicities inside the aforementioned range or interval, needed for reaction to take place.<br>[ES] Durante el trabajo realizado en la presente tesis doctoral, se han diseñado y desarrollado catalizadores basados en nanopartículas y clústeres metálicos soportados sobre materiales de diferente naturaleza con objeto de mejorar su estabilidad y potenciar su actividad catalítica. Para ello, se han estudiado las características físico-químicas (estado de oxidación, tamaño de partícula, etc.) de cada catalizador, además de llevar a cabo estudios mecanísticos necesarios para optimizar el desempeño de estos materiales en una determinada reacción en las mejores condiciones experimentales posibles. En particular, los capítulos 3, 4 y 5 se han centrado en el desarrollo de catalizadores basados en nanopartículas soportadas de Au, Pd y CuO para la síntesis de compuestos orgánicos de interés. En concreto, ha sido posible obtener con buenos rendimientos aminas secundarias, propargilaminas, tioéteres y amidas, a través de metodologías sostenibles como la autotransferencia de hidrógeno o la amidación oxidativa empleando oxígeno como agente oxidante. Además, se ha evaluado la reutilización de los catalizadores basados en nanopartículas de forma sistemática (aspecto de gran relevancia desde el punto de vista industrial), así como la generalidad de su uso introduciendo diferentes grupos sustituyentes en los sustratos de partida en cada reacción en particular. Por último, el capítulo 6 se ha centrado en el estudio de la actividad catalítica presentada por clústeres de Au soportados sobre nanotubos de carbono de pared múltiple (MWCNTs) en la formación de difenildisulfuro partiendo de bencenotiol. Se ha podido comprobar como el número de átomos que componen el clúster influye drásticamente en su actividad. En concreto, el catalizador presenta elevadas actividades cuando el clúster contiene un conjunto de átomos dentro de un rango comprendido entre 5-10 átomos, mientras que atomicidades de clúster inferiores o superiores dan lugar a la aparición de periodos de inducción o a catalizadores inactivos. La explicación radica en la capacidad de activación de los reactivos presentada por los clústeres con atomicidades dentro del citado rango o intervalo, necesaria para que la reacción pueda tener lugar.<br>[CAT] Durant el treball realitzat en la present tesi doctoral, s'han dissenyat i desenvolupat catalitzadors basats en nanopartícules i clústers metàl·lics suportats sobre materials de diferent naturalesa, amb l'objectiu de millorar la seua estabilitat i potenciar l'activitat catalítica. Per aquest motiu, s'han estudiat les característiques físico-químiques (estats d'oxidació, grandària de partícula, etc.) de cada catalitzador, a més de dur a terme estudis mecanístics necessaris per optimitzar la utilització d'aquests materials en una determinada reacció en les millors condicions possibles. En particular, els capítols 3, 4, i 5 s'han centrat en el desenvolupament de nanopartícules suportades de Au, Pd i CuO per a la síntesis de compostos orgànics d'interès. Mes concretament, ha sigut possible obtenir bons rendiments a amines secundaries, propargilamines, tioeters i amides, mitjançant metodologies sostenibles como la autotransferència d'hidrogen o la amidació oxidativa amb l'ús d'oxigen com agent oxidant. A més, s'han avaluat la re-utilització dels catalitzadors basats en nanopartícules de manera sistemàtica (aspecte de gran rellevància des del punt de vista industrial), així com la generalitat del seu us mitjançant la introducció de diferents grups substituents en els substrats de partida de cada reacció en particular. Per últim, el capítol 6 s'ha centrat en l'estudi de l'activitat catalítica presentada per clústers d'Au suportats sobre nanotubs de carboni de paret múltiple (MWCNTs) en la formació de disulfurs amb l'ús de bencenotiol de partida. S'ha pogut comprovar com el nombre d'àtoms que constitueixen el clúster influeix de manera dràstica en la seu activitat. Particularment, el catalitzador presenta elevades activitats quan el clústers esta constituït per un conjunt d'àtoms dins el rang comprés entre 5 i 10 àtoms, mentre que atomicitats de clúster inferiors i superiors donen lloc a l'aparició de períodes d'inducció o catalitzadors inactius. L'explicació radica en la capacitat d'activació dels reactius presentada pels clústers amb una atomicitat dins l'esmentat rang o interval, necessària per a que la reacció puga tindre lloc.<br>Navas Escrig, J. (2016). NANOPARTÍCULAS Y CLÚSTERES METÁLICOS SOPORTADOS PARA LA FORMACIÓN DE ENLACES C-O, C-N, C-S Y S-S [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/64077<br>TESIS

Actualmente, la nanociencia se presenta como un campo de suma relevancia para satisfacer las demandas requeridas por la sociedad. En particular, los materiales híbridos emergen como una de las temáticas más atractivas debido a la versatilidad que presentan, diseñándose a priori estos materiales con propiedades físico-químicas específicas, empleándose con éxito en múltiples aplicaciones desde las más convencionales hasta otras más nanotecnológicas. La presente Tesis Doctoral se ha centrado en el desarrollo de nuevos materiales metal-orgánicos nanoestructurados, su posterior caracterización y empleo en diferentes aplicaciones. Para llevar a cabo el diseño de estos materiales, se ha estudiado la influencia de los parámetros de síntesis, de los espaciadores orgánicos y de los nodos metálicos que componen su entramado estructural y su posterior uso, en función de sus características, en diversas aplicaciones. En consecuencia, los resultados presentados se organizan en tres capítulos dependiendo de los parámetros estudiados en la generación de estas nuevas familias de materiales metal-orgánicos. En el Capítulo 3, se han empleado como nodos metálicos precursores de aluminio y como unidades orgánicas espaciadores orgánicos monodentados que presentan una cadena alifática en su composición de manera que presentan una doble función: (i) estructural al coordinarse con el nodo metálico gracias a al grupo carboxílico que presentan y (ii) como modulador del crecimiento debido a las cadenas alquílicas que determinan el nivel de estructuración y dimensionalidad alcanzado. Además, se estudia la influencia de diferentes parámetros de síntesis, en especial la naturaleza de los solventes empleados, obteniéndose un nivel de estructuración 3D, mesoscópico o laminar cuando se emplea H2O, DMF o DMF/H2O, respectivamente. Finalmente, se analizó el comportamiento de cada fase estructural producida en la síntesis de benzodiazepinas, producto de interés en la industria farmacéutica. A continuación, en el Capítulo 4, para dar un paso más en el conocimiento de esta clase de materiales, se empleó de nuevo como unidad inorgánica de construcción nodos metálicos de aluminio, pero en este caso se ha modificado la unidad orgánica, empleándose espaciadores orgánicos monodentados que presentan un grupo funcional en su composición. De esta forma, se estudia la obtención de nuevos materiales metal-orgánicos, analizándose la influencia de emplear grupos dadores o aceptores de electrones en el nivel de estructuración finalmente alcanzado (2D o 3D). Además, se evaluó su actividad catalítica como ácido de Lewis, determinando la influencia del nivel de estructuración y la presencia de dichos grupos funcionales en la actividad catalítica. Posteriormente, se introdujo directamente en el proceso de síntesis solvotermal hierro como segundo nodo metálico, incorporándose con éxito en la red metal-orgánica, generando un nuevo material que mejora los resultados catalíticos anteriormente obtenidos debido al efecto sinergético establecido entre ambos nodos metálicos. Más concretamente, cuando se emplea el espaciador orgánico con grupos tiol en su composición, se generan grupos sulfónicos ácidos tras un tratamiento post-síntesis de oxidación que permite obtener materiales que fueron excelentes catalizadores en reacciones demandantes de acidez. Además, se incorporaron nanopartículas de paladio a dicho material, generando un material bifuncional capaz de llevar a cabo reacciones consecutivas en un solo paso. Por último, en el Capítulo 5, se han sintetizado nuevos materiales metal-orgánicos basados en los espaciadores orgánicos monodentados empleados en el Capítulo 3, utilizando en este caso diferentes elementos metálicos (Zr, Cu, Ni y Ln) como unidades inorgánicas de construcción, obteniéndose diferentes niveles de estructuración en función de los mismos. Finalmente, se empleó el material<br>Actualment, la nanociència es presenta com un camp de màxima rellevància per a satisfer les demandes requerides per la societat. En particular, els materials híbrids emergeixen com una de les temàtiques més atractives degut a la versatilitat que presenten, dissenyant-se a priori estos materials amb propietats fisicoquímiques específiques, emprant-se amb èxit en diverses aplicacions, des de les més convencionals fins a altres més nanotecnològiques. La present Tesi Doctoral s'ha centrat en el desenvolupament de nous materials organometàl¿lics nanoestructurats, la seva posterior caracterització y ús en diferents aplicacions. Per a portar a terme el disseny d'aquestos materials, s'ha estudiat la influença dels paràmetres de síntesi, dels espaiadors orgànics i dels nodes metàl¿lics que componen el seu entramat estructural y el seu posterior ús, en funció de les seves característiques, en diverses aplicacions. En conseqüència, els resultats presentats s'organitzen en tres capítols depenent del paràmetre estudiat en la generació d`aquestes noves famílies de materials metal-orgánics. Al Capítol 3, s'han emprat com a nodes metàl¿lics precursors d'alumini, i com a unitats orgàniques, espaiadors orgànics monodentats que presenten una cadena alifàtica en la seva composició de manera que presenten una doble funció: (i) estructural al coordinar-se amb el node metàl¿lic gràcies al grup carboxílic que presenta i (ii) com a modulador del creixement degut a les cadenes alquíliques que determinen el nivell d'estructuració i dimensionalitat al que s'ha arribat. A més a més, s'estudia la influença de diferents paràmetres de síntesi, en especial la naturalesa dels dissolvents utilitzats, obtenint-se un nivell d'estructuració 3D, messoscòpic o laminar quan s'utilitza H2O, DMF o DMF/H2O, respectivament. Finalment, s'analitzà el comportament de cada fase estructural produïda en la síntesi de benzodiazepines, producte de interès a la indústria farmacèutica. A continuació, al Capítol 4, per a donar un pas més en el coneixement d'esta classe de materials, s'empra de nou com a unitat inorgànica de construcció nodes metàl¿lics d'alumini, però en aquest cas s'ha modificat la unitat orgànica, utilitzant-se espaiadors orgànics monodentats que presenten un grup funcional en la seua composició. D'aquesta manera, s'estudia l'obtenció de nous materials organometàl¿lics , analitzant-se la influença d'utilitzar grups donadors o acceptors d'electrons al nivell d'estructuració finalment aconseguit (2D o 3D). A més a més, s'avaluà la seva activitat catalítica com a àcid de Lewis, determinant la influença del nivell d'estructuració i la presència dels grups funcional abans anomenats en l'activitat catalítica. Posteriorment, s'introduí directament en el procés de síntesi solvotermal ferro com a segon node metàl¿lic, incorporant-se amb èxit a la xarxa organometàl¿lica, generant un nou material que millora els resultats catalítics anteriorment obtinguts degut a l'efecte sinergètic establert entre ambdós nodes metàl¿lics. Més concretament, quan s'utilitza l'espaiador orgànic amb grups tiol en la seva composició, es generen grups sulfònics àcids després del tractament post-síntesi d'oxidació que permet obtenir materials que foren excel¿lents catalitzadors en reaccions demandants d'acidesa. A més a més, s'incorporaren nanopartícules de pal¿ladi al material mencionat, generant un material bifuncional capaç de dur a terme reaccions consecutives en un sol pas. Per últim, al Capítol 5, s'han sintetitzat nous materials organometàl¿lics basats en els espaiadors orgànics monodentats emprats en el Capítol 3, utilitzant en este cas diferent elements metàl¿lics (Zr, Cu, Ni i Ln) com a unitats inorgàniques de construcció, obtenint-se diferents nivells d'estructuració en funció dels mateixos. Finalment, s'utilitzà el material basat en nodes de Níquel com a plagui<br>Nowadays, nanoscience presents high impact to accomplish the requirements of the society, appearing the hybrid materials as attractive topic due to high versatility that they offer, being designed with particular physico-chemical properties. They have successful been used in a wide range of applications, from the most conventional to other ones more nanotechnological. This thesis is focused on developing novels metal-organic materials, their characterizations and testing in different areas. During this work, it was studied the influence of synthesis conditions, the incorporation in the final framework of different organic spacers and metallic nodes. Taking into account, the results were organized in three different chapters, depending on the parameters analyzed to obtain the final new families of hybrid metal-organic materials. First, in the Chapter 3, it was used aluminum nodes as inorganic source and monodentates organic spacers with aliphatic chains as organic units. These organic compounds present a dual function: (i) structural by coordination with the metallic unit through of the carboxylic groups and (ii) as modulating of growing due to the hydrocarbons chains, generating a specific structuration level and dimensionality. Moreover, it was studied the influence of synthesis conditions, particularly the nature of solvents, obtaining a final 3D, mesoscopic or lamellar framework level if H2O, DMF or DMF/H2O were used as solvents, respectively. Finally, the catalytic activity of the different materials was evaluated in the synthesis of benzodiazepine, attractive product in the pharmaceutical industry. After that, in the Chapter 4, to study in depth the behavior of this kind of metal-organic materials, it was used, again, aluminum as inorganic unit, but together with new organic compounds, new monodentates organic spacers with pending groups (electron donating or withdrawing groups) in para position. Thus, it was obtained different structuration level (2D or 3D) depending of the pending groups incorporated in the final framework. Furthermore, the catalytic activity was studied as Lewis acid, where the results were directly influenced by the structuration level and the presence of the substituents in the framework. Moreover, it was incorporated, in the solvothermal process, iron as second metallic node, obtaining a new metal-organic material, improving the catalytic results due to the positive sinergetic effect between both inorganic units. Additionally, a metal-organic material with thiol groups in the framework was synthesized, being generated acid sulfonic groups by post-synthesis oxidation process, being an effective catalysts in acid reactions. Moreover, it was incorporated palladium nanoparticles, generating a bifunctional hybrid material to carry out two-step one-pot reaction process. Finally, in the Chapter 5, it was synthesized new metal-organic materials based on the same organic spacers from Chapter 3, but with different metallic nodes (Zr, Cu, Ni and Ln) as inorganic units, favoring different structuration level depending on the metallic element used. The materials based on nickel nodes were used as pesticide in the controlled release of pheromones.<br>Moreno Rodríguez, JM. (2018). Síntesis de materiales híbridos metalorgánicos estructurados a partir de unidades unidimensionales. Estudio de sus propiedades y aplicaciones [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/114027<br>TESIS

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Química<br>Ingeniero Civil Químico<br>En la actualidad la matriz energética se encuentra dominada por combustibles fósiles, generando problemas en diversos ámbitos. Uno de estos es el efecto negativo que conlleva el uso de energías en base a carbono sobre el medioambiente, principalmente por la emisión de gases de efecto invernadero (GEI) que alteran fuerte y prolongadamente las propiedades de la atmósfera. Siendo el CO_2 uno de los GEI más importantes se hace necesario buscar alternativas para mitigar sus emisiones, y es en este contexto que la reacción de metanación es atractiva. CO_2 + 4H_2 --> CH_4 + H_2O El presente trabajo se enfoca en la preparación y estudio de catalizadores de níquel y cobalto, soportados en circonia con distintas estructuras cristalinas para evaluar su actividad en la producción de metano a partir de dióxido de carbono. Esta reacción provee una vía termodinámicamente favorable para la transformación del CO_2 en un carrier energético de amplio uso, haciendo posible dar un segundo ciclo de vida a un gas abundante en la atmósfera, de bajo costo en sus fuentes y que mayormente se trata como desecho. Se sintetizaron catalizadores de Ni, Co y Rh con variadas cargas de metal y en 3 soportes diferentes (SiO_2, m-ZrO_2 y t-ZrO_2), utilizando como parámetro la densidad superficial de metal d_S (átomos de metal por nm^2 de soporte). Se realizaron diferentes ensayos en los catalizadores para evaluar sus propiedades y actividad catalítica en la reacción, los que incluyen difracción de rayos X, reducción a temperatura programada y pruebas de actividad para obtener las curvas de conversión de CO_2 y selectividad hacia CH_4 en función de la temperatura. Adicionalmente se realizaron pruebas en condiciones de reactor diferencial para obtener las velocidades específicas de consumo de CO_2 a variadas temperaturas, calculando finalmente las frecuencias de recambio de CO_2 (TOF, Turnover Frequencies). En las condiciones estudiadas, los resultados muestran que la actividad catalítica en función de la fase activa sigue el siguiente orden: Rh>>Ni>Co, consistente con la información reportada en literatura. Los catalizadores de Ni, a pesar de tener una actividad menor que aquellos de Rh, pueden resultar comparables a aquellos de metales nobles en condiciones experimentales ligeramente distintas. El uso de circonia como soporte, en cualquiera de sus fases, mejoró sustantivamente la actividad de los catalizadores, aunque se observaron diferencias en pruebas realizadas con bajo tiempo de contacto, donde la fase monoclínica parece ser más activa en la reacción. Se concluye que los catalizadores de Ni y Co soportados en circonia son activos en la reacción de metanación de CO_2, permitiendo la transformación del gas a temperaturas moderadas. Si bien los catalizadores de Rh resultaron ser los más activos en las condiciones utilizadas, los catalizadores Ni/m-ZrO_2 son una alternativa interesante debido a su buena actividad y menor costo.

Esta tesis aborda las Redes Metal Orgánicas (MOFs), las cuales exhiben propiedades porosas, así como grandes áreas superficiales. Son eficientes en procesos de tamizado molecular, almacenamiento y catálisis heterogénea. Se sintetizaron membranas de dos diferentes MOFs, cobre y ácido benceno-1,3,5-tricarboxilico (BTC), y iones de zinc y 2-metilimidazol como ligando, este material es mejor conocido como ZIF-8. Las membranas homogéneas de CU-BTC y ZIF-8 fueron sintetizadas mediante el proceso de crecimiento secundario; y a través de la funcionalización de la superficie del soporte, para posteriormente caracterizarlas.