Las distintas fracciones de flavanoles en el vino ejercen una influencia directa sobre la astringencia, pudiendo variar su proporción y concentración debido a ciertas labores enológicas, es por esta razón que el objetivo del presente trabajo fue estudiar los flavanoles de uvas y vinos de los cv. Cabernet Sauvignon y Sauvignon Blanc y la influencia que presentan algunos factores enológicos sobre sus características químicas y sensoriales. En uvas del cv. Cabernet Sauvignon, el precio de esta no tiene relación con el contenido de compuestos fenólicos, solo presentando una tendencia a un mayor contenido de taninos totales en las pieles de las bayas. La concentración de proantocianidinas difiere ampliamente dependiendo del método utilizado. Por su parte, la fracción polimérica de flavanoles ejerce una influencia directa sobre la astringencia del vino afectando su aceptabilidad. Finalmente los manejos enológicos en vinos blancos y tintos tienen directa relación sobre la concentración de compuestos fenólicos, produciendo además cambios en la concentración y en la proporción de las distintas fracciones de flavanoles. / The different proanthocyanidins fractions in wine have a direct influence on the astringency and certain oenological practices could be affect their proportion and concentration. For this reason the aim of this work was to study the proanthocyanidins in grapes and wines from cv. Cabernet Sauvignon and Sauvignon Blanc and the influence on chemical and sensory characteristics using some oenological practices on their chemical and sensorial properties by using some oenological factors. The price of Cabernet Sauvignon grapes is not related with the phenolic composition only presenting a tendency to a higher content of total tannins in the grape skins. Proanthocyanidins concentration differs widely depending of the methodologies utilized. Moreover, the proanthocyanidin polymeric fraction has a direct influence on wine astringency affecting the consumer acceptance. Finally the oenological practices in white and red wines are directly related to the concentration of phenolic compounds producing changes in the concentration and proportion of the different proanthocyanidin fractions.

Specialty chemicals industry relies on batch manufacturing, since it requires the frequent adaptation of production systems to market fluctuations. To be first in the market, batch industry requires decision-support systems for the rapid development and implementation of chemical processes. Moreover, the processes should be competitive to ensure their long-term viability. General-purpose and flexible plants and the consideration of physicochemical insights to define an efficient operation are also cornerstones for the success of specialty chemical industries. Precisely, this thesis tackles the systematic development of batch processes that are efficient, economically competitive, and environmentally friendly, to assist their agile introduction into production systems in grassroots and retrofit scenarios. Synthesis of conceptual processing schemes and plant allocation subproblems are solved simultaneously, taking into account the plant design. With this purpose, an optimization-based approach is proposed, where all structural alternatives are represented in a State-Equipment Network (SEN) superstructure, following formulated into a Mixed-Logic Dynamic Optimization (MLDO) problem which is later solved to minimize an objective function. Essentially, the strength of the proposed methodology lies in the modeling strategy which combines the different kinds of decisions of the integrated problem in a unique optimization model. Accordingly, it considers: (i) synthesis and allocation alternatives combination, (ii) dynamic process performance models and dynamic control variable profiles, (iii) discrete events associated to transitions of batch phases and operations, (iv) quantitative and qualitative information, (v) material transference synchronization to ensure batch integrity between unit procedures, and (vi) batch and semicontinuous processing elements. Different strategies can be used to solve the resulting MLDO problem. A deterministic direct-simultaneous approach is first proposed. The mixed-logic problem is reformulated into a mixed-integer one, which is fully-discretized to provide a Mixed-Integer Non-Linear Programming (MINLP) that is optimized using conventional solvers. Then, a Differential Genetic Algorithm (DGA) and a hybrid approach are presented. The purpose of these evolutionary strategies is to pose solution alternatives that keep solution goodness while seek for the improvement of computational efficiency to handle industrial-size problems. The optimization-based approach is applied in retrofit scenarios to solve the simultaneous process synthesis and plant allocation, taking into account the physical restrictions of existing plant elements. The production of specialty chemicals based on a competitive reactions system in an existing reactor network is first defined through process development and improvement according to different economic scenarios, decision criteria, and plant modifications. Additionally, a photo-Fenton process is optimized to eliminate an emergent wastewater pollutant in a given pilot plant, pursuing the minimization of processing time and cost. Batch process development in grassroots scenarios is also proven to be a problem of utmost importance to deal with uncertainty in future markets. Seeking for plant flexibility in several demand scenarios, the expected profit is maximized through a two-stage stochastic formulation that includes simultaneous plant design, process synthesis, and plant allocation decisions. A heuristic solution algorithm is used to handle the problem complexity. A grassroots plant design is defined to implement the previous competitive reaction system, where decisions like the feed-forward trajectories or operating modes allow the adaptation of master recipes to different demands. Finally, an acrylic fiber production example is presented to illustrate process development decisions like the selection of tasks, technological alternatives, chemicals, and solvent reuse. / La indústria de productes químics especials es basa en la fabricació discontinua, ja que permet adaptar de forma freqüent els sistemes de producció en funció de les fluctuacions de mercat. Per ser líder al sector, són necessàries eines de suport a la decisió que ajudin a l’àgil desenvolupament i implementació de nous processos. A més, aquests han de ser competitius per garantir la seva viabilitat a llarg termini. Altres peces clau per una operació eficient són l’ús de plantes flexibles així com l’estudi dels fenòmens fisicoquímics. Aquesta tesis aborda justament el desenvolupament sistemàtic de processos químics discontinus que siguin eficients, econòmicament competitius i ecològics, per contribuir a la seva ràpida introducció en els sistemes de producció, tant en escenaris de plantes existents com des de les bases. En concret, es planteja la resolució simultània de la síntesi conceptual d’esquemes de procés i l’assignació d’equips, tenint en compte el disseny de la planta. Amb aquest objectiu, es proposa una metodologia de solució basada en optimització, on les alternatives estructurals es representen en una Xarxa d’Estats i Equips (SEN per les sigles en anglès) que es formula mitjançant un problema d’Optimització Dinàmica Mixta-Lògica (MLDO per les sigles en anglès) que es resol minimitzant una funció objectiu. La solidesa de la metodologia proposada rau en la estratègia de modelat del problema MLDO, que integra els diferents tipus de decisions en un sol model d’optimització. En concret, es consideren: (i) la combinació d’alternatives de síntesi i assignació d’equips, (ii) models de procés i trajectòries de control dinàmics, (iii) esdeveniments discrets associats al canvi de fase i operació, (iv) informació quantitativa i qualitativa, (v) sincronització de transferències de material en tasques consecutives, i (vi) elements de processat discontinus i semi-continus. Existeixen diverses estratègies per resoldre el problema MLDO resultant. En aquesta tesi es proposa en primer lloc un mètode determinístic directe-simultani, on el model mixt-lògic es transforma en un mixt-enter. Aquest es discretitza al seu torn de forma completa per obtenir un problema de Programació No-Lineal Mixta-Entera (MINLP per les sigles en anglès) el qual es pot resoldre utilitzant algoritmes d’optimització convencionals. A més, es presenten un Algoritme Genètic Diferencial (DGA per les sigles en anglès) i un mètode híbrid. Totes dues estratègies esdevenen alternatives de cerca amb l’objectiu de mantenir la bondat de la solució i millorar l’eficàcia de computació per tractar problemes de dimensió industrial. La metodologia de solució proposada s’aplica al desenvolupament de processos discontinus en escenaris de plantes existents, tenint en compte les restriccions físiques dels equips. Un primer exemple aborda la manufactura de productes químics basada en un sistema de reaccions competitives. Concretament, es desenvolupa i millora el procés de producció implementat en una xarxa de reactors considerant diferents escenaris econòmics, criteris de decisió, i modificacions de planta. En un segon exemple, s’optimitza el procés foto-Fenton per ser executat en una planta pilot per eliminar contaminants emergents. Buscant integrar el desenvolupament de procés i el disseny de plantes flexibles en escenaris de base, es presenta una formulació estocàstica en dues etapes per a optimitzar el benefici esperat d’acord a diversos escenaris de demanda. Per gestionar la complexitat d’aquest problema es proposa la utilització d’una heurística. Com a exemple, es planteja el disseny d’una planta de base on implementar l’anterior sistema de reaccions competitives. Decisions com les trajectòries dinàmiques de control o la configuració d’equips permeten adaptar la recepta màster en funció de la demanda. Un darrer exemple defineix el procés de producció de fibra acrílica, il·lustrant decisions com la selecció de tasques, tecnologia, reactius o reutilització de dissolvents. / La industria productos químicos especiales se basa en la fabricación discontinua, la cual permite la adaptación frecuente de los sistemas de producción en función de las fluctuaciones de mercado. Para ser líder en el sector, son necesarias herramientas de soporte a la decisión que contribuyan al ágil desarrollo e implementación de nuevos procesos. Además, éstos deben ser competitivos para garantizar su viabilidad a largo plazo. Otras piezas clave para una operación eficiente son la utilización de plantas flexibles y el estudio de los fenómenos fisicoquímicos. Esta tesis aborda justamente el desarrollo sistemático de procesos químicos discontinuos que sean eficientes, económicamente competitivos y ecológicos, para contribuir a su rápida introducción en los sistemas de producción, ya sea en escenarios de plantas existentes o desde las bases. En particular, se plantea la resoluciónsimultánea de la síntesis conceptual de esquemas de proceso y la asignación de equipos, teniendo en cuenta además el diseño de planta.Con este fin, se propone una metodología de solución basada en optimización, donde todas las alternativas estructurales se representan en una Red de Estados y Equipos (SENpor sus siglas en inglés) que se formula mediante un problema de Optimización Dinámica Mixta-Lógica (MLDO por sus siglas en inglés) que se resuelve minimizando una función objetivo. La solidez de la metodología propuesta reside en la estrategia de modelado delproblema MLDO, que integra los diferentes tipos de decisiones en un solo modelo de optimización. En concreto, se consideran: (i) la combinación de alternativas de síntesis y asignación de equipos, (ii) modelos de proceso y trayectorias de control dinámicos, (iii)eventos discretos asociados al cambio de fase y operación, (iv) información cuantitativa y cualitativa, (v) sincronización de la transferencia de material en tareas consecutivas, y(vi) elementos de procesado discontinuos y semicontinuos.Existen diversas estrategias para resolver el problema MLDO resultante. En esta tesis se propone en primer lugar un método determinístico directo-simultáneo, donde el problema mixto-lógico se reformula en un mixto-entero. A su vez, éste se discretiza de formacompleta para obtener un problema de Programación No-Lineal Mixta-Entera (MINLP por sus siglas en inglés) el cual se puede resolver mediante algoritmos de optimización convencionales. Además, se presentan un Algoritmo Genético Diferencial (DGA por sussiglas en inglés) y un método híbrido. Ambas estrategias se plantean como alternativas de búsqueda con objeto de mantener la bondad de la solución y mejorar la eficacia de computación para tratar problemas de dimensión industrial.La metodología de solución propuesta se aplica al desarrollo de procesos discontinuos en escenarios con plantas existentes, teniendo en cuenta las restricciones físicas de los equipos. Un primer ejemplo aborda la fabricación de productos químicos basada en un sistema de reacciones competitivas. En concreto, se desarrolla y mejora el proceso de producción a implementar en una red de reactores considerando diferentes escenarios económicos, criterios de decisión, y modificaciones de planta. En un segundo ejemplo,se optimiza el proceso foto-Fenton a ser ejecutado en una planta piloto para eliminar contaminantes emergentes.Persiguiendo la integración del desarrollo de proceso con el diseño de plantas flexi-bles en escenarios base, se presenta asimismo una formulación estocástica en dos etapas para optimizar el beneficio esperado de acuerdo a varios escenarios de demanda. Paramanejar la complejidad de dicho problema se propone la utilización de una heurística.Como ejemplo, se plantea el diseño de una planta de base para implementar el anterior sistema de reacciones competitivas, donde decisiones como las trayectorias dinámicas de control o la configuración de equipos permiten adaptar la receta máster en función de lademandas. Por último, se presenta un ejemplo donde se define el proceso de producción de fibra acrílica, ilustrando decisiones como la selección de tareas, alternativas tecnológicas, reactivos químicos o la reutilización de disolventes.

The aim of this thesis was to develop highly efficient CO2 hydrogenation process towards methanol by making use of high pressure approach. A high pressure lab scale plant was developed to conduct CO2 hydrogenation up to 400 bar. High pressure and low temperature were found to be the favourable conditions to excellent catalytic activity. Improved reaction performance towards methanol synthesis and reverse water-gas shift reaction was observed for the Ba and K promoted Cu/Al2O3 catalysts, respectively. Almost complete one-pass conversion of CO2 into methanol was observed under optimized process conditions over coprecipitated Cu/ZnO/Al2O3 catalysts. One-step transformation of CO2 into dimethyl ether was achieved with excellent catalytic activity. Selective formation of alkane or alkene was obtained by varying pressure of the secondary reactor coupled with methanol synthesis reactor. A high pressure, high temperature capillary cell for in-situ XAS was developed having capability for combined XAFS-Raman experiments under high pressure conditions. / El propòsit d’aquesta tesis va ser desenvolupar un procés altament eficient per a la hidrogenació de CO2 a metanol, mitjançant l’ús de micro-reactors d’alta pressió. Una planta d’alta pressió va ser desenvolupada per a dur a terme la hidrogenació de CO2 fins a 400 bar. Una millora en el rendiment de la reacció cap a la síntesis de metanol i cap a la reacció inversa del desplaçament del gas d’aigua va ser observada per als catalitzadors de Cu/Al2O3 promocionats amb Ba i K, respectivament. Conversió, gairebé completa de CO2 a metanol, en una etapa, va ser observada en les condicions de procés optimitzades utilitzant catalitzadors de Cu/ZnO/Al2O3. Transformació de CO2 a dimetil-èter, alcans i alquens en una sola etapa de reacció, tot mantenint la conversió de CO2 elevada. Una cel•la capil•lar d’alta pressió i alta temperatura, per a mesures espectroscòpiques de raig-X in-situ, va ser desenvolupada.

Environmental pollution by polychlorinated chlorinated organic wastes is of great concern. Catalytic hydrodechlorination is considered clean and efficient methodology for safe disposal of chlorinated organic wastes. This work aims at studying the catalytic hydrodechlorination reaction for the removal of environmentally polluting chlorinated organic wastes: 1,2,4-trichlorobenzene (1,2,4-TCB) and Trichloroethylene (TCE). The research has focused on evaluation of the activity, selectivity and stability of newly synthesized Pd based catalysts for hydrodechlorination of 1,2,4-trichlorobenzene and trichloroethylene. The first part, related to the HDC of 1,2,4-TCB, is to obtain active and stable catalyst for the hydrodechlorination of C-Cl bond of aromatic compounds to non chlorinated organic aromatic compound (benzene). While the second part aims at obtaining catalysts that allow high selectivity to ethylene formation during the HDC Trichloroethylene. Pd based hydrotalcite derived mixed oxides with different surface property were explored as catalysts for hydrodechlorination reaction. In addition, bimetallic and monometallic heterogeneous catalytic systems were investigated for selective hydrodechlorination reaction. Detailed characterization of the active centers of the newly synthesized catalysts by different techniques was achieved. This work presents original ideas, which could find a practical application, for the treatment of organo-halogenated pollutants. / La contaminación ambiental mediante compuestos policlorados aromáticos y alifáticos es de gran preocupación. La reacción de hidrodecloración catalítica selectiva (HDC) se presenta como una nueva tecnología eficaz para una eliminación segura de estos tipos de compuestos orgánicos clorados. Es por ello, que este trabajo de investigación se ha enfocado en el estudio de nuevos catalizadores activos, selectivos y estables en diferentes reacciones de hidrodecloración de dos familias de compuestos orgánicos clorados: 1,2,4-triclorobenceno (1,2,4-TCB-compuestos aromáticos clorados) y el tricloroetileno (representativo de un compuesto clorado alifático). La primera parte de la tesis relacionadas con el HDC de 1,2,4-TCB, tiene como objetivo la obtención de catalizadores activos y estables para la hidrogenación del enlace C-Cl en compuestos aromáticos y la obtención final del compuesto aromático orgánico declorado. Mientras que la segunda parte tiene por objeto la obtención de catalizadores que permitan una gran selectividad a etileno y no hacia etano (hidrogenación profunda del tricloroetileno) durante la HDC de tricloroetileno. Por otra parte se ha realizado un estudio profundo en la síntesis de estos nuevos catalizadores, así como en la caracterización de los centros activos de dichos catalizadores, para su correlación con la actividad, selectividad y estabilidad de dichos catalizadores. Presenta ideas originales, lo que podría encontrar una aplicación práctica, para el tratamiento de compuestos órgano-halogenados contaminantes.

Aquesta tesi està dedicada a la síntesi, caracterització i aplicacions de diferents nanomaterials que presenten la propietat de ser semiconductors. Aquesta dividida en tres blocs, en els quals, en el primer d'ells es parla sobre quantum dots (QDs), que són nanoparticulas fluorescents la longitud d'ona d'emissió varia amb la mida. Aquests materials s'estan utilitzant últimament com a substituts dels colorants orgànics ja que presenten avantatges, la principal és que no perden la seva emissió amb el temps. Aquests QDs han estat usats per estudiar la seva interacció amb l'or (que augmenta la seva intensitat de fluorescència), han estat encapsulats usant polímers per usar-los com a controls en citometria de flux i per silica per usar-los (un cop units a un peptido i un colorant orgànic adequat) com a detectors de fibrosi quística. Finalment també han estat usats en aquesta tesi per intentar seguir el moviment d'un receptor en plaquetes. En el segon bloc de la tesi es parla de up conversió nanoparticles, la diferència enfront dels QDs és que s'exciten a major longitud d'ona a la que emeten, pel que són capaços d'absorbir en el infraroig i emetre en el visible, fent-ideals per a aplicacions en biologia. En aquesta tesi es van usar per a reconèixer un receptor en neutrofilos i per introduir-lo dins de hidrotalcites (material que no és reconegut pel cos com estrany) per així poder alliberar-ho en l'organisme. Finalment, en el tercer bloc s'han sintetitzat materials per catalisis (sulfur de bismut) i per cel·les solars (òxid de titani) / Esta tesis esta dedicada a la sintesis, caracterizacion y aplicaciones de diferentes nanomateriales que presentan la propiedad de ser semiconductores. Esta dividida en tres bloques, en los cuales, en el primer de ellos se habla sobre quantum dots (QDs), que son nanoparticulas fluorescentes cuya longitud de onda de emision varia con el tamaño. Dichos materiales se estan usando ultimamente como sustitutos de los colorantes organicos ya que presentan ventajas, la principal es que no pierden su emision con el tiempo. Estos QDs han sido usados para estudiar su interaccion con el oro (que aumenta su intensidad de fluorescencia), han sido encapsulados usando polimeros para usarlos como controles en citometria de flujo y por silica para usarlos (una vez unidos a un peptido y un colorante organico adecuado) como detectores de fibrosis quistica. Finalmente tambien han sido usados en esta tesis para intentar seguir el movimiento de un receptor en plaquetas. En el segundo bloque de la tesis se habla de up conversion nanoparticles, cuya diferencia frente a los QDs es que se excitan a mayor longitud de onda a la que emiten, por lo que son capaces de absorber en el infrarojo y emitir en el visible, haciendolos ideales para aplicaciones en biologia. En esta tesis se usaron para reconocer un receptor en neutrofilos y para introducirlo dentro de hidrotalcitas (material que no es reconocido por el cuerpo como extraño) para asi poder liberarlo en el organismo. Finalmente, en el tercer bloque se han sintetizado materiales para catalisis (sulfuro de bismuto) y para celdas solares (oxido de titanio). / This thesis is dedicated to the synthesis, characterization and application of different nanomaterials that are semiconductors. It is divided in three blocks, in the first one we talk about quantum dots (QDs), that are fluorescent nanoparticles whose wavelength of emission changes with size. Such materials are being used as substitutes of organic dyes, due to the many advantages they present, the main one is that the fluorescence is not lost with time. These QDs have been used to study their interaction with gold ( that increases the fluorescence intensity), they have been encapsulated with polimers to be used as controls in flow cytometry or by silica to use them as sensors for cystic fibrosis (once they have been attatched to the right polymer and dye). Finally, in this thesis, they have been also used to track the movement of a platelet receptor. In the second block we talk about up conversion nanoparticles, which only difference regarding QDs is that they are excited using a longer wavelength than the emission, so they are able to absorb in the infrared and emit in the visible range of light, making them ideal for biological applications. We have use this materials to recognice an specific receptor in neutrophils as well as to be surrounded by hydrotalcite (body friendly material) so it can be released in the organism. Finally, in the third block we have syntesized materials for catalysis (bismuth sulfide) and for solar cells (titanium oxide for perovskite solar cells).

En aquesta tesi, l'estudi optoelectrònica i fabricació de diferents solució de processament de semiconductors inorgànics com ara PBS Quantum Dots i cèl·lules solars perovskita s'han fabricat. Al llarg d'aquesta tesi mesuraments optoelectrònics com fotoinducidas càrrega Extracció (PICE), fotoinducidas transitòria fotovoltaje (PIT-PV), fotoinducidas transitòria fotocorriente (PIT-PC) Laser transitòria Espectroscòpia d'Absorció (L-TAS) s'han realitzat a les cèl·lules solars eficients per tal de estudiar els diferents processos elèctrics interns presents en el dispositiu sota condicions de treball. Usant aquestes tècniques, el desdoblament dels nivells de Fermi s'han trobat per ser l'origen de la tensió en PBS QD cèl·lules solars (Capítol 2). A més, en el capítol 4.1 d'un estudi optoelectrònic intensiva s'ha realitzat a les cèl·lules solars perovskita mesoporosos, on es van descobrir decaïments biexponenciales de TPV i càrrega diferencial es va proposar manera tan adequada per obtenir la càrrega generada en el dispositiu. D'altra banda, els dispositius van ser fabricats utilitzant diferents polímers com HTM, i els resultats proporcionats van confirmar que la regeneració va ser superior al 90%, i que PIT-PV realitzat en condicions de foscor corresponen a la recombinació entre els orificis de la HTM i els electrons en el TiO2, com presentat en el capítol 4.2. A més, els resultats presentats en el capítol 4.3 mostrar que una capa de Al2O3 monoatòmic alentir el recombinació en el dispositiu d'augment de la tensió del dispositiu. / En esta tesis, el estudio optoelectrónico y la fabricación de diferentes solución de procesado de semiconductores inorgánicos tales como PbS Quantum Dots y células solares de perovskita se han fabricado. A lo largo de esta tesis medidas optoelectrónicos como fotoinducidas carga Extracción (PICE), fotoinducidas transitoria fotovoltaje (PIT-PV), fotoinducidas transitoria fotocorriente (PIT-PC) Laser transitoria Espectroscopia de Absorción (L-TAS) se han realizado a las células solares eficientes con el fin de estudiar los diferentes procesos eléctricos internos presentes en el dispositivo bajo condiciones de trabajo. Usando estas técnicas, el desdoblamiento de los niveles de Fermi ha sido encontrado como el origen de la tensión en PbS QD células solares (Capítulo 2). Además, en el capítulo 4.1 de un estudio optoelectrónico intensiva se ha realizado a las células solares perovskita mesoporosos, donde se descubrieron decaimientos biexponenciales de TPV y carga diferencial se propuso manera tan adecuada para obtener la carga generada en el dispositivo. Por otra parte, los dispositivos fueron fabricados utilizando diferentes polímeros como HTM, y los resultados proporcionados confirmaron que la regeneración fue superior al 90%, y que PIT-PV realizado en condiciones de oscuridad corresponden a la recombinación entre los huecos de la HTM y los electrones en el TiO2, como presentado en el capítulo 4.2. También, los resultados presentados en el capítulo 4.3 mostraron que una capa de Al2O3 monoatómico ralentiza la recombinación en el dispositivo de aumento de la tensión del dispositivo. / In this thesis, the optoelectronic study and fabrication of different solution processed inorganic semiconductor such as PbS Quantum Dots and perovskite solar cells have been fabricated. Along this thesis optoelectronic measurements such as PhotoInduced Charge Extraction (PICE), PhotoInduced Transient PhotoVoltage (PIT-PV), PhotoInduced Transient PhotoCurrent (PIT-PC) Laser Transient Absorption Spectroscopy (L-TAS) have been performed to efficient solar cells in order to study the different inner electrical processes present in the device under working conditions. Using these techniques, the splitting of Fermi levels have found to be the origin of the voltage in PbS QD solar cells (Chapter 2). Besides, in chapter 4.1 an intensive optoelectronic study has been performed to mesoporous perovskite solar cells, where biexponential decays of TPV were discovered and Differential Charging was proposed as suitable way to obtain the charge generated in the device. Moreover, devices were fabricated using different polymers as HTM, and results provided confirmed that the regeneration was over 90%, and that PIT-PV performed in dark conditions correspond to the recombination between the holes in the HTM and the electrons in the TiO2, as presented in chapter 4.2. Also, results presented in chapter 4.3 showed that a monoatomic layer of Al2O3 slow down the recombination in the device increasing the device voltage..

La contaminació de l’aire és un problema que, actualment, provoca una gran preocupació degut als problemes de salut que pot causar. Per tal d’aconseguir un aire més net, en els darrers anys han sorgit tot una sèrie de noves tècniques de destrucció de contaminants que representen una molt bona alternativa a les tècniques tradicionals. Les tecnologies d'oxidació avançades (TAO) constitueixen una alternativa als processos convencionals. Aquests processos es basen en la generació d’espècies químiques altament reactives i oxidants, com el radical hidroxil OH•, capaces d’oxidar pràcticament qualsevol espècie orgànica completament fins a CO2 i H2O. Dues TAOs que presenten un gran potencial son la fotocatàlisi heterogènia, en la que s’utilitza un semiconductor i llum ultraviolada per a produir espècies químiques oxidants altament reactives, i el plasma de descàrregues elèctriques que agrupa a diversos efectes físics i químics, com ara la formació primària d'espècies oxidants: radicals (H·, O·, OH·) i molècules (H2O2, O3, Etc.), l'ona de xoc, la llum ultraviolada i la cavitació electrohidràulica. Les dues tècniques són capaces de destruir pràcticament qualsevol molècula orgànica. En el present treball s’han sintetitzat i caracteritzat diferents òxids de titani semiconductors que actuen com a catalitzadors en processos de fotocatàlisi heterogènia i s’han dipositat films del mateix òxid per tal de fixar el catalitzador sobre un suport inert. També s’han fixat partícules sintetitzades mitjançant films de TiO2, per tal de millorar l’activitat fotocatalítica dels films. S’ha dissenyat i construït un foto reactor per a la destrucció fotocatalítica en continu de contaminants gasosos, utilitzant un dels catalitzadors sintetitzats en aquest treball i s’ha provat l’eficàcia del conjunt foto-reactor-+-catalitzador per a la destrucció d’acetaldehid en continu. Per altra banda, s’ha dissenyat i construït un reactor de plasma de descàrregues elèctriques per a la destrucció en continu de contaminants gasosos. La seva eficàcia per a la destrucció de cloroform ha estat demostrada. Aquest reactor has sigut avaluat, també, per a la realització de reaccions gas-sòlid. / La contaminación del aire es un problema que, actualmente, provoca una gran preocupación debido a los problemas de salud que puede causar. Para conseguir un aire más limpio, en los últimos años han surgido toda una serie de nuevas técnicas de destrucción de contaminantes que representan una muy buena alternativa a las técnicas tradicionales. Las tecnologías de oxidación avanzadas (TAO) constituyen una alternativa a los procesos convencionales. Estos procesos se basan en la generación de especies químicas altamente reactivas y oxidantes, como el radical hidroxilo OH•, capaces de oxidar prácticamente cualquier especie orgánica completamente hasta CO2 y H2O. Dos TAOs que presentan un gran potencial son la fotocatálisis heterogénea, en la que se utiliza un semiconductor y luz ultravioleta para producir especies químicas oxidantes altamente reactivas, y el plasma de descargas eléctricas que agrupa a varios efectos físicos y químicos, tales como la formación primaria de especies oxidantes: radicales (H·, O·, OH·) y moléculas (H2O2, O3, Etc.), la onda de choque, la luz ultravioleta y la cavitación electrohidráulica. Ambas técnicas son capaces de destruir prácticamente cualquier molécula orgánica. En el presente trabajo se han sintetizado y caracterizado diferentes óxidos de titanio semiconductores que actúan como catalizadores en procesos de fotocatálisis heterogénea y se han depositado films del mismo óxido para fijar el catalizador sobre un soporte inerte. También se han fijado partículas sintetizadas mediante filmes de TiO2 para mejorar la actividad fotocatalítica de los films. Se ha diseñado y construido un foto-reactor para la destrucción fotocatalítica en continuo de contaminantes gaseosos utilizando uno de los catalizadores sintetizados en este trabajo y se ha probado la eficacia del conjunto foto-reactor + catalizador para la destrucción de acetaldehído en continuo. Por otra parte, se ha diseñado y construido un reactor de plasma de descargas eléctricas para la destrucción en continuo de contaminantes gaseosos. Su eficacia para la destrucción de cloroformo ha sido demostrada. Este reactor has sido evaluado, también, para la realización de reacciones gas-sólido. / Air pollution is a problem that currently causes a great concern due to the health problems it can cause. To achieve cleaner air, in recent years there have been a number of new techniques to destroy pollutants that represent a very good alternative to traditional techniques. Advanced oxidation technologies (AOT) are an alternative to conventional processes. These processes are based on the generation of highly reactive and oxidizing chemical species such as radical hydroxyl OH·, capable of oxidize virtually any organic species completely to CO2 and H2O. Two AOTs that have great potential are heterogeneous photocatalysis, in which a semiconductor and ultraviolet light is used to produce highly reactive oxidizing chemical species, and the electrical discharge plasma that brings together various physical and chemical effects, such as primary formation of oxidant species: radical (H·, O·, OH·) and molecules (H2O2, O3, etc.), the shock wave, ultraviolet light and electrohydraulic cavitation. Both techniques are capable of destroying virtually any organic molecule. In this work, it is synthesized and characterized various titanium oxides semiconductors that act as catalysts in heterogeneous catalysis processes and deposited oxide films thereof to fix the catalyst on an inert support. There have also been deposited films together with TiO2 particles to improve the photocatalytic activity of the films. It is designed and built a photo-reactor for continuous photocatalytic destruction of gaseous pollutants using one of the catalysts synthesized in this work and has proven the effectiveness of the convination photo-reactor + catalyst for the continuous destruction of acetaldehyde. Moreover, it has designed and constructed an electrical discharge plasma reactor for the continuous destruction of gaseous pollutants. Its efficacy in the destruction of chloroform has been demonstrated. This reactor has been evaluated also for carrying out gas-solid reactions.

There is increasing evidence that the presence of many emerging pollutants in aquatic ecosystems may have detrimental effects on aquatic biota. Of special concern are those emerging pollutants that may act as putative endocrine disrupters in non-vertebrate species, causing unexpected effects. In chapters 2, 3 and 4, I assessed the effects of two pharmaceuticals belonging to the group of "SSRIs": fluoxetine and fluvoxamine, used to treat depression; and the detergent 4-nonylphenol. SSRIs and 4-nonylphenol, increased offspring production and SSRIs also increased the juvenile developmental rates at limiting but not at high food ration levels. SSRIs increased juvenile development rate, clutch size, and decrease offspring size at low and intermediate levels of food rations, changing the perception of food levels making them to behave like they grew at higher food levels. Enhanced reproductive effects of SSRIs were reversed by the presence of the 5-HT antagonist cyproheptadine, indicating that in D. magna SSRIs targeted serotonin metabolic paths like in humans. Physiological assays showed that adult females exposure to SSRIs increased oxygen consumption rates and decreased carbohydrate levels. These changes did not affect survival under starving conditions, but they significantly affected the capacity of the exposed animals to survive under anoxic conditions. 4-nonylphenol increased offspring number but decreased offspring size. These responses have detrimental fitness effects since smaller offspring takes longer to mature and reproduce and having less offspring directly affects population growth rates. The analysis of the D. magna transcriptome showed that serotonin metabolism, neuronal developmental processes, carbohydrates and lipid metabolism pathways appeared as selectively affected by SSRIs treatment, whereas 4-nonylphenol deregulated genes from the carbohydrate metabolism and the ecdysone regulatory pathway. SSRIs show a MoA consistent with its pharmacological effect in humans while 4-nonylphenol effect seems to be performed through changes in the ecdysone regulatory pathways. In chapter 5 I evaluated the extent to which different forms of nano-TiO2 aggregate with microalgae, edible particle concentration. Effects were assessed using different assays. Assays included standard chronic reproduction 21-day tests, but also custom designed tests. The latter included two exposure scenarios: semi-static and re-suspension of algae. Results indicated the aggregation of nanoparticles. Nanoparticle aggregates interacted with the algae cells, forming clusters. Large TiO2-algae agglomerates settled readily, dramatically depleting the concentration of available food for Daphnia with dramatic effects on reproduction and fitness. These results indicate that nano-TiO2 may affect the transfer of energy throughout the planktonic aquatic food webs increasing the settlement of edible particles from the water column. In chapter 6 I tried to characterize the presence and activity of the multixenobiotic resistance proteins (MXR) in D. magna. I sequenced new partial DNA sequences, coding for full transporters and studied their transcriptional pattern across lifestages and with juveniles exposed to MXR inducers. All the genes were transcribed early in embryos and some of them were induced in juvenile stages by pentachlorophenol and mercury. Associated efflux activity was monitored using three fluorescent substrate dyes that are specific of different mammalian transporter types, combined with specific MXR transporter inhibitors (chemosensitizers). Dye accumulation assays indicated that MXR is functional in juveniles and induced by pentachlorophenol, mercury and dacthal. Toxicity bioassays performed with model substrates of ABCB1 (mitoxantrone) and ABCC (chlorambucil) transporters applied in combination chemosensitizers showed synergic toxic effects. This means that the MXR system is active and plays an important role detoxifying contaminants. / El efecto negativo que los contaminantes emergentes presentes en ecosistemas acuáticos tienen sobre la biota, es cada vez más evidente. En los capítulos 2, 3 y 4 se han evaluado los efectos sobre D. Magna del detergente 4-nonilfenol y de dos fármacos pertenecientes al grupo de los inhibidores selectivos de la recaptación de la serotonina (ISRS): fluoxetina y fluvoxamina, empleados en el tratamiento de la depresión. Cuando la disponibilidad de alimento es intermedia o se reduce al límite, la presencia de ISRS o de 4-nonilfenol produce un aumento en la descendencia. Además, los ISRS también aceleran el desarrollo de los juveniles. La presencia de ISRS modifica la percepción de los niveles de comida, provocando que D. magna se comporte como si dispusiera de abundante alimento. Este incremento en la tasa de reproducción se invirtió en presencia de Ciproheptadina, un antagonista de los receptores 5-HT, indicando que, al igual que en humanos, los ISRS afectaban a las rutas metabólicas de la serotonina. Ensayos fisiológicos mostraron que las hembras adultas expuestas a ISRS aumentaban su consumo de oxígeno y que los niveles de carbohidratos descendían. Estos cambios no afectaron la supervivencia, pero si la capacidad de los animales expuestos a sobrevivir en condiciones anóxicas. 4-nonilfenol produce un aumento en el número de descendientes, mas éstos tienen menor tamaño y por tanto tardan más en madurar y reproducirse. El análisis del transcriptoma de D. magna muestra que el metabolismo de la serotonina, los procesos de desarrollo neural y el metabolismo de lípidos y carbohidratos están afectados por el tratamiento con ISRS, mientras que 4- nonilfenol desregula genes del metabolismo de los carbohidratos y provoca cambios en la ruta que regula la edicsona. En el Capítulo 5, se evalúa hasta qué punto diferentes formas de nano-TiO2 se agregan con microalgas y deste modo afectar la concentration de partículas comestibles.Se usaron diferentes ensayos para valorar los efectos. Dichos ensayos incluyen el test estándar de exposición crónica durante 21 días, así como otros tests diseñados específicamente para este estudio. Éstos últimos contemplan dos escenarios: exposición a algas de um modo semiestático y exposición a algas con resuspensin continua. Los resultados indican que las nanoparticulas se agregan y sus agregados interaccionan con las algas formando clusters. Los aglomerados TiO2-Alga de mayor tamaño sedimentan rápidamente, reduciendo drásticamente la concentración de alimento disponible y, por tanto, afectando gravemente a estado general y reproductivo de la Daphnia. Estos resultados alertan del efecto que el nano-TiO2 puede tener en los procesos de transferencia de energía a lo largo de toda la cadena alimentaria planctónica. En el capítulo 6 se caracteriza la presencia y actividad MXR en D. Magna. Se secuenciaron RNA, que codifican para estos transportadores y se estudiaron los patrones transcripcionales a lo largo de diferentes estadios de D. magna y, también, con juveniles expuestos a inductores de MXR. Los resultados mostraron que ya en los embriones se observa transcripción de todos los genes, y algunos de éstos se inducían en juveniles expuestos a pentaclorofenol y mercurio. Mediante el uso de tres sustratos fluorescentes específicos a distintos tipos de transportadores, se monitorizó la actividad de expulsión del pigmento combinada con inhibidores específicos del transportador MXR. Los ensayos de acumulación de estos sustratos indican que MXR es funcional en juveniles y que es inducido por pentaclorofenol, mercurio y Dacthal. Los ensayos de toxicidad realizados con sustratos modelo de los transportadores ABCB1 (mitoxantrona) y ABCC (clorambucil) en combinación con chimiosensibilizadores, demostraron efectos tóxicos sinérgicos. Estos resultados indican que el sistema MXR está activo y juega un papel muy importante en los procesos de detoxificación

The photosynthesis is the process used by the plants and bacteria cells to convert the inorganic matter in organic thanks to the light energy. This process consist on several steps, being one of them the plastoquinone-9 (PQ) electronic transport from the Photosystem II to the cytochrome. In this Ph. D. Thesis we prepare membranes that mimic the characteristics of the natural cell membranes and we characterize them using several techniques in order to obtain the PQ molecules position in the membranes and to study its electrochemical behaviour. These membranes are prepared using several lipids and their mixtures with PQ and ubiquinone-10 (UQ). Both the pure components and the lipid:quinone mixtures have been studied using surface pressure-area per molecule isotherms. These isotherms give information about the film stability (Langmuir film) at the air/water interface and the mathematical treatment of their results indicates the thermodynamic behaviour of the mixture and their physical state. Moreover, the Brewster Angle Microscopy technique has been used to study in situ the possibility of microscopic aggregation. On the other hand, the Langmuir-Blodgett (LB) film has been transferred onto mica forming a monolayer that mimics the bottom layer of the biological membranes. This monolayer has been topographically characterized using AFM and both the height and the physical state that they present have been obtained. In addition, these monolayers have been transferred onto ITO that is a hydrophilic substrate with good optical and electrical features, so that, being a good candidate for studying the electrochemical behaviour of these systems. On the other hand, the DPPC:UQ system has been also studied preparing SPBs using liposomes. These SPBs have been characterized using force spectroscopy and the other techniques that have been pointed previously and are suitable to working with SPBs. The obtained results for the pure quinones indicate that they form Langmuir monolayers in the liquid expanded (LE) state at surface pressures below the collapse. The cyclic voltammograms (CV) of the LB films transferred on ITO shows one (process I) or two processes (process I and II), depending on the surface pressure at which the monolayer has been transferred. The processes present the same formal potentials for both quinones at biological pH. On the other hand, the pure lipids, in general, form more compact states than the corresponding lipid:quinone mixture. The galactolipid:quinone systems indicate that, at low surface pressures, non-ideal mixtures are obtained being favoured the interactions between molecules of the same kind. Increasing the surface pressure, the system changes from LE to liquid-condensed (LC), which implies the quinone rejection from the lipids head zone. The electrochemical results indicate that this rejection can be vertically or horizontally. Vertically, achieving a position above the lipid head region but still in the lipid matrix, or out of the lipìd matrix, placed parallel to the matrix over it. The horizontal rejection (from the LC zones) implies that the quinone molecules are placed in the LE zones enriching them and forming pools of quinone. The positions described for the quinone in a lipid: quinone system can be classified in "diving", with the quinone molecules in the matrix with or without ITO-quinone contact, and "swimming", which is correlated with the quinones placed over the matrix. The "diving" and "swimming" positions induce different redox processes and the charge involved at each process indicates which position is predominant. Both redox processes are irreversible due to the slow charge transfer rate at the ITO-monolayer/electrolyte interface. Moreover, this electron transfer is produced by direct transfer or electron hopping. / La fotosíntesi és el procés mitjançant el qual les cèl·lules de les plantes i bactèries converteixen la matèria inorgànica en orgànica gràcies a la llum. Aquest procés consta de diferents etapes i una d'elles és el transport electrònic per part de la plastoquinona-9 (PQ) des del Fotosistema II fins al citocrom. En aquesta tesi preparem membranes que emulen les característiques de les membranes de les cèl·lules naturals i les caracteritzem amb diverses tècniques per tal d'obtenir la posició de les molècules de PQ en la membrana i estudiar el seu comportament electroquímic. Aquestes membranes es preparen utilitzant diferents lípids i les seves mescles amb PQ i ubiquinona-10 (UQ). Tant els components purs com les mescles s'han estudiat fent servir isotermes pressió superficial-àrea per molècula, ja que dóna informació de l'estabilitat de la pel·lícula de molècules (pel·lícula Langmuir) a la interfase aire|aigua. El tractament matemàtic dels resultats d'aquestes isotermes permet obtenir el comportament termodinàmic de la mescla i el seu estat físic. A més, s'han estudiat els sistemes in situ fent servir la tècnica de Brewster Angle Microscopy per observar la possibilitat de segregació microscòpica. Per altra banda, la pel·lícula Langmuir-Blodgett (LB) ha estat transferida sobre mica formant una monocapa que simula la capa inferior de les membranes naturals. Aquesta capa s'ha caracteritzat topogràficament utilitzant AFM, s'ha mesurat l'alçada i s'ha estudiat l'estat físic que presenta. A més, aquestes pel·lícules s'han transferit sobre ITO que és un substrat hidrofílic que té unes bones característiques òptiques i elèctriques i per tant permet obtenir el comportament electroquímic d'aquests sistemes. En afegit, el sistema DPPC:UQ s'ha estudiat preparant SPBs utilitzant liposomes. Aquestes SPBs s'han caracteritzat per espectroscòpia de força, a més de les tècniques prèviament exposades que li són aplicables. Els resultats obtinguts per les quinones pures indiquen que formen monocapes de Langmuir en fase líquid expandit (LE) a pressions superficials inferiors al col·lapse. L'estudi per voltametria cíclica (CV) de LB de quinones transferides sobre ITO mostra, en funció de la pressió superficial de transferència, un (I) o dos processos redox (processos I i II) amb els mateixos potencials formals per les dues quinones a pH biològic. Per altra banda, els lípids purs, en general, formen fases més compactes que els sistemes galactolípid:quinona. Els sistemes galactolípid:quinona indiquen que, a pressions baixes, es formen mescles no ideals, on estan afavorides les interaccions entre molècules iguals. A l'augmentar la pressió, el sistema pateix una transició de fase de LE a líquid compacte (LC) que provoca l'expulsió de la quinona de la zona dels caps dels lípids. L'estudi per CV indica que aquesta expulsió pot ser vertical o horitzontal. Vertical, posicionant-se la quinona per sobre dels caps dels lípids, però encara dintre de la matriu lipídica, o fora de la matriu, posicionant-se perpendicularment a les cadenes lipídiques. L'expulsió horitzontal (de les zones LC) implica que la quinona va a parar a les zones LE, enriquint aquestes en quinona i formant-se "pools" de quinona. Les posicions descrites per la quinona en un sistema lípid:quinona es poden classificar en "diving" amb les quinones dintre de la matriu, ja sigui amb o sense contacte ITO-quinona, i la "swimming", que són quinones que estan a sobre de la matriu. Les posicions "diving" and "swimming" donen lloc a processos redox diferents i la càrrega que presenta cada procés, permet saber quina posició és dominant. Els dos processos redox són irreversibles donada la lenta transferència de càrrega en les interfases ITO-monocapa/electrolit. A més, aquest intercanvi d'electrons té lloc per transferència directa o per electron hopping.

El canal iònic Receptor Vanil·loide Tipus 1 (sigles en anglès TRPV1) es considera un important integrador de diverses senyals de dolor. D'entre tots els productes que interaccionen amb TRPV1, aquells que bloquegen el senyal doloros de forma no competitiva han atret l'interès dels investigadors que treballen en el camp. A partir de resultats prèviament obtinguts per a diversos peptoides que van mostrar activitat com antagonistes no competitius de TRPV1 i que van permetre proposar una senzilla hipòtesi farmacoforica que incloïa un grup catiònic i dos aromàtics idèntics, la present tesi es va centrar en el disseny i preparació de productes amb estructures més rígides, no peptoides, capaços d'interaccionar amb TRPV1 com bloquejadors no competitius. L'avaluació biològica d'una col·lecció de nous antagonistes i un estudi en profunditat in vitro i in vivo del compost més actiu van proporcionar informació sobre el mode d'acció d'aquests compostos. Entre diferents alternatives considerades, l'esquelet d'1,3,5-triazina va ser seleccionat com el més adequat per albergar els requisits estructurals del farmacòfor proposat. Es van sintetitzar un total de 38 1,3,5-triazines-2,4,6-trisubstituidas amb estructures químicament diverses utilitzant un procediment prèviament optimitzat. Un estudi per RMN combinat amb càlculs teòrics va permetre determinar que moltes d'aquestes triazines presenten diferents confórmers en equilibri en solució, derivats de la rotació dels enllaços que uneixen les tres cadenes laterals a l'anell de triazina. Deu d'aquestes van resultar especialment actives, bloquejant el canal TRPV1 amb valors de IC50 en el rang submicromolar. D'entre les triazines sintetitzades destaca el compost 46 per la seva elevada potència (IC50 = 50 nM), trobant-se entre els bloquejadors de TRPV1 més potents descrits fins al moment. La triazina 46 presenta una activitat polimodal capaç d'inhibir l'activació de TRPV1 per capsaïcina i pH, una toxicitat reduïda tant en assajos in vitro com in vivo i actua de forma selectiva sobre TRPV1. Quant a la seva manera d'acció, 46 actua com un bloquejador de canal obert que s'uneix en una posició relativament profunda dins del porus aquós del canal. S'han construït models 3D-QSAR emprant la tècnica CoMSIA, que correlacionen les propietats estructurals de la col·lecció de compostos sintetitzats amb la seva activitat. Aquests models donen suport a la hipòtesi inicial sobre els determinants estructurals de l'activitat antagonista TRPV1, i constitueixen una eina per a la predicció de l'activitat de nous compostos. Emprant aquests models es va predir una activitat en el rang baix micromolar per membres d'una família de analegs basats en un esquelet central de pirrolidina. La síntesi i avaluació de l'activitat antagonista de TRPV1 d'alguns d'aquests anàlegs va confirmar les prediccions, validant els models 3D-QSAR i establint aquests compostos com un interessant punt de partida per al desenvolupament d'una nova família d'antagonistes. / El canal iónico Receptor Vanilloide Tipo 1 (siglas en ingles TRPV1) se considera un importante integrador de diversas señales de dolor. De entre todos los productos que interaccionan con TRPV1, aquellos que bloquean la señal dolorosa de forma no competitiva han atraído el interés de los investigadores que trabajan en el campo. A partir de resultados previamente obtenidos para varios peptoides que mostraron actividad como antagonistas no competitivos de TRPV1 y que permitieron proponer una sencilla hipótesis farmacoforica que incluía un grupo catiónico y dos aromáticos idénticos, la presente tesis se centró en el diseño y preparación de productos con estructuras más rígidas, no peptoides, capaces de interaccionar con TRPV1 como bloqueadores no competitivos. La evaluación biológica de una colección de nuevos antagonistas y un estudio en profundidad in vitro e in vivo del compuesto más activo proporcionaron información sobre el modo de acción de estos compuestos. Entre diferentes alternativas consideradas, el esqueleto de 1,3,5-triazina fue seleccionado como el más adecuado para albergar los requisitos estructurales del farmacóforo propuesto. Se sintetizaron un total de 38 1,3,5-triazinas-2,4,6-trisubstituidas con estructuras químicamente diversas utilizando un procedimiento previamente optimizado. Un estudio por RMN combinado con cálculos teóricos permitió determinar que muchas de estas triazinas presentan diferentes conformeros en equilibrio en solución, derivados de la rotación de los enlaces que unen las tres cadenas laterales al anillo de triazina. Diez de de ellas resultaron especialmente activas, bloqueando el canal TRPV1 con valores de IC50 en el rango submicromolar. De entre las triazinas sintetizadas destaca el compuesto 46 por su elevada potencia (IC50 = 50 nM), encontrandose entre los bloqueadores de TRPV1 más potentes descritos hasta el momento. La triazina 46 presenta una actividad polimodal capaz de inhibir la activacion de TRPV1 por capsaicina y pH, una toxicidad reducida tanto en ensayos in vitro como in vivo y actúa de forma selectiva sobre TRPV1. En cuanto a su modo de acción, 46 actúa como un bloqueador de canal abierto que se une en una posición relativamente profunda dentro del poro acuoso del canal. Se han construido modelos 3D-QSAR empleando la técnica CoMSIA, que correlacionan las propiedades estructurales de la colección de compuestos sintetizados con su actividad. Estos modelos dan soporte a la hipótesis inicial sobre los determinantes estructurales de la actividad antagonista de TRPV1, y constituyen una herramienta para la predicción de la actividad de nuevos compuestos. Usando dichos modelos se predijo una actividad en el rango bajo micromolar para miembros de una familia de analogos basados en un esqueleto central de pirrolidina. La síntesis y evaluación de la actividad antagonista de TRPV1 de alguno de estos análogos confirmó las predicciones, validando dichos modelos 3D-QSAR y estableciendo dichos compuestos como un interesante punto de partida para el desarrollo de una nueva familia de antagonistas. / The ion channel Vanilloid receptor type 1 (TRPV1) is considered an important integrator of various pain stimuli. Among the products that interact with TRPV1, the ones blocking the “pain signal” in an uncompetitive manner have attracted the attention of researchers working in the field. Based on previously obtained results for several peptoid hits that showed activity as uncompetitive TRPV1 antagonists, and that allowed to propose a basic pharmacophoric hypothesis consisting on one cationic and two identical aromatic moieties, this thesis focused on the design and synthesis of new antagonists with a more rigid non-peptoid structure. Biological evaluation of a collection of new blockers and an in depth in vitro and in vivo study of the most active one provided knowledge about their mode of action. In addition, a 3D-quantitative structure-activity relationship study (3D-QSAR) allowed to generate models that explain the observed biological activity and can help to predict the activities of new compounds. The 1,3,5-triazine skeleton was selected as rigid non-peptoid scaffold that can hold the three required pharmacophoric features. A total of 38 2,4,6-trisubstituted-1,3,5-triazines were synthesized using an optimized procedure. An in depth NMR study combined with theoretical calculations allowed to determine that most of these triazines present different conformers in equilibrium in solution, derived from the rotation of the bonds that joint the three side chains to the triazine ring. Ten of those triazines were particularly active blocking TRPV1 with submicromolar IC50 values. Triazine 46 exhibited a remarkably high activity (IC50 = 50 nM) being one of the most potent TRPV1 blockers described. It behaves as a polymodal antagonist against capsaicin and pH activation signals, exhibiting a low toxicity profile both in vitro and in vivo. Concerning its mechanism of action, 46 acts as an open channel blocker that locates relatively deep within the aqueous channel pore. Statistically significant 3D-QSAR models were generated, using the CoMSIA methodology, for the anti-TRPV1 activity of the newly synthesized compounds. Those models reinforced the initial hypothesis on the structural requirements for uncompetitive TRPV1 antagonists and provided a quantitative tool that could help to predict the activity of new compounds. Using these models, an activity in the low micromolar range was estimated for a few members of a new family of pyrrolidine based TRPV1 antagonists. The synthesis and biological evaluation of some of them confirmed the activity prediction, further validating the 3D-QSAR models and establishing these pyrrolidine analogues as an interesting starting point for further development of new anti-TRPV1 compounds.