Durante las últimas décadas, la sustitución de materiales convencionales por polímerossintéticos ha aumentado de forma importante debido a la multitud de aplicaciones, pero lamayoría de ellos son extremadamente inflamables y en presencia de una fuente de calor y de xígeno se queman fácil y rápidamente.La estrategia comúnmente más utilizada para minimizar la inflamabilidad de unmaterial, es la incorporación de sustancias retardamtes a la llama. Aunque en los últimos años ha habido un incremento en el número de heteroelementos utilizados en compuestosretardantes a la llama, el mercado está todavía dominado por compuestos que contienenhalógenos, especialmente cloro y bromo. Estos compuestos, son muy efectivos ya sea comoaditivos o como reactivos pero presentan un inconveniente importante: incrementan lascantidades de humos y productos de descomposición tóxicos que se desprenden durante lacombustión del polímero. Es por ello, que cada vez más se están dedicando grandes esfuerzos en investigación a la búsqueda de nuevos retardantes a la llama libres de halógenos, querespeten el medio ambiente y no resulten agresivos.El ácido bórico y sus sales han sido empleados como aditivos retardantes a la llamadesde 1800. La mayoría de retardantes a la llama que contienen boro se descomponentérmicamente generando ácido bórico liberando agua en una reacción endotérmica, por tanto, pueden actuar como retardantes físicos al absorber calor en el proceso de descomposición,diluir los volátiles en la fase gaseosa o formar una capa de vapor de agua sobre la fase sólida.Además, el ácido bórico puede actuar formando un recubrimiento intumescente queincrementa la efectividad de la capa protectora. Estos compuestos de boro son los másutilizados, ya que resultan baratos y de amplia aplicación, pero presentan, al igual que todoslos aditivos, multiples desventajas frente a los reactivos retardantes a la llama. Loscompuestos organoborados que actúan como reactivos retardantes a la llama, no han sidoestudiados hasta, relativamente, hace poco tiempo, sin embargo, los resultados obtenidossobre la retardancia a la llama, en los diferentes polímeros modificados químicamente concompuestos de boro, han sido satisfactorios.Como objetivo general de este trabajo, se planteó la obtención de nuevos sistemaspoliméricos termoestables resistentes al fuego, libres de halógenos, sin detrimento de laspropiedades del material y que respeten el medio ambiente. Para ello se sintetizaron ycaracterizaron tres nuevos tipos de sistemas poliméricos basados en:- Resinas novolaca con boro, obtenidas por modificación química de una resinanovolaca comercial con dos compuestos organoborados: bis(benzo-1,3,2-dioxaborolanilo) y óxido de bis(4,4,5,5-tetrametil-1,3,2-dioxaborolanilo).Posteriormente, con la finalidad de mejorar sus propiedades mecánicas, estas resinasse entrecruzaron con hexametilentetraamina (HMTA) y diglicidil éter de bisfenol A(DGEBA).- Resinas epoxi-novolaca modificadas con compuestos organoborados yposteriormente entrecruzadas térmicamente con catalizador.- Polímeros estirénicos preparados a partir de monómeros que contienen boro.Finalmente, se evaluaron las propiedades térmicas, termodinamomecánicas y deretardancia a la llama de los sistemas anteriormente comentados. Pudiéndose concluir que el entrecruzamiento de las resinas novolaca con HMTA o DGEBA y de las epoxi-novolaca en presencia de un catalizador, permite obtener materiales con una buena integridad mecánica, permitiendo así establecer relaciones cualitativas de niveles de entrecruzamiento. La degradación térmica de las resinas modificadas con boro: resinas novolaca y resinas epoxinovolaca, y de los polímeros estirénicos borados, genera ácido bórico a elevadas temperaturas formando un residuo intumescente que retarda el proceso de degradación y evita que ésta sea total. Las resinas novolaca organoboradas, con contenidos de boro entre 2 y 4%, presentan excelentes propiedades de retardancia a la llama. En cambio, los polímeros estirénicos borados necesitan contenidos de al menos el 3% para manifestar buenas propiedades retardantes a la llama. / Although in the last decade there has been an increase in the number of heteroelementsused in flame retardants, the commercial market is still dominated by compounds containing halogens, notably chlorine and bromine. They are exceptionally efficient and may be incorporated as either additives or as reactives, but they do have such clear disadvantages as the generation of toxic and corrosive gases during thermal degradation. Recent developments in the chemistry of halogen-free flame retardant polymers involve polymers or reactive monomers that are inherently flame retarding such as those containing P, Si, B, N and other miscellaneous elements.Boric acid and borate salts have been used as flame retardant additives since the early1800s. Borates are effective flame retardants because impenetrable glass coatings form when they thermally degrade. The glass coatings form on the surface, and can contribute to the intumescent effect, because they exclude oxygen and prevent further propagation ofcombustion. The water of hydration is lost by endothermic decomposition and therefore both dilutes and cools, by absorbing the thermal energy from the flame. However, additives have the disadvantage that they have to be used in relatively high concentrations (typically 30% by weight, or more) and this may affect the physical and mechanical properties of the polymers.Also, additives may be leached, or may volatilise from the polymer during service. Thealternative strategy is to use reactive flame retardants, via copolymerization or some othertype of chemical modification (i.e. flame retardant groups that are inherently part of thepolymer backbone or that are covalently attached as side groups to the polymer).The main aim of the present thesis is to develop new environment friendly flameretardant thermosets, which are halogen free and have the good thermal and mechanicalproperties of some standard materials. Synthetic approaches introduce boron into thebackbone of various polymers, so this main aim can be divided into four subsidiary aims:− To synthesize and characterize boron-containing novolac resins obtained bymodifying novolac with organoboron compounds. These polymers were furthercrosslinked with HMTA and DGEBA− To synthesize and characterize epoxy-novolac resins, which are then further modifiedwith boron− To synthesize and characterize boron-containing styrene monomers, which are thenfurther polymerized and copolymerized with styrene− To evaluate the thermal, mechanical and flame retardancy properties of all thepolymeric systems synthesizedThe conclusions drawn from the various studies of the present thesis can be summarizedas follows:− The modification of the commercial novolac resin with organoboron compoundreaches a plateau at a modification degree of 65%− The crosslinking of boron-modified novolac resin with HMTA is slower and lessextensive than that of commercial novolac resin because of the nitrogen coordinationfrom intermediate species with boron− The crosslinking of commercial novolac resins with DGEBA needs a catalyst to beadded while the crosslinking of boron-containing novolac resins does not because theboron itself acts as a catalyst− The epoxy-novolac resins react with boron compounds mainly through the hydroxylic groups from halohydrin and opened glycidylic groups− The thermal degradation of boron-containing novolac resins, boron-containing epoxynovolac resins and boron-containing styrenic polymers generates boric acid at hightemperatures to give an intumescent char that slows down the degradation andprevents it from being total− Novolac resins modified with boron content between 2 and 4%, show high LOI values(above 38%)− Boron-containing styrenic polymers show LOI values that increase with boron contentbut boron contents need to be above 3% to achieve good flame retardant properties.

En un reactor anaeróbico de lecho empacado y de flujo ascendente con carbón activado (AC) biológico se obtuvieron altas velocidades de conversión del colorante azoico Acid Orange 7 a tiempos espaciales muy cortos, hasta 99% en 2.0 min. Tanto el área superficial específica como la conductividad electrónica del AC contribuyeron a las mayores velocidades de reducción. La agitación en el lecho de carbón produjo un incremento de la bioconversión del colorante. Se estableció un modelo cinético de decoloración que implica catálisis heterogénea y bioreducción. La biodegradabilidad anaeróbica de un colorante azoico en el sistema reactivo agitado pudo ser predicha a partir de su potencial de reducción. Las velocidades de decoloración fueron significativamente influenciadas por las propiedades texturales del AC y moderadamente afectadas por su química superficial. Este bioreactor catalítico parece ser una alternativa atractiva para la mejora económica de las tecnologías de tratamiento de aguas residuales textiles y de colorantes. / In an anaerobic upflow packed-bed reactor with biological activated carbon (AC), high azo dye Acid Orange 7 conversion rates were achieved during very short space times up to 99% in 2.0 min. Both electron conductivity and specific surface area of AC contributed to higher reduction rates. The application of stirring in the carbon bed resulted in an increase of dye bioconversion. A decolourisation model was developed involving both heterogeneous catalysis and bioreduction. The anaerobic biodegradability of an azo dye could be predicted by its reduction potential in the stirred reactor system. The decolourisation rates were found to be significantly influenced by the textural properties of AC and moderately affected by its surface chemistry. This catalytic bioreactor system seems to be an attractive alternative for economically improving textile/dye wastewater technologies.

En los últimos años ha suscitado un gran interés la relación existente entre consumo moderado de vino y salud. Los efectos beneficiosos asociados al consumo moderado de vino se deben en gran medida a la presencia en este alimento de compuestos fenólicos. Sin embargo, no se conoce demasiado acerca del proceso de absorción, transporte sanguíneo, distribución tisular, metabolismo y excreción de los compuestos fenólicos en general (y de las procianidinas en particular) debido a una serie de problemas metodológicos existentes cuando se trabajan con este tipo de compuestos. Las procianidinas son unos compuestos oligoméricos presentes en el vino tinto en elevadas concentraciones que ejercen una serie de efectos fisiológicos beneficiosos para la salud. Sin embargo, para que estos compuestos puedan desarrollar estos efectos beneficiosos deben ser absorbidos in vivo de la dieta. Por esta razón, esta tesis doctoral se centra en la síntesis y marcaje radiactivo de oligómeros de epicatequina y en el posterior estudio de la absorción in vivo en la rata de estos compuestos sintetizados. La síntesis de los oligómeros de epicatequina se lleva a cabo simulando una serie de reacciones de polimerización que tienen lugar durante el proceso de envejecimiento del vino tinto entre las procianidinas y el acetaldehído. La simulación a escala de laboratorio de este tipo de reacciones entre la epicatequina (monómero) y acetaldehído permitió la síntesis de estructuras oligoméricas con un grado de condensación comprendido entre 2 y 10 (cuando se añadía al medio acetaldehído en defecto) y polímeros de 16 unidades de epicatequina y trímeros (cuando al medio de reacción se añadía acetaldehído en exceso). Asimismo, la utilización de acetaldehído radiactivo permitió marcar radiactivamente los oligómeros de epicatequina sintetizados. Por otra parte, se evaluó la estabilidad de estos compuestos al ser sometidos a un entorno ácido similar al existente en el estómago y a un entorno básico similar al que existe en el intestino delgado. Los resultados obtenidos indicaron que los oligómeros de epicatequina permanecían estables en un entorno ácido, mientras que no eran estables cuando se les ponía en contacto con un medio básico. Para estudiar el proceso de absorción de los oligómeros de epicatequina sintetizados, se administró una sonda intragástrica de 50 mg de oligómeros de epicatequina a ratas macho Wistar, detectándose en el plasma de estos animales de experimentación la presencia de una estructura dimérica formada por dos epicatequinas unidas mediante un puente de acetaldehído. Además, se comprobó como la concentración plasmática de este compuesto dimérico era máxima dos horas después de que los animales de experimentación hubiesen ingerido los compuestos oligoméricos. Asimismo, también se detectó la presencia de este compuesto dimérico en el hígado de estos animales, hecho que señalaba a este órgano como un órgano diana de las procianidinas a tenor de los anteriores resultados obtenidos por el grupo de investigación, que habían detectado una serie de cambios a nivel de expresión génica hepática y a nivel de metabolismo hepático. La presencia del dímero de epicatequina en el hígado es un hallazgo importante, ya que la bibliografía no describe la presencia de estos compuestos en el hígado y además, los cambios comentados anteriormente en el hígado y atribuidos a las procianidinas podrían ser debidos a la interacción directa de estos compuestos con proteínas señalizadoras y/o reguladoras presentes en este órgano. / In the last years, a great interest in the existing relation between moderate wine consumption and health has appeared. The beneficial effects associated to the moderate wine consumption are due mainly to the presence of phenolic compounds in wine. Nevertheless, the absorption, sanguineous transport, tissue distribution, metabolism and excretion of phenolic compounds in general (and procyanidins in particular) remain unknown due to methodological problems associated with this type of compounds. Procyanidins are oligomeric compounds present in red wine in high concentrations that exert beneficial physiological effects for the health. However, so that these compounds can develop these beneficial effects, they must be absorbed from the diet. Therefore, this PhD thesis is based on the synthesis and radiolabel of epicatechin oligomers and in the study of the absorption of these compounds in rats. Epicatechin oligomers synthesis is carried out simulating a series of polymerization reactions that take place during the red wine aging process between procyanidins and acetaldehyde. The simulation on laboratory scale of this type of reactions between epicatechin (monomer) and acetaldehyde allowed the synthesis of oligomeric structures with a condensation degree between 2 and 10 (when acetaldehyde in defect was added to the reaction medium) and polymers of 16 epicatechin units and trimers (when acetaldehyde in excess was added to the reaction medium). Besides, the use of radiolabelled acetaldehyde allowed to radiolabel the epicatechin oligomers with 14C. On the other hand, the stability of these compounds in acid surroundings, similar to the existing one in the stomach, and basic surroundings, similar to which exists in the small intestine, was evaluated. The obtained results indicated that epicatechin oligomers were stable in acid surroundings, whereas they were not stable in basic surroundings. In order to study the absorption in vivo in rats of the synthesized epicatechin oligomers, 50 mg of epicatechin oligomers were administered orally by direct stomach intubation to male Wistar rats. The presence of a dimeric structure formed by two epicatechins linked by an ethyl bridge was detected in the plasma of these experimentation animals. In addition, it was verified that the maximum plasma concentration of this dimeric compound was reached two hours after the administration of epicatechin oligomers to the rats. Moreover, the presence of this dimeric compound in the liver of these animals was also detected, what indicated that the liver was a target organ of procyanidins in accordance with previous results obtained by our investigation group, that had detected changes at hepatic gene expression level and hepatic metabolism level. The presence of the epicatechin dimer in the liver is an important finding, because in the bibliography is not described the presence of these compounds in the liver and, in addition, the changes in the liver previously commented and attributed to the procyanidins could have been due to the direct interaction of these compounds with signalling and/or regulatory proteins present in this organ.

La presència de contaminants i la seva monitorització en aigües és un dels problemes d'interès en la recerca mediambiental. Per a assolir els baixos límits de detecció decretats per la normativa, la tècnica de pretractament d'extracció en fase sòlida (SPE) és la més àmpliament aplicada degut als seus avantatges i versatilitat. El tipus de sorbent emprat en SPE és una de les principals vies d'exploració, ja que els sorbents desenvolupats fins al moment (de base sílice, carbó o polimèrics convencionals) presenten limitacions, sobretot en la concentració dels compostos més polars.En la present Tesi Doctoral s'han desenvolupat cinc diferents sèries de sorbents i tots ells combinen adequadament les propietats de sorbents polimèrics, polars i amb elevada superfície de contacte, les quals els fa adient per a la concentració de compostos polars en aigües.Una primera sèrie de reïnes que s'han sintetitzat són copolímers d'un monòmer polar, que transfereix aquesta propietat a la reïna resultant, i un agent entrecreuant, que propicia a l'increment de l'àrea superficial. Aquests sorbents són reïnes macroporoses de 4-vinilpiridina-divinilbenzè (4VP-DVB), N-vinilimidazol-divinilbenzè (NVIm-DVB) i 4-vinilimidazol-divinilbenzè (4VIm-DVB), i també la reïna hidrofòbica d'estirè-divinilbenzè (St-DVB). Totes aquestes reïnes s'han preparat mitjançant polimerització en suspensió, les condicions òptimes de la qual s'ha assolit modificant progressivament la proporció inicial de monòmers a la mescla de reacció i, també, els diferents paràmetres (mescla de porògens, iniciador, temperatura, etc.) que influeixen en la polimerització en suspensió. Finalment s'ha obtingut per a cada sèrie de reïnes un sorbent que conté la relació adequada d'hidrofilicitat i d'elevada àrea superficial.Posterior a la síntesi de les reïnes, s'han avaluat les propietats de retenció de cadascuna d'aquestes reïnes en SPE acoblat en línia a cromatografia de líquids (HPLC) per a un conjunt d'analits polars.Fruit d'aquesta avaluació s'ha comprovat que un sorbent polimèric que combini adequadament el caràcter hidrofílic i una elevada àrea superficial, i per tant, els dos tipus d'interaccions (hidrofòbiques i hidrofíliques) mostra major eficàcia en l'extracció de compostos polars. Arran d'aquests resultats, el següent objectiu ha estat la síntesi de polímers de més elevada àrea superficial, a la vegada que s'introduís un cert grau de polaritat. Per aquest propòsit, s'ha emprat la síntesi de post-entrecreuament amb la qual s'han obtingut dues reïnes de naturalesa hypercrosslinked, que difereixen en l'àrea superficial i contingut de grups hidroxil. Quan es comparen els valors de recuperació de totes les noves reïnes sintetitzades amb les químicament modificades i les comercials (de caràcter hidrofílic o hidrofòbiques de naturalesa hypercrosslinked), es conclou que el nou sorbent sintetitzat que té naturalesa hypercrosslinked, elevada àrea superficial i caràcter hidrofílic és el que mostra millors resultats en SPE per a l'extracció de compostos polars. L'explicació de l'elevada retenció d'aquest sorbent sembla que ve donada per un nombre elevat d'interaccions - (propiciat per l'àrea superficial elevada), interaccions polars (grups polars en el polímer) i, també, la naturalesa hypercrosslinked, la qual genera una morfologia microporosa característica que esdevé més accessible en la interacció amb els analits.Un altre aspecte que també s'ha estudiat, és l'aplicació d'aquest conjunt de noves reïnes sintetitzades com a sorbents en SPE acoblat en línia per a la determinació de compostos polars en diverses mostres aquoses, com aigua de l'aixeta, del riu Ebre o d'una planta depuradora. Els resultats que s'han obtingut en l'anàlisi de mostres reals emprant els nous sorbents sintetitzats no han diferit significativament dels resultats obtinguts en els corresponents anàlisis en solucions estàndard. Tanmateix, els paràmetres analítics com linealitat, límits de detecció, reproductibilitat, etc. obtinguts d'aquestes aplicacions en mostres reals han estat satisfactoris. / The presence of pollutants and their monitoring in water is one of the most active research topics in environmental surroundings. In the methods to determine these pollutants it is necessary to include a pre-treatment technique in order to achieve the as low detection limits as the legislation requires. Among the different techniques, solid phase extraction (SPE) is the most widely applied pre-treatment technique due to its advantages and versatility. In SPE, the type of sorbent is one of the main research fields, because the sorbents developed so far (silica-based, carbon or conventional polymeric) present some limitations, mainly concerning to the concentration of polar compounds.In the present Doctoral Thesis we developed five series of sorbents, which combine properly the properties of polymeric sorbents with polarity and high specific surface area. These properties make the sorbents suitable for the extraction of polar compounds from aqueous samples. The first series of sorbents synthesized are copolymers from a polar monomer, which property is translated into the resulting resin, and a crosslinking agent, which contribute in the increase of the specific surface area. These sorbents are macroporous resins of 4-vinylpyridine-divinylbenzene (4VP-DVB), N-vinylimidazole-divinylbenzene (NVIm-DVB) and 4-vinylimidazole-divinylbenzene (4VIm-DVB), and also a hydrophobic resin of styrene-divinylbenzene (St-DVB).All these resins were prepared by suspension polymerization. The optimal conditions in the procedure were achieved by progressively modifying the initial ratio of monomers, and also the different parameters (mixture of porogens, type of initiator, temperature, etc.) that affect in the suspension polymerization. Finally, we obtained a sorbent from each series that contain a suitable relation of hydrophilicity and high specific surface area.After the synthesis of the resins, the retention properties of each resin were evaluated in SPE on-line connected to liquid chromatography (HPLC) for a group of polar analytes. These evaluations let us to conclude that a polymeric sorbent that properly combine a hydrophilic character and high specific surface area, and, therefore, both types of interactions (hydrophobic and hydrophilic) presents better efficiency in the extraction of polar compounds. In view of these results, the next aim was to synthesize resins with higher specific surface area and with certain degree of hydrophilicity. For this proposes, we used the post-crosslinking reaction, with which we obtained two resins with hypercrosslinked nature, but with differences in the specific surface area and hydroxyl content. The recoveries of these new synthesized resins were compared to the ones of chemically modified resins and commercial ones (with hydrophilic character or hydrophobic with hypercrosslinked nature), and the best results in SPE of polar compounds were for the new synthesized sorbent with hypercrosslinked nature, high specific surface area and hydrophilic character. The high retention of this sorbent can be attributed to the addition of high number of - interactions (due to the high specific surface area), polar interactions (polar groups in the polymer) and, also, the hypercrosslinked nature, which generate a characteristic micropore morphology which become more accessible in the interaction with the analytes. Another part of this Thesis was the application of these new synthesized sorbents in the on-line SPE-HPLC to determine a group of polar compounds in several real water samples, such as tap, river and waste treatment plant water. The results from the analyses in real water samples were similar than those in standard solution. Moreover, the analytical parameters (linearity, detection limits, reproducibility, etc.) were satisfactory.

Els compostos de bortrivalent s’han considerat tradicionalment com a àcids de Lewis, preferint acceptar electrons més que donar-los en el curs de les reaccions, peròdarrerament han sorgit exemples a la bibliografia on el compost trivalent de bor presenta una reactivitat insòlita vers posicions electrofíliques. Aquest fet ens suggereix un nou context nucleofílic per als sintonsboril, que pot ser augmentat depenent dels substituents als quals estigui unit el bor. En aquesta tesi, volem mostrar una visió de les reactivitat soposades mitjançantl’estudi teòric de diferents compostos de bortri coordinats. A més a més també ens hem centrat en l’estudi de dues reaccions, la hidroboració trans no convencional on la unitat borilactuacom a electròfil i la -boració organo catalítica amb un diborà mixton la unitat boril actua com a nucleòfil. / Boron compounds have been traditionally regarded as “Lewis Acids” preferring to accept electrons rather than donate them in the course of their reactions, but current examples of unusual reactivity between tricoordinatedboranes and electrophilic sites suggest another conceptual context for the boryl moieties, based on their nucleophilic character which can be enhanced depending on the substituents on boron. In this thesis, we aim to show an overview of these opposite reactivities through the computational study of different trivalent boron compounds. Moreover, we have also focused our attention in the study of two reactions, the non-conventional trans-hydroboration where the boryl moiety is acting as an electrophile and the organocatalytic-boration with a mixed diboron reagent where the boryl moiety is acting as a nucleophile.

Els compostos que incorporen un grup –CF3, especialment en anells aromàtics, són compostos àmpliament demandats com building blocks a la indústria agroquímica, farmacèutica i de materials. Mentre que s’ha fet un progrés considerable amb les trifluorometilacions aromàtiques catalitzades per coure, sorprenentment hi ha poca recerca de cara a entendre els mecanismes d’aquesta reacció. En aquesta Tesi es desenvolupen per primer cop, de manera combinada, estudis experimentals i computacionals que tenen per objectiu específic l’elucidació del mecanisme de trifluorometilació d’haloarens. El CuCF3 utilitzat a l’estudi va ser preparat d’acord a la reacció de cupració directa de fluoroform, recentment descoberta pel nostre grup. Per aquesta important transformació sense precedents, vam dur a terme estudis detallats del seu mecanisme, descrit en el Capítol 1. Es va concloure que el contraió K+ té un rol crucial a la formació de l’enllaç Cu-CF3. L’addició d’un lligand amb gran afinitat pel K+ resulta en una inhibició significant del procés de cupració. El Capítol 2 descriu una àmplia investigació sobre el mecanisme de trifluorometilació d’halurs d’aril, que revela un mecanisme no-radicalari, implicant una addició oxidativa Ar-Hal al centre Cu(I), essent l’etapa determinant de la velocitat de reacció. El Capítol 3 tracta sobre l’efecte accelerador del substituent en orto a les reaccions d’acoblament catalitzades per Cu, efecte ja conegut des de fa temps però no explicat. Amb contribucions menors a nivell electrònic, aquest efecte ve determinat per la coordinació estabilitzant del substituent en orto al Cu durant l’estat de transició i per la càrrega estèrica, que augmenten l’estat energètic de l’haloarè. El Capítol 4 descriu els estudis teòrics sobre les propietats electròniques del grup -CF3 a la química orgànica i organometàl•lica. Evidentment, aquest tema és molt important per entendre els mecanismes de reacció i pel desenvolupament de la investigació de reaccions de trifluorometilació catalitzades per metalls. / Los compuestos que incorporan un grupo –CF3, especialmente en anillos aromáticos, son compuestos con gran demanda como building blocks para la industria agroquímica, farmacéutica y de materiales. Mientras que se ha progresado considerablemente con las trifluorometilaciones aromáticas catalizadas por cobre, sorprendentemente hay poca investigación referente a entender los mecanismos de esta reacción. En esta Tesis se desarrollan por primera vez, de manera combinada, estudios experimentales y computacionales que tienen por objetivo la determinación del mecanismo de trifluorometilación de hallaremos. El CuCF3 utilizado fue preparado de acuerdo a la reacción de cupración directa de fluoroformo, recientemente descubierta por nuestro grupo. Debido a esta importante transformación sin precedentes, se hicieron estudios de su mecanismo, descritos en el Capítulo 1. Se concluyó que el catión K+ tiene un rol crucial para la formación del enlace Cu-CF3. La adición de un ligando con gran afinidad por el K+ resultó en una inhibición significativa del proceso de cupración. El Capítulo 2 describe una amplia investigación sobre el mecanismo de trifluorometilación de haluros de arilo, que revela un mecanismo no-radicalario, implicando una adición oxidativa Ar-Hal al centro Cu(I), siendo la etapa determinante de la velocidad de reacción. El Capítulo 3 trata sobre el efecto acelerador del sustituyente en orto en las reacciones de acoplamiento mediadas por Cu, efecto ya conocido pero inexplicado. Con contribuciones menores a nivel electrónico, este efecto viene determinado por la coordinación estabilizante del sustituyente en orto al Cu durante el estado de transición y por la carga estérica, que aumentan el estado energético del haloareno. El Capítulo 4 describe los estudios teóricos sobre las propiedades electrónicas del grupo –CF3 en química orgánica y organometálica. Evidentemente, este tema es muy importante para entender los mecanismos de reacción y para el desarrollo de la investigación de reacciones de trifluorometilación mediadas por metales. / Organic compounds bearing a CF3 substituent, especially on an aromatic ring are in exceedingly high demand as building blocks for the needs of the agrochemical, pharmaceutical, and materials industries. While considerable progress has been made in the area of Cu-mediated aromatic trifluoromethylation, surprisingly little has been done in order to understand its mechanism. In this Thesis, we report the first combined experimental and computational studies aimed specifically at the elucidation of the mechanism of trifluoromethylation of haloarenes. The CuCF3 reagent used in our work was prepared by the new reaction of direct cupration of fluoroform, recently discovered by our group. As this remarkable transformation is unprecedented itself, we performed detailed studies of its mechanism as described in Chapter 1. It was found that the potassium counterion plays a crucial role in the Cu-CF3 bond formation. Addition of a ligand with high affinity to K+ results in significant inhibition of the cupration process. Chapter 2 reports a broad mechanistic investigation of trifluoromethylation of aryl halides which revealed a nonradical mechanism involving Ar-Hal oxidative addition to the Cu(I) center as the rate determining step. Chapter 3 deals with a long-known yet poorly understood accelerating effect of the ortho-substituent in Cu-promoted coupling reactions. With minor contributions from electronic factors, this effect is largely determined by the stabilizing coordination of the ortho-substituent to Cu in the transition state and the steric bulk that raises the energy of the haloarene. Chapter 4 describes our theoretical studies of the unusual electronic properties of the CF3 group in organic and organometallic chemistry. Evidently, this subject matter is highly relevant to understanding the reaction mechanisms and further development in the area of metal-mediated trifluoromethylation reactions.

Se han obtenido y caracterizado una serie de poli(a-n-alquil g-glutamato)s (PAAG-n) con n³12 y de poli(a-n-alquil b,L-aspartato)s (PAALA-n), mediante transesterificación con n-alcoholes y se ha estudiado la influencia que ejerce el grupo lateral sobre la estructura y propiedades de estos polímeros. Los polímeros se han caracterizado mediante FTIR, RMN de 1H y 13C y análisis elemental. La composición enantiomérica se ha determinado midiendo rotaciones específicas de los polímeros hidrolizados y/o mediante HPLC. Los pesos moleculares se han evaluado por viscosimetría y/o SEC/LS. La caracterización térmica se ha llevado a cabo mediante DSC, TGA y DMTA. El análisis estructural se ha realizado mediante las técnicas de DIR, 13C-CP/MAS-RMN, difracción de rayos X y de electrones. Los PAAG-n se han obtenido a partir del ácido poli(g-glutámico) (PGGA) de biosíntesis, de dos composiciones enantioméricas diferentes, uno enriquecido en el isómero D y otro de composición cercana a la racémica. El procedimiento general está basado en dos reacciones sucesivas (esterificación y transesterificación) y ha resultado especialmente útil para la preparación de ésteres de cadena larga difíciles de obtener por otros métodos. Las conversiones han sido completas no observándose racemización significativa. Los PAAG-n con n³14 forman una estructura bifásica supramolecular en láminas. Las cadenas principales adoptan una conformación helicoidal tipo hélice a y se alinean en láminas con las cadenas laterales interdigitadas formando una microfase entre las láminas. La distancia interlaminar es proporcional a n. Para estos polímeros se han encontrado las transiciones de fase A®B y B®C, a temperaturas T1 y T2. La transición A®B es reversible y tiene lugar a temperaturas entre 20 y 80 ºC. La transición B®C se ha observado para los PAAG-n con n³18 a temperaturas superiores a los 100 ºC. En la fase A las cadenas laterales están cristalizadas en una red hexagonal y dispuestas perpendicularmente a la cadena principal. En la fase B las cadenas laterales están desordenadas pero más o menos estiradas. La fase C presenta las cadenas laterales totalmente desordenadas. No se han observado efectos termocrómicos al calentar las muestras desde temperatura ambiente hasta temperaturas superiores a T2 cuando se observan bajo luz polarizada.Los PAALA-n y el PIBLA (poli(a-isobutil b,L-aspartato)) se han obtenido por transesterificación del PABLA (poli(a-bencil b,L-aspartato)). Resultó difícil conseguir conversiones completas debido a la existencia de reacciones de imidación. Los PAALA-n obtenidos mediante transesterificación mostraron temperaturas de descomposición similares a las de los PAALA-n obtenidos mediante polimerización. Las transiciones a y b (DMTA) se observan en los PAALA-n de cadenas cortas e intermedias a temperaturas más elevadas que las descritas para los PAAG-n con el mismo valor de n. La Ta disminuye a medida que aumenta n. La Tb aumentó ligeramente con n para los PAALA-n con n£ 8. La relajación g se observa para los PAALA-n con n³6.

The research for new technologies able to determine quality parameters as well as study the effect of High Pressure Processing (HPP) on dry-cured ham is of scientific interest because the information obtained is useful for understanding the changes to which the product is subjected. Besides, this information is valuable for the dry-cured ham industry, as it could provide products which are better characterized for consumers and of higher quality. The main objective of this thesis was to study the potential of different technologies to determine quality parameters of dry-cured ham and elucidate the effect of HPP on the product. The technologies tested in this thesis appear to be promising as tools to determine quality parameters in dry-cured ham. Some of them are currently available for industry and others could be implemented online in the future. / La investigació en noves tecnologies que permetin determinar paràmetres de qualitat, així com estudiar l'efecte de las altes pressions hidrostàtiques (HPP) en pernil curat és d'interès científic perquè la informació obtinguda pot ser útil per entendre els canvis als quals està sotmès el producte. A més, aquesta informació pot tenir un valor important per a la indústria del pernil curat, permetent-li oferir als consumidors productes de més qualitat i millor caracteritzats. L'objectiu principal d'aquesta tesi va ser estudiar el potencial de diferents tecnologies per determinar paràmetres de qualitat del pernil curat i per estudiar l'efecte de les altes pressions en aquest producte. Les tecnologies estudiades en aquesta tesi són prometedores com a eines per a determinar paràmetres de qualitat en pernil curat. Algunes d'elles ja estan actualment disponibles per a la indústria i d’altres podrien arribar a implentar-se en línia en un futur.

En aquesta Tesi, hem estudiat l'adsorció en òxids i metalls mitjançant simulacions basades en la Teoria del Funcional de Densitat considerant una correcció semiempírica per a la dispersió. En primer lloc, s'han investigat els rutils, que tenen la mateixa cel·la unitat i poden barrejar-se obtenint noves propietats. En presència d'impureses, es troben semiconductors adsorbits i complexos metàl·lics en el bulk, revertint l'oxígen aquest comportament. A mes, es pot fer crèixer, de forma epitaxial, qualsevol rutil damunt d'un altre. A continuació, s'ha estudiat l'adsorció d'alcohols en Titania. Els nostres resultats indiquen que tant les energies com les geometries d'adsorció no són escalables amb la longitut de cadena i el nombre d'hidroxils. Aquesta situació prevé de l'utilització de petits alcohols com a substituents. A continuació, s'ha analitzat la conversió del glicol d'etilè y el 1-3-propanediol en alquens en superfícies de TiO2. El primer evoluciona fàcilment a productes, mentre que el darrer passa a través d'un producte intermig d'alta energia. El proçés no és catalític doncs una vacant està ocupada després de cada cicle. Amb el d'avaluar l'efecte de l'aigua, s'ha investigat la hidrofobicitat d'òxids de terres rares. La raó darrere d'aquesta propietat és la particular disposició de l'aigua, relacionada amb la distància entre ions a la superfície. Finalment, hem obtingut nous paràmetres per a les correccions de dispersió en metalls a partir de la polaritzabilitat calculada. El mètode emprat és el de primers principis que pot ser utilitzat en el cas de superfícies amb defectes. / En esta Tesis, hemos estudiado la adsorción en óxidos y metales mediante simulaciones basadas en la Teoría del Funcional de Densidad considerando una corrección semipempírica para la dispersión. Primero, se han investigado los rutilos, que tiene la misma celda unidad y pueden mezclarse obteniendo nuevas propiedades. En presencia de impurezas, se encuentran semiconductores adsorbidos y complejos metálicos en el bulk, revertiendo el oxígeno este comportamiento. Además, se puede hacer crecer, de forma epitaxial, cualquier rutilo encima de otro. A continuación, se ha estudiado la adsorción de alcoholes en Titania. Nuestros resultados indican que tanto las energías como las geometrías de adsorción no son escalables con la longitud de cadena y el número de hidroxilos. Esta situación previene de la utilización de pequeños alcoholes como sustitutos. A continuación, se ha analizado la conversión del glicol de etileno y el 1-3-propanediol en alquenos en superficies de TiO2. El primero evoluciona fácilmente a productos, mientras que el último pasa a través de un producto intermedio de alta energía. El proceso no es catalítico puesto que una vacante está ocupada después de cada ciclo. Con el finn de evaluar el efecto del agua, se ha investigado la hidrofobicidad de óxidos de tierras raras. La razón detrás de esta propiedad es la particular disposición del agua, relacionada con la distancia entre iones en la superficie. Finalmente, hemos desarrollado nuevos parámetros para las correcciones de dispersión en metales a partir de la polarizabilidad calculada. El método empleado es el de primeros principios que puede ser utilizado en el caso de superficies con defectos. / In this Thesis, we have studied the adsorption on oxides and metals by means of Density Functional Theory simulations plus a semiempirical correction for dispersion. First we have investigated rutiles, which have the same unit cell and can be mixed with new properties. When impurities are present, semiconductors are found on the surface and metallic compounds in the bulk and oxygen reverse this behaviour. Also, we can epitaxially grow any rutile on top of another. Next we have addressed the adsorption of alcohols on Titania. Our results indicate that both the energies and the geometries of adsorption are not scalable with the chain length and the number of hydroxyls. This warns against the use of small alcohols as surrogates. Afterwards,the conversion of ethylene glycol and 1,3-propanediol to alkenes on TiO2 has been analyzed. The former evolves easily to the products while the latter pass through a high energy intermediate. The process is not catalytic, since a vacancy is healed after each cycle. To assess the effect of the water environment, we have investigated the hydrophobicity of Rare-Earth Oxides. The reason behind this property is the particular water arrangement which is related to the distance between the surface ions. We altered such motif doping the surface thus modifying the mean distance between the ions. Finally, we developed new parameters for dispersion corrections in metals from the computed polarizability. The procedure is rst principles and can be employed in defective surfaces.

Aquesta tesis doctoral es centra en la síntesis i caracterització de nanopartícules de ruteni estabilitzades per diferents lligands i en la seva posterior aplicació en reaccions d’hidrogenació de compostos aromàtics. En el capítol 3, es descriu la síntesis de nanopartícules de ruteni i rodi estabilitzades pels lligands trifenilfosfina i 1,4-bis(difenilfosfina) les quals són utilitzades com a catalitzadors en la hidrogenació d’una gran varietat de cetones aromàtiques. S’ha obtingut bones selectivitats en la hidrogenació selectiva de l’arè respecte la cetona en diferents fenil i benzil cetones. En el capítol 4 es presenta l’ús de nanopartícules de ruteni estabilitzades per trifenilfosfina en la hidrogenació en condicions suaus de compostos policíclics. Es van obtenir bones selectivitats en la hidrogenació parcial i total de diferents substrats amb dos, tres o més anells aromàtics conjugats. A més, es va dur a terme un estudi de competició entre la hidrogenació del sistema naftalènic i els diferents grups funcionals presents. En el capitol 5, es descriu la síntesis de diferents nanopartícules de ruteni estabilitzades per lligands quirals. Aquestes nanopartícules són posteriorment utilitzades en reaccions d’hidrogenació asimètrica d’arenes. Malauradament, tot i les bones selectivitats obtingudes, no es va observar enantioselectivitat en cap de les proves realitzades. Finalment, es van dur a terme estudis de marcatge isotòpic amb deuteri per a poder comprendre millor la coordinació i la interacció dels diferents lligands amb la superfície de la nanopartícula. / Esta tesis doctoral está centrada en la síntesis y caracterización de nanopartículas de rutenio estabilizadas por diferentes ligandos y en su posterior aplicación en reacciones de hidrogenación de compuestos aromáticos. En el capítulo 3, se describe la síntesis de nanopartículas de rutenio y rodio estabilizadas por los ligandos trifenilfosfina i 1,4-bis(difenilfosfina) los cuales son utilizados como catalizadores en la hidrogenación de una gran variedad de cetonas aromáticas. Se obtuvieron buenas selectividades en la hidrogenación selectiva del areno respecto la cetona en diferentes fenil y benzil cetonas. En el capítulo 4 se presenta el uso de nanopartículas de rutenio estabilizadas por trifenilfosfina en la hidrogenación de compuestos policíclicos en condiciones suaves. Se obtuvieron buenas selectividades en la hidrogenación parcial i total de diferentes sustratos con dos, tres o más anillos aromáticos conjugados. Además, se llevó a cabo un estudio de competición entre la hidrogenación del sistema naftalénico y los diferentes grupos funcionales presentes. En el capítulo 5, se describe la síntesis de diferentes nanopartículas de rutenio estabilizadas por ligandos quirales. Estas nanopartículas son posteriormente utilizadas en reacciones de hidrogenación asimétrica de arenos. Desafortunadamente, a pesar de las buenas selectividades obtenidas, no se pudo observar enantioselectividad en ninguna de las pruebas llevadas a cabo. Finalmente, se realizaron estudios de marcaje isotópico con deuterio para poder entender mejor la coordinación y la interacción de los diferentes ligandos con la superficie de la nanopartícula. / This doctoral thesis is focused on the synthesis and characterization of ruthenium nanoparticles stabilised by different ligands and their subsequent application in the selective hydrogenation of aromatic compounds. In Chapter 3, ruthenium and rhodium nanoparticles stabilised by triphenylphosphine and 1,4-bis(diphenylphosphino) are used in the hydrogenation of a wide range of aromatic ketones. Good selectivities are obtained in the selective hydrogenation of the arene versus the ketone in various substituted phenyl, benzy and phenethyl ketones. In Chapter 4, ruthenium nanoparticles stabilised by triphenylphosphine are used in the hydrogenation of polycyclic aromatic hydrocarbons under mild reaction conditions. Good to excellent selectivities are obtained in the total and partial hydrogenation of different substrates containing two, three or more fuzzed aromatic rings. Moreover, a competitive study between the hydrogenation of a naphthalenic system versus different functional groups is performed. In Chapter 5, the synthesis of ruthenium nanoparticles stabilised by chiral ligands is described. These nanoparticles are used in the asymmetric hydrogenation of different arenes. Unfortunately, despite the good selectivities, no enantioselectivity is obtained in any of the assays attempted. Furthermore, attempts to elucidate the coordination and interaction of the different ligands to the nanoparticle surface lead us to perform isotopic labelling studies with deuterium.