Durant el transcurs de la Tesi, s’ha desenvolupat un sistema catalític per reaccions aldòliques altament estereoselectives en flux continu basats en una prolina immobilitzada en una resina de poliestirè. S’ha demostrat la seva aplicació com a catalitzador per a la síntesi de diferents substrats, i la seva utilització en condicions de flux continu va permetre la preparació a mitjana escala d’un conjunt d’adductes aldòlics. A part, s’han preparat diferents aminoàcids primaris ancorats en una resina de poliestirè i s’han utilitzats com a catalitzadors per reacciones enantioselectives del tipus aldòliques i Mannich. De tots els aminoàcids provats, el derivat de treonina és el que va mostrar més eficàcia per les dues reaccions esmentades. A més, amb aquest catalitzador es va poder portar a terme una sèrie de reaccions del tipus Mannich altament enantioselectives en condicions de flux continu. Es va dur a terme eficaçment la inserció de diòxid de carboni a oxirans sota condicions suaus de reacció en presencia d’un derivat del pirogalol immobilitzat en una resina de poliestirè altament reciclable. / Durante el transcurso de la Tesis, se ha desarrollado un sistema catalítico para reacciones aldólicas altamente estereoselectivas en flujo continuo basados en prolina inmovilizada en una resina de poliestireno. Se ha demostrado su aplicación como catalizador para la síntesis de diferentes substratos, y su utilización en condiciones de flujo continuo permitió la preparación a mediana escala de un conjunto de aductos aldólicos. A parte, se han preparado diferentes aminoácidos primarios anclados en resinas de poliéster y se han utilizado como catalizadores para reacciones enantioselectivas del tipo aldólicas y Mannich. De todos los aminoácidos provados, el derivado de treonina era el que mostró más eficacia para catalizar las dos reacciones comentadas. Además, con este catalizador se pudo llevar a cabo una serie de reacciones del tipo Mannich altamente enantioselectivas en condiciones de flujo continuo. Se llevó a cabo eficazmente la inserción de dióxido de carbono a oxiranos bajo condiciones suaves de reacción en presencia de un derivado del pirogalol inmovilizado en una resina de poliestireno altamente reciclable. / During the course of this thesis, a catalytic system for highly stereoselective aldol reactions in continuous operation has been developed based on polystyrene-­‐ supported proline. The applicability to different substrates and the suitability of the flow system for repeated reuse allowing the medium scale preparation of a series of aldol adducts under a single set of reaction conditions has been demonstrated. Furthermore, different polystyrene-­‐supported primary amino acids have been prepared and applied as catalysts for aldol and Mannich reactions. Out of the amino acid derivatives, immobilized threonine shows the best performance in both reactions. With this catalyst, a series Mannich reactions could be conducted under continuous flow conditions. In the presence of a highly recyclable polystyrene-­‐ supported pyrogallol derivative, the insertion of carbon dioxide into oxiranes under mild conditions was accomplished.

L’activació i funcionalització d’enllaços carboni-halogen poc reactius és un dels principals objectius de la química moderna. Els tres projectes d’investigació recollits en aquesta Tesi doctoral es centren en el desenvolupament de noves reaccions d’activació i trencament d’enllaços C-I, C-Br, C-Cl i C-F inerts. En el capítol 1 es descriu una nova transformació química, la síntesis catalitzada per Pd d’aroil acides a partir de iodoarens, CO i NaN3. Aquest procés catalític mostra una excel•lent eficiència (0.2% Pd) a més d’una excel•lent tolerància amb diferents grups funcionals. L’estudi del mecanisme de la reacció de acidocarbonilació ha permès demostrar l’existència de dos camins de reacció que tenen lloc en presencia de CO en excés i sota condicions de deficiència de CO. Els intermedis organometàl•lics implicats en el cicle catalític han estat aïllats i caracteritzats totalment, mitjançant diverses tècniques incloent difracció per raig X. El capítol 2 recull l’estudi del mecanisme de l’activació de Ph-X (X = I, Br, Cl) mitjançant complexes d’hidrur de Ru(II) utilitzant condicions extremadament suaus. Addicionalment, s’ha pogut demostrar que l’ordre zero observat en els estudis cinètics per a la reacció de [(Ph3P)4Ru(H)2] amb PhX (X = I, Br) troba el seu origen en un procés d’autocatàlisis poc evident. El capítol 3 es centra en la activació C-F del fortament inert fluoroform (CHF3), un gas subproducte industrial causant de l’efecte hivernacle, amb hidròxids i alcòxids de metalls alcalins. La reacció de MOR amb CHF3 condueix a la formació de ortoformiats, incloent l’exòtic en HC(OBu-t)3 amb excel•lents rendiments. Els resultats de la tesis han contribuït al desenvolupament de una nova metodologia, l’estudi de nous mecanismes de reacció i al desenvolupament de potencials solucions ecològiques. / La activación y funcionalización de enlaces carbono-halógeno no reactivos es uno de los principales desafíos en la química moderna. Los tres proyectos de investigación que se abordan en esta Tesis Doctoral tratan sobre el desarrollo de nuevas reacciones de activación y rotura de enlaces no activados como C-I, C-Br, C-Cl y C-F. El capítulo 1 describe una nueva transformación, la síntesis de aroil azidas a partir de iodoarenos, CO y NaN3 catalizada por paladio. Este proceso catalítico muestra una alta eficiencia (0.2% Pd) y una excelente tolerancia a distintos grupos funcionales. La detallada investigación mecanística de la reacción de azidocarbonilación reveló la presencia de dos diferentes vías que operan en presencia de un exceso o defecto de CO. Los intermedios organometálicos implicados en el ciclo catalítico han sido aislados y completamente caracterizados, incluyendo difracción de rayos X. El capítulo 2 detalla un estudio mecanístico de la activación de Ph-X (X = I, Br, Cl) con complejos de hidruro de Ru(II) en condiciones extremadamente suaves. El inusual orden cero cinético de la reacción de [(Ph3P)4Ru(H)2] con PhX (X = I, Br) se origina debido a una autocatálisis que ha sido reconocida y completamente demostrada. El capítulo 3 describe la activación de los enlaces C-F altamente inertes del fluoroformo (CHF3), un gas de efecto invernadero producido industrialmente, con hidróxidos y alcóxidos de metales alcalinos. La reaciión de MOR con CHF3 se ha demostrado para dar lugar a los correspondientes ortoformiatos, incluído el exótico HC(OBu-t)3, en rendimientos excelentes. Los resultados de la Tesis Doctoral contribuyen al desarrollo de nuevas metodologías, al conocimiento básico de mecanismo de reacción y a posibles soluciones ecológicas. / Activation and functionalization of unreactive carbon-halogen bonds is one of the primary tasks of modern chemistry. All three research projects fulfilled in the current Thesis deal with new reactions involving activation and cleavage of highly inert C-I, C-Br, C-Cl, and C-F bonds. Chapter 1 describes a new chemical transformation, Pd-catalyzed synthesis of aroyl azides from iodoarenes, CO, and NaN3. This catalytic process exhibits high efficiency (0.2% Pd) and excellent functional group tolerance. A detailed mechanistic study of the azidocarbonylation reaction has revealed two different reaction pathways operating in the presence of CO in excess and under CO-deficient conditions. Organometallic intermediates involved in the catalytic cycle have been isolated and fully characterized, including by X-ray diffraction. Chapter 2 reports a mechanistic study of the novel Ph-X (X = I, Br, Cl) activation with Ru(II) hydrido complexes under exceedingly mild conditions. Striking zeroth-order kinetics observed for the reaction of [(Ph3P)4Ru(H)2] with PhX (X = I, Br) originates from hidden autocatalysis that has been recognized and fully proven. Chapter 3 deals with C-F activation of highly inert fluoroform (CHF3), an industrially side-produced potent greenhouse gas, with alkali metal hydroxides and alkoxides. The reaction of MOR with CHF3 has been shown to furnish the corresponding orthoformates, exotic HC(OBu-t)3 included, in good to excellent yield. Results of the Thesis contribute to new methodology development, basic knowledge of reaction mechanisms, and potential ecological solutions.

In this thesis, different approaches for the application of click chemistry to the preparation of catalysts and ligands are developed. Several strategies towards the use of 1,2,3-triazoles from copper-catalyzed azide-alkyne cycloaddition(CuAAC) reaction as click ligands are explored. Mainly, 1,2,3-triazole is used as donor groups for transition metal complexes in metal-catalyzed reactions, following on the simplicity of the synthetic route. In particular, CuAAC reaction is used to synthesize triazole-based ligands and later, for the first part of the project, tris(triazolyl)methanol•copper(I) chloride complexes are used in order to catalyze CuAAC very efficiently, on water, neat, under microwave irradiation and in organic solvents. Under all optimized conditions excellent yields are obtained. Then, the covalent immobilizations of these ligands are succeeded onto Merrifiled resin with 5 reuses and a broad functional group tolerance. In the second part of the thesis, triazole-based ligands are further developed for metal-catalyzed asymmetric transformations. Particularly, for molybdenum-catalyzed asymmetric allylicalkylations excellent enantio- nadregio-selectivities are achieved both under conventional and microwave assisted conditions with a very broad scope. Finally, ligands for enantioselective copper-catalzyed conjugate addition of diethylzinc are established under optimized conditions very good conversion are obtained albeit moderate ee. In general, the metal/triazole-based ligand complexes are used as catalysts in CuAAC reaction and catalytic asymmetric transformations. / En este trabajo se pretende desarrollar diferentes aproximaciones para la aplicación de “clickchemistry” a la preparación de catalizadores y ligandos. Así, se han explorado diferentes estrategias para una ruta sintética “click” que dé acceso a compuestos útiles en este campo, incluyendo cicloadiciones 1,3–dipolares. Principalmente, el 1,2,3-triazol se utiliza como grupo dador para los complejos de metales de transición en reacciones catalizadas por metales. Así, se presenta la ruta más sencilla para la síntesis de cada ligando. En general, los complejos de metal / ligando se utilizan como catalizadores para CuAAC y transformaciones asimétricas catalíticas.

El diseño y síntesis de ligandos homogéneos quirales constituye uno de los temas más importantes en la química actual. Su aplicación en catálisis asimétrica conduce a la formación de productos enantiopuros los cuales son de gran relevancia para la industria farmacéutica y agroquímica, entre otras. Sin embargo desde el punto de vista económico, la aplicación de estas metodologías es bastante limitada, debido al alto coste de los ligandos quirales y metales nobles utilizados en tales transformaciones. Por otro lado, a veces los productos finales obtenidos contienen altos niveles de contaminación por metales, que pueden llegar a ser un serio inconveniente si el metal es tóxico. Actualmente, se están desarrollando distintas estrategias para la inmovilización de catalizadores homogéneos en distintos soportes sólidos, con el objetivo de combinar la eficiencia de los catalizadores homogéneos asimétricos con las ventajas propias de los catalizadores heterogéneos (fácil separación, reutilización y reciclaje de dichos catalizadores). Una ventaja adicional que poseen los catalizadores inmovilizados en soportes sólidos es la posibilidad de implementar procesos de flujo continuo, simplemente atravesando el catalizador soportado con una mezcla de substratos y reactivos. Este trabajo se desarrolla en el marco del diseño modular de ligandos para catálisis asimétrica con metales y en las distintas estrategias para su inmovilización covalente. En esta memoria, se describe la síntesis de nuevos sistemas organometálicos catalíticos inmovilizados y su utilización posterior en la formación enantioselectiva de enlaces carbono-carbono y carbono-heteroátomo a través de procesos con características de sostenibilidad mejoradas (supresión de los procesos requeridos para la separación del catalizador de los productos de reacción, mínimo uso de disolventes orgánicos en las reacciones catalíticas, evitar la utilización de grupos protectores y, por consiguiente, de pasos de protección y de desprotección). / Synthesis of homogeneous ligands and their use in catalysis constitutes one of the most important subjects in organic chemistry originating thousands of published works every year. From an industrial point of view, the application of such methodologies is rather limited due to the high cost of chiral ligands and noble metals used in such transformations. Moreover, sometimes the final products contain high levels of metal contamination, which can become a serious drawback if the metal is toxic. Strategies for immobilization of homogeneous catalysts onto bulk materials have been developed with the aim of combining the efficiency of homogeneous asymmetric catalysts with the easy separation, reuse and recycling of heterogeneous ones. An additional advantage of the immobilization approach is the possibility of implementing continuous flow processes. In this work, different approaches for the immobilization of the ligands onto polymers have been described. Thus, the effects of the spacer, the linker, the diverse resins and the different point of anchoring of ligands onto support have been evaluated for metal-mediated reactions. Additionally, recycling studies have been made with the best supported ligands. In order to demonstrate usefulness of the heterogenized ligands, we developed a continuous flow process using metal-supported catalyst in the asymmetric allylic amination. In the second part of the present thesis, we have evaluated the behaviour of different Lewis acids to induce stereospecific cyclizations from enantiomerically pure aryl glicidyl ethers. Through the research work herein described, we have demonstrated, contrary to previous claim about only gold mediating this reaction, Lewis acids do in fact catalyze this rearrangement. In particular, from the perspective of practical use, cost and availability considerations, FeBr3 (alone or in combination with silver triflate) can be considered as the reagent of choice for this operation and, in general, for processes where gold and other expensive metals merely act as simple Lewis acids. From a mechanistic point of view, the observed reactivity trends clearly indicate that these cyclizations are of the Friedel-Crafts type.

La química supramolecular s'ha convertit en una eina molt poderosa en la construcció de noves arquitectures de mida nanomètrica amb propietats singulars. La combinació de modificacions covalents amb una àmplia gamma d'interaccions no covalents permet l'ajust de les propietats dels nanomaterials i la creació de materials innovadors i avançats amb aplicacions diverses. L'objectiu principal d'aquest treball és explorar la possibilitat de combinar les propietats úniques de les ciclodextrines amb materials polimèrics per crear noves nanoarquitectures. La present tesi descriu el desenvolupament d'una nova classe de nanomaterials polimèrics basats en interaccions supramoleculars. Aquests nanomaterials es van preparar d'una manera controlada per deposició capa a capa en solucions aquoses i es van aplicar amb èxit en biosensors per millorar el senyal anaítica i també podrien ser utilitzats per a diferents aplicacions biomèdiques. A més, s'han preparat nanocebes de carboni altament solubles basades en nanoestructures polimèriques, la qual cosa obre noves possibilitats en diverses aplicacions com l'energia fotovoltaica o l'electrònica molecular, on la dispersió de molècules acceptores té un paper important en la fabricació i el rendiment del dispositiu. / La química supramolecular se ha convertido en una herramienta muy poderosa en la construcción de nuevas arquitecturas de tamaño nanométrico con propiedades singulares. La combinación de la modificación covalente con una amplia gama de interacciones no covalentes permite el ajuste de las propiedades de los nanomateriales y la creación de materiales innovadores y avanzados con aplicaciones diversas. El objetivo principal de este trabajo es explorar la posibilidad de combinar las propiedades únicas de las ciclodextrinas con materiales poliméricos para crear nuevas nanoarquitecturas . La presente tesis describe el desarrollo de una nueva clase de nanomateriales poliméricos basados en interacciones supramoleculares. Estos nanomateriales se prepararon de una manera controlada por deposición capa a capa en soluciones acuosas y se aplicarion con éxito en biosensores para mejorar la señal anaítica y también podrían ser utilizados para diferentes aplicaciones biomédicas. Además, se han preparado nanocebollas de carbono altamente solubles basadas en nanoestructuras poliméricas. lo cual abre nuevas posibilidades en diversas aplicaciones tales como la energía fotovoltaica o la electrónica molecular, donde la dispersión de moléculas aceptoras juega un papel importante en la fabricación y el rendimiento del dispositivo. / Supramolecular chemistry has emerged as a very powerful tool in the construction of novel nanometer-sized architectures with remarkable properties. The combination of covalent modification with a wide range of non-covalent interactions allows the fine tuning of nanomaterial properties and the creation of innovative and advanced materials with distinct applications. The main objective of this work it to explore the possibility to combine the unique guest-complexing properties of cyclodextrins with polymeric materials to create novel nanoarchitectures. The present thesis describes the development of a new class of polymeric nanomaterials based on supramolecular host-guest interactions. These well-organized nanomaterials were prepared in a controlled manner by simple layer-by-layer deposition technique in aqueous solutions. They were successfully implemented in enzyme-encapsulating particle-based signal enhancement tools in biosensors and also could be used for different biomedical applications. Moreover, the prepared highly soluble carbon based polymeric nanostructures opens up new possibilities for many other applications such as photovoltaics or molecular electronics where the dispersion of acceptor molecules plays an important role in device fabrication and performance.

En els últims anys, la creixent demanda de compostos enantiomèricament purs (fàrmacs, agroquímics...) ha impulsat el desenvolupament de la catàlisi asimètrica, sobretot emprant compostos organometàl·lics quirals com a catalitzadors. En aquest context, la síntesi de nous lligands quirals és essencial per descobrir bons sistemes catalítics en catàlisis asimètrica. Els sucres són una font important de lligands per l'elevada disponibilitat i baix preu. A més, són compostos altament funcionalitzats amb centres esterogènics. Això permet la síntesi de sèries sistemàtiques de lligands amb l'objectiu d'obtenir altes activitats i selectivitats per cada reacció en particular.Aquesta tesi s'ha centrat en la síntesi de compostos derivats de la D-(+)-glucosa, de la D-(+)-fructosa i la D-(+)-galactosa i l'aplicació com a lligands de catalitzadors homogenis quirals en quatre reaccions asimètriques: substitució al·lílica, Heck, addició 1,2 i addició conjugada 1,4. Per assolir aquest objectiu, s'ha plantejat la síntesi de tres famílies de compostos: fosfit-oxazolina (L1-L5), fosfit-fosforoamidit (L6) i monofosfit (L7-L11) (Figura 1). Després de la introducció (Capítol 1) i els objectius (Capítol 2), al capítol 3 es discuteix la síntesi i caracterització de les tres llibreries de compostos (L1-L11) i s'estudia l'aplicació de les tres llibreries a la reacció de substitució al·lílica asimètrica catalitzades per pal·ladi. La primera llibreria de compostos fosfit-oxazolina (L1-L5) ha mostrat altes enantioselectivitats (fins a un 99%) i bones activitats en un ampli ventall de substrats amb diferents propietats electròniques i estèriques. S'han observat importants efectes al variar els substituents de l'anell oxazolina, de la quiralitat axial i dels diferents substituents del biaril. L'estudi de diferents intermedis de reacció pal·ladi al·lil mitjançant espectroscòpia de ressonància magnètica nuclear ha permès entendre el comportament catalític d'aquests compostos. L'estudi també ha indicat que l'atac nuclèofil té lloc preferentment al carboni al·lílic terminal localitzat trans al fosfit. Figura 1. Fosfit-oxazolina (L1-L5), fosfit-fosforamidit (L6) i monofosfit (L7-L11).Les reaccions de substitució asimètrica utilitzant els compostos fosfit-fosforoamidit (L6) han mostrat que l'excés enantiomèric depèn preferentment dels substituents de les posicions en para dels bifenils. Aquests efectes han estat diferents segons el tipus de substrat. S'han obtingut excessos enantiomèrics fins a un 89% i altes activitats utilitzant el substrat rac-1,3-difenil-acetoxipropè, rac-(E)-etil-2,5-dimetil-3-hex-4-enilcarbonat i el rac-3-acetoxicicloheptè. Pel substrat lineal 1-(1-naftil)al·lil acetat, aquests lligands han mostrat no ser útils en termes de regioselectivitat però s'han obtingut bons excessos enantiomèrics de fins a un 72%.Si comparem aquests resultats amb els obtinguts amb els compostos fosfit-oxazolina (L1-L5) s'observa que el canvi de la funció oxazolina per la funció fosforoamidit té un efecte negatiu en la reacció de substitució al·lílica i en general decreixen les enantioselectivitats i la versalitat d'aquests compostos.L'aplicació de la llibreria de compostos monofosfit (L7-L11) en la reacció de substitució al·lílica asimètrica ha mostrat moderades enantioselectivitats (fins a un 46%). Els resultats en la catàlisi es veuen afectats en gran mesura per la diferència en la mida de l'anell carbohidrat, de les configuracions del carboni-3 i del carboni-4 de l'esquelet del lligand i pel tipus de substituents de l'anell biaril. El capítol 4 descriu l'aplicació dels compostos fosfit-oxazolina (L1-L5) com a lligands en la reacció de Heck asimètrica intermolecular. Una selecció correcta dels substituents en la funció oxazolina i del fosfit han permès obtenir excel·lents activitats (fins un 100% de conversió en 10 minuts), regioselectivitats i enantioselectivitats (fins un 99%) en un ampli rang de substrats utilitzant diferents fonts de triflat. El capítol 5 descriu l'aplicació de les tres llibreries de compostos (L1-L11) a les reaccions d'addició 1,2 a aldehids catalitzades per níquel. En primer lloc, s'ha estudiat l'aplicació dels compostos L1-L6. S'ha observat que la selectivitat del procés depèn principalment del grup funcional unit a l'esquelet del lligand, de les propietats estèriques del substituent en la funció oxazolina i de l'estructura del substrat. S'ha obtingut fins a un 59% d'excés enantiomèric utilitzant el precursor de catalitzador que conté el lligand L3a. En canvi, la utilització de la llibreria de compostos monofosfit (L7-L11) ha mostrat elevades enantioselectivitats (fins a 94%) i activitats en diferents tipus de substrat utilitzant baixes concentracions de catalitzador i sense excés de lligand.El capítol 6 descriu l'aplicació de les tres famílies de compostos (L1-L11) com a lligands en la reacció d'addició 1,4 catalitzada per coure de compostos organometàl·lics a diferents enones amb diferents propietats estèriques. L'ús de les llibreries de compostos fosfit-oxazolina (L1-L5) i fosfit-fosforamidit (L6) han proporcionat bones enantioselectivitats (fins a 78%) en l'addició de reactius de trialquilalumini a diferents enones. En canvi, la llibreria de compostos monofosfit (L7-L11) ha mostrat bones activitats però enantioselectivitats fins a 57%. / The growing demand for enantiomerically pure compounds for the development of pharmaceuticals, agrochemicals and flavors has captured the interest of the chemist in the last few decades. Of the various methods for producing enantiopure compounds, enantioselective homogeneous metal catalysis is an attractive one. In this context, carbohydrates have many advantages: they are readily available, are highly functionalized and have several stereogenic centers. This enables series of chiral ligands to be synthesized and screened in the search for high activities and selectivities for each particular reaction. In this context, this thesis focuses on the development of new chiral ligand libraries derived from carbohydrates, the synthesis of new catalyst precursors and their application in the Pd-catalyzed asymmetric allylic substitution, Pd-catalyzed asymmetric Heck reactions, Ni-catalyzed asymmetric addition of trialkylaluminium to aldehydes, and Cu-catalyzed asymmetric 1,4-conjugated addition of trialkylaluminium reagents to enones. For this porpose, we have designed and syntezied 3 new sugar based ligand libraries: phosphite-oxazoline (L1-L5), phosphite-phosphoroamidite (L6) i monophosphite (L7-L11) (Figure 1). After introduction (Chapter 1) and objectives (Chapter 2), in chapter 3 is discussed the synthesis and characterization of the ligand libraries (L1-L11) and and their application in the asymetric Pd-catalyzed allylic substituion reactions. Using phosphite-oxazoline ligands (L1-L5) we observed important effects of the oxazoline substituents and the axial chirality and the substituents of the biaryl moieties. However, the effects of these parameters depended on each substrate. High enantioselectivities (up to 99%) and good activities have been achieved in a wide range of substrates with different steric and electronic properties. The study of the Pd-1,3-diphenyl, 1,3-dimethyl and 1,3-cyclohexenyl allyl intermediates by NMR spectroscopy made it possible to understand the catalytic behaviour observed. This study also indicated that the nucleophilic attack takes place predominantly at the allylic terminal carbon atom located trans to the phosphite moiety. Figura 1. Fosfit-oxazolina (L1-L5), fosfit-fosforamidit (L6) i monofosfit (L7-L11). Asymmetric substitution reactions with catalyst precursors containing the phosphite-phosphoroamidite ligands showed that enantiomeric excesses depend strongly on the substituents at the para positions of the biphenyl moieties. However, these effects were different depending on the substrate in study. Enantiomeric excesses of up to 89% with high activities were obtained for rac-1,3-diphenyl-3-acetoxyprop-1-ene, rac-(E)-ethyl-2,5-dimethyl-3-hex-4-enylcarbonate and rac-3-acetoxycycloheptene. For the monosubstituted linear substrate 1-(1-naphthyl)allyl acetate, these ligands proved to be inadequate in terms of regioselectivities. However, we obtained good enantioselectivity by carefully selecting the substituents on the para position of the biphenyl moieties (ee's up to 72%). If we compare these results with those from the catalyst precursors containing the previous phosphite-oxazoline ligands (L1-L5), we found that the replacement of the oxazoline moiety by a phosphoroamidite group decreased enantioselectivities and versatibility. Asymmetric allylic alkylation with catalyst precursors containing the sugar-based monophosphite ligand library showed that the catalytic performance is highly affected by the size of the sugar backbone, the configurations at C-3 and C-4 of the ligand backbone and the type of substituents/configurations in the biaryl phosphite moiety. Low-to-moderate enantioselectivities (up to 46%) were obtained. In the asymmetric Pd-catalyzed Heck reactions (Chapter 4) with catalysts precursors based on phosphite-oxazoline ligands, we obtained excellent activities (up to 100% conversion in 10 minutes), regio- (up to >99%) and enantioselectivities (up to 99%) were obtained in a wide range of substrates and triflate sources. In the asymmetric Ni-catalyzed 1,2-addition of trialkylaluminium to aldehydes (Chpater 5) with catalysts precursors based on phosphite-oxazoline and phosphite-phosphoroamidite ligands, we found that the selectivity depends strongly on the type of functional group attached to the carbohydrate backbone, on the steric properties of the oxazoline substituents and on the substrate structure. Enantioselectivities up to 59% were obtained using the catalyst precursor containing the phosphite-oxazoline ligand L3a. In contrast to what we observed with the previous two ligand libraries, using sugar-based monophosphite ligands (L7-L11) provides high enantioselectivities (up to 94% ee) and activities in different substrate types, with low catalysts loadings and without excess of ligand. In Chapter 6, we described the phosphite-oxazoline and phosphite-phosphoroamidite ligands as chiral auxiliaries in the asymmetric Cu-catalyzed 1,4-conjugated addition of trialkylaluminium reagents to several enones provides good enantioselectivities (up to 80% ee). In the asymmetric Cu-catalyzed asymmetric 1,4-conjugated addition of trialkylaluminium reagents to several enones with catalysts precursors based on sugar monophosphite ligands, we found good activites and enantioselectivities up to 57% ee.

Durant els últims anys, els compostos fosfit han demostrat ser lligands eficients en diverses reaccions catalitzades por metalls de transició. En aquest context, hem desemvolupat diverses lligandoteques fosfit per la seva aplicació en reaccions per obtenit productes enantiomericament purs. Més concretament hem estudiat: (a) La síntesis i aplicació de 9 lligandoteques fosfit-nitrogen en l’hidrogenació d’olefines mínimament funcionalizades catalitzada per iridi i les reaccions de substitució al•lílica i Heck catalitzades per pal•ladi. Aquests lligands s’han dissenyat mitjançant variacions sistemàtiques de diversos paràmetres del lligand. En tots els casos s’han obtingut activitats i selectivitats excel•lents (ee’s superiors als 99%) per un ampli rang de substrats. Els resultats competeixen favorablement amb els publicats prèviament en la bibliografia. (b) L’aplicació de diversos tipus de lligandoteques fosfit en la hidrofomilació de vinilarens, olefines heterocícliques i enol esters terminals catalitzada per rodi obtenint resultats prometedors (ee’ de fins el 76%). / During the last years, phosphite-containing compounds have proved to be efficient ligands for several metal-catalyzed transformations. In this context, we have developed several phosphite-containing ligand libraries for their application in reactions leading to enantiomerically pure products. More concretely we have studied: (a) the synthesis and screening of 9 phosphite-nitrogen ligand libraries in the Ir-catalyzed hydrogenation of minimally functionalized olefins, Pd-catalyzed allylic substitution and Heck reactions. These ligand libraries have been designed by systematic modification of several ligand parameters. In all cases excellent activities, regio- and enantioselectivities (ee’s up to >99%) have been obtained for a broad range of substrates. These results compete favorably with those reported previously in the literature. (b) the screening of several types of phosphite containing ligand libraries in the Rh-catalyzed hydroformylation of vinylarenes, heterocyclic olefins and 1,1’-terminal enol esters obtaining promising results (ee’s up to 76%).

Aquesta tesi presenta resultats referits a noves metodologies aplicades cap a la obtenció de productes alfa-funcionalitzats i beta-borilats, que no tenen precedents en la bibliografia, a partir de cetones alfa,beta-insaturatdes. Les funcionalitzacions estudiades han sigut utilitzant fluor, per obtenir alfa-fluoro beta-boryl cetones; halogens, per obtenir alfa-halo beta-boryl cetones (sent els halogens clor i brom); i finalment difuncionalitzar cetones alfa,beta-insaturades per obtenir alfa-aryl beta-boryl cetones, que tal i com es reporta a la tesi, han sigut els intermedis cap a la sintesi de 2-aryl-1,3-diones, que són productes de sintesis molt valorats en la industria per les seves propietats com a pesticides. En tots tres casos, s'ha aconseguit la obtenció dels productes difuncionalitzats, dels quals cap havia sigut previament presentat a la bibligrafia existent, concluent per tant que aquest ha sigut un treball pioner cap a la sintesi i obtenció d'aquests compostos difuncionalitzats. / Esta tesis presenta los resultados pertenecientes a nuevas metodologias aplicadas hacia la obtención de productos alfa-funcionalizados y beta-borilados que no tienen precedente en la bibliografia, a partir de cetonas alfa,beta-insaturadas. Las funcionalizaciones estudiadas han sido utilizando fluor, para obtener alfa-fluoro beta-boryl cetonas; halogenos, para obtener alfa-halo beta-boril cetonas (siendo los halogenos cloro y bromo); y finalmente la difuncionalización de cetonas alfa,beta-insaturadas para obtener alfa-aryl beta-boryl cetonas, que tal y como se presenta en la tesis, han sido los productos intermedios hacia la sintesi de 2-aryl-1,3-dionas, que són productos de sintesis muy valorados en la indústria por sus propiedades como pesticidas. En todos los tres casos, se consiguió la obtención de los productos difuncionalizados, de los cuales ninguno habia sido previamente presentado en la bibliografia existente, concluyendo que éste ha sido un trabajo pionero hacia la sintesi y obtención de estos compuestos difuncionalizados. / This thesis presents the results concerning new methodologies towards the obtantion of alpha-functionalized beta-borylated compounds from alpha,beta-unsaturated carbonyl compounds, with no precedent in the litherature. The functionalizations studied focused on fluorine, to obtain alpha-fluoro beta-boryl ketones; halogens, to obtain alpha-halo beta-boryl ketones (being the halogens chlorine and bromine); and finally, the difunctionalization of alpha,beta-unsaturated ketones to obtain the corresponding alpha-aryl beta-boryl ketones, which as presented in this thesis, they have been the intermadiates towards the synthesis of 2-aryl-1,3-diones. 2-aryl-1,3-diones are highly valued products in industry for their properties as pesticides. In the three cases studied, we obtained the desired difunctionalized products, which any of them has been previously presented in the existing literature, concluding that this has been a pioneering work towards the synthesis and obtantion of such difunctionalized compounds.

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.

Les malalties causades per bacteris i fongs són responsables d’importants pèrdues econòmiques en cultius. Es considera que els pèptids antimicrobians, naturals i sintètics, són uns bons candidats per a ser utilitzats com a pesticides. En aquesta tesi doctoral s’ha sintetitzat una col•lecció de ciclolipopèptids derivats del pèptid antimicrobià BPC194 incorporant diverses cadenes hidrofòbiques. S'ha estudiat la introducció de modificacions com D-aminoàcids o un residu d'histidina, per tal de millorar el perfil biològic d'aquestes seqüències. Així mateix, s'han dissenyat i sintetitzat ciclolipopeptidotriazoles i pèptids conjugats derivats de BPC194. S’han identificat ciclolipopèptids i pèptids conjugats amb activitat antimicrobiana enfront patògens de plantes. Aquests resultats són la base per al desenvolupament de nous compostos antimicrobians per al tractament de malalties de plantes d’importància econòmica. / Plant diseases caused by bacteria and fungi are responsible for significant losses in agriculture, being one of the major factors limiting worldwide crop production. Natural and synthetic antimicrobial peptides are considered as promising candidates to be used as pesticides. In this thesis, a library of cyclolipopeptides derived from the antimicrobial peptide BPC194 incorporating a range of hydrophobic chains was synthesized. It was studied the introduction of different modifications, such as D-amino acids or a histidine residue, to improve the biological profile of these sequences. Moreover, cyclolipopeptides and peptide conjugates derived from BPC194 were designed and prepared. Cyclolipopeptides and peptide conjugates active against plant phatogenic bacteria and fungi were identified. These results are the basis for the development of new antimicrobial compounds to treat plant diseases of economic importance.