Han estat preparats diversos sensors potenciomètrics basats en parells iònics insolubles (1:1) provinents de l'associació d'ions tensioactius, en particular el catió tetradodecilamoni i l'anió dodecilbenzesulfonat (DBS-). Els materials sensors, incorporats a una matriu polimèrica de clorur de polivinil (PVC) que contenia com a agent plastificant l'o-nitrofeniloctil èter, van ser aplicats sobre una resina conductora per tal de fornir elèctrodes sense solució interna de referència. La resposta d'aquests elèctrodes a dodecilsulfat (DS-) i DBS- així com la interferència de diversos anions inorgànics habituals i cations tensioactius va ser igualment examinada. Es presenten els principals paràmetres corresponents a l'avaluació d'aquests elèctrodes i els seus temps de resposta. Les membranes estudiades mostren un bon comportament en ser utilitzades com a sensors potenciomètrics per a tensioactius aniònics.Aquests elèctrodes van ser emprats en la determinació de mostres comercials d'anions tensioactius per mitjà de valoracions potenciomètriques amb el reactiu valorant Hyamine 1622 (Hy+), sense aparèixer discrepàncies en els resultats quan aquests es comparaven amb el mètode de la valoració amb indicador mixt de les dues fases. Les característiques globals de funcionament milloren les corresponents a l'elèctrode comercial de tensioactius Orion, permetent la valoració de tensioactius a concentracions inferiors a 10mM i la seva aplicabilitat en anàlisis de rutina.Ha estat desenvolupat un sistema d'injecció en flux amb detecció potenciomètrica per a la monitorització del contingut de tensioactiu aniònic en solucions de rentat de planxes metàl·liques, emprant elèctrodes tubulars all-solid-state revestits de membrana de PVC. La mostra, amb una força iònica elevada i un pH extremadament bàsic, es determinada després de ser condicionada a partir d'un sistema de flux bicanal. Amb aquest procediment s'obtenen uns errors mitjans al voltant de l'1 % i una velocitat d'anàlisi d'unes 30 mostres/hora.Fent ús de la mateixa membrana polimèrica, es van desenvolupar transistors d'efecte de camp selectius a ions (ISFETs) per a tensioactius aniònics. En aquest cas, els dispositius van mostrar uns temps de vida superiors a 4 mesos, millorant els resultats habituals per a ISFETs basats en membranes de PVC. Altres característiques a ressaltar són els pendents nernstians aconseguits (59 a 62 mV/dec), límits de detecció propers a 10-6 M, una bona linealitat i una adequada resposta tant a diversos anions tensioactius com al reactiu emprat en la determinació potenciomètrica, el que va permetre l'avaluació del contingut global dels tensioactius aniònics presents en diferents mostres. No van aparèixer diferències significatives durant la comparació dels resultats obtinguts emprant el mètode proposat que utilitza els ISFETs com a indicadors de punt final i el mètode de valoració en dues fases.Van ser estudiades noves formulacions fotocurables en un intent de superar les limitacions inherents a les membranes de PVC i compatibilitzar la preparació de les membranes amb les tècniques fotolitogràfiques que poden produir sensors miniaturitzats. Aquestes membranes estan basades en un polímer d'uretà-acrilat que empra 2-cianofeniloctil èter com a plastificant compatible amb el procés de fotopolimerització. Aquestes membranes han resultat altament selectives als anions tensioactius assajats al mateix temps que els anions inorgànics més habituals no interfereixen de forma important. Es proposa una metodologia per tal d'optimitzar la composició de la membrana que condueix a una formulació apta per a un ús general. Aquesta membrana és completament caracteritzada, incloent els calibratges a anions tensioactius com el DBS-, el tetrapropilenbenzesulfonat i el DS-, així com als cations Hy+ i cetiltrimetilamoni. Les dades corresponents a l'ió principal mostren una sensibilitat de 58.1 mV/dec, una resposta lineal situada entre 1 x 10-3 M i 3 x 10-6 M, un límit de detecció corresponent a 0.26 ppm DBS- i una reproductibilitat del pendent entre dies, expressada com a desviació estàndard relativa, del 2.8 %.Finalment, es descriu la preparació de nous ISFETs basats en la membrana fotocurable prèviament optimitzada. Aquests dispositius no presenten diferències significatives (P=0.05) en termes de sensibilitat i reproductibilitat en ser comparats amb els corresponents elèctrodes selectius i presenten, addicionalment, una millora en els temps de resposta. Es mostra l'aplicació d'aquests ISFETs en la monitorització dels processos de fotodegradació, emprant dispersions de diòxid de titani, per a dos anions tensioactius: el DBS-, que conté una part aromàtica en la seva estructura i el DS-, de cadena alquílica. La determinació del contingut de tensioactiu va ser portada a terme emprant una metodologia d'addició estàndard fent ús dels ISFETs com a sensors potenciomètrics, sense la necessitat d'etapes de separació prèvies. La cinètica de degradació, en ambdós casos, va resultar de primer ordre, amb uns temps de vida mitjana de 31.5 min per a DBS- i 52.0 min per a DS-. / Potentiometric sensors, based on ion-pair 1:1 water-insoluble salts, were prepared using tetradodecylammonim as cationic and dodecylbenzenesulfonate (DBS-) as anionic surfactant. Sensing materials were incorporated in poly(vinyl chloride) (PVC) matrix containing o-nitrophenyl octyl ether as a plasticizer and applied on a support of conductive resin without inner reference solution. The response of these electrodes to dodecylsulfate (DS-) and DBS- as well as the interferences of several common inorganic anions and cationic surfactants were examined. The main parameters of evaluation of these electrodes and response times are presented and its behaviour is discussed. The membranes show good performance for use as a general potentiometric sensor responsive to anionic surfactants.These electrodes were applied to the determination of anionic surfactants by potentiometric titration using Hyamine 1622 (Hy+) as the titrant. The results from this method compare favourably with those of the two-phase mixed indicator titrationt method for several commercial anionic surfactants. The performance characteristics improve the commercially available Orion surfactant electrode allowing the titration of surfactants at concentrations down to 10mM and its applicability in routine analysis.A flow-injection system based on potentiometric detection and designed for the monitoring of anionic surfactant content of printing plates washing solutions was developed. PVC membrane ion-selective electrodes, constructed with all-solid-state tubular flow-through design were used. The sample, with high ionic strength and extremely alkaline pH, was conditioned in a two-channel flow injection system, allowing for surfactant determination. Errors of approximately 1 % may be obtained and the sample throughput achieved is around 30 samples per hour.Using the same PVC membrane, ion-selective field-effect transistors (ISFETs) to anionic surfactants were developed. These devices showed a lifetime longer than four months, improving values of PVC membrane-ISFETs. Othes characteristics are Nernstian slopes from 59 to 62 mV/dec, detection limits of about 10-6 M and good linearity. The also showed response to several anionic surfactant species and to the reagent used for the potentiometric titration. This allowed the measurement of the overall anonic surfactant content in different samples. In a comparative study, there were no significant diferences between the results produced with the standard, two-phase titration method and the proposed potentiometric titration method using surfactant ISFETs as end-point indicators.Overcoming the PVC membrane limitations, new photocurable formulations were studied, were the membrane manufacture could be compatible with massive photolithographic techniques to produce miniaturized sensors. These membranes are based on a urethane-acrylate polymer, and use 2-cyanophenyl octyl ether (CPOE), a plasticizer compatible with the photocuring process. These membranes are highly selective to the anionic surfactants assayed while common inorganic anions did not interfere. An optimization methodology is proposed for their formulation, suited to the final application. A membrane with a general-purpose formulation is fully characterized, including calibration results for anionic surfactants such as DBS-, tetrapropylenebenzenesulfonate and DS-, or cationic surfactants such as Hy+ and cetyltrimethylammonium ion. With the primary ion DBS- we verified a 58.1 mV/dec sensitivity, a linear response between 1 x 10-3 M and 3 x 10-6 M, a detection limit corresponding to 0.26 ppm DBS- and a slope precision of 2.8 % RSD betweeen days.Finally, the preparation of a new ISFET based on the optimized previous membrane is described. When compared to convencional ion-selective electrodes, the prepared ISFETs do not show significant diferences in sensitivity and reproducibility (P=0.05), improving the response time. As the application, photodegradation process using titanium dioxide dispersions, were monitorized for two anionic surfactants: DBS-, being aromatic, and the more alkylic DS-. The determination of surfactant concentration was performed following a standard addition methodology, using ISFETs as the sensors, and without any previous separation stages. The degradation kinetics in both cases are first-order processes, with half-life times of 31.5 min for DBS- and 52.0 min for DS-.

En la presente tesis doctoral se han realizado estudios sintéticos con el objetivo de obtener los alcaloides de Securinega. En primer lugar se investigó la posibilidad de acceder a ellos partiendo de otros productos naturales como son la aquilegiolida y la menisdaurilida. Posteriormente se inició el estudio de otra estrategia alternativa que no pasa por estos compuestos.En este sentido, se ha conseguido mejorar el proceso de obtención de la 4-hidroxi-2-ciclohexenona, posible precursor de estos productos, según una metodología iniciada en nuestros laboratorios por la Dra. Maria Escoda. Utilizando esta hidroxienona o la 2-ciclohexenona, como compuesto modelo, se han estudiado diversos métodos de formación del anillo de lactona basados principalmente en la oxidación de la posición a'-carbonílica, pero no se ha conseguido obtener resultados positivos.También se ha explorado la posibilidad de obtener la menisdaurilida y la aquilegiolida a partir de un sintón C4 y 4-vinil-2(5H)-furanona. Para ello se ha preparado esta furanona y se ha derivatizado en forma de triisopropilsililoxifurano y se han sintetizado diversos análogos C4 del viniloxirano. Con estos substratos se han realizado diferentes intentos de formación de una estructura que condujera a los compuestos naturales mediante una reacción de metátesis. Entre las opciones ensayadas cabe destacar los intentos de formación de compuestos con puentes de silicio para facilitar así algunas reacciones. Los resultados obtenidos en estos ensayos nos han conducido a abandonar esta aproximación sintética e iniciar otra aproximación distinta.Esta nueva aproximación no utilizaba la aquilegiolida y la menisdaurilida como intermedios de reacción. Los pasos clave de esta nueva ruta son una reacción de adición tipo Mannich viníloga, en la que se genera un nuevo centro estereogénico con la configuración adecuada, y una reacción de metátesis, utilizando el catalizador de Grubbs de segunda generación.En esta secuencia es importante la obtención de un precursor pirrolídinico o piperidínico en forma enantioselectiva. Esto se ha conseguido (partiendo de succinimida que daría lugar a los productos naturales del tipo norsecurinina) utilizando un método de alquilación de imidas cíclicas con viniloxirano mediante catálisis asimétrica, que nos ha proporcionado la opción de obtener uno u otro de los enantiómeros del producto alquilado en función de la configuración del ligando utilizado. Se ha realizado un amplio estudio de la reacción de reducción de la funcionalidad imida de este compuesto, transformación necesaria para obtener un derivado susceptible de generar un catión iminio, que es la especie reactiva en la reacción de Mannich viníloga. Como resultado de éstos estudios, se ha concluido que la mejor opción es proteger el grupo hidroxilo de la cadena lateral de la imida en forma de éter silílico, antes de llevar a cabo la reducción con Li(Et3BH).A continuación se ha estudiado la reacción de adición entre el triisopropilsililoxifurano derivado de la 4-vinil-2(5H)-furanona y la sal de N-aciliminio generada con un ácido de Lewis a partir del aminal derivado de succinimida.Por último, se han iniciado los estudios de la etapa de formación del anillo de azepina mediante la reacción de metátesis intramolecular del producto de adición obtenido en la etapa previa. En esta reacción se han obtenido los cuatro diastereoisómeros posibles y se ha determinado su estereoquímica en base a experimentos de resonancia magnética nuclear, concluyendo que los isómeros mayoritarios son los adecuados para continuar la síntesis de los alcaloides. / This Ph. D. thesis presents some synthetic studies toward Securinega alkaloids. First we investigated the possibility of getting them from other natural products like aquilegiolide or menisdaurilide. Secondly, we developed an alternative strategy that does not use these compounds.In the first part of the thesis we improved the process of getting 4-hydroxy-2-cyclohexenone (which is a possible precursor of these two natural products) using the methodology developed in our laboratories by Dr. Maria Escoda. Also we unsuccesfully made some studies of the methods for the lactone ring formation from this hydroxyenone (or/and 2 cyclohexenone as a model).The possibility of getting menisdaurilide and aquilegiolide from a C4 synthon and 4-vinyl-2(5H)-furanone was also explored. This furanone and its triisopropylsilyl derivative was prepared and some C4 vinyloxiranes analogs were synthesized too. Synthetic strategies with these substrates to form a structure that would give both natural products were tried using a ring closed metathesis reaction. One of these approaches was the formation of silicon bridges to make the reaction easier.The results in this first part made us to abandon this synthetic approach and start a different one.This new approach did not use aquilegiolide and menisdaurilide as reaction intermediate. The key steps are a vinylogous Mannich reaction (where a new stereogenic center was generated with the appropiate configuration) and a ring closed metathesis reaction (using the second generation Grubbs catalyst).In this sequence it is very important to obtain a pyrrolidinic or piperidinic precursor with high enantioselectivity. With this aim we decided to apply the vinyloxirane selective ring opening alkylation method to succinimide that would lead to norsecurinine kind of natural products. We could get one or the other enantiomer of the alquilated product depending on the ligand used.A wide study of the imide functional group reduction reaction was made. This is a necessary transformation for getting the product which can generate an iminium cation, that is the reactive specie in the vinylogous Mannich reaction. As result of this study the best option is to protect the hydroxyl group of the imide side chain as a silylether before the reduction with Li(Et3BH).After that, we studied the addition reaction between triisopropylsilyloxyfurane derivative of 4-vinyl-2(5H)-furanone and the N-acyliminium ion generated with a Lewis acid from the succinimide aminal derivative.Finally, studies related to the azepine ring formation of the addition product by an intramolecular RCM reaction were initiated and four diastereoisomers were obtained. NMR experiments were made to know their stereochemistry and the major isomers are the ones that would give the alkaloids.

El compost dímer [{RuCl2(p-cimè)}2] reacciona amb diferents lligands fosfina donant pas a la formació dels compostos monòmers de ruteni(II) [RuCl2(p-cimè)L] on L = PPh2H, PPh2(CH2)xpy (on x = 0 i 1) i PPh2C∫CR (on R = Ph, tBu i p-Tol). Si se'l fa reaccionar amb la fosfina PPh2C∫CPPh2 s'obté el compost d'estequiometria [{RuCl2(p-cimè)}2PPh2C∫CPPh2] on la fosfina actua com a lligand bidentat pont entre dos àtoms de ruteni. Quan es fan reaccionar els compostos [RuCl2(p-cimè)PPh2(CH2)xpy] amb NaBF4 s'obtenen els compostos [RuCl(p-cimè)PPh2py]BF4 i [RuCl(p-cimè)PPh2CH2py]BF4. En aquests compostos la fosfina actua com a lligand quelant P-N.L'estudi cristal·logràfic efectuat confirma les estructures proposades per als compostos [RuCl2(p-cimè)PPh2H], [RuCl2(p-cimè)PPh2py] i [RuCl2(p-cimè)PPh2py]BF4. El compost [RuCl2(p-cimè)PPh2C∫CPh] cristal·litza formant dos tipus de cristalls diferents amb dues estructures pràcticament idèntiques, amb l'única diferència de l'orientació dels anells fenil units directament al fòsfor en relació a l'anell del p-cimè.Els compostos [RuCl2(p-cimè)PPh2py] i [RuCl(p-cimè)PPh2py]BF4 actuen com a catalitzadors de la hidrogenació catalítica de substrats com olefines i alquins. Els rendiments són comparables als obtinguts amb altres catalitzadors malgrat que la cinètica és més lenta.La reacció de Ru3(CO)12 amb la fosfina PPh2py en excés d'àcids carboxílics dóna lloc als complexos dímers de Ru(I) [Ru2(HCOO)2(CO)4(PPh2py)2] i [Ru2(CH3COO)2(CO)4(PPh2py)2] en els quals el lligand carboxilat actua com a lligand pont i la fosfina actua com a lligand terminal. El dímer [Ru2(HCOO)2(CO)4(PPh2py)2] reacciona amb ditiols formant els corresponents complexos [Ru2(S(CH2)xS)(CO)4(PPh2py)2] (on x = 2 i 3) en els quals el lligand ditiolat actua com a lligand pont i la fosfina com a lligand terminal.La reacció de Ru3(CO)12 amb la fosfina PPh2CH2py en presència d'un excés d'àcids carboxílics dóna lloc als complexos monòmers de Ru(II) [Ru(HCOO)(CO)2(PPh2CH2py)]HCOO i [Ru(CH3COO)(CO)2(PPh2CH2py)]CH3COO en els quals els lligands carboxilat i fosfina actuen com a lligands bidentats. El complex [Ru(HCOO)(CO)2(PPh2CH2py)]HCOO reacciona amb el ditiol HS(CH2)2SH donant lloc al compost [Ru(S(CH2)2S)(CO)2(PPh2CH2py)] en el qual els lligands ditiolat i fosfina actuen com a lligands quelants. / El compuesto dímero [{RuCl2(p-cimeno)}2] reacciona con diferentes ligandos fosfina dando lugar a la formación de los compuestos monómeros de rutenio(II) [RuCl2(p-cimeno)L] con L = PPh2H, PPh2(CH2)xpy (x = 0 y 1) y PPh2C∫CR (con R = Ph, tBu y p-Tol). Si se hace reaccionar este dímero con la fosfina PPh2C∫CPPh2 se obtiene el compuesto de estequiometría [{RuCl2(p-cimeno)}2PPh2C∫CPPh2] en el que la fosfina actúa como ligando bidentado puente entre dos átomos de rutenio. Cuando se hacen reaccionar los compuestos [RuCl2(p-cimeno)PPh2(CH2)xpy] con NaBF4 se obtienen los compuestos [RuCl(p-cimeno)PPh2py]BF4 y [RuCl(p-cimeno)PPh2CH2py]BF4. En éstos, la fosfina actúa como ligando quelante P-N.El estudio cristalográfico efectuado confirma las estructuras propuestas para los compuestos [RuCl2(p-cimeno)PPh2H], [RuCl2(p-cimeno)PPh2py] y [RuCl2(p-cimeno)PPh2py]BF4. El compuesto [RuCl2(p-cimeno)PPh2C∫CPh] cristaliza formando dos tipos de cristales diferentes con dos estructuras prácticamente idénticas, con la única diferencia de la orientación de los anillos fenilo unidos directamente al fósforo en relación al anillo del p-cimeno.Los compuestos [RuCl2(p-cimeno)PPh2py] y [RuCl(p-cimeno)PPh2py]BF4 actúan como catalizadores de la hidrogenación catalítica de substratos como olefinas y alquinos. Los rendimientos son comparables a los obtenidos con otros catalizadores aunque la cinética es más lenta.La reacción de Ru3(CO)12 con la fosfina PPh2py en exceso de ácidos carboxílicos da lugar a los complejos dímeros de Ru(I) [Ru2(HCOO)2(CO)4(PPh2py)2] y [Ru2(CH3COO)2(CO)4(PPh2py)2] en los que el ligando carboxilato actúa como ligando puente y la fosfina actúa como ligando terminal. El dímero [Ru2(HCOO)2(CO)4(PPh2py)2] reacciona con ditioles formando los correspondientes complejos [Ru2(S(CH2)xS)(CO)4(PPh2py)2] (x = 2 y 3) en los que el ligando ditiolato actúa como ligando puente y la fosfina como ligando terminal.La reacción de Ru3(CO)12 con la fosfina PPh2CH2py en presencia de un exceso de ácidos carboxílicos da lugar a los complejos monómeros de Ru(II) [Ru(HCOO)(CO)2(PPh2CH2py)]HCOO y [Ru(CH3COO)(CO)2(PPh2CH2py)]CH3COO en los que los ligandos carboxilato y fosfina actúan como ligandos bidentados. El complejo [Ru(HCOO)(CO)2(PPh2CH2py)]HCOO reacciona con el ditiol HS(CH2)2SH formando el compuesto [Ru(S(CH2)2S)(CO)2(PPh2CH2py)] en el qual los ligandos ditiolato y fosfina actúan como ligandos quelantes. / The dimeric compound [{RuCl2(p-cymene)}2] reacts with different phosphine ligands to give the monomeric ruthenium(II) compounds [RuCl2(p-cymene)L] with L = PPh2H, PPh2(CH2)xpy (x = 0 and 1) and PPh2C∫CR (with R = Ph, tBu and p-Tol). Reaction with PPh2C∫CPPh2 leads to the compound [{RuCl2(p-cymene)}2PPh2C∫CPPh2], where the ligand acts as a bridge between two ruthenium atoms. When compounds [RuCl2(p-cymene)PPh2(CH2)xpy] react with NaBF4, [RuCl(p-cymene)PPh2py]BF4 and [RuCl(p-cymene)PPh2CH2py]BF4 are obtained. In these compounds, the phosphine ligands act as chelating P-N molecules.The crystallographic study confirms the structures proposed for compounds [RuCl2(p-cymene)PPh2H], [RuCl2(p-cymene)PPh2py] and [RuCl2(p-cymene)PPh2py]BF4. The structure of [RuCl2(p-cymene)PPh2C∫CPh] shows two type of crystalls with practically identical structure. The only difference is the orientation of phenyl rings directly linked to phosphorous.Compounds [RuCl2(p-cymene)PPh2py] and [RuCl(p-cymene)PPh2py]BF4 catalyse the hidrogenation of substrates such as olefines and alkynes. The yields are comparable to those obtained with other catalysts although the kinetics are slower.The reaction of Ru3(CO)12 with PPh2py with an excess of a carboxylic acid leads to the dimeric Ru(I) complexes [Ru2(HCOO)2(CO)4(PPh2py)2] and [Ru2(CH3COO)2(CO)4(PPh2py)2] in which the carboxylate ligands act as a bridge and the phosphine acts as a terminal ligand. The dimeric compound [Ru2(HCOO)2(CO)4(PPh2py)2] reacts with dithiols forming the corresponding complexes [Ru2(S(CH2)xS)(CO)4(PPh2py)2] (x = 2 and 3) in which the dithiolate ligands act as bridging molecules and the phosphine acts as a terminal ligand. The reaction of Ru3(CO)12 with PPh2CH2py in the presence of an excess of carboxylic acids gives the monomeric Ru(II) compounds [Ru(HCOO)(CO)2(PPh2CH2py)]HCOO and [Ru(CH3COO)(CO)2-(PPh2CH2py)]CH3COO in which carboxylate and phosphine act as bidentate ligands. The complex [Ru(HCOO)(CO)2(PPh2CH2py) ]HCOO reacts with 1,2-ethanedithiol forming the compound [Ru(S(CH2)2S)(CO)2(PPh2CH2py)] where dithiolate and phosphine ligands act as chelating ligands.

No description available.

No description available.

Els Processos Avançats d'Oxidació (PAO) inclouen un conjunt de metodologies que tenen en comú la generació del radical hidroxil (OH·). Aquest radical és una espècie molt oxidant que té la capacitat d'oxidar compostos orgànics, inorgànics i microorganismes (bacteris, fongs, virus.). Una de les metodologies que inclouen els PAO és la fotocatàlisi heterogènia. La filosofia d'aquesta metodologia és combinar l'acció d'un catalitzador amb una font radiant (UV o visible) per a generar els portadors de càrrega (e-/h+) i els radicals hidroxil amb l'objectiu d'oxidar compostos orgànics.Mitjaçant el procés de fotocatàlisi heterogènia en fase gas s'ha dut a terme l'oxidació fotocatalítica de l'etanol i dels seus intermedis de reacció. S'ha avaluat quantitativament el procés de degradació de l'etanol i del seu principal intermedi (l'acetaldehid), aplicant el model de Langmuir-Hinshelwood del qual hem extret les constants cinètiques d'oxidació i les constants d'adsorció de l'etanol i l'acetaldehid. A partir d'aquest estudi cinètic s'han tractat, en el transcurs de la tesi, alguns aspectes limitants de la fotocatàlisi en fase gas.En aquest sentit, donat que el ventall de catalitzadors disponibles que siguin efectius, és molt reduït s'ha dut a terme la recerca de nous materials catalitzadors amb l'objectiu de millorar el rendiment del procés fotocatalític: sistemes híbrids, catalitzadors dopats, catalitzadors nanoestructurats, i catalitzadors pretractats amb diversos àcids.Per altra part, un dels principals inconvenients de la fotocatàlisi en fase gas és la desactivació del catalitzador. Aquest fenomen suposa la pèrdua d'activitat del catalitzador a mesura que es va utilitzant. Per aquest motiu un altre aspecte estudiat en aquesta tesi és el de perllongar la vida útil de dos catalitzadors: TiO2 Degussa P25 i el sistema híbrid TiO2/Fe2O3 (10:1). Per a realitzar aquest estudi, primer s'ha realitzat la desactivació de tots dos catalitzador, reutilitzant-los sis vegades consecutives. Un cop desactivats s'han sotmès a diferents tractaments de regeneració per aconseguir recuperar l'activitat que tenien inicialment.

La utilización de aldolasas como biocatalizadores para la formación de enlaces C-C con estereoquímica definida depende esencialmente del descubrimiento de nuevas aldolasas y de la capacidad de disponerlas en el mercado para demostrar su poder en la síntesis de sintones quirales. El presente trabajo de tesis doctoral es una aportación al campo de las síntesis asimétricas basadas en el uso de enzimas a través de la clonación de nuevas aldolasas naturales, así como del desarrollo de procesos de obtención de aldolasas recombinantes dependientes de DHAP, de glicina y de acetaldehído para su utilización en la síntesis de compuestos complejos con dos nuevos centros quirales de estereoquímica definida y complementaria. La enzimas objetivo de este trabajo son las cuatro adolasas dependientes de DHAP (ramnulosa 1-fosfato aldolasa, fuculosa 1-fosfato aldolasa, fructosa 1,6 bifosfato aldolasa, tagatosa 1,6 bifosfato aldolasa), dos aldolasas dependientes de glicina (treonina aldolasas) y aldolasas dependientes de acetaldehído (desoxiribosa 1- fosfato aldolasa). En concreto, este trabajo se resume en cinco puntos básicos:Primero, se han clonado siete aldolasas procariotas de diversas fuentes microbianas, aunque principalmente de E. coli, en una plataforma homogénea, sencilla y versátil que permite la sobreexpresión soluble intracelular de estas enzimas como proteínas de fusión a una cola de hexahistidinas.Segundo, se ha desarrollado una estrategia general de purificación que permite obtener el producto funcional en un mínimo número de etapas con un alto rendimiento y estabilidad. Tercero, se han puesto a punto las metodologías necesarias para la determinación de las actividades aldolásicas específicas en base a ensayos enzimáticos espectrofotométricos fundamentados en la reacción con el sustrato natural de cada una. Cuarto, se ha seleccionado el sistema de producción de ramnulosa 1-fosfato aldolasa (RhuA) como modelo para definir un proceso reproducible a escala productiva, optimizando los aspectos básicos que condicionan la sobreexpresión de proteínas recombinantes en E. coli.Quinto, se ha trabajado en el desarrollo de una estrategia de cultivo semicontinuo adecuado para la obtención de cultivos de alta densidad celular, optimizando los criterios de inducción de la expresión de la proteína recombinante para maximizar la producción y productividad de RhuA.Finalmente, utilizando técnicas de biología molecular, se ha trabajado en la mejora de la plataforma de expresión para prescindir del uso de antibióticos como marcadores de selección, siempre pensando en su aplicación a escala industrial. En concreto, se ha desarrollado un plásmido de complementación de una auxotrofía para glicina que permite el crecimiento de E. coli en medios definidos sin necesidad del uso de antibióticos. Este nuevo sistema permitirá diseñar futuras estrategias de cultivo más económicas para la producción de proteínas recombinantes con un menor impacto ambiental. / Enzymes are increasingly recognized as valuable tools for organic synthesis. One of the main assets of enzymes is their ability to perform reactions in a stereoselective way, which is difficult to achieve employing protective group chemistry methods. Their high regio and stereoselectivity and catalytic efficiency make enzymes especially useful for the synthesis of complex molecules like carbohydrates, which play an important role in metabolism, as well as in cellular recognition, adhesion, molecular signalling and other relevant biological functions. In this context, aldolases constitute one of the most interesting groups of enzymes employed in biocatalysis due to their ability to catalyze the formation of C-C bonds with a defined stereochemistry leading to enantiomerically pure products, even when the starting materials are non-chiral substrates.This work represents a contribution to the field of the asymmetric synthesis based on the uses of enzymes through the clonation of new aldolasas, as well as the development and optimization of upstream and downstream processes for obtaining recombinant aldolases for its uses in the synthesis of complex compounds. The target enzymes of this work are the four DHAP dependent adolasas (rhamnulose 1-phosphate aldolasa, fuculose 1-phosphate aldolasa, fructose 1,6 biphosphate aldolase, tagatose 1,6 biphosphate aldolase), two glycine dependent aldolases (threonine aldolases) and acetaldehyde dependent aldolasas (desoxyribose 1-phosphate aldolase or DERA), all from microbial sources.In concrete, this work is summarized in five basic points: First, seven aldolases form diverse microbial sources has been cloned, mainly from E. coli, in a homogeneous, simple and versatile platform that allows its intracellular overexpression as fusion proteins to a hexahistidine tag.Second, a general strategy of purification has been developed that allows obtaining the functional product in a short number of stages with a high recovery yield and stability. Third, the methodologies for the determination of specific enzyme activities has been established based on enzymatic spectrophotometrics assays with their own natural substrates.Fourth, the production system of rhamnulose 1-phosphate aldolase (RhuA) has been selected as a model to define a productive process, optimizing basic aspects that could condition recombinant protein expression in E. coli. Fifth, Fed-batch culture techniques were employed to grow E. coli at high cell densities for the intracellular production of recombinant rhamnulose 1-phosphate aldolase (RhuA) under the transcriptional control of the strong promoter T5. A predetermined exponential feeding strategy at constant specific growth rate was selected using a defined medium, optimizing the induction conditions in order to maximize the production and productivity of RhuA. Finally, using molecular biology techniques, an alternative approach to the use of antibiotic selection marker for preventing plasmid loss based on an aminoacid auxotrophy complementation has been developed, always thinking of their application to industrial scale. This new system will allow the design of future and more economic cultivation strategies for the production of recombinant proteins with a lower environmental impact.

vegeu pdf

No description available.

Els extractes d’abundants plantes de la família Stemonaceae han estat llargament utilitzades als països asiàtics davant diferents malalties i també per les seves propietats antiparasitàries. Els constituents més significatius d’aquests extractes són una sèrie de metabòlits secundaris relacionats estructuralment, anomenats alcaloides d’Stemona. Tots els alcaloides d’Stemona són policíclics i molts d’ells presenten un sistema central pirrolo[1,2-a]azepina com a característica estructural. La majoria també incorpora, com a mínim, una estructura d’α-metil-γ-butirolactona, que pot estar unida al nucli azabizíclic en forma espirànica, fusionada o be com a substituent. L’objectiu d’aquesta tesi era avançar en la seqüència cap a (-)-stenine i sessilifoliamides B i C, como a part d’un projecte que persegueix la síntesi d’alcaloides d’Stemona a través d’una aproximació estereoselectiva i flexible, on diversos alcaloides podrien sintetitzar-se a partir d’intermedis comuns. A la primera part de la tesi, el nucli típic de pirroloazepinona va ser sintetitzat a través d’una reacció de cicloaddició 1,3-dipolar entre una nitrona quiral i una olefina, seguit d’una reducció de l’enllaç N-O, i una posterior ciclació 7-exo-trig. Diferents transformacions sobre aquest intermedi bicíclic van conduir a un compost que mostrava l’esquelet complert de carbonis dels alcaloides objectiu, no obstant, la ciclació final per arribar a l’estructura tetracíclica no es va poder aconseguir. A la segona part, els intermedis clau van ser preparats a través d’una aproximació diferent, partint de succinimides i fent ús d’una reacció de metàtesis de tancament d’anell i d’una Morita-Baylis-Hillman com a transformacions clau per construir el nucli azabicíclic. Estudis preliminars duts a terme amb material de partida racèmic, va permetre l’obtenció d’un compost amb l’estructura de les sessilifoliamides B i C. / The extracts of several plants of the Stemonaceae family have long been used in Asian countries against different diseases and for their antiparasitic properties. Significant constituents of these extracts are a series of structurally related secondary metabolites named as Stemona alkaloids. All the Stemona alkaloids are polycyclic and most of them present a central pyrrolo[1,2-a]azepine system as a characteristic structural feature. The majority also incorporate at least one substructure of α-methyl-γ-butyrolactone, which can be linked to the azabicyclic core in a spiro or fused manner or as a substituent. The aim of this thesis was to advance in the sequence towards (-)-stenine and sessilifoliamides B and C, as part of a project that pursues the synthesis of Stemona alkaloids through a stereoselective and flexible approach, where several alkaloids could be synthesized from common intermediates. In the first part of the thesis, the typical pyrroloazepine core was synthesized through a 1,3-dipolar cycloaddition reaction between a chiral nitrone and an olefine, followed by reduction of the N-O bond, and subsequent 7-exo-trig cyclization. The bicyclic intermediate was elaborated to a compound displaying the complete carbon skeleton of the target alkaloids, but the final cyclization to the tetracyclic structure could not be accomplished. In the second part, the key intermediates were prepared though a different approach, starting from succinimides and making use of ring closing metathesis and Morita-Baylis-Hillman processes as the key transformations to construct the azabicyclic core. Preliminary studies performed with racemic starting material led to the preparation of a compound with the structure of sessilifoliamides B and C.