No description available.

La preparació de dispositius moleculars amb aplicacions específiques ha atret una gran atenció durant aquests darrers anys, ja que aquests poden oferir nous avantatges respecte la tecnologia basada en l'òxid de silici. Sovint, per la preparació dels dispositius és necessari dipositar les molècules o material sobre un suport sòlid adequat. L'ordenament i l'empaquetament de les molècules són aspectes crucials per la operació del dispositiu i, per tant, és molt important tenir un bon control de com el dissolvent, el substrat i la funcionalització molecular influeixen en les organitzacions moleculars resultants i en les interaccions intermoleculars. En aquesta Tesi s'han estudiat les organitzacions de dues famílies d'espècies electroactives, els tetratiafulvalens (TTFs) i els radicals policlorotrifenilmetílics (PTMs), que s'han utilitzat per la preparació de transistors orgànics d'efecte de camp (OFETs) i interruptors moleculars, respectivament. Els OFETs estan inclosos dintre del que es coneix com l'electrònica dels plàstics. Alguns derivats de TTFs posseeixen unes característiques electròniques i estructurals apropiades per ser utilitzats com a semiconductors orgànics per OFETs. En aquesta Tesi es descriuen els principals resultats obtinguts en la síntesi i estudi de les propietats elèctriques com a OFETs dels derivats de TTF ditiofetetratiafulvalè (DT-TTF) i el dibenzotetratiafulvalè (DB-TTF). OFETs basats en cristalls que han estat processats a partir de solució, han donat mobilitats molt altes d'1 i 3.65 cm2/Vs, pel DB-TTF i el DT-TTF, respectivament. S'han preparat pel·lícules altament ordenades del DT-TTF utilitzant la tècnica de Zone Casting, i s'han obtingut mobilitats de l'ordre del silici amorf i, per tant, amplien la possibilitat d'utilizar-los en l'electrònica de baix cost.Ja que la miniaturització dels dispositius és un dels principals objectius de l'electrònica molecular, la possibilitat de fabricar-los amb un nombre reduït de molècules és una aproximació molt atractiva. Amb aquesta finalitat, s'han preparat monocapes auto-assemblades (SAMs) basades en radicals PTM. Aquestes compostos són espècies multifuncionals ja que combinen propietats òptiques, magnètiques i electroquímiques. Les SAMs s'han preparat sobre substrats derivats del SiO2 i Au. S'ha demostrat el comportament com a interruptor molecular (químic i electroquímic) dels substrats funcionalitzats amb radicals PTM i s'ha utilitzat la resposta òptica o magnètica per llegir l'estat de l'interruptor. D'altra banda, també s'ha estudiat per microscòpia de força atòmica (AFM) i microscòpia d'efecte túnel (STM) el tipus d'organització que formen alguns derivats de TTF i PTM fisisorbits sobre substrats de diferent naturalesa (grafit, mica i SiO2). L'auto-assemblatge sobre grafit d'un derivat de radical PTM funcionalitzat amb tres cadenes alquíliques llargues ha donat lloc a la formació d'estructures tipus fibril·lars altament ordenades, formades per files magnètiques separades per les cadenes alquíliques, que actuen com a barreres diamagnètiques. En el cas dels TTFs, s'ha estudiat l'organització bi i tridimensional del tricarbometoxitetratiafulvalè (TCM-TTF). S'ha observat que les interaccions molècula-molècula, molècula-substrat i molècula-dissolvent tenen un paper molt important en l'organització resultant, formant-se des de capes fins a fibres moleculars. / The construction of molecular devices with specific applications has attracted a great deal of attention in recent years since they can offer new advantages to well-established silicon-based technologies. Often, to construct a molecular device it is necessary to deposit molecules or material on a suitable substrate. Since the ordering and packing of the molecules are crucial aspects for the operation of the device, it is important to have good control of how solvent, substrate or molecular funcionalitzation influences on the resulting molecular assemblies and the intermolecular interactions. In this Thesis we have studied the organizations of two families of electroactive molecules, tetrathiafulvalenes (TTFs) and polychlorotriphenylmethyl (PTM) radicals, which have been used as the active components of Organic Field Effect Transistors (OFETs) and molecular switches, respectively.OFETs are included in the field of Plastic Electronics. Some TTF derivatives have appropriate structural and electronic characteristics to be used as organic semiconductors in OFETs. The main results related to the synthesis and the electrical properties as OFETs of the dithiophene-tetrathiafulvalene (DT-TTF) and dibenzo-tetrathiafulvalene (DB-TTF) are described in this Thesis. OFETs based on single crystals obtained from solution of these synthesized compounds have resulted in mobilities of 1 cm2/Vs and 3.6 cm2/Vs, for DB-TTF and DT-TTF, respectively, being the later the highest mobility reported for solution-processed devices. Highly ordered films based on DT-TTF were prepared by Zone Casting exhibiting also high mobilities, of the order of 0.2 cm2/Vs. Thus, this technique offers a promising approach to obtain low-cost devices with large area coverage. Since the miniaturization of the devices is one of the main aim in the field of molecular electronics, the possibility to fabricate a device with a small group of molecules is a very attractive approach. With this purpose, self-assembled monolayers (SAMs) based on PTM radicals have been prepared. These are multifunctional species that combine optical, magnetic and electrochemical properties. SAMs of PTM radicals have been formed on silicon dioxide-based substrates and gold. It has been demonstrated that the resulting functionalized substrates can be used as molecular switches (chemical and electrochemical), using the optical and magnetic response to read the status of the switch. We have also studied by AFM and STM the self-assembly of some TTFs and PTMs derivatives physisorbed on surface. A new PTM radical bearing long alkyl chains was synthesized and its self-assembly on graphite was studied by STM at the liquid-solid interface. The self-assembly of this PTM radical gave highly-ordered structures composed by magnetic double rows, formed by the PTM cores, separated by the alkyl chains that act as insulating diamagnetic barriers and determine the spacing between the rows. On the other hand, we have studied the organization of the tetra(carbometoxy)-tetrathiafulvalene (TCM-TTF) and it was observed that depending on the combination of the two main parameters (solvent and substrate) the resulting two-dimensional assemblies can be completely different, ranging from molecular layers to long molecular fibers.

En aquesta Tesi: 1) S’ha estudiat la reacció de metàtesi creuada (CM) de diferents derivats metilenciclopentànics utilitzant el catalitzador d’Hoveyda-Grubbs de segona generació, observant la formació dels alquens tetrasubstituïts corresponents amb bons rendiments. En el cas d’un derivat bis(metilenciclopentànic) s’ha observat la formació de productes de doble i triple CM amb elevada estereoselectivitat anti, fet que en el cas del producte de doble CM s’ha establert per difracció de raigs X. 2) S’ha preparat un nou ciclopentadiè 1,1-disubstituit funcionalitzat, i s’han estudiat les reaccions de Diels-Alder amb diferents dienòfils [anhídrid maleic, cis-1,2-bis(fenilsulfonil)etilè i triflat de fenil(2-iodoetinil)iodoni]. L’adducte amb l’últim dienòfil s’ha transformat en un derivat 2,3-diiodat 7,7-disubstituït del norbornadiè. 3) S’ha estudiat la reacció del triflat de (2-iodoetinil)feniliodoni amb 1,3-difenilisobenzofuran que depenen de les condicions dóna l’adducte Diels-Alder corresponent o un triflat naftalènic format per reducció de l’adducte inicial per part del 1,3.difenilisobenzofuran emprat en excés. 4) S’ha desenvolupat una seqüència sintètica per a l’obtenció de derivats del 2,8-etanonoradamantà molt funcionalitzats, que té com a etapa clau una reacció Diels-Alder intramolecular. Durant la reducció d’una enona a alcohol al•lílic amb NaBH4 / CeCl3•7H2O (mètode de Luche), es va haver de protegir una funció maleimida transformant-la en una barreja diastereomèrica d’adductes amb furà, regenerant la maleimida després de la reducció de l’enona, per escalfament en el sí de toluè a reflux durant 4 dies (reacció retro-Diels-Alder). També s’ha posat a punt un procediment alternatiu per preparar un intermediari clau en la seqüència sintètica anterior, 5-{[(t-butildimetilsilil)oxi]metil}-2-metil-5,6-dihidrociclopenta[c]pirrol-1,3(2H,4H)-diona, a partir de la N-metilmaleimida amb un rendiment cinc vegades superior al desenvolupat inicialment. 5) L’estructura dels diferents compostos obtinguts en aquesta Tesi s’ha establert per mètodes espectroscòpics [1H-RMN, 13C-RMN, correlacions 1H/1H (COSY, NOESY), correlacions 1H/13C (gHSQC, gHMBC), MS, IR] i en diversos casos, també per difracció de raigs X. / "Synthesis and reactivity of polycyclic compounds: Applications of the olefin metathesis reaction to their synthesis" In this PhD Thesis: 1) The cross metathesis (CM) reaction of different methylenecyclopentane derivatives using Hoveyda-Grubbs second generation catalyst has been studied. In these reactions, tetrasubstituted alkenes have been formed in good yields. In the case of a bis(methylenecyclopentane) derivative, the formation of products from double and triple CM has been observed. In general, high anti-stereoselectivity has been observed. The assignment of the stereochemistry of the single CM products has been performed through the analysis of the NMR data for the epoxide derivatives and in the case of the double CM product by X-ray diffraction analysis. 2) A new 1,1-disubstituted cyclopentadiene has been prepared. Its reactions with different dienophiles [maleic anhydride, cis-1,2-bis(phenylsulfonyl)ethylene and phenyl(2-iodoethynyl)iodonium triflate] has been studied. The adduct with the last dienophile has been transformed into a 2,3-diiodo-7,7-disubstituted norbornadiene. 3) The reaction of phenyl(2-iodoethynyl)iodonium triflate with 1,3-diphenylisobenzofuran has been studied. Depending on the reaction conditions, the corresponding Diels-Alder adduct or a naphthalenic triflate, formed by reduction of the initial adduct with 1,3-diphenylisobenzofuran used in excess, has been observed. 4) A synthetic sequence for the preparation of highly functionalized 2,8-ethanonoradamantane derivatives has been developed. The key step consists of an intramolecular Diels-Alder reaction. On reduction of an enone function to an allylic alcohol using NaBH4 / CeCl3•7H2O (Luche procedure), a maleimide function should be protected by transformation into a stereoisomeric mixture of Diels-Alder adducts with furan. The maleimide function was recovered, after reduction of the enone, through a thermal retro-Diels-Alder reaction. Also, an alternative procedure to prepare a key intermediate of the above synthetic sequence, 5-{[(t-butyldimethylsilyl)oxy]methyl}-2-methyl-5,6-dihydrocyclopenta[c]pyrrole-1,3(2H,4H)-dione, from N-methylmaleimide with a yield five times higher, have been developed. 5) The structure of the different compounds prepared in this PhD Thesis has been established by spectroscopic methods [1H NMR, 13C NMR, 1H/1H correlations (COSY, NOESY), 1H/13C correlations (gHSQC, gHMBC), MS, IR] and, in several cases, also by X-ray diffraction analysis.

A primary interest of this thesis is to obtain a powerful tool for determining structural properties, electrical and reactivity of molecules. A second interest is the study of fundamental error based on complex overlay of bridge hydrogen. One way to correct this error, using Counterpoise correction proposed by Boys and Bernardi. Usually the Counterpoise correction is applied promptly on the geometries previously optimized. Our goal was to find areas of potential which had all the points fixed with CP. These surfaces have a minimum corresponding to a surface other than corrected, ie, the geometric parameters will be different. The curvature of this minimum will also be different, therefore the vibrational frequency will also change when they are corrected with BSSE. Once constructed these surfaces have been studied various complex. It has also been investigated as the method for calculating the error influenced on the basis superposition. / Un primer interés de la tesi és poder obtenir una eina potent de determinació de propietats estrucutrals, elèctriques i de reactivitat de les molècules. Un segon interés fonamental és l’estudi de l’error de superposició de base en complexes de pont d’hidrogen. Una forma de corregir aquest error, és mitjançant la correcció de Counterpoise proposada per Boys i Bernardi. Normalment la correcció de Counterpoise s’aplica puntualment sobre les geometries prèviament optimitzades. El nostre objectiu era trobar superfícies de potencial les quals tinguessin tots els punts corregits amb CP. Aquestes superfícies tenen un mínim diferent del corresponent a una superfície corregida, és a dir, els paràmetres geomètric seran diferents. La curvatura d’aquest mínim també serà diferent, per tant les freqüencies de vibració també canviarà quan aquestes es corregeixen amb BSSE. Un cop construïdes aquestes superfícies, s’han estudiat diferents complexes. També s’ha investigat com el mètode de càlcul influïa sobre l’error de superposició de base.

Aquesta tesi tracta de la creació d'un nou programari de codi obert i d'una interfície de programació (API) per realitzar simulacions (bio) moleculars, així com de a la seva aplicació posterior a problemes biològics. El nou programa, Adun, es focalitza en les àrees clau del càlcul d'energies lliures, el desenvolupament ràpid de programari i la productivitat d'alt rendiment. Mètodes com SCAAS, EVB i Born generalitzat han estat implementats per tal d'assolir el primer objectiu. La presencia d'aquestes tècniques, a m´es d'altres, mostra la velocitat de desenvolupament d'Adun. Totes les característiques s´on accessibles mitjanant una interfície gràfica d'usuari avançada que proveeix de noves capacitats, com el tractament de dades integrat o la compartició de dades i de càlculs distribuïts. La capacitat d'Adun de tractar problemes biològics és il·lustrada amb la investigació de la dinàmica de la proteïna Ras i el desenvolupament, implementació i demostració d'un nou mètode per a la determinació de camins de transició. A més, per tal de demostrar el potencial del programa Adun, aquests estudis també proporcionen una visió avançada sobre l'ús de la informació dinàmica en determinar la unció de les proteïnes. L'estat actual del programa i els resultats dels dos estudis és, doncs, discutit, i es donen indicacions dels objectius i direccions futurs. Finalment s'examina el paper dels científics computacionals com desenvolupadors d'eines, per a ells mateixos o per a tota la comunitat científica. / This thesis deals with the creation of a new open-source program and API for biomolecular simulation and its subsequent application to biological problems. The program, Adun, focuses on the key areas of biological free-energy calculations, rapid development and highperformance productivity. Methods such as SCAAS, EVB and switched Generalised-Born have been implemented to realise the first aim. The presence of these techniques, along with a multitude of others, verifies Adun's rapid development potential. All these features are united by an advanced graphical user interface which provides novel capabilities such as inbuilt data management, and distributed datasharing and computation. Adun's ability to tackle biological problems is illustrated with an investigation of Ras dynamics and the development, implementation and testing of a novel method for determining transition paths. In addition to concretely demonstrating Adun's potential these studies also provide insight into the use of dynamic information in elucidating protein function. The current state of the program and the results of the two studies is discussed and indications of future aims and directions given. In addition the role of computational scientists as developers of tools, for themselves and the wider scientific community, is examined.

The focus of this work was to functionally characterize the CD300e receptor expressed in human monocytes and myeloid dendritic cells and investigate the implications that receptor engagement has on their biology. We provide evidence formally supporting that CD300e functions as an activating receptor capable of regulating the innate immune response by triggering various pro- inflammatory functions including intracellular calcium mobilization, superoxide anion production, pro-inflammatory cytokine release and up-regulation of co-stimulatory molecules in myeloid cells. We also report that ligation of CD300e on the surface of monocytes results in their differentiation to functional MΦ2-like macrophages by an autocrine mechanism that involves M-CSF and its receptor (CD115). / L'objectiu d'aquest treball ha estat caracteritzar funcionalment el receptor CD300e expressat en monòcits i cèl·lules dendrítiques mieloides humanes, així com investigar les implicacions que l'activació d'aquest receptor pot tenir en la seva biologia. Demostrem formalment que el receptor CD300e funciona com un receptor activador capaç de regular la resposta immune innata activant diverses funcions proinflamatòries, incloent la mobilització de calci intracel·lular, la producció d'anió superòxid, la secreció de citocines proinflamatòries i la inducció de molècules coestimuladores en cèl·lules mieloides. També descrivim que l'activació del receptor CD300e a la superfície dels monòcits provoca la seva diferenciació cap a macròfags funcionals del tipus MΦ2 gràcies a un mecanisme autocrí que funciona a través del M-CSF i el seu receptor (CD115).

En la literatura sobre mecànica quàntica és freqüent trobar descriptors basats en la densitat de parells o la densitat electrònica, amb un èxit divers segons les aplicacions que atenyin. Per tal de que tingui sentit químic un descriptor ha de donar la definició d'un àtom en una molècula, o ésser capaç d'identificar regions de l'espai molecular associades amb algun concepte químic (com pot ser un parell solitari o zona d'enllaç, entre d'altres). En aquesta línia, s'han proposat diversos esquemes de partició: la teoria d'àtoms en molècules (AIM), la funció de localització electrònica (ELF), les cel·les de Voroni, els àtoms de Hirshfeld, els àtoms difusos, etc.L'objectiu d'aquesta tesi és explorar descriptors de la densitat basats en particions de l'espai molecular del tipus AIM, ELF o àtoms difusos, analitzar els descriptors existents amb diferents nivells de teoria, proposar nous descriptors d'aromaticitat, així com estudiar l'habilitat de totes aquestes eines per discernir entre diferents mecanismes de reacció. / In the literature, several electronic descriptors based in the pair density or the density have been proposed with more or less success in their pratical applications. In order to be chemically meaningful the descriptor must give a definition of an "atom" in a molecule, or instead be able to identify some chemical interesting regions (such as lone pair, bonding region, among others). In this line, several molecular partition schemes have been put forward: atoms in molecules (AIM), electron localization function (ELF), Voronoi cells, Hirshfeld atoms, fuzzy atoms, etc. The goal of this thesis is to explore the density descriptors based on the molecular partitions of AIM, ELF and fuzzy atom, analyze the existing decriptors at several levels of theory, propose new aromaticity descriptors, and study its ability to discern between different mechanisms of reaction.