No description available.

Giessen, Universiẗat, Diss., 2000. / Dateiformat: tar.gz, Dateien im PDF-Format.

In this thesis, different approaches in synthesizing molecular resist are examined, and structure-property relations for the molecular resist properties are studied. This allows for design of resists that could be studied further as either negative or positive tone resists in photolithography. A series of compounds having different number of acrylate moiety, and different backbones were investigated for photoresist application. Thermal curing of acrylate compounds in organic solvent was also examined. Film shrinkage, as well as auto-polymerization was observed for these compounds that make them unsuitable as photoresist material. Furthermore, calix[4]resorcinarenes (C4MR) was chosen as backbone, and the functional groups was selected as oxetane and epoxy. Full functionalized C4MR compounds with oxetane, epoxy and allyl were synthesized. Variable-temperature NMR of C4MR-8Allyl was studied in order to get a better understanding of the structure’s conformers. Energy barrier of exchange (ΔG#) was determined from coalescence temperatures, and was 57.4 KJ/mol for aromatic and vinyl hydrogens and 62.1 KJ/mol for allylic hydrogens.

Les oxétanes sont des cycles à quatre chaînons comportant un atome d’oxygène intracyclique. Le motif oxétane est présent dans la structure de nombreux produits naturels et dans un large panel de composés de synthèse pour la recherche pharmaceutique. Les thiétanes sont des cycles à quatre chaînons comportant un atome de soufre intracyclique. Le motif thiétane, est quant à lui moins répandu au sein de molécules bioactives et il n’existe à ce jour qu’un nombre restreint d’études le concernant. Ils sont tous deux prisés également comme intermédiaires de synthèse du fait de la grande réactivité intrinsèque liée à leur tension de cycle. Parmi les nombreux accès à ces hétérocycles à quatre chaînons, la réaction de cycloaddition [2+2] photochimique est une méthode de choix en termes d’efficacité et de compatibilité structurale.Dans cette thèse, nous nous sommes, dans un premier temps, intéressés à une approche photochimique pour la synthèse d’un β-acide aminé possédant un squelette oxétane. Son stéréoisomère (2R,3S) est un produit naturel appelé oxétine. Notre objectif était de mettre en place une synthèse rapide et efficace sur l’échelle du gramme des quatre stéréoisomères de l’oxétine. La construction du cycle oxétane a été réalisée très efficacement via une cycloaddition [2+2] photochimique de Paternò-Büchi entre le N-vinyl formamide et le glyoxylate de n-butyle, tous deux facilement disponibles.Après une modification stratégique des groupements fonctionnels, les précurseurs de l’oxétine et de son diastéréoisomère, l’epi-oxétine, ont pu être séparés. Chacun d’entre eux a été dédoublé via l’utilisation d’une oxazolidinone, donnant accès aux quatre stéréoisomères énantiopures ciblés. En parallèle, une méthode de séparation sur HPLC chirale a été établie sur les produits de cycloaddition de Paternò-Büchi afin d'obtenir un autre accès aux quatre composés désirés sur grande échelle.Nous avons étudié la réaction de Paternò-Büchi en flux continu. Après une optimisation des conditions opératoires sur une réaction modèle, l’étape clé pour la synthèse de l’oxetine a été étudiée en détails. L’efficacité de ces réactions de Paternò-Büchi s’est avérée similaire et des temps de réaction plus rapides ont été obtenus par rapport à celles réalisées en batch.Dans la seconde partie de cette thèse, l’objectif initial était de réaliser la synthèse de l’analogue soufré de l’oxétine, la thia-oxétine, par une réaction de thia-Paternò-Büchi photochimique. Mais, les insurmontables difficultés rencontrées pour préparer et utiliser les thia-glyoxylates, ont redirigé notre objectif vers des transformations photochimiques impliquant des alcènes et des diaryle thiocétones. De façon intéressante, dans le cas de la réaction entre l’acrylonitrile et la thiobenzophénone, le diphényle thiétane ciblé s’est avéré être en mélange avec son analogue tétraphényle thiolane. Les conditions opératoires ont été mises au point afin de préparer sélectivement le photoadduit à quatre ou à cinq chaînons. Cette nouvelle réaction photochimique entre l’acrylonitrile et divers diaryle thiocétones, nous a permis d’obtenir un panel de tétraaryle thiolanes.Nous avons démontré expérimentalement que le diaryle thiétane était un intermédiaire dans la formation du tétraayle thiolane. La réaction photochimique entre des diaryle thiétanes et des diaryle thiocétones a été étudiée permettant l’accès à une petite librairie de tétraaryle thiolanes non-symétriques de manière complétement régiosélective et avec de bons rendements.Des études mécanistiques ont été menées dans le but de mieux comprendre cette nouvelle synthèse photochimique de thiolanes et un mécanisme potentiel pour l'accès aux composés tétraayle thiolanes est discuté. / Oxetanes are four-membered ring compounds which incorporate one oxygen atom in the ring. Oxetane rings are present in natural products and in a large panel of synthetic compounds used in drug discovery. Thietanes are four-membered ring compounds which incorporate one sulphur atom in the ring. They are less widespread in bioactive molecules and are less well studied. Both oxetanes and thietanes are high-value intermediates in organic synthesis due to their inherent ring strain. Among the different approaches known for the synthesis of these four-membered ring heterocycles, photochemical [2+2] cycloaddition strategies are among the most important in term of efficiency and functional group compatibility.In this thesis, we first focused on a photochemical approach for the synthesis of a β-amino acid containing an oxetane ring. The (2R,3S) stereoisomer of this structure is a natural product called oxetin. Our objective was to establish an efficient and expedient synthesis of the all four stereoisomers of oxetin on gram scale. The oxetane ring was built very efficiently via a photochemical [2+2] cycloaddition Paternò-Büchi reaction between commercially available N-vinyl formamide and readily available n-butyl glyoxylate.Following strategic functional group transformations, functionalized derivatives of oxetin and its diastereoisomer, epi-oxetin, were separated. Each of these racemates was resolved using a chiral oxazolidinone to provide access to all four target stereoisomers in enantiomerically pure form. In parallel, a chiral HPLC separation protocol was established on Paternò-Büchi cycloaddition products to establish an alternative access to the target compounds in large scale.We investigated the Paternò-Büchi reaction in continuous flow conditions. After optimization of the experimental procedure on a model reaction, the key step for the synthesis of oxetin was studied in detail. The efficiency of these Paternò-Büchi reactions was similar to processes conducted in batch, while the time of the reactions was reduced.In the second part of the thesis, the initial objective was to develop a thia-Paternò-Büchi photochemical synthesis of the sulphur analogue of oxetin, called thia-oxetin. However, the insuperable difficulties encountered in preparing and using thia-glyoxylates redirected our focus to related photochemical reactions between alkenes and diaryl thioketones. Very interestingly, in the model reaction of acrylonitrile with thiobenzophenone, we discovered that, in addition to the anticipated diphenyl thietane, an unexpected tetraphenyl thiolane was also formed. Conditions were established to allow the selective formation of either the thietane or the thiolane photoproduct. This unprecedented photochemical reaction between acrylonitrile and a selection of other diaryl ketones allowed us to prepare a panel of tetraarylated thiolanes.We established that the initially-formed diaryl thietane was an intermediate in the formation of the tetraaryl thiolane. The photochemical reaction between a diaryl thietane and a diaryl thioketone was therefore employed to prepare a small library of non-symmetrical tetraaryl thiolanes in a fully regioselective manner and in high yields.Mechanistic investigations were carried out in an effort to better understand this previously unknown photochemical formation of the thiolanes, and possible mechanisms for the tetraaryl thiolanes formation are discussed.

[EN] Bile acids are a family of amphiphilic steroids that play a pivotal role in physiological functions such as elimination of cholesterol or solubilization of lipids. Chemically, they share a steroidal skeleton with an unusual cis fusion between rings A and B, a short lateral chain ending in a carboxylic acid moiety and different number of hydroxyl groups on the alpha-face. Hence, bile acids offer a versatile architecture that can be used to investigate photophysical processes of interest such as hydrogen atom transfer, through-bond energy trasfer, through-bond exciplex formation and DNA photodamage-related reactions. First, unmodified bile acids have been used to evaluate hydrogen atom trasfer to benzophenone-like triplet carbonyls. Dehydrogenation of bile acids at positions C-3 and/or C-7 by a radical-mediated mechanism from the excited state of benzophenone has been demonstrated. Moreover, synthesized lithocholic acid derivatives including benzophenone or carbazole as donors and a naphthalene, biphenyl or thymine as acceptors have been employed to investigate through-bond energy transfer and exciplex formation processes. Thus, energy transfer from benzophenone to naphthalene or biphenyl and extended through-bond exciplex formation in benzophenone/naphthalene and benzophenone/biphenyl linked systems has been demostrated by laser flash photolysis. Finally, bile acid derivatives incorporating one benzophenone and two thymine units with different degrees of freedom have been prepared to investigate the photochemical formation of oxetanes or thymine dimers. Photosensitized formation of cyclobutane pyrimidine dimers through the generation of a delocalized triplet excited state has been demonstrated in intermolecular systems, while oxetane formation is observed when the degrees of freedom are reduced. / [ES] Los ácidos biliares son una familia de esteroides anfifílicos que juegan un papel clave en diferentes funciones fisiológicas tales como la eliminación del colesterol o la solubilización de lípidos. Su estructura química está constituida por un esqueleto esteroideo con una fusión cis poco común entre los anillos A y B, una cadena lateral corta que termina con una función ácida y un número variable de grupos hidroxilo en la cara alfa. Por tanto, los ácidos biliares ofrecen una estructura versátil que puede ser utilizada para investigar procesos fotofísicos de interés como abstracción de hidrógeno, transferencia de energía y formación de exciplejos a larga distancia o reacciones relacionadas con el daño fotoinducido al ADN. En esta Tesis, en primer lugar, los ácidos biliares naturales se han utilizado para evaluar la abstracción de hidrógeno a carbonilos triplete en compuestos derivados de la benzofenona, demostrándose la deshidrogenación de los ácidos biliares en las posiciones C-3 y/o C-7 por un mecanismo radicalario desde el mencionado triplete de la benzofenona. En segundo lugar, se han preparado derivados de ácido litocólico que incluyen los dadores benzofenona o carbazol y los aceptores naftaleno, bifenilo o timina, que a continuación se han utilizado para investigar los procesos de transferencia de energía y formación de exciplejo intramolecular a larga distancia. De hecho, en los sistemas benzofenona/naftaleno y benzofenona/bifenilo, se demostró por fotólisis de destello láser la transferencia de energía desde benzofenona a naftaleno o bifenilo y la formación de exciplejo a larga distancia. Por último, se han preparado derivados de ácidos bliares que incorporan una unidad de benzofenona y dos de timina en diferentes posiciones del esqueleto para investigar la influencia de los diferentes grados de libertad en la formación fotosensibilizada de oxetanos o dímeros de timina. Gracias a ellos, se ha demostrado la formación fotosensibilizada de dímeros ciclobutánicos pirimidínicos a través de la generación de estados excitados triplete deslocalizados en sistemas en los que la benzofenona es intermolecular, mientras que se observa formación de oxetanos cuando los grados de libertad se ven reducidos. / [CAT] Els àcids biliars són una família d'esteroides anfifílics que juguen un paper clau en funcions fisiològiques com l'eliminació del colesterol o la solubilització de lípids. La seua estructura química està constituïda per un esquelet esteroïdal amb una fusió cis entre els anells A i B poc comuna, una cadena lateral curta que acaba amb una funció àcida i un nombre diferent de grups hidroxil en la cara alfa. D'aquesta manera, els àcids biliars ofereixen una estructura versàtil que pot ser utilitzada per investigar processos fotofísics d'interès com abstracció d'hidrogen, transferència d'energia i formació de exciplexes a llarga distància o reaccions relacionades amb el dany a l'ADN induït per llum. En primer lloc, els àcids biliars naturals s'han utilitzat per avaluar la abstracció d'hidrogen a carbonils triplets derivats de la benzofenona, demostrant-se la deshidrogenació dels àcids biliars en les posicions C-3 i/o C-7 per un mecanisme radicalari des de l'estat excitat de la benzofenona. A més, derivats d'àcid litocòlic que inclouen els donadors benzofenona o carbazol i els acceptors naftalé, bifenil o timina s'han utilitzat per investigar els processos de transferència d'energia i formació de exciplexe a llarga distància. En els sistemes benzofenona /naftalé i benzofenona/bifenil la fotòlisis làser va demostrar la transferència d'energia des de benzofenona a naftalé o bifenil i la formació d'exciplexe a llarga distància. Finalment, per tal d'investigar la formació fotosensibilitzada d'oxetans o dímers de timina, s'han preparat derivats d'àcids bliars que incorporen una unitat de benzofenona i dues de timina amb diferents graus de llibertat. La formació fotosensibilitzada de dímers ciclobutànics pirimidínics mitjançant la generació d'estats excitats triplet deslocalitzats ha estat demostrada en sistemes intermoleculars, mentre que la formació d'oxetans s'observa quan els graus de llibertat es veuen reduïts. / Miró Richart, P. (2016). Hydrogen-Abstraction, Energy Transfer and Exciplex Formation in Photoactive Systems Based on Bile Acids [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/64084 / TESIS

<p>This thesis is based on 9 papers dealing with the synthesis, physicochemical and biochemical properties of two types of chemically modified oligonucleotides which have the potential to down-regulate gene expression: (i) The first set is comprised of antisense oligonucleotides (AONs) conjugated with different chromophores of varying size, charge and π-electron density. Conjugation of the chromophores at the 3'- or 5'-end enhanced the target RNA binding affinity and RNase H recruitment capabilities compared to the native counterpart without changing the global helical conformation of their AON/RNA hybrid duplexes. The 3'-dipyridophenazine (DPPZ) has emerged as the most promising non-toxic chromophore in this series. (ii) The second set encompasses a new class of AONs containing <i>North</i>-<i>East</i> conformationally constrained 1',2'-oxetane-nucleosides. The introduction of oxetane-<b>T</b> and -<b>C</b> units imparts lowering of the T_m by ~ 6º and ~ 3 ºC/modification, respectively, of the AON/RNA hybrids, whereas the incorporation of the corresponding oxetane-<b>A</b> and-<b>G</b> units into AONs did not alter the thermostability in comparison with that of the native hybrid duplex. The oxetane-modified AONs have been found to possess enhanced serum stability compared to that of the native, whereas oxetane-<b>T</b> and -<b>C</b> containing AONs were more endonuclease-resistant than oxetane-<b>A</b> and-<b>G</b> modified AONs. All oxetane-modified mixmer AON/ RNA hybrid duplexes were, however, found to be excellent substrates for RNase H cleavage, which has been analyzed by Michaelis-Menten kinetics. The oxetane-modified mixmer AONs have shown effective down-regulation of the proto-oncogene c-myb mRNA in the K562 human leukemia cells, which was analyzed by QRT-PCR and Western Blot. Based on the amount of AON uptake after delivery, determined by slot blot, it was apparent that the oxetane-modified AONs are 5-6 times more effective antisense agents than the corresponding isosequential phosphorothioate analogues. The electrochemical assay based on sensitive nucleic acid mediated charge transport (CT) has revealed that the presence of oxetane-<b>T</b> unit causes more stacking perturbations in a DNA/DNA duplex than in a DNA/RNA duplex. </p>

This thesis is based on 9 papers dealing with the synthesis, physicochemical and biochemical properties of two types of chemically modified oligonucleotides which have the potential to down-regulate gene expression: (i) The first set is comprised of antisense oligonucleotides (AONs) conjugated with different chromophores of varying size, charge and π-electron density. Conjugation of the chromophores at the 3'- or 5'-end enhanced the target RNA binding affinity and RNase H recruitment capabilities compared to the native counterpart without changing the global helical conformation of their AON/RNA hybrid duplexes. The 3'-dipyridophenazine (DPPZ) has emerged as the most promising non-toxic chromophore in this series. (ii) The second set encompasses a new class of AONs containing North-East conformationally constrained 1',2'-oxetane-nucleosides. The introduction of oxetane-<b>T</b> and -<b>C</b> units imparts lowering of the Tm by ~ 6º and ~ 3 ºC/modification, respectively, of the AON/RNA hybrids, whereas the incorporation of the corresponding oxetane-<b>A</b> and-<b>G</b> units into AONs did not alter the thermostability in comparison with that of the native hybrid duplex. The oxetane-modified AONs have been found to possess enhanced serum stability compared to that of the native, whereas oxetane-<b>T</b> and -<b>C</b> containing AONs were more endonuclease-resistant than oxetane-<b>A</b> and-<b>G</b> modified AONs. All oxetane-modified mixmer AON/ RNA hybrid duplexes were, however, found to be excellent substrates for RNase H cleavage, which has been analyzed by Michaelis-Menten kinetics. The oxetane-modified mixmer AONs have shown effective down-regulation of the proto-oncogene c-myb mRNA in the K562 human leukemia cells, which was analyzed by QRT-PCR and Western Blot. Based on the amount of AON uptake after delivery, determined by slot blot, it was apparent that the oxetane-modified AONs are 5-6 times more effective antisense agents than the corresponding isosequential phosphorothioate analogues. The electrochemical assay based on sensitive nucleic acid mediated charge transport (CT) has revealed that the presence of oxetane-<b>T</b> unit causes more stacking perturbations in a DNA/DNA duplex than in a DNA/RNA duplex.

[ES] La luz solar puede producir daños en el ADN por absorción directa de luz UVB, o por fotosensibilización tras la absorción de luz UVA por parte de fármacos, que pueden actuar como fotosensibilizadores (PS). La benzofenona (BP), presente en la estructura química de una amplia variedad de fármacos, tiene el potencial de fotosensibilizar daño al ADN, especialmente hacia la base de timina (Thy). Este daño puede dar lugar a dímeros de pirimidina de tipo ciclobutano (CPD) y a fotoproductos (6-4) pirimidina-pirimidona ((6-4)PPs), los cuales pueden causar mutaciones graves, melanomas o incluso la muerte celular. En algunos organismos, los (6-4)PPs pueden repararse de manera eficiente por las fotoliasas, en lo que se podría entender como una reacción Paternò-Büchi (PB) inversa a través de un intermedio de oxetano altamente inestable. Con el fin de profundizar en la fotorreactividad de los derivados BP-Thy y en la ruptura fotoinducida de oxetanos, se sintetizaron por primera vez una variedad de diadas en las que Thy y BP están covalentemente unidas por un espaciador lineal de diferente longitud y naturaleza. La fotorreactividad de los diferentes derivados se investigó por fotólisis de destello láser (LFP) y espectroscopía de absorción transitoria a escala de femtosegundo; además, se aislaron y caracterizaron los principales fotoproductos (PPs) derivados de la irradiación en estado estacionario. Los resultados mostraron un alto grado de quimioselectividad en la longitud y conformación del espaciador. En cuanto a la reactividad fotoquímica, se formaron PPs derivados de la PB y de la abstracción formal de hidrógeno; así, las diadas con el espaciador más largo dieron lugar a la formación de oxetanos y de PPs de abstracción de hidrógeno. Por el contrario, las diadas con espaciadores más cortos formaron un fotoproducto de abstracción formal de hidrógeno y/o polimerización. Por tanto, la fotorreactividad se vio influida por la longitud del espaciador, correlacionándose bien con los tiempos de 3BP*, observándose los tiempos más cortos para las diadas de espaciadores largos. En relación con la fotoapertura de oxetanos, la irradiación de los diferentes regio- y estereoisoméros condujo a la formación de la típica banda de absorción triplete-triplete de BP; por tanto, dicho proceso opera de forma adiabática. La fotólisis del oxetano que resulta de la irradiación de la diada con el espaciador más largo mostró una banda de absorción transitoria sobre 400 nm, atribuida a la formación del exciplejo triplete entre BP y Thy covalentemente unidos. Por otro lado, se investigó la reacción PB y la cicloreversión de oxetanos que surgen de la interacción entre Thy o derivados de uracilo (Ura) y BP. Así, se sintetizó una amplia gama de oxetanos Thy-BP y Ura-BP con diferentes sustituyentes en las posiciones 1 y 5 de la nucleobase, incluyéndose los regioisómeros cabeza-cabeza (HH) y cabeza-cola (HT). Los estudios espectroscópicos (absorción transitoria ultrarrápida y LFP), junto con el análisis teórico, coinciden en que la cicloreversión fotoinducida para los isómeros HH y HT implica la formación de un exciplejo en el estado excitado triplete antes de la ruptura. Generalmente, se observó que la reacción fue completamente adiabática para los regioisómeros HH. En el caso del oxetano HH que surge de la interacción entre 1,3-dimetiltimina (DMT) y BP, se observó la formación de una banda ~400 nm, que se atribuyó al exciplejo triplete 3[DMT···BP]*. Su formación fue altamente regioselectiva, siendo más rápida y eficiente para el isómero HH que para HT. Estos resultados fueron confirmados por análisis computacional. En general, se observó adiabaticidad en el proceso de fotorreversión para todos los oxetanos investigados, con un alto grado de regioselectividad y con la participación de exciplejos triplete. / [CA] La llum solar pot produir danys a l'ADN per absorció directa de llum UVB, o per fotosensibilització després de l'absorció de llum UVA per part de fàrmacs, que poden actuar com fotosensibilitzadors (PS). La benzofenona (BP), present en l'estructura química d'una àmplia varietat de fàrmacs, té el potencial de fotosensibilitzar dany a l'ADN, especialment a la base de timina (Thy). Aquest dany pot donar lloc a dímers de pirimidina de tipus ciclobutà (CPD) i a fotoproductes (6-4) pirimidina-pirimidona ((6-4)PPs), els quals poden causar mutacions greus, melanomes o fins i tot la mort cel·lular. En alguns organismes, els (6-4)PPs poden reparar-se de manera eficient per les fotoliases, en el que es podria entendre com una reacció Paternò-Büchi (PB) inversa a través d'un intermedi d'oxetà altament inestable. Amb la finalitat d'aprofundir en la fotoreactivitat dels derivats BP-Thy i en la ruptura fotoinduïda d'oxetans, es van sintetitzar per primera vegada una varietat de diades en les quals Thy i BP estan covalentment unides per un espaiador lineal de diferent longitud i naturalesa. La fotoreactivitat dels diferents derivats es va investigar per fotòlisi de centelleig làser (LFP) i espectroscopía d'absorció transitòria a escala de femtosegons; a més, es van aïllar i caracteritzar els principals fotoproductes (PPs) derivats de la irradiació en estat estacionari. Els resultats van mostrar un alt grau de quimioselectivitat en la longitud i conformació de l'espaiador. Quant a la reactivitat fotoquímica, es van formar PPs derivats de la PB i de l'abstracció formal d'hidrogen; així, les diades amb l'espaiador més llarg van donar lloc a la formació d'oxetans i de PPs d'abstracció d'hidrogen. Per contra, les diades amb espaiadors més curts van formar un fotoproducte d'abstracció formal d'hidrogen i/o polimerització. Per tant, la fotoreactivitat es va veure influïda per la longitud de l'espaiador, correlacionant-se bé amb els temps de 3BP*, observant-se els temps més curts per a les diades amb espaiadors llargs. En relació amb la fotoapertura d'oxetans, la irradiació dels diferents regi- i estereoisòmers va conduir a la formació de la típica banda d'absorció triplet-triplet de BP; per tant, aquest procés opera de manera adiabàtica. La fotòlisi de l'oxetà que resulta de la irradiació de la diada amb l'espaiador més llarg va mostrar una banda d'absorció transitòria sobre 400 nm, atribuïda a la formació de l'exciplex triplet entre BP i Thy covalentment units. D'altra banda, es va investigar la reacció PB i la cicloreversió d'oxetans que sorgeixen de la interacció entre Thy o derivats d'uracil (Ura) i BP. Així, es va sintetitzar una àmplia gamma d'oxetans Thy-BP i Ura-BP amb diferents substituents en les posicions 1 i 5 de la nucleobase, incloent-se els regioisòmers cap-cap (HH) i cap-cua (HT). Els estudis espectroscòpics (absorció transitòria ultraràpida i LFP), juntament amb l'anàlisi teòric, coincideixen en que la cicloreversió fotoinduïda per als isòmers HH i HT implica la formació d'un exciplex en l'estat excitat triplet abans de la ruptura. Generalment, es va observar que la reacció va ser completament adiabàtica per als regioisòmers HH. En el cas de l'oxetà HH que sorgeix de la interacció entre 1,3-dimetiltimina (DMT) i BP, es va observar la formació d'una banda ~400 nm, que es va atribuir a l'exciplex triplet 3[DMT···BP]*. La seua formació va ser altament regioselectiva, sent més ràpida i eficient per a l'isòmer HH que per a HT. Aquests resultats van ser confirmats per anàlisi computacional. En general, es va observar adiabaticitat en el procés de fotoreversió per a tots els oxetans investigats, amb un alt grau de regioselectivitat i amb la participació d'exciplexes triplet. / [EN] Sunlight light can produce damage to DNA through direct absorption of UVB or, more commonly, by photosensitization upon absorption of UVA light by drugs, that act as a photosensitizer (PS). Benzophenone (BP) as a building-block is present in a wide variety of drugs, and have the potential to photosensitize damage to DNA, specially towards the thymine (Thy) nucleobase. The resulting DNA damage can give rise to bulky dimers, i.e. cyclobutane pyrimidine dimers (CPDs) and pyrimidine-pyrimidone (6-4) photoproducts ((6-4)PPs), which can cause severe mutations, melanomas, or even be fatal for the cell. In some organisms, (6-4)PP can be efficiently repaired by photolyase enzymes, in what could be a reverse Paternò-Büchi (PB) reaction through an unstable oxetane intermediate. With the aim of getting deeper insight into the photoreactivity of BP-Thy derivatives and in the photoinduced cleavage of oxetanes, a variety of dyads where Thy and BP are covalently linked by a linear spacer of different lengths and nature were first synthesized. The photochemical reactivity and the photophysical properties of the different derivatives were investigated by means of laser flash photolysis (LFP) and femtosecond transient absorption spectroscopy; besides, the main photoproducts (PPs) arising from steady-state irradiation were also isolated and characterized. The results showed a high degree of chemoselectivity on the linking bridge length and conformation. Concerning the photochemical reactivity, PPs arising from the PB and from formal hydrogen abstraction were formed. In this context, the PB reaction took place for the dyads with the longest spacer with complete regio- and stereoselectivity, along with a hydrogen abstraction process. Finally, the dyads with shorter spacers gave rise to a formal hydrogen abstraction photoproduct and/or polymerization. Accordingly, the overall photoreactivity was proportional to the spacer length and was well correlated with the 3BP* lifetimes, the longer spacers giving rise to shorter lifetimes. In connection to the oxetane photocleavage, irradiation of the different regio- and stereoisomeric oxetanes led to the formation of the typical triplet-triplet absorption band of BP. Accordingly, the photoinduced cycloreversion also operates as an adiabatic process. Photolysis of the oxetane that results from irradiation of the dyad with the longest spacer showed a transient absorption at ~400 nm, which is ascribed to formation of the purported triplet exciplex between BP and Thy covalently linked. Additionally, the PB reaction and the cycloreversion of oxetanes arising from the interaction between Thy or uracil (Ura) derivatives and BP were also investigated. Thus, a wide range of Thy-BP and Ura-BP oxetanes with varying substituents at positions 1 and 5 of the nucleobase were synthesized, including both the head-to-head (HH) and head-to-tail (HT) regioisomers. Spectroscopic studies, including femtosecond transient absorption and LFP results, as well as theoretical multiconfigurational quantum chemistry analysis, agree that the photoinduced cycloreversion for the HH and HT isomers involved the formation of a triplet excited exciplex before the cleavage takes place. Generally, the photochemical reaction was fully adiabatic for the HH regioisomers. In the case of the HH-oxetane arising from the interaction between 1,3-dimethylthymine (DMT) and BP, an absorption band at ca. 400 nm was formed, and was attributed to the triplet exciplex 3[DMT···BP]*. Its formation was highly regioselective towards the HH regioisomer, being faster and more efficient than for the HT isomer. These results were confirmed by computational analysis. In general, adiabaticity was observed in the photoreversion process for all oxetanes, with a high degree of regioselectivity, which falls in line with the theory of the involvement of a triplet exciplex in the process. / Thanks to the Generalitat Valenciana for the finantial support through the Santiago Grisolía grant. / Blasco Brusola, A. (2021). Mechanistic Studies on the Photochemical Formation and Cleavage of Oxetanes Derived from Pyrimidine Bases [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/165256 / TESIS