El creixement de la població i dels nous països emergents fa que el consum energètic es dispari. Tota la població depèn d’aquest consum i com a conseqüència es depèn de les reserves de combustibles fòssils disponibles. Una de les fonts d’energia no esgotable i que proveu a la terra d’una gran quantitat d’energia es el Sol. Aquesta Energia ja està sent explotada amb la utilització de panells solars basades en silici. No obstant degut al seu alt cost de fabricació no poden competir amb les fonts d’energia ja existents. Per tant, noves investigacions en alternatives han estat àmpliament estudiades. Unes de les alternatives que han estat àmpliament estudiades durant aquests anys han estat les cel·les sensitivitzades amb colorant (DSSC) i les cel·les orgàniques (OPV). Les bases i el funcionament d’aquests dos tipus de dispositius es mostren en el capítol 1. El principal estudi d’aquesta tesis es centra en el disseny i la síntesis de nous colorants per aquest tipus de dispositius. Aquests colorants tenen un paper molt important en aquests dispositius i moltes vegades la seva eficiència deriva de l’estructura d’aquests colorants degut a les reaccions que es produeixen en els dispositius. En el Capítol 3 i 4 es presenta el disseny de dos tipus de colorants pel que fa a les cel·les sensitivitzades amb colorant (DSSC). En el capítol 3 es tracta de noves molècules orgàniques amb estructura D-π-A àmpliament estudiades com a alternativa als complexes de ruteni. En el capítol 4 les molècules sintetitzades també per DSSC són una família de porfirines, les quals són les que actualment estan mostrant més eficiència. Per una altra banda en el capítol 5 s’ha sintetitzat també una porfirina però en aquest cas per estudiar la seva aplicabilitat en les cel·les solars orgàniques (OPV). / El Crecimiento de la población I de nuevos países emergentes hace que el consume energético se dispare. Toda la población depende de este consume I como consecuencia se depende de las reservas de combustibles fósiles disponibles. Una de las Fuentes de energía no agotable y que suministra a la tierra de una gran cantidad de energía es el Sol. Esta energía ya está siendo explotada con la utilización de paneles solares basados en Silicio. Sin embargo, debido a su elevado coste de fabricación no pueden competir con fuentes de energía ya existentes. Por lo tanto, nuevas investigaciones en alternativas han estado estudiadas. Una de las alternativas que han sido más estudiadas son las Celdas sensitibizadas con colorante (DSSC) i las Celdas Orgánicas (OPV). Las bases y su funcionamiento se muestran en el capítulo 1. El principal estudio de esta tesis se centra en el diseño y la síntesis de nuevos colorantes para estos tipos de dispositivos. Estos colorantes tienen un papel muy importante en estos dispositivos y muchas veces su eficiencia deriva de la estructura del colorante debido a reacciones que se producen en el dispositivo. En el Capítulo 3 y 4 se presenta el diseño de dos tipos de colorantes para las celdas sensitibizadas con colorante. En el Capítulo 3 se muestran moléculas orgánicas con estructura D--A que han sido ampliamente estudiadas como alternativa a los complejos de rutenio. En el capítulo 4 una familia de porfirinas ha sido sintetizada debido a los prometedores resultados mostrados siendo en la actualidad las moléculas que dan más eficiencia. En el Capítulo 5 en cambio se ha sintetizado una porfirina, pero en este caso para estudiar su aplicabilidad en las celdas orgánicas (OPV) / The population is growing and the consumption of energy is dramatically increasing. All the population depends on this energy and are using fossil fuels available. One of this renewable source that gives to the earth a huge amount of energy is the sun. This source is exploited nowadays with photovoltaic devices based in silicon. However due to their high cost of production is not an alternative comparing with the existent sources. For this reason scientists of the entire world are working hard in the development of alternative devices in order to reduce the cost, decrease the contamination and increase the efficiencies among others. Some of alternatives that have been widely studied during the last years have been the Dye Sensitized Solar Cells (DSSC) and Organic Solar Cells (OPV). Basic principles of these devices are showed in Chapter 1. Principally the study of this thesis was focused in the design and synthesis of new sensitizers for these devices. These sensitizers play an important role in these devices and many times their structure depends on the efficiency of the device. In Chapter 3 and 4 the design and synthesis of two kinds of sensitizers and their applicability in DSSC is showed. In chapter 3 the sensitizers are organic dyes with a structure of D-π-A widely studied as alternative to the ruthenium complexes. In chapter 4 another family of sensitizers have been synthesized and also their applicability in DSSC has been studied. In this chapter the molecules are a family of porphyrins that are the molecules that nowadays are showing the most efficiency. On the other hand in Chapter 5 a new porphyrin has been synthesized but in this case to study their applicability in Organic solar Cells (OPV)

El objetivo principal de esta tesis es la síntesis de polímeros empleando aceites vegetales como reactivos de partida. En la primera etapa, se prepararon diferentes polímeros retardantes a la llama termoestables por modificación química de aceite de girasol alto oleico y posterior polimerización vía adición de Michael de fosforo and nitrógeno como nucleófilos. En la segunda etapa, se exploró la utilización de la adición de Michael de tioles (nucleófilos) en la síntesis y desarrollo de nuevos monómeros a partir de derivados del aceite de girasol alto oleico y del oleato de metilo. Posteriormente los monómeros provenientes del oleato de metilo se utilizaron en la obtención de poliésteres, estos poliésteres se modificaron para incrementar sus aplicaciones en el campo biológico o biomédico. Los monómeros obtenidos del aceite de girasol alto oleico se utilizaron en la síntesis de materiales termoestables y en el desarrollo de un material nanocompuesto con nanopartículas de celulosa. Como conclusión general: Se desarrollaron exitosamente polímeros empleando aceite de girasol alto oleico y sus derivados / Abstract The principal objective of this thesis is the synthesis of polymeric materials from vegetable oils derivatives. In the first step different flame retardant thermosetting polymers were synthesized through chemical modifications of commercial high oleic sunflower oil followed byaddition and crosslinking via phospha and aza-Michael addition. In the second step lineal polyesters and thermosets were synthesis through thiol-Michael addition to sunflower oil derivatives. The lineal polyesters were modified to wide their biology or biomedical applications. Furthermore the development a novel nanocomposite with cellulose nanocrystal material was carrie out. As general conclusion polymers from vegetables oil derivatives were development successfully

Entre los intermedios sintéticos más versátiles en química orgánica se encuentran las aziridinas, estos compuestos son heterociclos de tres miembros que presentan una funcionalidad amina. Un gran número de moléculas biológicamente activas contienen en su estructura estos anillos heterocíclicos de tres miembros. En este contexto, la transformación selectiva de aziridinas ha generado un creciente interés en la comunidad sintética hacia la síntesis de diversos aminoácidos, productos naturales y compuestos biológicamente activos. Actualmente, la organocatálisis representa un área emergente de metodología orgánica y puede definirse como una forma de catálisis en la que moléculas orgánicas actúan como catalizadores, permitiendo llevar a cabo procesos en ausencia de metal. El presente trabajo tiene como objetivo desarrollar nuevas estrategias sintéticas en la transformación de aziridinas mediante catálisis selectiva basada en moléculas orgánicas, centrándose en desarrollar nuevas aplicaciones sintéticas para estos versátiles intermedios. / Aziridines are among the most versatile intermediates in organic synthesis. A number of biologically significant molecules contain these strained threemembered rings within their structures. Consequently, there is currently a growing interest of the synthetic community in selective transformations of aziridines. This thesis aims at the development of new synthetic strategies for efficient aziridine transformations using selective catalysis based on small organic molecules. Thus, new organocatalytic procedures in aziridine ring-opening chemistry, focusing on the development of efficient synthetic applications of these versatile intermediates were envisioned.

El amplio uso de plaguicidas en el área Mediterránea, hace que la exposición a los mismos suponga un evidente riesgo para la salud pública, debido a su demostrada toxicidad. La actividad donde el uso de plaguicidas es mayor es la agricultura, ya que las cosechas se ven afectadas por una gran diversidad de plagas, así como por la competencia de las malas hierbas. Pero no solamente el sector agrícola se encuentra expuesto a plaguicidas, la población en general también están expuestos a ellos, aunque en distinto grado. Uno de los riesgos para la población general es la exposición a largo plazo provocada por la presencia de residuos de plaguicidas en los alimentos como consecuencia de los tratamientos fitosanitarios, así como por los contaminantes ambientales. Atendiendo a la necesidad de controlar y evaluar esta exposición humana, el objetivo principal de la presente Tesis Doctoral ha consistido en el estudio y puesta a punto de procedimientos analíticos eficaces basados en cromatografía de gases (GC) capilar para la determinación de plaguicidas organofosforados (OPs) y organoclorados (OCs) en muestras biológicas de origen humano.En una primera etapa del presente trabajo, se han desarrollado dos procedimientos multiresiduales sencillos para el análisis de plaguicidas en muestras humanas de suero y orina. Se han basado en técnicas tradicionales como son la microextracción líquido-líquido (LLME) y la extracción en fase sólida (SPE). El procedimiento basado en SPE ha resultado más rápido, ha evitado la formación de emulsiones, frecuentes en la técnica de extracción con disolventes orgánicos, y ha permitido la obtención de extractos más limpios. Sin embargo, los límites de detección obtenidos han sido, en muchos casos, insuficientes para el control biológico de la población en general, aunque sí resulten adecuados para la determinación de altos niveles de contaminantes en población expuesta.En una segunda etapa de la investigación, se ha incorporado el uso de una técnica más novedosa, como es la microextracción en fase sólida (SPME) para la determinación de residuos de plaguicidas OPs y OCs en muestras de fluidos biológicos. Esta técnica permite simplificar notablemente el tratamiento de muestra en comparación con las técnicas tradicionales, lo cual supone una reducción del tiempo de análisis, así como una menor manipulación de la muestra. Además y debido a la complejidad de las muestras estudiadas, el uso del modo de trabajo de espacio de cabeza ha permitido la obtención de precisiones satisfactoria y bajos niveles de detección, muy adecuados para el control, tanto de población expuesta como no expuestaFinalmente, y coincidiendo con la tercera etapa del proceso de investigación, también se han analizado muestras de tejido adiposo humano, las cuales presentan una elevada complejidad por su alto contenido lipídico (aproximadamente un 84%). La cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) en fase normal con columnas de Silicagel ha sido la técnica seleccionada para la etapa de purificación en la determinación de compuestos OCs, tanto plaguicidas OCs como PCBs, en este tipo de matrices. Los procedimientos de purificación desarrollados han permitido obtener los plaguicidas y sus metabolitos en fracciones libres de grasa, o con un contenido menor a la máxima cantidad de carga de grasa recomendada para columnas de gases capilares. Esto ha hecho posible la inyección directa de las fracciones HPLC en GC.La sensibilidad y selectividad de los procedimientos de extracción y purificación desarrollados se ha conseguido aumentar con el empleo de técnicas cromatográficas de análisis mediante espectrometría de masas (GC-MS), permitiendo la confirmación inequívoca de los compuestos detectados. También se ha utilizado para la detección una técnica más novedosa como la espectrometría en tándem masas (MS/MS), la cual se revela como una herramienta poderosa para el análisis de matrices complejas, ya que aporta un factor adicional por la realización del espectro de los iones secundarios formados a partir de un precursor seleccionado. La adecuada selección de los iones precursores y de los iones secundarios permite disponer de una de las técnicas más sensible y selectivas para trabajar con muestras complejas.Y por último, todos los métodos analíticos desarrollados se han aplicado al análisis de muestras de fluidos y tejidos humanos, tanto de agricultores como de población supuestamente no expuesta a plaguicidas, detectándose con frecuencia algunos de los analitos objetos del presente estudio.

Las resinas epoxi se encuentran entre los materiales termoestables más importantes utilizados en un gran abanico de aplicaciones tales como adhesivos, matrices para materiales compuestos, recubrimientos de superficies y encapsulamiento de componentes electrónicos. La principal razón de su amplio uso es la buena combinación entre resistencia a la tracción y a la corrosión, rigidez y buenas propiedades eléctricas. Sin embargo, debido a su elevado grado de entrecruzamiento, las resinas epoxi tienen una baja resistencia al impacto, la cual limita su uso en algunas aplicaciones específicas. Para contrarrestar este efecto, a las resinas epoxi se les añaden distintos modificantes entre los que se pueden destacar los polímeros hiperramificados. En esta tesis doctoral se plantea estudiar el efecto de la incorporación de distintos modificantes poliméricos a resinas epoxi convencionales glicidílicas y cicloalifáticas en el proceso de curado y en las características del material final. Estos agentes modificantes tienen estructuras dendríticas y son polímeros hiperramificados y estrellas. Unos son derivados de los poliésteres comerciales Boltorn® y otros con estructuras hiperramificadas de poliéter o poliéster, previamente sintetizadas y en algunos de los casos modificados en los grupos finales con estructuras alifáticas. Respecto a los sistemas de curado utilizados han sido diferentes los agentes seleccionados. En primer lugar se estudiaron los diisocianatos catalizados por aminas, sustituyéndose estos catalizadores por triflato de iterbio. El mecanismo de reacción en ambos casos fue estudiado por FTIR y mediante calorimetría pudiéndose determinar las reacciones que tenían lugar y cuantificar la proporción de grupos funcionales presentes en la red. También se estudiaron 2 otros agentes como son los anhídridos en presencia de amina terciaria, o los triflatos de lantánido, iniciadores catiónicos. Los sistemas anteriormente citados actúan térmicamente. De forma alternativa se han estudiados sistemas fotoiniciados catiónicos. Finalmente, se ha estudiado un nuevo sistema en dos etapas que se basa en una reacción tipo click (tiol-eno), que tiene lugar fotoquímicamente, y que en presencia de fotoiniciadores catiónicos, genera sales de sulfonio que son iniciadores catiónicos. Esta Tesis Doctoral está estructurada en diferentes capítulos de la siguiente forma: Capítulo 1: Incluye una breve descripción del marco teórico relacionado con los materiales termoestables, así como también un breve resumen de lo reportado actualmente en el campo de los agentes modificantes dendríticos poliméricos, procesos de curado y agentes de curado, teniendo un enfoque particular sobre la mejora de las propiedades de los materiales epoxídicos termoestables. Además, en este capítulo se incluye la descripción del objetivo general y los objetivos específicos de esta Tesis Doctoral. Capítulo 2: Corresponde a la parte experimental donde se describen los instrumentos y técnicas utilizadas para la realización de este trabajo. Capítulos 3 y 4: Se muestra como en la formación de redes de oxazolidonas¿isocianuratos-éteres, el factor determinante para controlar la cantidad de cada fracción, es la relación entre isocianato y grupos epoxi presentes en las 3 formulaciones. Asimismo, la selección del catalizador, base o ácido de Lewis, también modifica la estructura de la red y las propiedades termomecánicas de los materiales termoestables. Capítulos 5: Se modifican los grupos hidroxilo finales de hiperramificados tipo Boltorn® con cadenas alifáticas y grupos finales vinílicos o epoxídicos, que se adicionan a formulaciones epoxi/isocianato/amina terciaria. Se estudia el proceso de curado y las características termomecánicas. Se hace especial hincapié en la morfología de los materiales, estudiada por SEM. Capítulos 6 y 7: Se modifican los grupos hidroxilo finales de hiperramificados tipo Boltorn® con cadenas de 10-undecenoilo en diferentes proporciones y se adicionan estos modificantes en formulaciones de DGEBA/anhídrido/amina terciaria. Se estudia tanto el proceso de curado como las propiedades del material final. Los valores de resistencia al impacto se relacionan con la morfología observada por microscopia electrónica. Capítulo 8: Se introducen como agentes modificantes polímeros hiperramificados con distintos grados de modificación obtenidos por la acilación del poliglicidol y se estudia el efecto que ejercen éstos sobre las distintas propiedades termomécanicas de los materiales termoestables en función del grado de modificación y su compatibilidad con la matriz epoxidica. 4 Capítulos 9 y 10: Muestran la incorporación de polímeros hiperramificados de tipo estrella sintetizadas a partir de núcleos tipo Boltorn de diferente peso molecular y brazos de poli(¿-caprolactona) en formulaciones de epoxi cicloalifática. En el primero de estos capítulos el curado se efectúa en condiciones térmicas utilizando triflato de iterbio como iniciador, mientras que en el segundo se efectúa un fotocurado iniciado por una sal de sulfonio como fotoiniciador. Capítulo 11: En este capítulo se propone un nuevo sistema de curado dual en dos etapas que consta de una reacción tiol-eno, que tiene lugar bajo irradiación seguida por un curado térmico de resina epoxi cicloalfática. Esta segunda etapa tiene lugar a temperaturas superiores a los 100ºC y viene iniciada por las sales de sulfonio producidas en la primera etapa a partir de los tioéteres formados y su activación mediante fotoiniciación. La adición de polímeros hiperramificados con terminaciones alílicas, activas en la reacción tiol-eno, permite obtener materiales con altas Tgs, a pesar de la flexibilidad introducida en la red por el tritiol utilizado. El sistema de curado propuesto tiene características latentes con un curado en dos etapas dual fotoquímico-térmico. La tesis recoge al final las principales conclusiones alcanzadas así como una breve lista con las contribuciones científicas relacionadas con esta tesis doctoral.

Esta tesis se centra en la síntesis de epóxidos enantiopuros utilizando derivados de la D-fructosa como catalizadores. Por ello se ha desarrollado una síntesis eficiente del diéster de Shi (4,5-Di-O-acetil-1,2-O-isopropilideno--D-eritro-2,3-hexadiulo-2,6-piranosa) en la que se han tenido en cuenta aspectos como la selectividad, eficiencia, coste y sostenibilidad de los reactivos usados. Un cambio en el método de purificación permitió aislar el dihidrato derivado del diéster de Shi (no descrito anteriormente). Se optimizaron las condiciones de epoxidación usando ambos catalizadores, y éstos fueron posteriormente ensayados en la epoxidación asimétrica de un conjunto de alquenos no funcionalizados obteniendo altas actividades catalíticas y enantioselectividades. Finalmente, estudios de marcaje isotópico permitieron identificar y entender los mecanismos de estereoinducción implicados. / In this thesis we focus on the synthesis of enantiopure epoxides using D-fructose derivatives as catalysts. A practical synthesis of the previously reported Shi’s diester catalyst (4,5-Di-O-acetyl-1,2-O-isopropylidene-D-erythro--2,3-hexadiulo-2,6-pyrano-se) was developed. Synthetic aspects such as selectivity, efficiency, cost and environmental issues of the reagents were taken into account. Optimisation of the work-up allowed for the isolation of its dihydrate derivative (no described previously). The epoxidation conditions using both D-fructose derivatives (diester and its hydrate) were optimised. Both catalysts were subsequently assayed in the asymmetric epoxidation of an array of unfunctionalised alkenes obtaining high activities and enantioselectivities. Finally, labelling experiments provided a sound understanding of the stereoinduction processes.

OBJETIVOS Esta tesis describe la síntesis y el estudio de la reactividad de complejos arílicos de paladio con un grupo amida en posición orto frente a moléculas insaturadas, con el principal objetivo de explorar rutas sintéticas para nuevos compuestos orgánicos, en particular, compuestos heterocíclicos. Se emplean ligandos arílicos con la función amida directamente enlazada al anillo aromático (benzamidas ortopaladiadas) o conectada a través de uno o dos grupos metileno (fenilacetamidas o 3-fenilpropanamidas ortopaladiadas). Este estudio ha permitido la síntesis de una serie de nuevos paladaciclos y heterociclos de diferentes tamaños (5, 6, 7, 8 ó 9 miembros). METODOLOGÍA La metodología utilizada consta de las siguientes etapas: (1) síntesis de nuevos complejos arílicos de paladio y derivados C,O- y C,N-paladacíclicos; (2) inserción de CO o isocianuros en el enlace Pd-C y optimización de las condiciones de reacción para obtener productos heterocíclicos; (3) inserción de alquinos en el enlace Pd-C de C,O-paladaciclos y caracterización de los paladaciclos agrandados resultantes; (4) inserción de CO o isocianuros en el enlace Pd-C de los paladaciclos agrandados para obtener heterociclos de mayor tamaño. RESULTADOS Se ha sintetizado una serie de complejos del tipo yodo(aril)paladio(II) por adición oxidante de 2-yodobenzamidas, 2-yodofenilacetamidas o 3-(2-yodofenil)propanamidas, a Pd(0) en presencia de un ligando quelatante N^N. Las reacciones de estos complejos con triflato de plata conducen a la abstracción del ligando yoduro y la formación de C,O-paladaciclos catiónicos de cinco, seis, o siete miembros, en los que la función amida se coordina a través del átomo de oxígeno. Por otro lado, amidatos C,N-paladacíclicos de cinco, seis o siete miembros se han obtenido por desprotonación de la función amida (derivados con los grupos NH2 o NHMe). La inserción de CO o isocianuros en el enlace Pd-C de benzamidas ortopaladiadas desencadena un rápido acoplamiento reductor C-N (derivados con los grupos NH2 o NHMe), dando lugar a la formación de isoindolin-1,3-dionas (ftalimidas) o 3 iminoisoindolin-1-onas. Estas reacciones conllevan la desprotonación de grupos NH2 o NHMe. Pueden tener lugar acoplamientos reductores C-N y/o C-O intramoleculares tras la inserción de CO o XyNC en el enlace Pd–C de fenilacetamidas ortopaladiadas, dependiendo de los sustituyentes sobre el nitrógeno amídico, conduciendo a heterociclos derivados de la isoquinolina o la isocumarina. Los acoplamientos C–O conllevan la desprotonación del grupo -CH2 y son los primeros acoplamientos C–O mediados por paladio descritos que implican una función amida. Las reacciones de las 3-fenilpropanamidas ciclopaladiadas con CO o XyNC han permitido la síntesis de imidas cíclicas de siete miembros y una iminobenzazepinona que resultan de un proceso secuencial de inserción y acoplamiento reductor C–N. En comparación con fenilacetamidas y benzamidas ciclopaladiadas, estas ciclaciones mediante acoplamientos C-N son más difíciles debido al mayor tamaño de los paladaciclos de partida, y sólo fueron satisfactorias a partir de los paladaciclos con la amida no sustituida; en los casos de los derivados con el grupo NHMe, los acoplamientos C-N están dificultados debido al impidimento estérico del grupo metilo y a la baja acidez del protón NH. Las reacciones de los complejos catiónicos C,O-ciclopaladiados con alquinos internos han permitido el aislamiento de paladaciclos de siete, ocho y nueve miembros, que resultan de la inserción de una molécula de alquino en el enlace Pd-C; los paladaciclos de nueve miembros son los primeros de ese tamaño obtenidos mediante monoinserciones de alquinos. Estas reacciones son más rápidas para anillos de mayor tamaño. Las reacciones de paladaciclos agrandados con CO pueden dar benzo[c]azepina-1,3-dionas 4,5-disustituidas, benzo[d]azocina-2,4(1H,3H)-dionas 5,6-disustituidas, o 1,2-dihidro-4H-benzo[e]azonina-3,5-dionas 6,7-disustituidas, que son el resultado de un proceso secuencial de inserción de CO y acoplamiento reductor C-N. Estas ciclaciones están generalmente más favorecidas para derivados con la función amida sin sustituyentes. Las reacciones de las benzamidas ciclopaladiadas que contienen metil o etil fenilpropiolato insertado (derivados de NHMe) con CO dan lugar a una adicción aza-Michael del fragmento NHMe al grupo vinilo tras la inserción de CO, conduciendo a la formación de derivados de isoindolin-1-ona. Las reacciones de los paladaciclos resultantes de monoinserciones de alquinos con isocianuros fueros intentadas solamente para los derivados de fenilacetamida. A diferencia de las reacciones análogas con CO, no se obtuvieron heterociclos de ocho miembros, sino una serie de derivados acíclicos de acrilamida o acrilonitrilo, cuya naturaleza depende de las condiciones de reacciones y del isocianuro. / OBJETIVES This thesis describes the synthesis and study of the reactivity toward unsaturated molecules of aryl palladium complexes containing an amide group in ortho position, with the main objective of exploring synthetic routes to new organic compounds, in particular, heterocyclic compounds. A series of aryl ligands with the amide function directly bonded to the aryl ring (ortho-palladated benzamides) or connected through one or two metylene groups (ortho-palladated phenylacetamides or 3-phenylpropanamides) are employed. This study has allowed the synthesis of a series of new palladacycles and heterocycles of different ring sizes (5, 6, 7, 8 or 9 members). METHODOLOGY A series of sequential steps have been followed for this study: (1) synthesis of the new aryl palladium complexes and C,O- and C,N-palladacyclic derivatives; (2) insertion of CO or isocyanides into the Pd-C bond and optimization of the reaction conditions to obtain heterocyclic products; (3) insertion of alkynes into the Pd-C bond of C,O-palladacycles and characterization of the resulting enlarged palladacycles; (4) insertion of CO or isocyanides into the Pd-C bond of the enlarged palladacycles to obtain heterocycles of a larger size. RESULTS A series of iodo(aryl)palladium(II) complexes have been synthesized by oxidative addition of 2 iodobenzamides, 2-iodophenylacetamides or 3 (2 iodophenyl)propanamides, to Pd(0) in the presence of a chelating N^N ligand. The reactions of these complexes with silver triflate lead to the abstraction of the iodide ligand and the formation of cationic five-, six-, or seven-membered C,O-palladacycles, in which the amide function is coordinated through the oxygen atom. On the other hand, neutral five-, six-, or seven-membered C,N-palladacyclic amidates have been obtained upon deprotonation of the amide function (NH2 or NHMe derivatives). The insertion of CO or isocyanides into the Pd–C bond of the ortho-palladated benzamides triggers the rapid C-N reductive coupling (NH2 or NHMe derivatives), leading to the formation of isoindoline-1,3-diones (phthalimides) or 3 iminoisoindolin-1-ones. These reactions involve the deprotonation of NH2 or NHMe groups. Intramolecular C-N and/or C-O reductive couplings can take place after the insertion of CO or XyNC into the Pd-C bond of ortho-palladated phenylacetamides, depending on the substituents on the amidic nitrogen, finally leading to isoquinoline- or isocoumarin-based heterocycles. The C-O couplings involve the deprotonation of the -CH2 group and are the first reported palladium-mediated C-O couplings involving an amide function. The reactions of cyclopalladated 3-phenylpropanamides with CO or XyNC have allowed the synthesis of seven-membered cyclic imides and one iminobenzazepinone resulting from insertion/C-N reductive coupling sequences. When compared to cyclopalladated phenylacetamides and benzamides, the cyclizations via C-N couplings proved to be more difficult because of the larger ring size of the starting palladacycles, and were only satisfactory from the palladacyclic derivatives with the unsubstituted amide; in the cases of the NHMe derivatives, the C-N couplings are hampered because of the steric hindrance of the methyl group and the lower acidity of the NH proton. The reactions of the cationic C,O-cyclopalladated complexes with internal alkynes have allowed the isolation of seven-, eight- and nine-membered palladacycles resulting from the insertion of the alkyne into the Pd–C bond; the nine-membered palladacycles are the first of that size obtained from alkyne monoinsertions. These insertions are faster for larger ring sizes. The reactions of the enlarged palladacycles with CO may give 4,5-disubstituted benzo[c]azepine-1,3-diones, 5,6-disubstituted benzo[d]azocine-2,4(1H,3H)-diones, or 6,7-disubstituted 1,2-dihydro-4H-benzo[e]azonine-3,5-diones, which are the result of CO insertion/C–N reductive coupling sequences. These cyclizations are generally more favored for derivatives with the unsubstituted amide function. The reactions of the benzamide palladacycles containing inserted methyl or ethyl phenylpropiolate (NHMe derivatives) with CO result in an aza Michael addition of the NHMe moiety to the vinyl group after the insertion of CO, leading to the formation of isoindolin-1-one derivatives. The reactions of palladacycles resulting from alkyne monoinsertions with isocyanides were tested only for the phenylacetamide derivatives. In contrast to the analogous reactions with CO, eight-membered heterocycles were not obtained, but a series of diverse acyclic acrylamide or acrylonitrile derivatives, whose nature depends on the reaction conditions and the isocyanide.

El objetivo general de esta Tesis es el desarrollo de diversos avances con electrodos selectivos de iones basados en membranas poliméricas plastificadas dentro de la Potenciometría Moderna, incluyendo la ampliación de sus aplicaciones analíticas en análisis toxicológico y biorremediación, análisis enzimático y análisis de fármacos y de bebidas. La metodología llevada a cabo está basada en una serie de estrategias de actuación con los electrodos selectivos de iones de membrana polimérica plastificada, en cuanto a la optimización de los componentes de la membrana, el estudio de sus respuestas potenciométricas incluyendo respuestas dinámicas, el diseño de plataformas conductoras para su miniaturización y su aplicación en campos de interés actual. Así, se ha construido un electrodo que responde a cationes alquilmetilimidazolio, componentes de líquidos iónicos. Además se han calculado los coeficientes de reparto de estos cationes entre las fases membrana/disolución y se ha utilizado como descriptor de la toxicidad de los líquidos iónicos correspondientes en distintos microorganismos. El electrodo se ha utilizado también para la determinación del catión 1-butil-3-metilimidazolio en aguas contaminadas, así como para la monitorización de su bioadsorción sobre hojas de Posidonia oceanica y sobre piel de naranja. Se han introducido tres compuestos formadores de enlaces por puente de hidrógeno, como nuevos ionóforos de aniones. Dos de ellos son derivados del benzodipirrol y son buenos ionóforos para los aniones divalentes tipo oxo: sulfato, sulfito, tiosulfato y oxalato. El tercer compuesto es un derivado del carbazolocarbazol que resultó ser un buen ionóforo para los aniones dicarboxilato: oxalato, malonato, succinato, glutarato y adipato. Se ha desarrollado un nuevo electrodo selectivo de acetilcolina y se ha aplicado al seguimiento de su cinética de hidrólisis catalizada enzimáticamente por la acetilcolinesterasa, obteniéndose una serie de parámetros cinéticos y enzimáticos de interés. Dicha reacción también se ha estudiado en presencia del inhibidor galantamina. Además se ha desarrollado un nuevo tratamiento matemático que llega a una ecuación que se ha utilizado como gráfica de calibrado para la determinación analítica de galantamina en fármacos y orina humana y para la obtención de la constante de inhibición correspondiente. Se presenta una nueva técnica llamada potenciometría dinámica diferencial que se basa en la obtención de la diferencia entre las respuestas dinámicas de dos electrodos selectivos de iones, en nuestro caso uno conteniendo una ?-ciclodextrina como ionóforo y el otro con la correspondiente membrana blanco. Se han obtenido unas nuevas señales que se proponen como “huellas dactilares” de una serie de principios activos catiónicos y de aniones. La técnica se ha aplicado para la determinación de lidocaína en productos farmacéuticos y también, mediante el uso del análisis de componentes principales, se ha obtenido un descriptor de la lipofilia para aniones. Por último se ha extendido dicha técnica al estudio de mezclas binarias de aniones. Se ha desarrollado un nuevo electrodo selectivo de contacto sólido basado en una porfirina de cinc(II), para la determinación de dióxido de azufre en diferentes vinos blancos y tintos. Las excelentes características del electrodo lo posicionan como una buena alternativa para el procedimiento de control rutinario en la industria vinícola. Se han preparado un nuevo electrodo de potasio y un electrodo de referencia miniaturizados, sobre una goma conductora basada en nanotubos de carbono. Se ha construido un brazalete para la determinación de potasio en sudor artificial con excelentes resultados, constituyendo un nuevo “objeto inteligente”. Adicionalmente, las gomas conductoras tienen otras funciones como servir de sello de atmósferas aisladas y como sensores físicos de movimiento, tomando ventaja de su flexibilidad. / The general aim of the present PhD thesis is the development of several advances with ion-selective electrodes, based on plasticized polymeric membranes, within the field of the called Modern Potentiometry, and to increase their use in analytical applications regarding to toxicological analysis and bioremediation, enzymatic analysis and the analysis of pharmaceuticals and beverages. The methodology used is based on a series of strategies with ion-selective electrodes containing plasticized polymeric membranes regarding the optimization of the membrane components, the study of potentiometric responses including potential dynamic responses, the design of new conductive platforms for their miniaturization and their application to fieldS of actual interest. Thus, an electrode that responds to alkylmethylimidazolium cations, components of ionic liquids, has been constructed. Besides, partition coefficients of these cations for the water/membrane interface have been calculated and they have been used as a toxicity predictor for the corresponding ionic liquid in different microorganisms. The electrode was satisfactorily used for the determination of 1-butyl-3-methylimidazolium cation in contaminated waters as well as to study its biosorption process by dry biomass from Posidonia oceanica and orange rind, which may be useful for water bioremediation purposes. Three hydrogen-bonding compounds are presented as new ionophores for anion-selective electrodes. Two of them are benzodipyrrol derivatives and they are good ionophores for the divalent anions sulfate, sulfite, thiosulfate and oxalate. The third compound is a carbazolocarbazole derivative and it is a good ionophore for the dicarboxylate anions: oxalate, malonate, succinate, glutarate and adipate. A new acetylcholine-selective electrode has been developed. The electrode is suitable for monitoring the acetylcholine concentration during its hydrolysis catalyzed by acetylcholinesterase. A kinetic-potentiometric method allows the enzymatic parameters of the hydrolysis to be determined in the presence and in the absence of the inhibitor galantamine. An advantage of the method is that it is used under the physiological conditions of the enzyme. A new mathematical approach, based on the basic equations of a competitive inhibitor, has been developed. It leads to an equation that has been applied to the determination of galantamine in pharmaceuticals and human urine with excellent results, and also to obtain the inhibition constant of the process. A new technique called Differential Dynamic Potentiometry based on the difference between the dynamic responses of two ion-selective electrodes, one with an ionophore and other without, is introduced. In our case the ionophore is a ?-cyclodextrin. The differential dynamic responses obtained can be used as fingerprints for the cationic drugs and the anions tested. The technique has been applied to the analytical determination of lidocaine in pharmaceuticals with good results. In addition, the technique was used with a principal component analysis and a lipophilicity descriptor for the anions was found. Finally, the technique has been extended to anion binary mixtures. A new solid-contact ion-selective electrode based on a Zn-porphyrin for the determination of sulfur dioxide in white and red wines has been developed. The excellent characteristics showed by the electrode place it as a good alternative to be used in routine analysis in the wine industry. A miniaturized ion-selective electrode and also a reference electrode have been prepared using new conductive rubbers based on a carbon nanotubes-ink. An innovative bracelet containing these two electrodes has been prepared for the determination of potassium in human sweat. This fact transforms a traditional rubber into a smart object. From a practical point of view, the ability to incorporate electrical circuits onto commercial, commodity rubbers is interesting to use them in O-rings and seals to have these electrical circuits inside hold vacuum for gas controlled atmpspheres. Another application born by taking advantage of elastic properties of the rubbers to create physical movement sensors.

La conversión de la energía solar en combustibles limpios como el H2 o el MeOH representa uno de los candidatos más prometedores para la sustitución de fuentes de energía basadas en combustibles fósiles. Las celdas solares electroquímicas requieren un catalizador en el ánodo que lleve a cabo eficazmente la oxidación de agua a oxígeno. El trabajo de tesis presentado consiste en un estudio detallado de catalizadores mononucleares de Ru que desempeñan dicha labor y un análisis exhaustivo de las rutas moleculares implicadas en el proceso. Nuestros resultados demuestran que existe un conjunto de complejos con ligandos puente oxo y pasos de reacción que han sido inadvertidos hasta la fecha, más allá del mecanismo propuesto actualmente aceptado.Cabe destacar que la oxidación de los complejos mononucleares produce su paulatina transformación en complejos dinucleares, que funcionan como catalizadores robustos para la oxidación del agua. / Conversion of solar energy into clean fuels like H2 or MeOH represents one of the most promissory candidates in order to replace carbon-based energy resources. The development of a commercially available photoelectrochemical cell for water splitting requires an efficient catalyst on the anode to carry out the oxidation of water to dioxygen. This thesis focuses in the study of mononuclear Ru water oxidation catalysts with a special emphasis in the molecular pathways occurring during the catalytic process. We have achieved strong evidences showing that the current accepted mechanistic proposal is incomplete, thus the oxidation of mononuclear complexes produces a large set of strongly correlated oxo bridge Ru complexes that have remained unnoticed until now. It is worth noting the gradual formation of rugged oxo bridge dinuclearRu water oxidation catalysts from the oxidation of the initial mononuclear complexes.

El objetivo principal de esta tesis es el desarrollo de metodologías analíticas rápidas basadas en técnicas espectrofotométricas moleculares y análisis de datos multivariantes. Estas metodologías se han aplicado para la resolución de dos problemas analíticos relacionados con los aceites vegetales como materias primas. Uno de ellos es la evaluación de las posibilidades que ofrecen los aceites vegetales como precursores de pre-polímeros. Se ha demostrado que la espectroscopía de infrarrojo combinada con tratamiento de datos de segundo orden es una herramienta útil para llevar a cabo el análisis cuantitativo de reacciones poliméricas modelo en las cuales intervienen aceites vegetales como reactivos iniciales. El segundo es el control de calidad del biodiesel. Se han desarrollado dos métodos basados en análisis por inyección secuencial con detección UV-visible y tratamiento de datos de segundo orden para llevar a cabo la determinación de parámetros de interés para la caracterización del fuel. / L'objectiu principal d'aquesta tesi és el desenvolupament de metodologies analítiques ràpides basades en tècniques espectrofotomètriques moleculars i anàlisi de dades multivariants. Aquestes metodologies s'han aplicat a la resolució de dos problemes analítics relacionats amb els olis vegetals com a matèries primes. Un d'ells és l'avaluació de les possibilitats que ofereixen aquests olis com a precursors de pre-polímers. S'ha demostrat que la espectroscopia d'infraroig combinada amb el tractament de dades de segon ordre és una eina útil per dur a terme l'anàlisi quantitatiu de reaccions polimèriques model en les quals intervenen olis vegetals com a reactius inicials. El segon és el control de qualitat del biodiesel. S'han desenvolupat dos mètodes basats en l'anàlisi per injecció seqüencial amb detecció UV-visible i tractament de dades de segon ordre per dur a terme la determinació de paràmetres d'interès per a la caracterització del fuel. / The main objective of this thesis is the development of fast analytical methodologies based on molecular spectrophotometric techniques and multivariate data analysis. These methodologies have been applied to the resolution of two analytical problems related to the vegetable oils as raw materials. One of them is the evaluation of the possibilities that modified vegetable oils offer as precursors of pre-polymers. It has been demonstrated that infrared spectroscopy combined with second-order data treatment is a powerful tool to carry out the quantitative analysis of model polymer reactions of interest to obtain vegetable oil-thermosetting materials. The other one is the quality control of biodiesel. Two methods based on sequential injection analysis with UV-visible detection and second-order data treatment have been developed to determine the specific parameters of interest for the characterization of the fuel.