Memoria para optar al título de Químico / Los complejos Cu2(u-O2CR)4L2 fueron sintetizados a partir de Cu2(OH)2CO3 y el correspondiente RCOOH; donde R: C10H13- y PhCH=CH2-, además L: N,N-dimetilformamida , dimetilsulfóxido o tetrahidrofurano. Estos fueron recristalizados en los mismos solventes mediante diferentes técnicas. Sus propiedades fueron determinadas como se indican a continuación solo para productos cristalinos. Mediante espectroscopia vibracional (FTIR, índice del modo de coordinación de tales compuestos), se comparó el corrimiento de las frecuencias de estiramiento de los carboxilatos, con respecto al espectro infrarrojo del respectivo ácido. Los solventes (ligando L) alteran las frecuencias de estiramiento, así como también la intensidad relativa de las bandas. Para estudiar esta dependencia se analiza la región observada entre 1600-1400 cm-1, donde la separación del modo de estiramiento simétrico del antisimétrico de los carboxilatos puente (Δν), es una poderosa herramienta de diagnóstico del modo de coordinación. La Difracción de Rayos X de monocristal establece que la distancia Cu…Cu de 2.584 Å y 2.669 Å para ligandos R: Adamantoato y Cinamato respectivamente, lo que indica la importancia del residuo orgánico (pKa). Los solventes ligandos (L) en cada caso se coordinan de forma axial al eje Cu…Cu. Se observa una diferencia en los valores de los ángulos O-C-O para un carboxilato en particular, así como para las distancias de los valores Cu-O para cada uno, varían en función del ligando. Las distancias promedio Cu-O son 1.988 Y 1.9657 Å, para Cu2(OOC-CH=CHC6H5)4DMSO2 y Cu2(C10H13-COO)4DMSO2 respectivamente. La Susceptibilidad χ-DC y χ-AC del compuesto de cinamato muestra una dependencia del campo aplicado con respecto a la temperatura que es distinta de otros carboxilatos cúpricos. A campos menores a 50 Oersteds, el ordenamiento magnético es notoriamente distinto que a 1000 Oersted, a la misma temperatura 20K. El carácter magnético de los compuestos fue estudiado por espectroscopía paramagnética electrónica (EPR), la cual permite evidenciar la existencia de dímeros, así como el grado de covalencia y el acoplamiento con el espín nuclear del cobre. Diferentes medidas EPR (monocristal y polvo) para diferentes carboxilatos dímeros, se evidencia el acoplamiento de espín electrónico entre los centros Cu…Cu vecinos; en los cuales la presencia del solvente ligando (DMF o DMSO) indica si existe o no recubrimiento orbital magnético. Ya que esta interacción está ligada a la geometría de los centros vecinos, se estudian las señales y el desdoblamiento hiperfino, en el caso del monocristal, al orientar el cristal con respecto al campo magnético aplicado / The current complexes Cu2(u-O2CR)4L2 were abtained from Cu2(OH)2CO3 and the corresponding carboxylic acid R-COOH; where R: C10H13-, and PhCH=CH2-, and L: is N,N-dimethylformamide , dimethylsulfoxide or tetrahydrofuran. These compounds were recrystallized in these very solvents by means of newly developed crystallization techniques. Their properties were determined as follows just for crystalline products. The vibration spectroscopy (FTIR) shows the coordination mode of these compounds. We compared the carboxylate stretching frequencies shifting respect to acid infrared spectra. The ligand solvents change the stretching frequencies as well as band intensities. For this dependence, we scope the range of 1400-1600 cm-1, where the symmetric and antisymmetric stretching mode separation of the bridge carboxylate (Δν), is a powerful diagnostic tool of coordination mode. The X-Ray Diffraction establishes a Cu…Cu distance of 2.584 Å and 2.669 Å for cinnamate and adamantoate ligands respectively, indicating the importance of the organic structural residue (pKa). In each case the ligand solvents are coordinated axially to Cu…Cu axis. There is a gap in the value of OCO angles particularly for a carboxylate, as well as Cu-O distance value, where for each one varies as a function of ligand. The Cu-O average distances are 1.988 and 1.9657 Å, for Cu2(OOC-CH=CHC6H5)4DMSO2 and Cu2(C10H13-COO)4DMSO2 respectively. The AC-χ susceptibility of cinnamate compound shows a dependence of applied magnetic field with respect to temperature where to fields lower than 50 Oersted, the magnetic order is notably different than to 1000 Oersted, below 20K. The magnetic behavior of these compounds were scoped by electron paramagnetic resonance (EPR) which make evidence the occurrence of dimers, as well the covalency and the coupling with the copper nuclear spin. Distincts EPR had been measure (single crystal and powder) for different dimers carboxylate, evidence spin coupling between Cu…Cu neighbors centers; in which the presence of ligand solvent shows if exist magnetic orbital overlap or not. Since this interaction is linked to the geometry of neighboring centers, there are scoping the signals and the hyperfine splitting, in the single crystal, to oriented it respect to the applied magnetic field

Tesis presentada a la Universidad de Chile para optar al grado de Doctor en Química / Los radicales libres son por esencia especies reactivas que se encuentran involucradas en sistemas biológicos y químicos. Los radicales libres se encuentran presentes en la mayoría de las patologías existentes, ya sea como causantes o como indicadores de alguna anomalía en sistemas vivos. Se clasifican actualmente como especies reactivas de oxígeno (EROs) y especies reactivas de nitrógeno (ERNs). La gran dificultad para el estudio de los radicales libres radica en sus cortos tiempos de vida que van en el orden de milisegundos a nanosegundos lo cual hace difícil su caracterización. Sin embargo, en este último tiempo se ha desarrollado una nueva técnica denominada “atrapamiento de espín” (Spin Trapping) en conjunto con la espectroscopia de Resonancia de Espín Electrónico (REE) que ha permitido la detección de estas especies. Esta técnica implica la reacción de una molécula atrapadora de radicales denominada atrapador de espín (Spin Trap) la cual reacciona con el radical libre formando una especie radicalaria más estable denominada aducto de espín (Spin Aduct). Existen dos grandes familias de atrapadores de radicales libres utilizados, los nitroso compuestos que se han dejado de usar por una serie de inconvenientes que presentaban y las nitronas que son de gran uso comercial hoy en día. Las nitronas forman un grupo estructural bastante utilizado para atrapar radicales libres, sin embargo las existentes en el mercado (principalmente las nitronas más usadas son 5,5–dimetil–1– pirrolina N–óxido (DMPO) y α–fenil–N–tert–butilnitrona (PBN) además de algunos derivados de este último) presentan aun problemas de solubilidad en medios acuosos, de selectividad y de biodisponibilidad. En esta tesis, se estudiaron cuatro series de nitronas con diferentes modificaciones estructurales: la serie I de nitronas derivadas de N–óxido furazano, la serie II y la serie III derivadas de 1,4–di–N–óxido quinoxalina y la serie 0 que se utilizó como blanco para las series II y III. Estas nitronas permitieron un atrapamiento eficiente de especies radicalarias activas de corta vida. Esta variedad estructural permitió evaluar su capacidad como atrapadores de radicales libres. El principal objetivo de este estudio es evaluar fisicoquímicamente nuevas series de nitronas haciendo un estudio experimental y teórico. Se usarán principalmente dos grupos de metodologías asociadas con los diferentes estudios a realizar, la primera metodología comprende el uso de la espectroscopia de resonancia de espín electrónico (REE) para la caracterización de los atrapadores de radicales libres. La segunda metodología comprende el uso de herramientas de la química computacional que permitan una mejor comprensión y racionalización de los resultados experimentales, basados en la química cuántica y de las simulaciones de cinéticas y de espectros de REE/RMN. Los resultados obtenidos muestran que aquellas nitronas solubles en general son mejores atrapadores de radicales libres que 5,5–dimetil–1–pirrolina N–óxido (DMPO) y α–fenil–N–tert–butilnitrona (PBN). En comparación a DMPO, las nitronas estudiadas resultaron ser entre 3,5 a 5,0 veces más rápidos que este último. Además, mostraron ser buenos atrapadores de radicales libres en medios biológicos. Los estudios cinéticos permitieron obtener las constantes de atrapamiento de estas nitronas al atrapar al radical hidroxilo, además de constantes relativas para otros radicales libres. Se determinó la constante de decaimiento de los aductos de espín y su correspondiente tiempo de vida media. La racionalización de los resultados experimentales mediante el uso de los cálculos computacionales, permitieron proponer un mecanismo de reacción general para estos atrapadores y comprender que fenómenos de tipo electrónicos influyen en la estabilización del correspondiente aducto de espín formado. / Free radicals are essentially reactive species involved in biological and chemical systems. Free radicals are present in several diseases either as originators or as indicators of abnormalities in living systems, being currently classified as reactive oxygen species (ROS) and reactive nitrogen species (RNS). The major difficulty in their study lies in their short lifetimes which range from milliseconds to nanoseconds, making it difficult to characterize them. The “Spin Trapping” technique has been developed which in conjunction with Electron Spin Resonance Spectroscopy (ESR) allow the detection of these radical species. This technique involves the reaction of a radical trapping molecule called Spin–Trap, which reacts with a free radical molecule forming a more stable radical species called Spin–Adduct. Nowadays the use of Nitrone (DMPO) as a Spin–Trap, a successful commercial compound has revealed several problems, mainly due to the short lifetime of the spin adduct formed. Also, another spin trap called PBN, displayed a shorter lifetime of it’s adduct compared to DMPO. Moreover, the search for improved spin traps is plenty of new issues like their diminished solubility or simply lack of selective which do not allow for the proper identification of the trapped species. In this thesis, we have studied four new families of nitrones with different structural modifications. The first series denominated as Series I of nitrones are derived from N–oxide furazane, the Series II and III are derived from 1,4–di–N–oxide quinoxaline and the last series called Series 0 were used as a structural blank for the Series II and III. These nitrones allowed the efficient trap of free radical species with short lifetime. The structural diversity of these nitrones has allowed the assessment of their ability as spin traps. Two methodologies were used to evaluate these compounds as spin traps. The first methodology involves the use of Electron Spin Resonance Spectroscopy (ESR) for the characterization of these nitrones as spin traps. The second methodology involves the use of computational chemistry tools to enable a better understanding so as the rationalization of the experimental results, based on quantum chemical and kinetic and spectra simulations of ESR/NMR. The results show that soluble nitrones are generally better spin traps than DMPO and PBN. Our results indicated that studied nitrones are between 3.5 and 5.0 times faster spin traps in comparison to DMPO. The above mentioned nitrones also show to be efficient spin traps in biological media. The rationalization of the experimental results using computer calculations allowed us to propose a general reaction mechanism for the trapping process in order to understand how the electronic structure of these nitrones have an influence on the stabilization of the trapped free radical species and the consequent formation of the spin adducts.

Memoria para optar al título de Químico Farmacéutico / La fibrilación auricular (FA) es la arritmia más común en la población adulta y su prevalencia aumenta con la edad. La FA es un problema de salud pública importante porque deteriora la eficiencia cardiaca y disminuye la calidad de vida de los pacientes, aumentando su morbilidad y mortalidad. Actualmente no se dispone de terapias efectivas y seguras para su prevención o manejo. La FA postoperatoria (POAF) es una complicación frecuente después de una cirugía cardiaca electiva que ocurre entre el 20-60% de los pacientes. Los mecanismos precisos que llevan a su aparición y persistencia no han sido completamente dilucidados. Se ha sugerido que la inflamación y el estrés oxidativo podrían tener un papel importante en su generación, mantenimiento y perpetuación. Hay antecedentes que indican una relación entre la aparición de POAF en el segundo o tercer día del postoperatorio con un nivel máximo de proteína C reactiva ultrasensible (PCRus) en plasma. El estrés oxidativo también ha sido evaluado por detección de malondialdehído, 8-isoprostano y por actividad de enzimas antioxidantes. Estos marcadores están aumentados en POAF, pero aún no está dilucidado si pueden ser utilizados como predictores de POAF o para identificar pacientes con riesgo de FA. El presente estudio planteó como hipótesis que: marcadores sistémicos de inflamación y/o estrés oxidativo son un predictor del desarrollo de fibrilación auricular en pacientes sometidos a cirugía cardíaca electiva. Para responder esta hipótesis, se realizó un estudio prospectivo en el cual se reclutaron 121 pacientes en ritmo sinusal con indicación de cirugía de revascularización miocárdica del Hospital Clínico de la Universidad Católica. Una vez firmado el consentimiento informado, se les tomó muestras sanguíneas antes y después de la cirugía para medir marcadores de inflamación y estrés oxidativo. Los pacientes fueron monitoreados continuamente durante 72 horas posteriores a la cirugía con un sistema de telemetría para detectar en forma automática la aparición de arritmia. Se evaluó el nivel y/o actividad de parámetros de inflamación (PCRus, VCAM-1, recuento de blancos y de neutrófilos) y de estrés oxidativo (malondialdehído, 8-isoprostano, catalasa y glutatión peroxidasa), y se investigó si estos parámetros son un marcador predictivo del desarrollo de POAF y si correlacionan entre sí para el desarrollo de la misma. Nuestros resultados indicaron que un 24% de los pacientes experimentó POAF, que la edad resultó ser un predictor para dicho evento y que en todos los pacientes la cirugía provocó una respuesta inflamatoria, reflejada por el aumento de todos los parámetros medidos después de cirugía. Estos resultados son concordantes con lo descrito en la literatura. Los resultados además mostraron que los marcadores inflamatorios y de estrés oxidativo sistémicos no fueron significativamente diferentes al comparar los pacientes con o sin POAF en el estado previo a la cirugía, a excepción de VCAM-1 (indicador de inflamación y daño endotelial), parámetro que se encontró significativamente elevado previo a la cirugía en pacientes que desarrollaron POAF comparado con aquellos que no la desarrollaron. En conclusión, VCAM-1 resultó ser un predictor del desarrollo de POAF en pacientes sometidos a cirugía cardíaca electiva / Atrial fibrillation (FA) is the most common sustained arrhythmia in the adult population and its prevalence increases with the age. It is an important Public Health problem because it impairs cardiac efficiency and decreases the quality of life of patients, increasing their morbidity and mortality, as there are no safe and effective therapies for prevention o management. Postoperative FA (POAF) is a frequent complication after elective cardiac surgery that occurs in 20 to 60% of the patients. The precise mechanisms that lead to its appearance and persistence have not been fully elucidated. It has been suggested that inflammation and oxidative stress could play an important role in its generation, maintenance and perpetuation. There are records that indicate the relationship between the appearance de POAF in the second or third postoperative day with a maximum level de ultra-sensitive C - reactive protein (PCRus) in plasma. Oxidative stress has also been evaluated by detection of malondialdehyde, 8-isoprostane and activity of antioxidant enzymes. These markers are increased in postoperative FA, but are not yet dilucidated whether these markers can be used as predictors of POAF or used to identify patients with risk of FA. For this reason the present study hypothesized that: systemic markers of inflammation and/or oxidative stress are a predictor of the development of Atrial Fibrillation in patients undergoing elective cardiac surgery. To answer this hypothesis, was performed a prospective study which enrolled 121 patients in sinus rhythm with an indication of coronary artery bypass grafting at the Clinical Hospital of the Catholic University. Once signed informed consent, blood samples were taken before and after surgery to measure markers of inflammation and oxidative stress. Patients were monitored continuously for 72 hours after surgery with a telemetry system to automatically detect the occurrence of arrhythmia. Was evaluated the level and / or activity of markers of inflammation (PCRus, VCAM-1, white count and neutrophil) and oxidative stress (malondialdehyde, 8-isoprostane, catalase and glutathione peroxidase), and was evaluated whether these parameters are a predictive marker of development of POAF and if correlated with one another to develop it. Our results indicated that 24% of patients experienced POAF, that age was a predictor for the event and in all patients the operation caused an inflammatory response, reflected by the increase in all parameters measured after surgery, these results are consistent with those described in the literature. The results also showed that inflammatory markers and systemic oxidative stress were not significantly different between patients with or without POAF in the state before surgery, except for VCAM-1 (marker of inflammation and endothelial injury), parameter was significantly higher than before surgery in patients who developed POAF compared with those who did not develop POAF. In conclusion, VCAM-1 results to be a predictor of the development of POAF in patients undergoing elective cardiac surgery

[ES] La presente tesis doctoral se sitúa en el marco de la síntesis de óxidos metálicos con aplicaciones en Catálisis Heterogénea para la obtención de productos de Química Fina de alto interés industrial. En este caso concreto se han estudiado los óxidos de manganeso de tipo criptomelana K-OMS2, los cuales resultan muy útiles para la fabricación de dispositivos electrónicos y como catalizadores, debido a sus propiedades redox, a su inocuidad a nivel medioambiental y a su bajo coste. En la primera parte de este trabajo se ha estudiado la síntesis de g - valerolactona mediante la carboesterificación de estireno y anhídrido acético empleando el óxido de manganeso dopado con cobre como catalizador, CuOx/K-OMS2. Los resultados catalíticos obtenidos en este trabajo mejoran los descritos previamente en la bibliografía con catalizadores homogéneos relacionados; y en definitiva presentan una mejora de las condiciones experimentales de trabajo. Al mismo tiempo, se ha conseguido dilucidar el mecanismo de reacción. Paralelamente se ha logrado demostrar la existencia de un efecto sinérgico - a nivel superficial - entre el Mn de la estructura y las especies de Cu(II) dispersas sobre la superficie de K-OMS2 que tiene su origen en los cambios a nivel electrónico que experimentan los átomos de Mn. A continuación, se presenta la síntesis de un nuevo material basado en la incorporación de centros de Ru(III) en la estructura del óxido de Mn de tipo criptomelana K-OMS2 a través de la sustitución isomórfica de los cationes Mn(III) originales. A partir de distintas técnicas de caracterización se ha logrado demostrar que el nuevo material está constituido exclusivamente por una monofase pura de K-OMS2, en la que el Ru(III) se ha incorporado perfectamente en la estructura de la red dando lugar a [Ru]-K-OMS2. Las consecuencias catalíticas de esta sustitución han sido estudiadas a partir de la reacción modelo de oxidación de alcoholes a aldehídos. Ello ha permitido constatar que la consecuencia principal de la incorporación de Ru(III) en la estructura es el debilitamiento del enlace Mn - O, lo cual facilita en gran medida la reducibilidad del óxido. Esto se traduce en una notable mejoría de los resultados catalíticos respecto del óxido de Mn original K-OMS2 e incluso de otros óxidos de Mn relacionados donde el Ru(III) se sitúa exclusivamente a nivel superficial. En una tercera parte de esta tesis, se describe el estudio teórico mediante técnicas electroquímicas de un efecto catalítico importante como es el spillover. De esta forma, mediante la técnica electroquímica de VIMP se han estudiado los procesos de spillover que tienen lugar en el óxido K-OMS2 cuando éste es depositado sobre un electrodo de Au. El proceso de spillover es clave para entender los procesos catalíticos que transcurren con difusión de oxígeno entre las distintas fases que conforman un catalizador metal/óxido (actuando este último como soporte). Además, el estudio de los fenómenos interfaciales relacionados con el movimiento de los átomos de oxígeno en un medio alcalino confirman el control por difusión del del proceso estudiado. Por último, estudios de resonancia paramagnética electrónica (EPR) del material de manganeso no dopado, K-OMS2; y del mismo óxido dopado con distintos elementos metálicos ([M]-K-OMS2 donde M= Co2+, Ni2+, Cu2+, Fe3+ y Ru3+) han demostrado la elevada concentración magnética de estos materiales fruto de la variedad de estados de oxidación del Mn (+2, +3 y +4) a nivel estructural y de los propios cationes metálicos incorporados en cada caso. Finalmente, la cinética de la reacción de oxidación de alcohol bencílico a benzaldehído en presencia de [Ru(2%)]-K - OMS2 se ha podido estudiar por EPR confirmando la formación de especies paramagnéticas de Mn y Ru en el transcurso de la misma. / [CA] La present tesi doctoral es situa en el marc de la síntesi d'òxids metàl·lics amb aplicacions en Catàlisis Heterogènia per a l'obtenció de productes de Química Fina d'alt interés industrial. En aquest cas concret s'han estudiat els òxids de manganès de tipus criptomelana, K -OMS2. En la primera part d'aquest treball s'ha tractat la síntesis de g - valerolactona a través de la reacció de carboesterificació entre l'estirè i l'anhídrid acètic utilitzant com a catalitzador l'òxid de manganès dopat amb coure, CuOx/K-OMS2. Els resultats catalítics obtinguts en aquest treball milloren els descrits en la bibliografia que utilitzen catalitzadors homogenis de la mateixa índole; y globalment presenten una millora de les condicions experimentals generals de treball. Al mateix temps, s'ha aconseguit dilucidar el mecanisme de reacció, el qual ha permès establir la coexistència de dos rutes de ciclació per a l'obtenció del producte. Paral·lelament s'ha aconseguit demostrar l'existència d'un efecte sinèrgic - a nivell superficial - entre el manganès de l'estructura i les espècies de Cu(II) disperses sobre la superfície de K - OMS2. Aquest efecte té com a origen els canvis que es produeixen a nivell electrònic en els àtoms de Mn i que milloren la reactivitat gràcies a la millor difusió dels àtoms d'oxigen estructural. A continuació, es presenta la síntesi d'un nou material basat en la incorporació de centres de Ru(III) en l'estructura de l'òxid de Mn de tipus criptomelana K - OMS2 a través de la substitució isomòrfica dels cations Mn(III) originals. A partir de diferents tècniques de caracterització s'ha aconseguit demostrar que el nou material està constituït exclusivament per una única fase pura de K - OMS2, on el Ru(III) s'ha incorporat perfectament en l'estructura de la xarxa constituint d'aquesta forma el material [Ru] - K - OMS2. Les conseqüències catalítiques d'aquesta substitució han estat estudiades a partir d'una reacció model: l'oxidació d'alcohols a aldehids. Això ha permès constatar que la conseqüència principal de la incorporació de Ru(III) és el debilitament de l'enllaç Mn - O, la qual facilita en gran mesura la reductibilitat de l'òxid. Això es tradueix en una millora substancial dels resultats catalítics respecte l'òxid de manganès original (K - OMS2) i també a altres òxids de manganès dopats superficialment amb Ru(III). En la tercera part d'aquesta tesis, es descriu l'estudi teòric mitjançant tècniques electroquímiques del spillover, un efecte catalític de gran importància i que s'origina en determinats suports metàl·lics. D'aquesta manera, a través de la tècnica electroquímica de (VIMP) s'han estudiat dits processos de spillover que tenen lloc en l'òxid de K - OMS2 quan es troba depositat sobre un elèctrode d'Au. El procés de spillover és clau per a poder entendre els processos catalítics que impliquen la difusió d'àtoms d'oxígens entre les diferents fases que constitueixen un catalitzador tipus metall - òxid, on aquest últim actua com a suport. A més a més, l'estudi dels fenòmens entre fases relacionats amb el moviment dels àtoms d'oxigen en un medi alcalí confirmen el control per difusió del procés d'estudi. Finalment, els estudis de ressonància paramagnètica electrònica (EPR) del material de manganès no dopat, K - OMS2; y del mateix òxid dopat amb diferents elements metàl·lics ([M] - K - OMS2 on M = Co2+, Ni2+, Cu2+, Fe3+ i Ru3+) han demostrat l'elevada concentració magnètica d'aquests materials degut a la gran varietat d'estats d'oxidació que presenta el Mn (+2, +3 i +4) a nivell estructural i dels propis cations metàl·lics incorporats en cadascun dels casos. Per altra banda, l'elevada conductivitat elèctrica que presenten aquests materials dopats isomòrficament. Finalment, s'ha estudiat per mitjà d'aquesta tècnica la reacció d'oxidació de l'alcohol benzílic en presència de [Ru(2%) - K - OMS2. L'est / [EN] The present doctoral thesis is set within the synthesis of metallic oxides which can be used as heterogeneous catalyst for different purposes, as the of fine chemicals in the industry. We have studied the manganese oxides (IV) - type, cryptomelane (K - OMS2) that present numerous applications such as electronic devices, chemical sensors, for chemical separations and catalysts. It is due to the redox properties, benign for the environment and low cost. In the first part of this work, the synthesis of g - valerolactones have been obtained by a carboesterification reaction between styrene and anhydride acetic. Copper doped catalyst, CuOx/K-OMS2, has been used for this reaction. It has been able to improve the results obtained by homogeneous catalysts and the experimental conditions could also be smoothed. By the same token, reaction accounts for two possible reaction mechanisms. Moreover, a clear synergistic effect between copper and manganese - dispersed along the K - OMS2 surface - has been devised for CuOx/K-OMS2. This effect seems to come from electronic changes that are produced in the manganese atoms. Then, a new material was synthesized. It consisted on the insertion of ruthenium(III) species, Ru3+, into the manganese - oxygen framework (K - OMS2). This process was carried on trough an isomorphic substitution of structural manganese(III) cations for Ru3+. By combining X-ray diffraction, Raman, IR, transmission and scanning electron microscopy, differential and gravimetric thermal analysis and H2-temperature programmed¿ it can be said that the new material is a pure monophasic material containing ruthenium species isomorphically incorporated into the lattice. The most important consequence of the isomorphic substitution of Ru is the weakening of the Mn - O bond, a fact that has clear catalytic implications. In order to prove it, the oxidation of alcohols was taken as a model reaction, showing a complete selectivity towards the aldehyde and a clear improvement of the catalytic properties with respect the undoped catalyst (K-OMS2). Results obtained are better than other Ru(III) doped cryptomelane materials in which ruthenium species are deposited exclusively on the surface. The heterogeneity of the process has been confirmed and the catalyst has been recovered and reused without a significant loss of activity and catalytic properties. In another part of this thesis includes the theoretical study, using interface electrochemical techniques, of the spillover phenomena very common in catalytic reactions where metal supported catalysts are used. So, the voltammetry of immobilized particle methodology (VIMP) has been used in order to study spillover in K - OMS2 materials deposited on Au electrodes. The comprehension of this process has a huge importance in order to explain the interfacial oxygen atoms mobility in a metal - oxide type catalyst, where the oxide acts as a support. Also, the study of interfacial phenomena in alkaline media shows that are controlled by diffusion. Finally, electronic paramagnetic resonance (EPR) studies for the undoped (K - OMS2) and for doped materials [M] - K - OMS2 (where M = Co2+, Ni2+, Cu2+, Fe3+ and Ru3+) showed a high magnetic concentration due to several manganese species, i.e. Mn2+, Mn3+ and Mn4+, as well as, the metallic species incorporated. For the case of doped materials [M] - K - OMS2 (M = Co2+, Ni2+, Cu2+), we have not been able to elucidate the individual contribution of the cation respect to the Mn - O framework signal. But, despite this, we could detect that different ruthenium content into the K - OMS2 structure could induce the creation of different magnetic domains along the lattice. Lastly, EPR ex situ studies on the oxidation reaction of alcohol to benzaldehyde using [Ru(2%)]-K-OMS2 could confirm that Mn and Ru paramagnetic species are involved in the reaction mechanism. / Sabaté Fornons, F. (2021). Estudio, síntesis y caracterización de óxidos de manganeso de tipo criptomelana y aplicaciones catalíticas [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/167054 / TESIS