El objetivo de esta tesis ha sido desarrollar y mejorar métodos analíticos para el control de calidad de productos de limpieza y para la evaluación de su impacto ambiental. Se ha prestado especial interés en el uso de los alcoholes grasos polietoxilados (FAEs), y a la caracterización de alquilpolifosfonatos (APPs), que son frecuentemente empleados como aditivos en productos de limpieza.Se ha llevado a cabo un estudio sistemático de los FAEs con el objeto de desarrollar y mejorar métodos para su caraterización y determinación en matrices industriales y ambientales, usando derivatización previa con anhídridos cíclicos, seguida de HPLC. Los objetivos fueron aumentar la velocidad y el rendimiento de la reacción de derivatización de FAEs con anhídridos, mejorar su reproducibilidad y la tolerancia de la reacción a la presencia de agua en las muestras, mejorar la resolución cromatográfica tanto entre las series hidrocarbonadas sucesivas como entre oligómeros dentro de una misma serie, nivelar los factores de respuesta de los oligómeros y reducir los límites de detección tanto en UV-Vis como en detección por MS. Se intentó primero la derivatización con anhídrido maleico (A. Micó-Tormos et al., J. Chromatogr. A 1180, 32-34, 2008). La reacción se completaba a 80 ºC en 15 min, y se observó que la adición de urea en suspensión en el medio de reacción proporcionaba rendimientos mayores. Para resolver los oligómeros solapados, se aplicó una deconvolución de los picos mediante un algoritmo genético asistido por el método local de Powell no restringido. El procedimiento se aplicó con éxito a muestras industriales y ambientales.A partir de la regularidad de los tiempos de elución, se predijeron los tiempo de retención de los oligómeros de los derivados de los FAEs de acuerdo con n y m. Se desarrollaron modelos que predicen los tiempos de retención en función del porcentaje medio de la concentración de ACN en cada punto del gradiente. Estos modelos fueron útiles para ahorrar tiempo en la optimización.A continuación, se estudio la esterificación de FAEs con anhídrido ftálico en 1,4-dioxano (A. Micó-Tormos et al., J. Chromatogr. A 1203, 47-53). La reacción se completó a 110 ºC en 60 min, también en presencia de urea molida en suspensión. En este caso, se describe un procedimiento sencillo para predecir de forma precisa las concentraciones de todos los oligómeros en las muestras descritas.Por ultimo, se ha introducido la derivatización con anhídrido difénico (A. Micó-Tormos et al., J. Chromatogr. A 1216, 3023-3030, 2009). El empleo de este reactivo se compara con el uso de los anhídridos maleico y ftálico. Se obtuvieron mejores parámetros cromatográficos que en los casos de los dos anhídridos anteriores, por lo que se escogió este anhídrido como óptimo.Más recientemente, se planteó el problema del solapamiento de los oligómeros monoetoxilados y no etoxilados (oligómeros con valores de m = 0 y 1 respectivamente) con los oligómeros más pesados dentro de las respectiva series hidrocarbonadas. Combinando la derivatización con anhídrido difénico con cromatografía 2D, se han obtenido las series bien ordenadas, con resolución total de los oligómeros dentro de cada serie.Por ultimo, se describen métodos para la rápida caracterización de APPs industriales mediante infusión en el espectrómetro de masas y electroforesis capilar zonal (CZE) con detección fotométrica indirecta (IPD) y detección mediante espectrometría de masas (MS) (V. Bernabé-Zafón, A. Micó-Tormos et al., Electrophoresis 28, 341-352, 2007). / The aim of this PhD was to develop improved analytical methods for the quality control of cleaning products, and for the evaluation of their environmental impact.Concerning fatty alcohol ethoxylates (FAEs), a study for developing improved methods for their caracterization and determination in industrial and environmental matrices, using previous derivatization with cyclic anhydrides, followed by HPLC, was carried out. The objectives were to increase the rate and yield of derivatization reactions, to improve their reproducibility and tolerance to the presence of water, to enhance chromatographic resolution, to level-off the response factors of the oligomers and to reduce the limits of detection. Regularity of the elution of FAE derivatives according to both n and m was used to predict the retention time of the oligomers. For this purpose, models which predicted the retention times as function of the average of acetonitrile (ACN) concentration along the gradient, were developed. These models were useful to design mobile phases with a preselected total analysis time.We addressed the problem of overlapping of the non-ethoxylated and mono-etoxylated oligomers with heavier oligomers within the respective hydrocarbon series. We obtained well ordered series and full oligomer resolution by combining derivatisation with diphenic anhydride with 2D chromatography. This was implemented by using a novel set-up in which a single quaternary pump serves the two columns. Excellent resolution between the oligomers within the series was achieved with alkyl-diol column as first dimension and penta-fluoro-propyl (PFP) column as second dimension. Using low temperatures resolution increased, and all the oligomers were resolved.Methods for the rapid characterization of industrial APPs by infusion mass spectrometry and capillary zone electrophoresis (CZE) with indirect photometric (IPD) and mass spectrometric (MS) detection, were described. Technical grade APPs were examined. A solution of adenosine triphosphate disodium salt (ATP) was used as BGE. The nominal compounds of the industrial APPs and their impurities were well resolved. The peaks were identified by using extracted ion electropherograms. Application of CZE-IPD and CZE-MS to the quality control of industrial APPs, and of CZE-MS to the identification and characterization of APPs in cleaning products, was demonstrated.

En la presente tesis se han preparado nuevas columnas monolíticas para electrocromatografía capilar (CEC) por polimerización in situ de mezclas que contenían diferentes monómeros de base de acrilato y metacrilato, estudiando diversos iniciadores de la reacción polimérica.Las columnas resultantes se han caracterizado por sus propiedades morfológicas y electrocromatográficas. En el primer caso se han empleado las técnicas de microscopía electrónica de barrido, adsorción/desorción de nitrógeno y porosimetría de intrusión de mercurio. En las separaciones electrocromatográficas se ha estudiado la eficacia, el comportamiento de retención y la selectividad de las columnas, así como sus características de flujo.Se ha demostrado que las propiedades electrocromatográficas de las columnas dependen fuertemente de la morfología del lecho monolítico, y que variando la composición de la mezcla de polimerización y las condiciones en que se lleva a cabo el proceso es posible ajustar el tamaño medio de poro y el área específica de los monolitos. Para ello se ha estudiado la influencia de diferentes factores, entre los que se incluyen la naturaleza del monómero de base empleado, el tipo de iniciación, el iniciador utilizado dentro de un mismo tipo de iniciación, la concentración del iniciador, la temperatura de polimerización, las relaciones monómeros/porógenos y monómero/agente entrelazante, la naturaleza del cross-linker, el contenido de monómero ionizable, y la naturaleza y composición del disolvente porogénico empleado.Se ha examinado para cada tipo de columnas estudiado la repetibilidad y reproducibilidad de su preparación, calculando el coeficiente de variación de diversos parámetros electrocromatográficos.Se ha evaluado el mecanismo de interacción predominante entre las distintas fases estacionarias preparadas y diversos analitos neutros, estudiando el orden de elución de estos últimos y representando los logaritmos de sus factores de retención (log k) experimentales frente a los coeficientes de partición en 1-octanol/agua (log Po/w) calculados por métodos computacionales.Se han estudiado además las propiedades porosas y electrocromatográficas de monolitos obtenidos con mezclas de monómeros de diferente hidrofobicidad, demostrando que su preparación constituye una interesante vía para ajustar las propiedades de las fases estacionarias de metacrilato con objeto de obtener separaciones adecuadas en CEC.Y se ha demostrado el potencial ofrecido por la iniciación química, no empleada hasta ahora en la preparación de columnas monolíticas de acrilato y metacrilato para CEC, habiéndose obtenido, tras la optimización de las condiciones de polimerización, fases estacionarias monolíticas con propiedades satisfactorias para todos los sistemas investigados. / In these studies, new methacrylate and acrylate ester-based monolithic columns for capillary electrochromatography (CEC) were synthesized in situ in fused silica capillaries, and different initiators of polymeric reaction were investigated.Morphologic properties of the resulting materials were characterized by scanning electron microscopy, mercury intrusion porosimetry and nitrogen adsorption/desorption techniques. Regarding to CEC separations, efficiency, retention behaviour and selectivity of columns were studied, as well as their flow-though properties.A strong dependance of electrochromatographic performance of these columns with the porous structure of monolithic bed was found, and mean pore diameter and surface area of monoliths were adjusted by changing the composition of polymerization mixture and conditions of columns preparation. Several factors were studied, including the effect of bulk monomer nature, initiation type, nature and amount of initiator, polymerization temperature, monomers/porogens and monomer/cross-linker ratios, cross-linker nature, content of charged monomer, and nature and composition of porogenic solvent system.The repeatability and reproducibility of each series of columns was studied by calculating the relative standard deviation (RSD) of several electrochromatographic parameters.Retention mechanism between stationary phases and different neutral compounds was investigated, studying the elution order of analytes and plotting the logarithm of their retention factor (log k) values against the calculated 1-octanol-water coefficient (log Po/w) values.Monoliths based on mixtures of monomers of different hydrophobicity were also synthesized, constituting their preparation a promising way to tailor the chromatographic and porous properties of methacrylate stationary phases suitable for CEC.The obtained results along these studies also demonstrated that chemical initiation constitutes an attractive alternative to prepare methacrilate- and acrylate-based monolithic columns with good features as stationary phases for CEC.

Durante el periodo de disfrute de la Beca Predoctoral de Formación de Personal Investigador de la Generalitat Valenciana, el becario D. Víctor Miguel Ramírez Ramírez ha trabajado sobre el proyecto de Tesis Doctoral correspondiente al estudio teórico de mecanismos de oxidación de interés en química atmosférica, concretamente las reacciones de oxidación de terpenos, isopreno, y compuestos relacionados.Los terpenos estudiados han sido el -pineno, el -pineno y el d-limoneno. Se ha dilucidado el mecanismo de degradación del -pineno iniciado por el radical OH, analizando las posibles vías de reacción, y poniendo especial énfasis en la reacción inicial de ataque del radical oxidante. Se han empleado los métodos de cálculo AM1 (para realizar la exploración preliminar de la hipersuperficie de energía potencial), y el funcional B3LYP. Además, se han realizado cálculos HF y UMP2 para el estudio de la reacción inicial de adición de OH o abstracción de H sobre este monoterpeno. Para el -pineno y el d-limoneno se ha realizado un estudio detallado de la reacción inicial de adición de OH a todos los átomos de carbono, a través de todas las caras posibles, de los dobles enlaces existentes en estas moléculas.Los metodología empleada ha sido el método UMP2 para realizar la optimización de geometrías, y cálculos puntuales QCISD(T) sobre las estructuras optimizadas UMP2, para el refinamiento de la energía potencial.Además de los terpenos mencionados, se ha realizado un estudio del mecanismo de oxidación del isopreno, iniciado por el radical OH, del mismo modo que para el -pineno. Tras una exploración preliminar de la hipersuperficie de energía potencial mediante el método semiempírico AM1, se han estudiado las reacciones de formación concernientes a algunos de los principales productos de degradación, como son la metilvinilcetona, el formaldehído y algunos de los compuestos hidroxicarbonílicos identificados experimentalmente.Sobre la metilvinilcetona, se ha estudiado la reacción de formación de los dos isómeros de la molécula, por medio de cálculos B3LYP y BHandHLYP, y con el método UMP2. También se muestra la reacción de interconversión de ambos isómeros, localizando el correspondiente estado de transición, no descrito hasta el momento.La formación de formaldehído se ha estudiado a partir de la reacción del radical CH2OH con O2. Nuestros resultados muestran la presencia de un estado de transición para la adición inicial de O2 no considerado hasta la fecha para esta reacción. Se han optimizado los puntos estacionarios de la hipersuperficie de energía potencial con los métodos UMP2 y QCISD. Además, se han realizado cálculos puntuales QCISD(T) sobre las geometrías optimizadas QCISD, para refinar los valores de energía potencial.Para el estado de transición TS1 se han hecho cálculos extra a nivel CCSD para la optimización, y cálculos puntuales CCSD(T) sobre la estructura optimizada QCISD. Asimismo, se han realizado cálculos Restricted Active Space SCF (RASSCF), con ayuda del programa MOLCAS.Finalmente, se ha estudiado la evolución de dos radicales dihidroxialquilo, originados como productos de la degradación intermedia del isopreno por el radical OH, resultando en la formación de dos hidroxicarbonilos identificados experimentalmente. La optimización de geometrías se ha realizado con el método UMP2, mientras que se ha utilizado el método QCISD(T) sobre las geometrías UMP2 para refinar los valores de la energía potencial.Además de estos trabajos, el becario D. Víctor Miguel Ramírez Ramírez ha colaborado activamente con otros miembros del grupo de investigación, en el estudio de la reacción entre el radical HCO y el O2, y la reacción entre el compuesto H2NO y el O3.

Aquest treball, què porta per títol "Reacció Ni(II) + 2e-  Ni (0) en sistemes electròdics multicapa", té com objectiu principal l'estudi del procés d'electrodissolució del níquel en medi àcid, encara que algunes consideracions sobre el procés contrari, el procés d'electrodipòsit, també han estat realitzades, amb l'objectiu de continuar una de les línies de investigació fa temps començada al Laboratori d'Electroquímica al Departament de Química-Física de la Universitat de València . Les tècniques emprades fonamentalment han estat l'espectroscòpia d'impedància electroquímica (EIS) i la microbalança electroquímica de quars (EQCM). Al llarg de la lectura de la tesi, queda palès que el procés Ni(II) + 2e-  Ni (0) no és ni elemental ni reversible, ni que els sistemes multicapa estudiats estan constituïts per capes ben ordenades. L'electroquímica del níquel és ben complexa i de vegades els experiments semblen de incerta validesa, perquè es superposen a les pròpies reaccions electroquímiques fenòmens fisicoquímics, com canvis de fase, transport, precipitacions i dissolució, els quals introdueixen irreversibilitat electroquímica i molts dubtes en la comprensió del procés global. És per això que s'ha intentat aprofundir amb ferramentes com la EQCM i EIS, que han aclarit, fins a cert punt, alguns dels problemes abordats. En primer lloc s'ha analitzat la dissolució del níquel metàl·lic en medi àcid, per a després, considerant la formació d'una capa passiva, passar a estudiar sistemes termoplàstics amb una matriu conductora, així com el cas de polímers electrogenerats en medi àcid sobre níquel. Pel que fa a l'anàlisi dels resultats d'EIS, ha estat centrat fonamentalment en l'obtenció de informació cinètica relativa al procés d'electrodissolució. En aquest sentit, s'han fet ús de ferramentes d'anàlisi prèviament desenvolupades al nostre grup, com la utilització dels anomenats punts singulars en el pla de Nyquist, o la relació entre paràmetres cinètics i el valor dels elements del circuit equivalent utilitzat en el procés d'ajust en cada cas. Pel que fa a l'anàlisi dels resultats de EQCM, aquest s'ha centrat en la utilització de la funció Fdm/dQ, la qual és una mesura de la proporció instantània entre la massa i càrrega d'una procés, amb l'objectiu de intentar esbrinar la natura dels intermedis de reacció què participen en el procés d'electrodissolució, així com intentar separar la contribució, a la corrent total, de les components de corrent associades als diferents processos què tenen lloc simultàniament a un mateix potencial.L'estudi s'ha completat amb alguns experiments d'electropolimerització de Roig Neutre i Blau de Toluïdina sobre níquel policristal·lí, seguint la línia, ja fa temps encetada al nostre grup, d'estudi d'elèctrodes modificats per films, elèctrodes multicapa, així com amb l'estudi del comportament electroquímic de composites formats per la dispersió de partícules de níquel dins una matriu polimèrica carregada amb pols de grafit. / The main objective of this work, entitled "Reacció Ni(II) + 2e-  Ni (0) en sistemes electròdics multicapa" is the study of the anodic dissolution of nickel in acid media. The techniques mainly used were the Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) and the Electrochemical Quartz Crystal Microbalance (EQCM). The analysis of the EIS results was focused in obtaining kinetic information about the proposed electrodissolution mechanism in each case. For such a purpose several strategies were proposed, such as the use of the so-called singular points in the Nyquist representation and the existing relation between kinetic parameters and the element of the equivalent circuits used for fitting the obtained impedance spectra. The analysis of the EQCM results were realized by using the instantaneous mass/charge ratio, Fdm/dQ function. All the obtained results put clearly in evidence that the electrochemistry of nickel is very complex due to the strong tendency of nickel for passivation. Finally several studies about the process of polymerization of Neutral Red and Toluidine Blue on nickel were carried out, as well as several studies about the electrochemical behaviour of a composite electrode made form the randomly dispersion of nickel powder within a polymer+graphite matrix.

Esta memoria desarrolla un estudio sobre macromoléculas electrogeneradas y depositadas sobre electrodos, cuya utilidad científica y tecnológica está en continuo desarrollo, y se encuentra enmarcada una de las líneas de investigación desarrollada desde hace tiempo en el Laboratorio de Electroquímica del Departamento de Química-Física de la Universitat de València, Este trabajo se ha focalizado en el estudio de las propiedades electroactivas del poli-(Azure A) mediante técnicas combinadas espectroelectroquímicas y electrogravimétricas en medio ácido, así como en el desarrollo de modelos de análisis de los resultados obtenidos con los que se ha conseguido conocer la naturaleza de las distintas reacciones que tienen lugar durante los procesos redox de este polímero. Con estas herramientas se abre el camino para profundizar en el conocimiento, ayudar en la mejora de las prestaciones e incrementar las utilidades de estas sustancias electroactivas, así como para otro tipo de polímeros conductores. Estas técnicas han permitido plantear un modelo de reacción para el poli-(Azure A) principalmente, pero las evidencias mostradas para otro polímero similar, el poli-(Azul de Metileno), podría hacer extensible este modelo propuestos a toda la familia de poli-(fenotiacinas) con ligeras variaciones debido al amplio abanico de estructuras moleculares que poseen este tipo de sustancias. En este modelo se tiene en cuenta la formación de un enlace intermonomérico durante la electrogeneración del poli-(Azure A) similar al formado durante la síntesis electroquímica de la poli-(Anilina) y por lo tanto, electroactivo, además del tradicional centro electroactivo situado en el heterociclo del monómero precursor (Azure A). Durante la transferencia electrónica entre estos centros electroactivos y el electrodo se produce un transporte de iones entre el polímero y la solución, en este caso un medio ácido. Como resultado, después de diferentes ensayos, se establece que cada uno de estos centros electroactivos intercambia con el medio un protón (considerada una especie iónica de transporte lento) y un anión (especie iónica de transporte rápido) durante la transferencia de dos electrones entre éstos y el electrodo. / This work is focused on the electrogenerated macromolecules (poly-(phenotiazines)) deposited on electrode surface. These macromolecules have been the object of much effort of the researchers owing to the chemical and biological importance. The good long-term stability and electroactivity achieved in these modified electrodes has allowed an attractive and wide development as biosensor and, recently, in pioneering biofuel cells-based devices. The poly-(Azure A) and poly-(Methylene Blue) has been studied by means of electrogravimetric, spectroscopic and electrochemical techniques in acid media. The obtained results together with the development of the new analysis of these results have allowed to find out the electrochemical mechanism of this interesting kind of molecules. The results showed that the doping/undoping processes during the overall redox of this kind of polymers takes places by the exchange of two charge carriers, one faster and another slower. The faster ionic exchange takes place with the participation of anion species acting as counter-ions whereas the slower one seems to be related with protons which could be implied as reactants. By means spectroscopic techniques, a new electroactive moiety has been localized in the new inter-phenotiazine amino link of these polymers formed during the electrogeneration. The spectromagnetic properties of this link are analogous to those of the emeraldine form of poly-(Aniline).

El objetivo científico de este trabajo se centra principalmente en la caracterización de un tipo composite basado en la dispersión aleatoria de polvos micrométricos de grafito y níquel en el interior de una matriz termoplástica de polipropileno. Se han utilizado también técnicas microscópicas convencionales, de SEM, EDAX y STM para analizar la morfología superficial de las probetas. El composite estudiado es un material de tipo híbrido elaborado con polvos de níquel y de grafito grafito/níquel-polipropileno PPCNi. En primer lugar se estudiaron las propiedades eléctricas del PPCNi mediante el medidor LCR en forma comparativa con el composite de grafito-polipropileno (PPC). Mediante un proceso de lijado, se hizo un estudio de la recuperación porcentual del área electroactiva de este composite comparándola con la del níquel policristalino después de haber sido sometido a diferentes ciclos voltamperometricos, obteniéndose mayor porcentaje de recuperación en este material cuando ambos fueron sometidos a las mismas condiciones experimentales. Se realizó un estudio de la electrodisolución anódica del níquel policristalino y del níquel embebido en el PPCNi, mediante voltamperometría cíclica a diferentes velocidades de barrido, pH y temperaturas, en medio acuoso ácido de sulfatos; observándose comportamientos muy similares, por lo tanto se puede decir que los mecanismos de reacción son muy parecidos en ambos electrodos en estas condiciones experimentales, y ambos procesos están controlados por difusión. De acuerdo a este estudio, se puede decir que el mecanismo de reacción en la electrodisolución del níquel metálico, es el mismo tanto en el electrodo de níquel policristalino como en el electrodo de grafito/níquel-polipropileno. Las diferencias debidas a las respectivas morfologías superficiales se analizaron mediante EIS. También se realizaron electrodepósitos de níquel metálico sobre los electrodos de PPC y PPCNi y se observó que ambos se ajustan al modelo de nucleación progresiva hasta la relación de tiempos de t/tm =2.3, valores muy similares a estos han sido obtenidos por otros autores en los electrodepositos de níquel metálico sobre electrodos de níquel policristalino, por lo cual se puede decir también que el mecanismo de reacción en los electrodepositos de níquel metálico son similares en ambos materiales en estas condiciones experimentales. Por lo tanto los procesos de electrodisolución y electrodepósitos del Ni se estudian mejor en estos composites resultando que estos presentan múltiples ventajas: i) son defácil manipular y moldear ii) son tener menor densidad iii) son mucho más baratos iv) sus resultados son más reproducibles. Esto estudio ha permitido proponer un método basado en el cálculo de la dimensión fractal, para calcular la composición superficial del PPCNi de este tipo de materiales híbridos. / The scientific goal of this work focuses on the characterization of a composite kind based on the random dispersion of micrometric powders of graphite and nickel in the inside of a thermoplastic matrix of polypropylene. Have been used conventional microscopy, SEM, EDAX and STM to analyze the surface morphology of the test. First we studied the electrical properties of PPCNi by LCR meter in comparison with the composite graphite-polypropylene (PPC). It was a study of the anodic electro-dissolution of polycrystalline nickel and nickel embedded in PPCNi by cyclic voltammetry at different scan rates, pH and temperature, in aqueous acid sulphate; observed behaviour very similar. Therefore, one can say that the reaction mechanisms are very similar on both electrodes in these experimental conditions, and both processes are controlled by diffusion. According to this study, we can say, that the reaction mechanism in electro-dissolution of the metallic nickel is the same in both the polycrystalline nickel electrode in the graphite electrode/nickel-polypropylene. Differences due to the respective surface morphologies were analyzed by EIS. Were also electro-nickel metal on the electrodes from PPC and PPCNi and noted that both conform to the model of progressive nucleation until the time t/tm = 2.3, values very similar to these have been obtained by other authors in the nickel electro-deposits on polycrystalline nickel electrodes, so one can say that the reaction mechanism in the electro-nickel metal in both materials are similar in these experimental conditions. Therefore, the processes of electro-dissolution and electro-deposits of Ni are studied better in these composites, which have many advantages: i) are easy to manipulate and shape ii) Are having a lower density iii) Are much cheaper iv) Their results are more reproducible. This study has allowed to propose a method based on the calculation of the fractal dimension, to calculate the fractional content of such hybrid materials.

La Fototerapia es uno de los campos de la Medicina que ha experimentado unmayor desarrollo en las últimas décadas, ampliándose cada vez más el rango deenfermedades que pueden ser tratadas de esta forma. Quizás esta terapia representacomo ninguna otra la combinación entre la Física (radiación electromagnética) y laQuímica (el fármaco empleado o fotosensibilizador) para combatir enfermedades.El objeto de la presente Tesis Doctoral es el estudio teórico de compuestosempleados como fármacos en la denominada terapia PUVA, denominadosfurocumarinas. El estudio teórico químico-cuántico de los estados electrónicosexcitados de estas moléculas permite hallar alguna de las claves del mecanismo deacción fototerapéutica, que, según la literatura, se basa en la fotoconjugación con lasbases pirimidínicas del ADN por un lado y en la reacción con el oxígeno molecular delmedio celular produciendo oxígeno singlete tóxico por otro (terapia fotodinámica).Nuestro estudio del mecanismo tiene como principales objetivos proponermejores fotosensibilizadores y desentrañar el mecanismo fotoquímico subyacente eneste tipo de fotoquimioterapia. Inicialmente hemos centrado nuestros cálculos, mediantela metodología CASPT2//CASSCF, en el estudio de los estados excitados singletes ytripletes cuya participación en los procesos fotoquímicos radiativos y no radiativos esmás probable a fin de estudiar las principales propiedades fotofísicas de los compuestos(espectros de absorción y emisión, fuerzas de oscilador, momentos dipolares, tiemposde emisión radiativa, orígenes de banda, acoplamiento espín-órbita), en un primer pasopara racionalizar su mecanismo de actuación.Una vez analizado si se puebla eficientemente el estado excitado triplete(protagonista de la acción fotosensibilizadora) de cada molécula, estudiaremos cómointeraccionan estos fármacos con la timina del ADN y con el oxígeno molecular.Por último, se ha estudiado la formación de los dímeros de timina, una de laslesiones más frecuentes en el ADN, y cuya formación sigue un mecanismo similar a lacorrespondiente a la interacción entre las furocumarinas y la propia timina.Para ello será clave el análisis de las hipersuperficies de energía potencial de losestados implicados en un proceso dado, así como los cruces entre las mismas y lasbarreras energéticas para pasar de una región a otra de la hipersuperficie. De hecho, laFotofísica y la Fotoquímica modernas están basadas en el estudio de lashipersuperficies, las cuales pueden ser consideradas como el terreno de juego dondetienen lugar los procesos físicos y químicos. / This thesis is focused on studying the photochemical behaviour of thefurocoumarins in order to propose the best photosensitizer.Firstly the photophysics of psoralen, the parent molecule, will be studied.Afterwards how the lowest triplet excited state is populated will be analized, in bothpsoralen and thymine, since this state is the responsible for the photosensitizing action.The next step is studying the photocycloaddition between psoralen and thymine thatculminates in the formation of monoadducts and diadducts in DNA, which is the keypoint in the photosensitizing ability of these compounds. A parallel study of otherfurocoumarins (8-MOP, 5-MOP, TMP, khellin and 3-CPS) will be carried out in orderto rationalize which is the best drug from a quantum-chemical viewpoint.We will consider the other side of PUVA therapy as well: the interaction offurocoumarins with molecular oxygen through energy transfer to yield singlet oxygen,which is a strong electrophilic species that reacts with some components of the cellularmembrane causing cell death by apoptosis.Finally, the properties of thymine dimers, formed via another sort ofphotocycloaddition reaction, will be studied.The overwhelming majority of the calculations presented here will be carried outwith the CASPT2//CASSCF methodology, that is, energies at CASPT2 level andgeometries at CASSCF level. Specifically, we will compute the lowest-lying singlet andtriplet excited states, in order to rationalize the photophysical (electronic energies,oscillator strengths, dipole moments, radiative lifetimes, band origins, spin-orbitcoupling.) and photochemical properties (photocycloaddition, energy transfer) offurocoumarins.

En este texto se presenta un resumen del trabajo experimental realizado por JulioEsteban Moreno bajo la dirección de Pascual Lahuerta Peña y Manuel MartínezLópez, Catedráticos ambos del Departament de Química Inorgànica de la Facultat deQuímica de la Universitat de Valencia y Universitat de Barcelona, respectivamente.Dicho trabajo se puede agrupar en dos bloques diferenciados, la Química de loscompuestos de Pt (IV) (Capítulo I) y Química de los compuestos dinucleares de Rh (II)(Capítulo II-V). En el primer caso se han llevado a cabo estudios Cinético-Mecanísticosde reacciones de substitución de ligandos coordinados, en función de la temperatura, dela presión, del disolvente y de las características estéricas y electrónicas de los ligandostanto entrante como saliente. Las técnicas Cinéticas utilizadas para llevar a cabo estostrabajos también serán aplicadas al estudio del comportamiento en disolución decompuestos dinucleares de Rh (II), así como la utilización de técnicas espectroscópicaspara la determinación de constantes de equilibrio. De igual forma, la espectroscopia deRMN de 1H, 31P y 19F constituye otra herramienta de común utilización en todo estetrabajo.En último término, en la Química de compuestos de Rh(II) se llevó a cabo unestudio de los aspectos más relevantes de la estructura de estos compuestos en estadosólido. Para lo cual se utilizaron, tanto compuestos descritos previamente en labibliografía como otros nuevos caracterizados mediante técnicas de difracción de R-Xen este trabajo. El objetivo fundamental consistía en relacionar las propiedades de losligandos enlazados con la disposición de las moléculas en el cristal. / This document presents the experimental work realised by Julio Esteban Moreno.It can be grouped in two different parts, Pt (IV) compounds chemistry (Chapter I) anddinuclear Rh (II) compounds chemistry (Chapter II-V). In the first case, the substitutionreactions of a series of S, N and P_based ligand on cyclometallated Pt(IV) compoundshas been studied as a function of entering and leaving ligands, temperature and solvent.For the second kind of compounds, kineticmechanistic studies of isomerizationprocesses have been carried out (Chapter IV-V) and the determination of theequilibrium constants of the acid-base reaction of binuclear Rh(II) compounds withdifferent Lewis bases has also been report (Chapter II). The versatility of the ligands inthese compounds allows control of the activity and enantioselectivity of the catalysts.Steric and electronic properties can be modified by exchanging the bridgingcarboxylates and/or the metalated phosphines. For another point of view, it has beenalso interesting to study by X-Ray techniques this kind of compounds (Chapter III). Theinherent backbone chirality of these binuclear compounds has been used forenantioselective reactions, as the racemic mixture can be separated by standardchromatographic methods. Even though, a new binuclear Rh(II) compound is obtainedenantiomerically pure by slow evaporation of the solvent.

El primer capítulo de esta Tesis trata del diseño de imanes quirales basados en cianuros bimetálicos. Se presenta la síntesis y caracterización de diez análogos del azul de Prusia del tipo Ni3Fe2 y Cu3Fe2 obtenidos con los ligandos trans-chxn, trans-(1S,2S)-chxn, trans-(1R,2R)-chxn y cis-chxn (chxn = ciclohexano-1,2-diamina): [Ni(trans-chxn)2]3[Fe(CN)6]2·2H2O (1), [Ni(cis-chxn)2]3[Fe(CN)6]2·2H2O (2), [Ni(trans-(1S,2S)-chxn)2]3[Fe(CN)6]2·2H2O (3), [Ni(trans-(1R,2R)-chxn)2]3[Fe(CN)6]2·2H2O (4), [Cu(cis-chxn)2]3[Fe(CN)6]2·7H2O (5), [Cu(trans-(1S,2S)-chxn)2]3[Fe(CN)6]2·4.5H2O (6), [Cu(trans-(1R,2R)-chxn)2]3[Fe(CN)6]2·4.5H2O (7), [Cu(cis-chxn)]3[Fe(CN)6]2·6H2O (8), [Cu(trans-(1S,2S)-chxn)]3[Fe(CN)6]2·nH2O (9) y [Cu(trans-(1R,2R)-chxn)]3[Fe(CN)6]2·nH2O (10). Los productos (1)-(4) y (8)-(10) exhiben orden ferromagnético de largo alcance. Las estructuras de los compuestos (1), (3), (4) y (8), bidimensionales, confirman que el ligando voluminoso chxn da lugar a distancias interlaminares grandes y modula el comportamiento magnético global estabilizando la fase ferromagnética.El estudio magnético detallado de los compuestos trans de NiIIFeIII, tanto en muestras policristalinas como en monocristales orientados, ha puesto de manifiesto la importancia de la anisotropía magnética en la dinámica lenta de los dominios en la fase ordenada.En los sistemas de CuIIFeIII, el control estequiométrico del entorno de coordinación del cobre ha permitido obtener compuestos con orden magnético. El empleo de los precursores bisdiamino [Cu(L)2]2+ (L = cis-chxn, trans-(1S,2S)-chxn y trans-(1R,2R)-chxn) dio lugar a los compuestos monodimensionales (5)-(7), cuyo comportamiento es prácticamente paramagnético. El empleo de los precursores diamino [Cu(L)]2+ permitió obtener los compuestos (8)-(10), que se ordenan ferromagnéticamente. (8) es el primer ferromagneto de CuIIFeIII caracterizado estructuralmente del que hay constancia.Por otra parte, el compuesto (5) parece experimentar una transición estructural a bajas temperaturas, detectada por las medidas de Mössbauer.Finalmente, el empleo de los ligandos quirales trans-(1S,2S)-chxn y trans-(1R,2R)-chxn ha dado lugar a los imanes quirales (3), (4), (9) y (10). La quiralidad se ha confirmado mediante RX y dicroísmo circular.El segundo capítulo de la Tesis trata del diseño de agentes de contraste para imagen por resonancia magnética (IRM). Se presenta la síntesis y la caracterización de cuatro complejos de gadolinio tipo DOTA y TETA sustituidos con radicales libres nitronil e imino aminoxilo ((8), (9), (12) y (13)) y de sus precursores ((2)-(7), (10) y (11)).Los compuestos se caracterizaron mediante espectroscopia IR, RMN, absorción electrónica y ESI-MS. Además, se realizaron medidas magnéticas y EPR de los complejos de Gd3+. Éstos presentan un comportamiento quasi paramagnético, con débiles interacciones intermoleculares antiferromagéticas a muy bajas temperaturas, aunque no se descarta la existencia de interacciones metal-radical.La caracterización de los compuestos de Gd3+ se completó con un estudio relaxométrico preliminar. Se realizaron medidas de relaxividad en función del campo (perfiles NMRD), del pH y de la temperatura. Éstas apuntan a que los productos (8) y (9) podrían ser buenos agentes de contraste para IRM. Sus relaxividades son superiores a las de otros complejos de gadolinio actualmente utilizados en la práctica médica como el [Gd-DOTA(H2O)]- (Dotarem®), [Gd-DTPA(H2O)]2- (Magnevist®) y [Gd-DTPA-BMA (H2O)] (Omniscan®). La sustitución de uno de los brazos del DOTA y el TETA por un sintón electrónicamente activo (un radical nitronil o imino aminoxilo) aumenta el espín electrónico de estos sistemas, lo que se espera contribuya de manera positiva a la relaxividad.La relaxividad del derivado de ciclam (9) a pH 5 /5.5 es significativamente mayor que la del derivado de ciclen (8).Por otra parte, las medidas de relaxividad en función de la temperatura indican que el intercambio protónico no es limitante en ninguno de los complejos estudiados.Por último, la relaxividad de los dos compuestos es muy sensible al pH, característica que ayuda a diferenciar por IRM partes de un tejido que presentan diferente pH como consecuencia de una patología. / The first chapter of this Thesis deals with the design of chiral magnets based on bimetallic cyanides. The synthesis and characterization of ten Prussian blue analogues of Ni3Fe2 and Cu3Fe2 type obtained from trans-chxn, trans-(1S,2S)-chxn, trans-(1R,2R)-chxn and cis-chxn (chxn = cyclohexane-1,2-diamine) is given. These are compounds [Ni(trans-chxn)2]3[Fe(CN)6]2·2H2O (1), [Ni(cis-chxn)2]3[Fe(CN)6]2·2H2O (2), [Ni(trans-(1S,2S)-chxn)2]3[Fe(CN)6]2·2H2O (3), [Ni(trans-(1R,2R)-chxn)2]3[Fe(CN)6]2·2H2O (4), [Cu(cis-chxn)2]3[Fe(CN)6]2·7H2O (5), [Cu(trans-(1S,2S)-chxn)2]3[Fe(CN)6]2·4.5H2O (6), [Cu(trans-(1R,2R)-chxn)2]3[Fe(CN)6]2·4.5H2O (7), [Cu(cis-chxn)]3[Fe(CN)6]2·6H2O (8), [Cu(trans-(1S,2S)-chxn)]3[Fe(CN)6]2·nH2O (9) and [Cu(trans-(1R,2R)-chxn)]3[Fe(CN)6]2·nH2O (10).Products (1)-(4) and (8)-(10) exhibit long rage ferromagnetic order. A magnetic study of compounds (1), (2) and (3) performed both on polycrystalline samples and oriented single crystals has shown that magnetic anisotropy plays an important role in domain dynamics.Stoichiometric control of the coordination sphere of copper in CuIIFeIII systems has enabled the preparation of compounds with long range magnetic order. (8) is the first structurally characterized CuIIFeIII ferromagnet to date.Finally, compounds (3), (4), (9) and (10) are chiral magnets. Chirality has been confirmed by X Rays and circular dichroism.The second chapter of this Thesis deals with the design of contrast agents for magnetic resonance imaginery (MRI). It shows the synthesis and characterization of four DOTA-like and TETA-like gadolinium complexes substituted with nitronyl and imino nitroxide free radicals ((8), (9), (12) and (13)).These complexes and their precursors have been characterized by IR, NMR, electronic absorption and ESI-MS. Magnetic measurements and EPR have been also performed, pointing to a quasi paramagnetic behaviour.A preliminary relaxometric study of Gd3+ complexes indicates that products (8) and (9) could be suitable MRI contrast agents. Their relaxivities are higher than those of currently used contrast agents such as [Gd-DOTA(H2O)]- (Dotarem®), [Gd-DTPA(H2O)]2- (Magnevist®) or [Gd-DTPA-BMA (H2O)] (Omniscan®). Moreover, their relaxivities are highly pH-dependent. This feature might prove to be useful for differentiating between healthy and damaged parts of a tissue.

La reacción de oxifuncionalización de enlaces C-H metil(trifluorometil)dioxirano sobre los modelos de adamantano 2-sustituido y 2-metiladamantano 2-sustituido, ha puesto de manifiesto los modos de transmisión del efecto de sustituyentes remotos electrón atractores inductivos y resonantes a lo largo de enlaces , y su influencia sobre la diastereoselectividad de la reacción.La correlación de los datos de la diastereoselectividad Z/E obtenidos en la inserción de oxígeno sobre estos modelos frente a los valores de I o p del sustituyente inductivo o resonante respectivamente, ha sido interpretada en términos de la operación conjunta de los modelos de estabilización hiperconjugativa del estado de transición de Anh y Cieplak, hasta ahora considerados como mutuamente excluyentes. Estos resultados reflejan la intensidad relativa de las interacciones de Anh y Cieplak sobre la estabilidad relativa de los estados de transición diastereoisoméricos en función del efecto hiperconjugativo del sustituyente. Este estudio también ha revelado que los sustituyentes perturban el carácter electrónico de los enlaces adyacentes y modifican significativamente su efecto a larga distancia. El estudio ha puesto de manifiesto la diferencia en el carácter hiperconjugativo de los enlaces C-H y C-CH3. / The stereoselective oxidation of 2-substituted adamantanes and 2-substituted 2-methyladamantanes with methyl(trifluoromethyl)dioxirane, shows the ways of transmission of the effect of remote inductive and resonant electron-withdrawing groups along  bonds, and its influence on the diastereoselectivity of the reaction.The plot of ln Z/E versus the I or p values of the inductive or resonant substituents respectively, reveals the simultaneous operation of Anh's and Cieplak's hyperconjugative stabilization of the transition states, till now considered like mutually excluding. These results reflect the relative intensity of Anh's and Cieplak's interactions on the relative stability of the diastereoisomeric transition states depending on the hyperconjugative effect of the substituent. This study has also revealed that the substituents disturb the electronic character of the adjacent bonds and modify significantly its long distance effect. The study has manifest the difference in the hyperconjugative character of the C-H and C-CH3 bonds.