La presente tesis se centrada en el campo de los materiales moleculares multifuncionales y más específicamente en el área de la electrónica molecular. El trabajo de investigación está enfocado en el diseño, síntesis y nanoestructuración de materiales moleculares basados en sistemas dadores-aceptores (D-A) de capa electrónica abierta. En él se ha estudiado cómo las propiedades electrónicas de las moléculas D-A se modifican cuando se pasa de la tridimensionalidad (3D) a la bidimensionalidad (2D), obtenida al nanoestructurar sobre una superficie metálica, en forma de monocapas auto-ensambladas (SAM), dichas moléculas dipolares. Además, se ha evaluado la influencia de la naturaleza de capa electrónica abierta presentada por éstas moléculas D-A en las propiedades electrónicas globales del sistema nanoestructurado. La primera parte del trabajo se ha dedicado al estudio del fenómeno de bistabilidad en estructuras 3D (solución y cristales), inducido por temperatura y disolventes, de los sistemas D-A basados en el ferroceno (unidad electron-dadora) unido covalentemente al radical policlorotrifenilmetil (unidad electron-aceptora) a través de un puente etilénico (Fc-PTM). En estado sólido, gracias a la metilación de las unidades de Fc, lo que mejora su capacidad dadora, un mayor porcentaje del estado de separación de cargas fue observado en comparación con la díada Fc-PTM no metilada. En solución al jugar con la polaridad del disolvente fue posible estabilizar el estado neutro o el estado zwitteriónico de la díada metilada e inclusive observar la coexistencia de ambos estados electrónicos usando disolventes con polaridad intermedia (acetona o THF). La segunda parte de la tesis se centra en el uso de diferentes métodos para la nanoestructuración bidimiensional de moléculas Fc-PTM en superficies de oro con el interés de estudiar sus propiedades electrónicas. Inicialmente se utilizó un enfoque de dos etapas. Las SAMs obtenidas resultaron no ser lo suficientemente robustas para llevar a cabo una caracterización electrónica fiable por lo cual se probó un enfoque de una sola etapa, obteniendo resultados exitosos. Todas las monocapas fueron caracterizadas utilizando diferentes técnicas de análisis de superficie como PM-IRRAS, XPS, TOF-SIMS, CA y AFM; y su estabilidad fue evaluada mediante CV. Para el estudio de la estructura electrónica de éstas SAMs de dipolos moleculares orientados en superficies, se utilizaron técnicas de radiación sincrotrón (PES, RPES y NEXAFS). La influencia de la estructura electrónica de capa abierta de la díada 1 sobre las propiedades electrónicas de los sistemas nanoestructurados fue analizada en comparación con la estructura electrónica de capa cerrada de 1H. Se concluyó que la dimensionalidad del sistema D-A Fc-PTM determina sus propiedades electrónicas al no observar bistabilidad en las nanoestructuras. La modificación del potencial de superficie por la presencia de las monocapas S1 y S1-H fue estudiada por KPFM, mostrando en ambos casos un incremento de la WF de los sustratos de oro utilizadas. La menor modificación de la WF causada por la monocapa S1 en comparación con S1-H se ha atribuido a un mayor efecto de despolarización debido a su mayor polarizabilidad dando lugar a una modificación de sus niveles de energía con el fin de preservar el equilibrio interno y estabilizar la energía del sistema formado por dipolos orientados en 2D. La última parte de la tesis se ha dedicado al estudio de la conductividad a través de éstas monocapas de sistemas D-A utilizando uniones del tipo Au-SAM//Ga2O3/EGAIN. Las medidas realizadas demostraron que S1 presentan una alta densidad de corriente, pero no rectifica. Sin embargo, S1-H muestran una mínima densidad de corriente a ± 1,0 V pero cuando la barrera de energía impuesta por el LUMO del sistema se supera a -2,0 V dicha SAM rectifica (R = 102). / This Thesis is centered in the field of multifunctional molecular materials and more specifically in the area of molecular electronics. The work is focused on the design, synthesis and nanostructuration of molecular materials based on donor-acceptor (D-A) open-shell systems. More specifically, it has been studied how the electronic properties of D-A molecules are modified when moving from the tridimensionality (3D) solution and crystals to the bidimentionality (2D) obtained when the dipolar molecules are oriented and nanostructured on a metallic surface as self-assembled monolayer (SAM). The influence of the electronic open-shell nature of such D-A molecules on the overall electronic properties of the oriented nanostructured system has been also evaluated. The first part of the work has been devoted to the study of the temperature and solvent induced electronic bistability phenomena in 3D (solution and crystals) of D-A systems based on ferrocene electron donor units bonded covalently to a polychlorotriphenylmethyl radical acceptor unit through an ethylenic spacer (Fc-PTM) in solution and also in solid state. Thanks to the methylation of the Fc units that enhances their donor-ability a higher percentage of the zwitterionic state in comparison with the non-methylated Fc-PTM dyad was found in solid state. In solution playing with the polarity of the solvent it has been also possible to stabilize the neutral) or the zwitterionic electronic state of the dyad and more interestingly, using solvents with intermediate polarity like acetone or THF it has been observed the coexistence of both electronic states. The second part of the Thesis is focused on the use of different approaches for the bidimiensional nanostructuration of Fc-PTM D-A molecules on gold surfaces to study its electronic properties. Initially, a two-steps approach has been used to prepare SAMs which after a lot of effort were considered not robust enough for further reliable electronic characterization. Then, the work moves to the use of a one-step approach with successful results. All the SAMs were characterized using different surface analysis techniques like PM-IRRAS, XPS, ToF-SIMS, CA and AFM. The stability of these SAMs was evaluated by CV measurements. To get further insight into the electronic structure of such SAMs of molecular oriented dipoles on surfaces, synchrotron radiation techniques (PES, RPES and NEXAFS) have been used. The influence of the open-shell electronic structure of dyad 1 over the electronic properties of 2D nanostructures has been analyzed in comparison to the closed-shell electronic structure of 1H. We conclude that the dimensionality of the Fc-PTM D-A system determines its electronic properties and behavior because no bistability was observed in the 2D nanostructures formed. The surface potential modification of surfaces modified with SAMs S1 and S1-H have been studied by KPFM showing in both cases an increase of the WF of the gold substrates used. The lower modification of the WF caused by the open-shell SAM S1 in comparison with S1-H has been attributed to a higher effect of depolarization due to its larger polarizability giving place to a modification of its energy levels in order to preserve the equilibrium and stabilize the energy of the system formed by 2D oriented dipoles. The last part of the Thesis has been devoted to the transport measurements through these D-A SAMs junctions of the type Au-SAM//Ga2O3/EGaIn. The current measurements have shown that junctions based on SAMs of open-shell S1 have a high current density but do not rectify. However, junctions based on the closed-shell S1-H SAM show a lower current density at ± 1.0 V but when the energy barrier imposed by the LUMO of the system is overcome at -2.0 V it rectifies, showing an interesting rectification ratio of 102.

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.

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.

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En la presente tesis doctoral se han realizado estudios sintéticos con el objetivo de obtener los alcaloides de Securinega. En primer lugar se investigó la posibilidad de acceder a ellos partiendo de otros productos naturales como son la aquilegiolida y la menisdaurilida. Posteriormente se inició el estudio de otra estrategia alternativa que no pasa por estos compuestos.En este sentido, se ha conseguido mejorar el proceso de obtención de la 4-hidroxi-2-ciclohexenona, posible precursor de estos productos, según una metodología iniciada en nuestros laboratorios por la Dra. Maria Escoda. Utilizando esta hidroxienona o la 2-ciclohexenona, como compuesto modelo, se han estudiado diversos métodos de formación del anillo de lactona basados principalmente en la oxidación de la posición a'-carbonílica, pero no se ha conseguido obtener resultados positivos.También se ha explorado la posibilidad de obtener la menisdaurilida y la aquilegiolida a partir de un sintón C4 y 4-vinil-2(5H)-furanona. Para ello se ha preparado esta furanona y se ha derivatizado en forma de triisopropilsililoxifurano y se han sintetizado diversos análogos C4 del viniloxirano. Con estos substratos se han realizado diferentes intentos de formación de una estructura que condujera a los compuestos naturales mediante una reacción de metátesis. Entre las opciones ensayadas cabe destacar los intentos de formación de compuestos con puentes de silicio para facilitar así algunas reacciones. Los resultados obtenidos en estos ensayos nos han conducido a abandonar esta aproximación sintética e iniciar otra aproximación distinta.Esta nueva aproximación no utilizaba la aquilegiolida y la menisdaurilida como intermedios de reacción. Los pasos clave de esta nueva ruta son una reacción de adición tipo Mannich viníloga, en la que se genera un nuevo centro estereogénico con la configuración adecuada, y una reacción de metátesis, utilizando el catalizador de Grubbs de segunda generación.En esta secuencia es importante la obtención de un precursor pirrolídinico o piperidínico en forma enantioselectiva. Esto se ha conseguido (partiendo de succinimida que daría lugar a los productos naturales del tipo norsecurinina) utilizando un método de alquilación de imidas cíclicas con viniloxirano mediante catálisis asimétrica, que nos ha proporcionado la opción de obtener uno u otro de los enantiómeros del producto alquilado en función de la configuración del ligando utilizado. Se ha realizado un amplio estudio de la reacción de reducción de la funcionalidad imida de este compuesto, transformación necesaria para obtener un derivado susceptible de generar un catión iminio, que es la especie reactiva en la reacción de Mannich viníloga. Como resultado de éstos estudios, se ha concluido que la mejor opción es proteger el grupo hidroxilo de la cadena lateral de la imida en forma de éter silílico, antes de llevar a cabo la reducción con Li(Et3BH).A continuación se ha estudiado la reacción de adición entre el triisopropilsililoxifurano derivado de la 4-vinil-2(5H)-furanona y la sal de N-aciliminio generada con un ácido de Lewis a partir del aminal derivado de succinimida.Por último, se han iniciado los estudios de la etapa de formación del anillo de azepina mediante la reacción de metátesis intramolecular del producto de adición obtenido en la etapa previa. En esta reacción se han obtenido los cuatro diastereoisómeros posibles y se ha determinado su estereoquímica en base a experimentos de resonancia magnética nuclear, concluyendo que los isómeros mayoritarios son los adecuados para continuar la síntesis de los alcaloides. / This Ph. D. thesis presents some synthetic studies toward Securinega alkaloids. First we investigated the possibility of getting them from other natural products like aquilegiolide or menisdaurilide. Secondly, we developed an alternative strategy that does not use these compounds.In the first part of the thesis we improved the process of getting 4-hydroxy-2-cyclohexenone (which is a possible precursor of these two natural products) using the methodology developed in our laboratories by Dr. Maria Escoda. Also we unsuccesfully made some studies of the methods for the lactone ring formation from this hydroxyenone (or/and 2 cyclohexenone as a model).The possibility of getting menisdaurilide and aquilegiolide from a C4 synthon and 4-vinyl-2(5H)-furanone was also explored. This furanone and its triisopropylsilyl derivative was prepared and some C4 vinyloxiranes analogs were synthesized too. Synthetic strategies with these substrates to form a structure that would give both natural products were tried using a ring closed metathesis reaction. One of these approaches was the formation of silicon bridges to make the reaction easier.The results in this first part made us to abandon this synthetic approach and start a different one.This new approach did not use aquilegiolide and menisdaurilide as reaction intermediate. The key steps are a vinylogous Mannich reaction (where a new stereogenic center was generated with the appropiate configuration) and a ring closed metathesis reaction (using the second generation Grubbs catalyst).In this sequence it is very important to obtain a pyrrolidinic or piperidinic precursor with high enantioselectivity. With this aim we decided to apply the vinyloxirane selective ring opening alkylation method to succinimide that would lead to norsecurinine kind of natural products. We could get one or the other enantiomer of the alquilated product depending on the ligand used.A wide study of the imide functional group reduction reaction was made. This is a necessary transformation for getting the product which can generate an iminium cation, that is the reactive specie in the vinylogous Mannich reaction. As result of this study the best option is to protect the hydroxyl group of the imide side chain as a silylether before the reduction with Li(Et3BH).After that, we studied the addition reaction between triisopropylsilyloxyfurane derivative of 4-vinyl-2(5H)-furanone and the N-acyliminium ion generated with a Lewis acid from the succinimide aminal derivative.Finally, studies related to the azepine ring formation of the addition product by an intramolecular RCM reaction were initiated and four diastereoisomers were obtained. NMR experiments were made to know their stereochemistry and the major isomers are the ones that would give the alkaloids.

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Durante los últimos años, en nuestro grupo de investigación se han desarrollado reacciones de activación de alquinos catalizadas por metales de transición. Uno de los objetivos de esta tesis ha sido el desarrollo de nuevos catalizadores quirales para realizar una ciclación [4+2] intramolecular de aril eninos, obteniéndose un sistema catalítico de Au(I) capaz de formar el producto ciclado con un exceso enantiomerico del 88%. Los otros capítulos de este manuscrito tratan de la aplicación de reacciones catalizadas por Au(I) en la síntesis de productos naturales: las (-)-englerinas A y B, compuestos naturales que presentan una potente actividad biológica contra el cáncer de riñón y la schisanwilsonena A, un terpeno dotado de una actividad antiviral contra la hepatitis B. / Over the last years, our research group reported several methodologies dealing with the activation of alkynes using gold as a catalyst. One of the objectives of this Thesis was the development of a new catalytic system for the intramolecular [4+2] cycloaddition of aryl enynes. After screening of different ligands and several optimizations, up to 88% ee could be obtained by using a bulky chiral gold phosphite. The two other chapters of this Thesis are dealing with the synthesis of natural products involving a gold-catalyzed transformation as a key step in the synthesis. The total synthesis of (-)-englerins A and B is reported and a study towards the synthesis of Schisanwilsonene A is also described.

La utilización de aldolasas como biocatalizadores para la formación de enlaces C-C con estereoquímica definida depende esencialmente del descubrimiento de nuevas aldolasas y de la capacidad de disponerlas en el mercado para demostrar su poder en la síntesis de sintones quirales. El presente trabajo de tesis doctoral es una aportación al campo de las síntesis asimétricas basadas en el uso de enzimas a través de la clonación de nuevas aldolasas naturales, así como del desarrollo de procesos de obtención de aldolasas recombinantes dependientes de DHAP, de glicina y de acetaldehído para su utilización en la síntesis de compuestos complejos con dos nuevos centros quirales de estereoquímica definida y complementaria. La enzimas objetivo de este trabajo son las cuatro adolasas dependientes de DHAP (ramnulosa 1-fosfato aldolasa, fuculosa 1-fosfato aldolasa, fructosa 1,6 bifosfato aldolasa, tagatosa 1,6 bifosfato aldolasa), dos aldolasas dependientes de glicina (treonina aldolasas) y aldolasas dependientes de acetaldehído (desoxiribosa 1- fosfato aldolasa). En concreto, este trabajo se resume en cinco puntos básicos:Primero, se han clonado siete aldolasas procariotas de diversas fuentes microbianas, aunque principalmente de E. coli, en una plataforma homogénea, sencilla y versátil que permite la sobreexpresión soluble intracelular de estas enzimas como proteínas de fusión a una cola de hexahistidinas.Segundo, se ha desarrollado una estrategia general de purificación que permite obtener el producto funcional en un mínimo número de etapas con un alto rendimiento y estabilidad. Tercero, se han puesto a punto las metodologías necesarias para la determinación de las actividades aldolásicas específicas en base a ensayos enzimáticos espectrofotométricos fundamentados en la reacción con el sustrato natural de cada una. Cuarto, se ha seleccionado el sistema de producción de ramnulosa 1-fosfato aldolasa (RhuA) como modelo para definir un proceso reproducible a escala productiva, optimizando los aspectos básicos que condicionan la sobreexpresión de proteínas recombinantes en E. coli.Quinto, se ha trabajado en el desarrollo de una estrategia de cultivo semicontinuo adecuado para la obtención de cultivos de alta densidad celular, optimizando los criterios de inducción de la expresión de la proteína recombinante para maximizar la producción y productividad de RhuA.Finalmente, utilizando técnicas de biología molecular, se ha trabajado en la mejora de la plataforma de expresión para prescindir del uso de antibióticos como marcadores de selección, siempre pensando en su aplicación a escala industrial. En concreto, se ha desarrollado un plásmido de complementación de una auxotrofía para glicina que permite el crecimiento de E. coli en medios definidos sin necesidad del uso de antibióticos. Este nuevo sistema permitirá diseñar futuras estrategias de cultivo más económicas para la producción de proteínas recombinantes con un menor impacto ambiental. / Enzymes are increasingly recognized as valuable tools for organic synthesis. One of the main assets of enzymes is their ability to perform reactions in a stereoselective way, which is difficult to achieve employing protective group chemistry methods. Their high regio and stereoselectivity and catalytic efficiency make enzymes especially useful for the synthesis of complex molecules like carbohydrates, which play an important role in metabolism, as well as in cellular recognition, adhesion, molecular signalling and other relevant biological functions. In this context, aldolases constitute one of the most interesting groups of enzymes employed in biocatalysis due to their ability to catalyze the formation of C-C bonds with a defined stereochemistry leading to enantiomerically pure products, even when the starting materials are non-chiral substrates.This work represents a contribution to the field of the asymmetric synthesis based on the uses of enzymes through the clonation of new aldolasas, as well as the development and optimization of upstream and downstream processes for obtaining recombinant aldolases for its uses in the synthesis of complex compounds. The target enzymes of this work are the four DHAP dependent adolasas (rhamnulose 1-phosphate aldolasa, fuculose 1-phosphate aldolasa, fructose 1,6 biphosphate aldolase, tagatose 1,6 biphosphate aldolase), two glycine dependent aldolases (threonine aldolases) and acetaldehyde dependent aldolasas (desoxyribose 1-phosphate aldolase or DERA), all from microbial sources.In concrete, this work is summarized in five basic points: First, seven aldolases form diverse microbial sources has been cloned, mainly from E. coli, in a homogeneous, simple and versatile platform that allows its intracellular overexpression as fusion proteins to a hexahistidine tag.Second, a general strategy of purification has been developed that allows obtaining the functional product in a short number of stages with a high recovery yield and stability. Third, the methodologies for the determination of specific enzyme activities has been established based on enzymatic spectrophotometrics assays with their own natural substrates.Fourth, the production system of rhamnulose 1-phosphate aldolase (RhuA) has been selected as a model to define a productive process, optimizing basic aspects that could condition recombinant protein expression in E. coli. Fifth, Fed-batch culture techniques were employed to grow E. coli at high cell densities for the intracellular production of recombinant rhamnulose 1-phosphate aldolase (RhuA) under the transcriptional control of the strong promoter T5. A predetermined exponential feeding strategy at constant specific growth rate was selected using a defined medium, optimizing the induction conditions in order to maximize the production and productivity of RhuA. Finally, using molecular biology techniques, an alternative approach to the use of antibiotic selection marker for preventing plasmid loss based on an aminoacid auxotrophy complementation has been developed, always thinking of their application to industrial scale. This new system will allow the design of future and more economic cultivation strategies for the production of recombinant proteins with a lower environmental impact.