Tesis para optar al título de Químico / Se sintetizaron los compuestos denominado M6R8, M6R7q y el polímero PM6R8 para estudiar el efecto de un centro quiral en sistemas aquirales con fases antiferroeléctricas. Los compuestos se caracterizaron por Microscopía de luz polarizada y análisis térmico diferencial. El compuesto M6R8 presenta fases esmécticas A y C. El compuesto M6R7q no presenta características líquido cristalinas. El compósito formado por M6R7q al 33% con el polímero PM6R8, presenta propiedades líquido cristalinas. Se determinaron sus propiedades eléctricas por medición de su señal piroeléctrica y se compararon con PM6R8-33. La inclusión de un centro quiral ejerce un efecto negativo sobre las propiedades del sistema, probablemente al cambiar la estructura antiferroeléctrica original. Para comprobar el efecto del centro quiral, se realizaron cálculos teóricos usando dinámica molecular en los monómeros preparados. Se uso el software Moscito IV modificado, para que analice las características propias de los cristales líquidos usando el parámetro de orden. Un homólogo M68R con el centro aromático invertido, que desarrolla una fase nemática en vez de la esméctica A, se usó en el estudió para comparar las modelaciones moleculares de dichas moléculas. Las modelaciones corroboran los datos experimentales mostrando que M6R8 forma claramente una fase esméctica C a una temperatura dentro del rango experimental observado, al igual que la fase esméctica A. Para el M68R, también se predice la fase nemática. Para M6R7q, las simulaciones no desarrollaron mesofases. En este trabajo se establecieron las bases para desarrollar un modelo teórico de cristales líquidos, apoyado en dinámica molecular, para compuestos que presentan como grupo mesógeno un centro aromático que contiene al grupo salicilaldimino / Compounds M6R8 and M6R7q and the polymer PM6R8, were prepared to study the effect of the chiral center in antiferroelectric achiral systems. The compounds were characterized by polarizing light microscopy and differential thermal analysis. Compound M6R8 develop Sm A and C phases. M6R7q does not shows LC properties. The composite of M6R7q at 33% with PM6R8, develop liquid crystalline properties. Their electrical properties were determined by pyroelectric signal measurements and compared with PM6R8-33. The inclusion of a quiral centre in the monomer decreases the electric properties of the system, probably due to the lateral substitution that modifies the antiferroelectric nature of the system. In order to verify the chiral centre effect, theoretical calculations were carried out, using molecular dynamics in the prepared monomers. A modified software Moscito IV was used to analyze the proper characteristic of the liquid crystals through the order parameter. A homologous compound, M68R where the aromatic core is inverted, develops a nematic phase instead of the smectic A phase. It was used in this study to compare the molecular modelations of those molecules. The calculations corroborate the experimental data, showing that in M6R8 a smectic C phase can be clearly predicted at a temperature within the experimental temperature range, as well as the smectic A phase. In case of M68R the nematic phase was also predicted and for M6R7q, simulation also did not develop mesophases. In this work, the basis for the development of a theoretical model for liquid crystals were established, to be applied in molecular dynamics studies for mesogens bearing an aromatic mesogenic salicyl aldiminic group

La determinación de la estereoquímica en los compuestos orgánicos ha sido un problema que la comunidad científica ha ido dando solución a lo largo de los años. Diferentes métodos han surgido, como la difracción de rayos X o los distintos tipos de Resonancia Magnética (RMN). Sin embargo, se acaba de descubrir que el método utilizado hasta ahora en la determinación de la configuración absoluta de los α-ácidos, que provienen del lúpulo utilizado en la elaboración de las cervezas bitter, parece que no era el correcto. / Determination of the stereochemistry of organic compounds has been a problem that the scientific community has been giving solution to over the years. Different methods have emerged, such as X-ray Diffraction or different types of Nuclear Magnetic Resonance (NMR). However, it just has been discovered that the method used in the determination of the absolute configuration of the α-acids derived from hops used in the manufacture of bitter beers, was not the appropriate.

En este trabajo se han sintetizado 3 familias de compuestos derivados de aminoácidos naturales: aminoalcoholes, bisamidas y aminoamidas.Los aminoalcoholes fueron soportados sobre distintos polímeros orgánicos para obtener ácidos de Lewis derivados del aluminio. Estos ácidos fueron probados como catalizadores de la adición de Diels-Alder de la metacroleina al ciclopentadieno.Las bisamidas derivadas de la fenilalanina se utilizaron como ligandos quirales del Ni para obtener complejos que fueron probados como catalizadores de la adición de dietilzinc a benzaldehído. Se observó una variación del exceso enantiomérico obtenido y un cambio de topicidad del mismo en función de la longitud del puente de la bisamida.Las aminoamidas derivadas de la fenilalanina y distintas monoamidas se utilizaron como ligandos quirales de Ni para la obtención de una seri de complejos que fueron probados en la adición del dietilzinc a benzaldehído. Observándose una variación de la enantioselectividad en función del grupo introducido por la amina y un cambio de la topicidad relacionado tambien con las propiedades de dicho grupo.

Tesis por compendio / [ES] Al igual que la masa o la carga, el espín es una propiedad física fundamental que, típicamente, aparece en la descripción de los sistemas cuánticos. Más allá de sus importantes implicaciones teóricas, el creciente avance de la tecnología y el desarrollo de los dispositivos hacia escalas cada vez más pequeñas ha favorecido el surgimiento de multitud de aplicaciones que involucran al espín, entre las cuales se destaca la espintrónica; una nueva forma de electrónica en la que, además de la carga, también se explotan los grados de libertad otorgados por el espín del electrón. Por supuesto, el espín no es exclusivo de los electrones, está presente en todas las partículas elementales, y por ende, en los fotones. En este caso, y a diferencia de lo que ocurre con los electrones, existe una correspondencia clásica que relaciona el espín del fotón con los estados de polarización circular de la luz. Por lo tanto, en nano-óptica y en fotónica, los fenómenos basados en el espín se refieren, grosso modo, a aquellos que son fuertemente dependientes de la polarización circular de la luz. En este marco general, uno de los ejemplos más preponderantes se halla en la interacción espín-órbita. En su versión óptica establece que, bajo ciertas condiciones, es posible que exista una influencia mutua entre el estado de polarización (espín) y la propagación (órbita) de la luz. A pesar de su carácter ubicuo en todos los procesos ópticos básicos, sus efectos son muy débiles, y su manifestación se restringe a la nanoescala, lo cual dificulta su observación e identificación. En este mismo contexto, otro concepto heredado del formalismo cuántico que tiene análogo fotónico directo es la quiralidad óptica; una propiedad dinámica local que, de alguna manera, permite cuantificar escalarmente el espín de un campo óptico. Aparte de su controvertido significado físico y su estrecho vínculo con los sistemas plasmónicos y los metamateriales, como amplificadores de sus efectos, su principal característica fundamental es que, para los campos ópticos en el vacío, es una cantidad conservada. En esta tesis se ahonda teóricamente en los fundamentos básicos de estas características fotónicas. Específicamente, se demuestra analíticamente que la interacción espín-órbita es un fenómeno que surge natural y necesariamente en la nanoescala. Sobre esta base se expone un formalismo para extender la excitación unidireccional de campo cercano más allá de la aproximación dipolar, lo cual facilita su observación y mejora las propiedades de acoplo. Por otra parte, se analiza el concepto de la quiralidad óptica, originalmente definida en el vacío, y se generaliza a cualquier tipo de medio, incluyendo sistemas altamente dispersivos. Asimismo, se exploran diferentes configuraciones que permitan implementar las principales funcionalidades quirópticas (sensado y espectroscopía) en plataformas de fotónica integrada. Además de su potencial para aplicaciones, este estudio tiende un puente para abordar clásicamente propiedades y efectos que tradicionalmente son de tipo cuántico. / [CA] Igual que la massa o la càrrega, l'espín és una propietat física fonamental que, típicament, apareix en la descripció dels sistemes quàntics. Més enllà de les seves importants implicacions teòriques, el creixent avanç de la tecnologia i el desenvolupament dels dispositius cap a escales cada vegada més petites ha afavorit el sorgiment de multitud d'aplicacions que involucren l'espín, entre les quals es destaca l'espintrònica; una nova forma d'electrònica en què, a més de la càrrega, també s'exploten els graus de llibertat atorgats per l'espín de l'electró. Per descomptat, l'espín no és exclusiu dels electrons, és present en totes les partícules elementals, i per tant, en els fotons. En aquest cas, i a diferència del que passa amb els electrons, hi ha una correspondència clàssica que relaciona l'espín del fotó amb els estats de polarització circular de la llum. Per tant, en nano-òptica i en fotònica, els fenòmens basats en l'espín es refereixen, grosso modo, a aquells que són fortament dependents de la polarització circular de la llum. En aquest marc general, un dels exemples més preponderants es troba en la interacció espín-òrbita. En la seva versió òptica estableix que, sota certes condicions, és possible que hi hagi una influència mútua entre l'estat de polarització (espín) i la propagació (òrbita) de la llum. Malgrat el seu caràcter ubic en tots els processos òptics bàsics, els seus efectes són molt febles, i la seva manifestació es restringeix a la nanoescala, la qual cosa dificulta la seva observació i identificació. En aquest mateix context, un altre concepte heretat del formalisme quàntic que té anàleg fotònic directe és la quiralitat òptica; una propietat dinàmica local que, d'alguna manera, quantifica escalarment l'espín d'un camp òptic. A banda del seu controvertit significat físic i el seu estret vincle amb els sistemes plasmònics i els metamaterials, com amplificadors dels seus efectes, la seva principal característica fonamental és que, per als camps òptics en el buit, és una quantitat conservada. Des d'un enfocament teòric, aquesta tesi aprofundeix en els fonaments bàsics d'aquestes característiques fotòniques. Específicament, es demostra analíticament que la interacció espín-òrbita és un fenomen que sorgeix natural i necessàriament en la nanoescala. Sobre aquesta base s'exposa un formalisme per estendre l'efecte d'excitació unidireccional de camp pròxim més enllà de l'aproximació dipolar, la qual cosa facilita la seva observació i millora les propietats d'acoblo. D'altra banda, s'analitza el concepte de la quiralitat òptica, originalment definida en el buit, i es generalitza a qualsevol tipus de mitjà, incloent sistemes altament dispersius. Així mateix, s'exploren diferents configuracions que permetin implementar les principals funcionalitats quiròptiques (sensat i espectroscòpia) en plataformes de fotònica integrada. A més del seu potencial per a aplicacions, aquest estudi tendeix un pont per abordar clàssicament propietats i efectes tradicionalment quàntics. / [EN] Just like mass or charge, spin is a fundamental physical property that, typically, appears in the description of quantum systems. Beyond its important theoretical implications, the rapid advance of technology along with the relentless trend toward the development of devices at increasingly smaller scales have boosted the occurrence of a wide range of applications involving spin, among which is highlighted the spintronics; a novel form of electronics which, besides the charge, also exploits the degrees of freedom provided by the electron spin. Of course, the spin is not exclusive to electrons, but is actually present in all the elementary particles, and therefore in photons. In such a case, and unlike what happens with electrons, there exists a direct classical correspondence relating the spin of photons with the circular polarization states of light. Thus, in nano-optics and photonics, spin-dependent phenomena are broadly referred to as those that strongly rely upon the circular polarization of light. Within this general framework, one of the most preponderant examples is found in the spin-orbit interaction. In its optical version, it states that, under certain conditions, it is possible that there exists a mutual influence between the state of polarization (spin) and the propagation (orbit) of light. Despite its ubiquitous character in all basic optical processes, its effects are very weak, and its manifestation is restricted at the nanoscale, thereby hindering its observation and identification. In this same context, another concept somehow inherited from the quantum formalism with a direct photonic analogue is the optical chirality; a local dynamical property that, in a way, allows one to quantifying scalarly the spin of an optical field. Apart from its controversial physical meaning and its close relationship with plasmonic systems and metamaterials, often regarded as chiral enhancers, its main feature is that, for optical fields in the vacuum, it is a conserved quantity. From a theoretical standpoint, this thesis delves into the basics of these photonic traits. Specifically, it is analytically demonstrated that the spin-orbit interaction is indeed a phenomenon that naturally and necessarily emerges at the nanoscale. Building on this, it is addressed a formalism to extend the effect of near-field unidirectional excitation beyond the dipolar approximation, thus facilitating its observation and improving the coupling performance. On the other side, the optical chirality, originally put forward for electromagnetic fields in vacuum, is thoroughly analyzed and generalized to any arbitrary medium, including highly dispersive systems. Furthermore, different configurations for implementing the main chiroptical functionalities (sensing and spectroscopy) in integrated photonic platforms are explored. Besides its potential for applications, this study lays a bridge to classically approach features and effects which are traditionally quantum-like. / This work was supported by fundings from Ministerio de Economía y Competitividad of Spain (MINECO) under Contract No.TEC2014-51902-C2-1-R. and by ERC Starting Grant No. ERC-2016-STG-714151-PSINFONI. This work was also partially supported by funding from the European Commission Project THOR H2020-EU-829067. / Vázquez Lozano, JE. (2021). Spin-Dependent Optical Phenomena: Fundamentals and Applications [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/166775 / Compendio