La aplicación de la PCR al diagnóstico de las enfermedades infecciosas vienesiendo una realidad en los últimos años. No obstante, su aplicación como instrumentodiagnóstico rutinario en los laboratorios clínicos requiere de la adecuación de la técnica alas características peculiares de estos laboratorios que necesitan procesar un elevadonúmero de muestras y dar respuesta en el menor tiempo posible a múltiples situacionesclínicas.El objeto de este estudio es encontrar y evaluar un diseño de diagnóstico por PCRque permita conjugar las ventajas de las técnicas de amplificación con las necesidades ycaracterísticas de un laboratorio clínico.Con esta finalidad hemos escogido una serie de patologías infecciosas queconsideramos importantes y frecuentes en medio hospitalario (infecciones respiratorias,tuberculosis, infecciones bacterianas del SNC, infecciones en inmunodeprimidos), asícomo otras patologías menos frecuentes pero cuyo diagnóstico está cubiertodeficitariamente por la Microbiología tradicional. Sobre este tipo de pacientes hemosaplicado y evaluado la PCR como técnica diagnóstica utilizando aquellas metodologías yequipamientos que se adaptan mejor a las características de un laboratorio clínico.Los resultados obtenidos demuestran que la PCR, en el nivel de desarrollo en quese encuentra actualmente, mejora en todos los casos el diagnóstico obtenido por losmétodos clásicos, aporta en ocasiones un método diagnóstico alternativo mucho mássencillo y rápido que aquellos, ofrece los resultados en un tiempo útil para el clínico ytodo ello puede conseguirse sin alterar la actividad rutinaria del laboratorio ni lospresupuestos ordinarios del mismo.

El chorro plano es una configuración resultante de la interacción de dos capas de corte simétricas, paralelas y de diferente signo de vorticidad. Se trata de un flujo de gran interés práctico por sus aplicaciones directas en procesos industriales y medioambientales.Este trabajo que se presenta analiza la interacción entre las estructuras de flujo y el transporte de materia en el chorro plano. El estudio realizado demuestra que el flujo aguas abajo está determinado por las condiciones en la región de entrada del chorro. Así, mediante perturbaciones artificiales en la entrada se puede determinar la posterior evolución de las estructuras características del flujo. Este control permite aumentar y disminuir el consumo de especies químicas en un sistema reactivo en el chorro. Escogiendo las perturbaciones adecuadas en la entrada del dominio, se puede conseguir influenciar en desarrollo de la reacción química a lo largo del chorro y obtener una conversión deseada lejos del punto donde el flujo ha sido perturbado.Para realizar este trabajo, se ha desarrollado un código de simulación de dinámica de fluidos con el lenguaje de programación Fortran 90 y bajo la interficie de envío de mensajes (MPI) entre procesadores. Este programa informático resuelve numéricamente las ecuaciones de transporte de cantidad de movimiento, energía y materia en un dominio computacional rectangular y abierto. Con las condiciones de contorno implementadas se puede incorporar fluido externo y las recirculaciones del flujo pueden salir del dominio, reproduciendo el comportamiento físico real del chorro en un dominio infinito.Las ecuaciones están discretizadas mediante diferentes esquemas: en los términos convectivos se ha utilizado un esquema QUICK de segundo orden, para los difusivos un esquema centrado y para los temporales un esquema Adams-Bashfort. Para el transporte de materia y energía se ha utilizado un esquema centrado con la corrección ULTIMATE de Leonard para los términos convectivos, ya que este esquema corrige las inestabilidades y falsas oscilaciones del transporte altamente convectivo cuando existen fuertes gradientes.El código ha sido paralelizado para poder ejecutarse en máquinas multicomputadoras.El dominio computacional se divide entre los procesadores y cada uno resuelve las 1 ecuaciones discretizadas sobre los nodos de una región determinada. Para intercambiar datos entre los diferentes procesadores se utilizan los comandos de la librería MPI (Message Passing Interface). Los resultados demuestran que hay una gran mejora en el tiempo de cálculo y que se puede conseguir una buena eficiencia si se compara con un código secuencial optimizado.Para evaluar los efectos de las perturbaciones artificiales sobre el campo de velocidades y caracterizar las estructuras coherentes se han realizado una serie de simulaciones bidimensionales a Reynolds 7000. En estos casos se han considerando chorros planos débiles, es decir, con una velocidad de flujo co-corriente alto. De esta manera la zona de autosimilitud se aleja de la entrada y se puede centrar el análisis sobre la región inicial del chorro. Con las simulaciones computacionales realizadas se ha evaluado detalladamente la influencia de las perturbaciones sobre el flujo, demostrando que las estructuras coherentes son periódicas en el tiempo.En estos casos también se ha estudiado el efecto que producen el número de Schmidt, Strouhal y Damk®ohler sobre la conversión de la reacción química en chorros con y sin premezcla de reactivos. Se ha comprobado que determinadas frecuencias de perturbaciones facilitan la formación de estructuras coherentes que mejoran la mezcla y aumentan la conversión de la reacción. También se ha demostrado la poca influencia del término difusivo ya que el flujo está fuertemente dominado por el transporte convectivo. Implementado en el código la técnica de simulación de grandes escalas con el modelo de Smagorinsky, se ha estudiado un chorro plano tridimensional turbulento a Reynolds 3000. En este caso la velocidad del _flujo co-corriente se ha escogido pequeña para obtener la región de autosimilitud cerca de la entrada y dentro del dominio computacional.Además, el chorro se ha inestabilizado aplicando un pequeño ruido en la entrada. Los resultados obtenidos para el campo dinámico presentan gran concordancia con los experimentales disponibles en la bibliografía y siguen el patrón de la zona de autosimilitud.Se ha analizado el sistema reactivo bajo estas condiciones, estudiando la evolución de la conversión en las regiones de régimen de transición y turbulento. Se ha demostrado que el gran número de estructuras existentes en la región turbulenta del campo instantáneo facilita la mezcla entre las especies químicas aumentado la conversión de los reactivos.

En aquest treball s'ha desenvolupat una metodologia eficaç envers la síntesi de diferents derivats pirimidínics amb un alt grau de diversitat molecular. Aquesta metodologia es basa en la S-alquilació selectiva dels 2-tiouracils (2) utilitzats com a material de partida. Aquesta reacció es realitza amb bromur de benzil quan es treballa en dissolució, o bé amb la reïna de Merrifield quan la química és sobre suport sòlid. Seguidament, s'alquila selectivament l'àtom d'oxigen de les benzilsulfanilpirimidinones (3) mitjançant la reacció de Mitsunobu, o bé utilitzant diferents halurs d'alquil en presència d'una base. Amb les 4-alcoxipirimidines (4) es realitzen diverses transformacions químiques, per exemple, addicions de Grignard, reducció i posterior metilació del grup carbonil (quan R2 = CH2COPh), etc. Posteriorment, s'oxida el grup sulfanil a sulfona utilitzant m-CPBA. Finalment es desplaça la funció sulfona amb diversos nucleòfils.Gràcies a aquesta metodologia s'han preparat diferents 2-amino-4-alcoxipirimidines (7, Nu = RR'N) en dissolució i sobre suport sòlid. Mitjançant algunes variacions s'han pogut obtenir altres derivats pirimidínics: - 4(3H)-pirimidinones 2,6-disubstituïdes (8, Nu = RR'N, ArO, RR'R''C), preparades a partir de la hidròlisi del grup alcòxid (OR5) dels compostos (7) en medi àcid.- imidazo[1,2-a]pirimidinones (9 o 10, n = 1) i pirimido[1,2-a]pirimidinones (9 o 10, n = 2). Els compostos (9) s'han obtingut selectivament a través d'una ciclació intramolecular de les pirimidines (7, Nu = aminoalcohols) utilitzant àcid sulfúric. Quan s'han ciclat els compostos (8, Nu = aminoalcohols) mitjançant una reacció de Mitsunobu intramolecular, s'han obtingut els regioisòmers (9) i (10) en diferents proporcions en funció dels grups presents en l'anell.- pirimidines funcionalitzades amb restes d'-arilglina (11). La funció arilglicina s'ha preparat mitjançant la condensació d'amines (4, R2 = CH2CHR3NHR4) amb àcid glioxàlic i àcids arilborònics (reacció de Petasis). L'oxidació del grup sulfanil dels compostos (11) a sulfona utilitzant m-CPBA ha provocat també l'oxidació de l'àtom de nitrogen de l'arilglicina.Alguns d'aquests derivats pirimidínics han mostrat ser inhibidors del Mycobacterium tuberculosis. / We have developed an efficient methodology that allows the synthesis of pyrimidine derivatives with a high degree of molecular diversity. We have shown that easily available 2-thiouracils of type (2) can be used as versatile building blocks toward the preparation of substituted 4-alkoxypyrimidine (4) through a simple O-alkylation reaction. The steric effects have a remarkable influence over the regioselectivity of the reaction, both using alkyl halides in basic conditions and with alcohols under Mitsunobu conditions. Optionally, further suitable manipulations over the substituents at the 4-position would enhance the introduction of additional diversity. Finally, oxidation of the thioether moiety to the corresponding sulfone 6 and nucleophilic displacement by different nucleophiles would produce the corresponding highly molecular diverse pyrimidines of type (7).The methodology developed in solution has been, successfully, transferred to the solid support (benzyl bromide replaced by Merrifield resin). A small library of molecularly diverse 4-alkoxypyrimidines has been prepared in parallel on solid support. The final products, 2-amino-4-alkoxypyrimidines (7), have been obtained in good overall yields.The study of the nucleophilic ipso-substitution reaction in 4-isopropoxypyrimidines (5, R5 = (CH3)2CH) has been expanded using a wide variety of nucleophiles (N-, C- and O-). The cleavage of 4-isopropoxy group afforded a collection of 2,6-disubstituted 4(3H)-pyrimidinones (8) (Figure 1).The introduction of several - and -aminoalcohols at the position 2- on the pyrimidine ring and the subsequent intramolecular cyclisation afforded different imidazo- and pyrimido[1,2-a]pyrimidinones (9 and 10). Intramolecular cyclisation of 4(3H)-pyrimidininones (8, Nu = aminoalcohols) under Mitsunobu conditions, afforded a separable mixture of the regioisomeric compounds (9) and (10) (Figure 1). Cyclisation of 4-isopropoxypyrimidines (7, Nu = aminoalcohols) with H2SO4 yielded the regioisomers (9) as the only products.Fynally, a little collection of -arylglycines linked to the pyrimidinone ring (11) (Figure 1) has been prepared using the Petasis reaction.Several pyrimidine derivatives have shown inhibitory activity against Mycobacterium tuberculosis.

En aquesta tesis s’estudia la fotoquímica i la fotofísica d'alguns compostos orgànics fotosensibles derivats del benzè. Es centra principalment en els fenòmens de la fotosesitització i de la transferència intramolecular de càrrega. L’estudi es desenvolupa amb mètodes teòrics ab initio per determinar els mecanismes dels processos estudiats. Per una descripció detallada d’aquests mecanismes és necessari caracteritzar la naturalesa dels estats involucrats, les estructures de les espècies que intervenen en la reactivitat i determinar de manera precisa les seves energies. En aquest treball s’ha estudiat el mecanisme pel qual la fenalenona és capaç de sensibilitzar la molècula d’oxigen a l’estat excitat singlet. També s’ha estudiat la transferència de càrrega del aminobenzonitril i el seu derivat tetrafluorat per explicar les diferències en la fotofísica del dos compostos, i quatre membres de la família dels aminobezonitrils per entendre com afecta l’estructura i els factors ambientals (fase i dissolvents més o menys polars) a els patrons de fluorescència dels membres d’aquesta família. / This thesis is focused on theoretical study of several photosensitive molecular systems. It covers the study of some frequently encountered processes: photosensititzation and Intramolecular Charge Transfer (ICT). The photosensititzation is a process where a light-absorbing photosensititzer (PS) activates reactions in a substrate that otherwise would not take place. Intramolecular charge transfer is the process related with the transference of charge from different regions of the same molecule, one donor and other acceptor. These studies are addressed by theoretical study using ab intio methods, assessing the nature of the excited states involved, the geometries and energies of the species formed and the mechanism that lead to photochemical transformation and photophysical processes. In the first case photosensititzation process by means of Phenalenone is studied. In the case of the ICT process two families are studied: Aminobenzonitriles and Aminopyrimidines. Possible ICT states, non-adiabatic and adiabatic pathways that populate different lowest in energy minima are characterized.

La reacció de Pauson-Khand (PK) és formalment una cicloaddició 2+1+1 entre un alquè, un alquí i una molècula de monòxid de carboni per donar lloc a una ciclopentenona. Aquesta reacció està mediada per una espècie de cobalt (0). El primer pas de la reacció és la formació d'un complex de dicobalthexacarbonil de l'alquí, d'estructura tetrahèdrica (per reacció entre l'alquí i Co2(CO)8). La posterior coordinació i inserció de l'olefina acabarà donant lloc a la ciclopentenona final. En aquesta reacció es poden formar fins a dos nous centres quirals de manera que és necessària la introducció d'un element quiral per controlar l'estereoquímica de la reacció. La coordinació amb un lligand quiral és l'aproximació més elegant per a desenvolupar versions asimètriques de la reacció. Dins del camp dels lligands destaquen els lligands bidentats P,S (PuPHOS i CamPHOS) desenvolupats al nostre grup de recerca. Aquets lligands es coordinen a un complex de cobalt en forma de pont, mitjançant el fòsfor i el sofre, donant lloc a dos diastereòmers. Cada un d'aquests diastereòmers reacciona amb elevada selectivitat amb olefines tensionades obtenint els corresponents adductes amb elevats excessos enantiomèrics.Els lligands bidentats PuPHOS i CamPHOS estudiats consten en la seva estructura d'un carboni unit a tres heteroàtoms (P, O, S) fet que confereix certa acidesa al protó que sustenta. Per tant, aquest protó pot establir una interacció estabilitzant per pont d'hidrogen 'no clàssic' amb un grup acceptor adequat, contingut en l'estructura de l'alquí. Degut a la quiralitat intrínseca dels lligands, aquesta interacció només és possible en un dels dos diastereòmers de manera que es produeix un reconeixement eficaç entre el lligand i el complex de cobalt. Com a acceptors de pont d'hidrogen s'han emprat amb èxit complexos d'amides i sulfones. D'aquesta manera s'obtenen elevats excessos diastereomèrics (de fins el 99%) en la reacció d'intercanvi de lligand. Els estudis realitzats per 1H-RMN, difracció de raig X i càlculs teòrics del complexos obtinguts confirma l'existència d'un enllaç d'hidrogen no clàssic entre el lligand i el grup acceptor de pont d'hidrogen (en els diastereòmers majoritaris). D'altra banda, els càlculs teòrics realitzats situen aquest enllaç dins el camp de les interaccions per pont d'hidrogen no clàssiques més fortes. La posterior reacció de Pauson-Khand dels complexos majoritaris obtinguts transcorre amb elevada selectivitat amb el norbornadiè. S'obtenen els adductes corresponents amb bons rendiments (fins el 99%) i excel·lents excessos enantiomèrics (fins el 99%).Per una altra banda s'ha sintetitzat una nova família de lligands: N-fosfinosulfinamides. Aquest tipus de compostos es troba descrit a la literatura. Aquests nous lligands, quirals en l'àtom de sofre, es coordinen també en forma de pont sobre els complexos de cobalt d'alquins mitjançant els àtoms de sofre i fòsfor. És el primer cop que es descriu la coordinació de compostos tipus sulfòxid a cobalt mitjançant l'àtom de sofre. La reacció de coordinació transcorre amb rendiments molt bons i selectivitats molt elevades, fins i tot en alquins no funcionalitzats (fins a 20:1 r.d.). La reacció de Pauson-Khand dels diastereòmers majoritaris, aïllables per cristal·lització en la majoria de casos, té lloc amb excel·lents rendiments i enantioselectivitats (fins a 99% de rendiment i 99% d'ee.). / "Hemilabile Ligands in the Pauson-Khand reaction".The Pauson-Khand reaction is a cycloaddition, promoted or catalysed by cobalt, between an alkene and an alkyne with insertion of a carbon monoxyde molecule to give a cyclopentenone. If the olefin is disubstituted, two new stereogenic centres can be created. Among the ligands designed for this reaction, we must highlight the CamPHOS and the PhuPHOS ligands. They are bidentate P, S ligands. When coordinated to a bimetallic cobalt complex, a bridged structure where the sulphur and the phosphorus are coordinated to different metal atoms is obtained.A unique methine moiety attached to three heteroatoms (O, P, S) and contained in the PuPHOS and CamPHOS ligands can serve as a strong hydrogen-bond donor. Nonclassical hydrogen bonding of this methine with an hydrogen-bond acceptor provides a completely diastereoselective ligand exchange process between an alkyne dicobalthexacarbonyl complex and a phosphine ligand. This weak contact has been studied by means of X-ray analysis, 1H NMR, and quantum mechanical calculations and revealed that thepresent interaction falls in the range of strong C-H···O bonds. The hydrogen-bond bias obtained in the ligand exchange process has been exploited in the asymmetric intermolecular Pauson-Khand reaction to yield the corresponding cyclization adducts in up to 99% ee.Finally, a new family of chiral ligands for the asymmetric PK reaction was synthesized . Starting from the known (R)-(+)- tert-butyl tert-butanethiosulfinate the corresponding tert-butylsulfinamides can be achieved. Deprotonation with BuLi at low temperature, alkylation with diphenylphosphine chloride yielded the desired ligands. In order to avoid the internal oxygen transfer a protection-deportection step as borane complexes must be included. After heating a dicobalt hexacarbonyl complex in toluene in presence of these new ligands two tetracarbonyl diastereomers are formed. The yields and diasereoselectivities obtained were excellent even when unfunctionalized alkynes were used. Thus mixtures of diastereomers in a 6:1 to 20:1 ratio are obtained in 50-80% yields. The Pauson-Khand reaction of the major diastereomers obtained with norbornadiene proceeded with excellent yields and enantiomeric excesses. Thus, in some cases quantitative yields and up to 99% ee are obtained in some cases.

Up until relatively recently, the discharging of waste in the environment was the way of eliminating them, until the auto-purifying capacity of the environment was not sufficient. The permitted levels have been vastly exceeded, causing such environmental contamination that our natural resources cannot be used for certain uses and their characteristics have been altered. The main problem stems from waste coming from industry and agriculture, despite the fact that the population also plays an important role in environmental contamination. Phenols, pesticides, fertilizers, detergents, and other chemical products are disposed of directly into the environment, without being treated, via controlled or uncontrolled discharging and without a treatment strategy.In this general context, it is very clear that the strategy to continue in the search of solutions to this problem that every day presents a sensitive growth, mainly in the developing countries, will be guided to two fundamental aspects:- The development of appropriate methods for contaminated drinking, ground, and surfaces waters, and mainly- The development of appropriate methods for wastewaters containing toxic or non-biodegradable compounds.This thesis is focused in the second of these aspects. In this sense, it has been deepened in the treatment of organic compounds in aqueous solution by means of advanced oxidation processes (AOP), in the search of their elimination or transformation into more biodegradable compounds.The experimental work has been divided into four chapters. First part (chapter 3) is focused on the kinetic study of Fenton process for what two model compounds have been chosen: phenol, as reference (model compound widely studied) and an aromatic non-biodegradable compound, nitrobenzene.The second part (chapter 4) addresses to the optimisation of some treatment processes, such as photo-Fenton, H2O2/UV and Fe3+/UV-vis using different sources of artificial light and sunlight. The experimental work of this chapter was divided into two parts. In the first one, experiments were performed at laboratory scale at the University of Barcelona. In the second one, experiments in pilot plants were carried out at the EPFL (Ecole Politechnique Federale de Lausanne, Switzerland) and at the Plataforma Solar de Almería, Spain. The experimental results showed that the photo-Fenton process was the most effective method in the mineralization of the treated solutions. It is very important to stand out that it was more effective when solar light was used as radiation source.Chapters 5 and 6 represent an application of the treatment methods used in chapter 4, in which their influence on the biodegradability of an organic chloride compound (DCDE) and of waters coming from a textile industry was studied. For this final part of the thesis, the experimental work was carried out at the University of San Diego (San Diego, USA) and at the EPFL (Lausanne, Switzerland), respectively. In the case of water solutions of DCDE, H2O2/UV process was used as pre-treatment method to obtain oxidized solutions of 25, 50, 75 and 100% DCDE degrdation. After applying different biodegradability tests, it was observed that, as the percentage of oxidation increased, it increased the biodegradability of the treated solution, thus demostrating the effectiveness of the pre-treatment. In the case of treated textile wastewaters, a strategy was put in practice to obtain a general vision when it facing the case industrial wastewaters. When applied to the textile water under study, it was found that the photo-Fenton process should be used as post-treatment step of a biological process.

Esta tesis se enmarca dentro del trabajo que se realiza en el Grup de Química Quàntica de la Universitat Rovira i Virgili y en ella se ha abordado el estudio teórico de varios sistemas moleculares fotosensibles de interés sintético y tecnológico. El uso de métodos ab initio ha permitido evaluar la naturaleza de los estados excitados implicados, las geometrías y energías de las especies que se forman y los mecanismos que conducen a sus transformaciones fotoquímicas, así como examinar el efecto producido en el mecanismo de reacción por factores como la variación de los grupos sustituyentes o el medio de reacción. Para ello, ha sido necesario el análisis de las superficies de energía potencial de los estados excitados de menor energía en cada uno de los sistemas en los que se producen las reacciones fotoquímicas estudiadas. Es esencial localizar puntos críticos (mínimos y estados de transición), caminos de reacción y puntos de interacción entre superficies, como son intersecciones cónicas, cruces reales y cruces evitados. Una condición imprescindible, que implica una dificultad importante añadida, es que es necesario llevar a cabo estos cálculos con una precisión similar a la del estado fundamental, por lo es indispensable el uso de una metodología ab initio que proporcione una descripción precisa de las superficies de energía potencial de los estados excitados implicados. Esta memoria se ha estructurado de la siguiente forma: el capítulo 2 consiste en una introducción general que incluye los aspectos básicos a considerar en las reacciones fotoquímicas, mientras que en el capítulo 3 se describen los métodos teóricos que se han utilizado en el estudio de las reacciones estudiadas. El capítulo 4 está dedicado al estudio de los mecanismos de las diferentes transformaciones fotoquímicas que sufren los derivados de biciclo[3.1.0]-3-hexen-2-onas, se han comparado las reacciones competitivas y se ha determinado la naturaleza electrónica de los intermedios de reacción que se generan. En este capítulo se incluyen también la tautomerización ceto-fenólica, ya que es la última etapa de reacción de una transposición de las biciclohexenonas, y el mecanismo de interconversión entre los isómeros más importantes del fenol. Se ha evaluado además la entalpía de disociación del enlace OH en la molécula de fenol y su barrera de rotación interna. En el capítulo 5 se han estudiado diferentes sistemas con grupos  donor-aceptor en los que se pueden producir reacciones de transferencia intramolecular de carga. Se ha determinado el mecanismo por el cual transcurren estas reacciones, la naturaleza electrónica de las especies implicadas y el papel que juega el medio de reacción en el fenómeno de la fluorescencia dual. El capítulo 6 aborda los procesos que se producen en moléculas cuyas propiedades cromáticas se pueden intercambiar reversiblemente mediante el uso de una fuente de radiación. En concreto se han estudiado los isómeros cis y trans de la molécula de merocianina y se ha establecido el mecanismo de la reacción fotoquímica que conduce a la formación de la molécula de benzopirano. Por último, en el capítulo 7 se presentan las principales conclusiones extraídas de los capítulos anteriores. / This thesis is in the line with the work performed in the Grup de Química Quàntica of the Universitat Rovira i Virgili and it covers the theoretical study of several photosensitive molecular systems with synthetic and technological interest. The use of ab initio methods has allowed to evaluate the nature of the excited states implied in the reactions, the geometries and energetics of the species that are formed and the mechanisms that lead to the photochemical transformations, as well as to examine the effect produced in the reaction mechanism by factors like the variation of the substituent groups or the reaction field. For this reason, it has been necessary the analysis of the potential energy surfaces of the lower energy excited states in each of the systems in those it is produced the photochemical reactions studied. It is essential to locate critical points (minima and transition states), reaction pathways and interaction points between surfaces, as it is the case of conical intersections, real crossings and avoided crossings. An indispensable condition, which implies an important added difficulty, is that it is necessary to carry out these calculations with a precision similar to that of ground state, for it the use of an ab initio methodology has been indispensable because it provides an accurate description of the potential energy surfaces of the excited states involved in the reaction. This memory is organized in the following way: chapter 2 consists of a general introduction that includes the basic aspects that one has to take in consideration regarding to the photochemical reactions, whereas chapter 3 collects a description of the theoretical methods that have been used in the study of these photochemical reactions. Chapter 4 is dedicated to the study of the reaction mechanisms of the different photochemical transformations that suffer the bicyclo[3.1.0]-3-hexen-2-ones and their derivatives. The competitive reactions have been compared and it has been possible to elucidate the electronic nature of the reaction intermediates generated in the rearrangement. This chapter includes also the keto/phenol tautomerism, since it is the last step of the bicyclohexenones rearrangement, and the interconversion mechanism between the most important isomerics of phenol. There has been evaluated the OH bond dissociation enthalpy (BDE) in phenol molecule and the rotation barrier through the OH bond. Chapter 5 involved the study of different systems with  groups donor-acceptor united by a single bond that can produce intramolecular charge transfer reactions. It has been possible to establish the mechanism for which there pass these reactions, the electronic nature of the species involved and the role that the polar medium plays in the phenomenon of the dual fluorescence. Chapter 6 raises the processes that take place in molecules whose chromatic properties can be reversibly interchanged by the use of a radiation source. More specifically, it has been studied the cis/trans isomerism in a merocyanine molecule and it has been established the photochemical ring-closure mechanism that leads to the formation of the benzopyran molecule. Finally, in chapter 7 there are collected the main conclusion extracted from the previous chapters.

Per tal de dur a terme un càlcul de trajectòries dels sistemes B(2P) + OH(2pi) i B(2p) + H2O(XIA2), objectiu primordial del treball que es presenta, s'ha procedit a estudiar la superfície d'energia potencial (SEP) del sistema H(2)BO. Prèviament a aquest estudi, s'ha efectuat un test sobre la descripció que dóna el mètode semiempíric MNDO de sistemes del tipus HMOH (M=Be. AI, C, Si, B) sobre els que es disposa de resultats de càlculs "ab inicio" acurats. Una vegada comprovat que aquest mètode semiempíric descriu prou bé les característiques dels sistemes del tipus indicat, s'ha dut a terme un estudi exhaustiu del sistema H(2)BO, per a passar a recalcular els punts estacionaris localitzats a la SEP mitjançant un càlcul "ab initio" a nivell HF/6-31** amb la inclusió de l'energia de correlació electrònica seguint la metodologia de Moller i Plesset fins a tercer ordre. A la vegada s'ha comprovat, calculant punts dels camins de mínima energia, que els estats de transició recalculats connectaven adequadamenr amb les zones asimplòtiques de la SEP.El pas següent a aquests càlculs ha estat l'ajust de la SEP tetratòmica mitjançant una funció analítica segons la metodologia iniciada per Sorbie i Murrell, la qual cosa implica el coneixement de les funcions de potencial dels fragments di i triatòmics implicats en el sistema. L'ajust d'aquestes funcions de potencial s'ha realitzat utilitzant les dades obtingudes a nivell MP3/6-31G**//HF/6-31G**. Aquests tipus d'ajust ja han estat aplicats amb anterioritat en l'estudi de sistemes tri i tetratòmics assegurant una bona descripció de les zones asimptòtiques i posant de manifest les principals caracterlstiques dels sistemes.Una vegada obtingudes les SEP's analítiques s'ha procedit a realitzar, aplicant el mètode de les trajectòries quasiclàssiques. càlculs de trajectòries dels sistemes abans esmentats (B(2p) + OH(2pi i B(2p) +H2O(XIA1)).Pel que fa referència al sistema triatòmic, i per al nivell vibro-rotacional més poblat de la diatòmica OH a 300 K(V=0, J=2). s'ha dut a terme un estudi en un ampli interval d'energies de col.lisió des de 0.005 eV fins a 0.3 eV i s'ha observat que la secció eficaç, S(r) decreix en augmentar l'energia de col.lisió, posant de manifest el mateix tipus de comportament observat en altres sistemes reactius sense barrera en el camí de mínima energia. Les seçcions eficaces de reacció. degut a que la reactivitat és força elevada. s'han pogut obtenir amb un error estadístic molt petit(<3%) per a cadascuna de les condicions inicials considerades sense necessitat de calcular un número massa elevat de trajectòries.L'estudi de l'efecte de l'energia vibracional en la reactivitat del sislema ha mostrat que aquella gairebé no modifica el valor de la secció eficaç, mentre que l'energia rotacional, per a valors petits de J, inicialment fa disminuir la reactivitat del sistema. però a partir d'un cert valor de J i per tant de l'energia rotacional, la secció eficaç comença a créixer. És a dir que S(r)(J) vs J presenta un mínim. Aquest tipus de comportament ha pogut ser observat en altres sistemes amb anterioritat.Una anàlisi de les trajectòries reactives ha permès comprovar que la reacció procedeix via dos mecanismes diferents: inserció de l'àtom de bor al mig de l'enllaç O-H i posterior trencament de l'enllaç H-B formal o bé abstracció de l'àtom d'hidrogen després de l'atac del bor a l'oxigen de la molècula OH. El primer d'aquests dos mecanismes és molt més reactiu que l'altre. observant-se també en el primer cas unes trajectòries molt més complexes que en el segon.L'estudi de l'evolució de les trajectòries al llarg del temps ha posat en evidència que el procés d'inserció procedeix a través de la formació d'un complex de curta vida, augmentant el seu temps de vida a mesura que creix l'energia de col.lisió. Aquest fet s'ha explicat en base al model O.C.M ("Oscillating Complex Model").La SEP emprada tendeix a canalitzar cap a productes amb més contingut d'energia transnacional que no pas energia interna. Pel que fa a l'energia vibracional, cal assenyalar que el repartiment és gairebé estadístic, mentre que aquest tipus de repartiment no s'observa en l'energia rotacional.Pel que fa a les trajectòries del sistema B(2(P) + H2O(X(1)A(l) s'ha estudiat la reactivitat per a diferents valors de l'energia de col.lisió propers a l'energia llindant així com l'efecte de l'excitació vibracional i rotacional de la molècula d'H(2)O en la reactivitat.Els càlculs de trajectòries han mostrat l'existència de tres canals reactius que condueixen a la formació d'HOB+H, HBO+H i BO+H2, essent el més reactiu el que porta a HOB+H i el menys el corresponenl a la formació de BO.Per al procés global s'observa que la secció eficaç creix en augmentar l'energia de col.lisió, presentant un comportament complelament diferent al del sistema triatòmic, ja que en el cas del sistema letratòmic hi ha una elevada barrera en el camí de mínima·energia.La variació de la secció eficaç amb l'energia vibracional depèn del mode vibracional que s'excita, observant-se un comportament similar pel que fa als modes normals 2 i 3 de l'H(2)O. Per a aquest sistema també s'ha estudiat la variació de la secció eficaç amb l'energia rotacional (E(rot), observant-se una disminució d'aquella amb l'E(rot).En quant a la repartició de l'energia en els diferents productes de reacció, s'ha dut a terme un estudi de la distribució clàssica de l'energia en funció de l'energia accesible mitja (E(ace), per a cadascun dels canals reactius, observant-se en cada cas que la SEP emprada tendeix a canalitzar més energia interna cap als diferents productes que no pas energia translacional.Les trajectòries reactives són totes directes o quasi-directes presentant un comportament del tot diferent a l'observat en el cas del sistema triatòmic. / The compounds formed by boron oxidation arc very interesting in view of the important role which they play in combustion processes. Boron chemistry, and particularly reactions between atomic boron (B(2)p) and R-OH molecules (R=H, organic radicals), has been an important and fruitful research area for many years.To carry out a quasiclassical 3D-trajeclory study of the B(2)P) + OH(2Pi) and B (2(P) +H2(X1A1) reactions, an analytical Sorbie-Murrell-like function has been derived for the potential energy surface of the H(2)BO ground state, with the six interatomic distances as variables. Since a tetra-atomic surface requires know the related diatomic and triatomic ones, the 2- and 3-body termes were obtained prior the construction of the H2BO surface. All analytical functions were fitted lo the "ab initio" results al MP3/6-31G**//HF/6-31G**level.The B(2p) + OH(2pi) &#61664; BO(2sygma+) + H(2S) reaction was studied with he OH molecule in the most populated rovibrational level (v=0, J=2), al 300 K, and for a wide range of collision energies. The effect on reactivity of vibrational and rotational variations was investigated by considering respectively the v=l, J=2, and v=0, J=0, v=0, J=6, v=0, J=8, rovibrational levels at 0.04 eV collision energy value, which is very close to the averaged thermal energy al 300 K (<E(I)>= 0.0388 eV).Quasiclassical four-centre trajectory calculations for the B(2P) + H20 (X1A1) reaction were carried out al several collision energies near the threshold for different vibrational and rotational excitations. Several exothermic reaction channels are possible (HOB+H, HBO+H and BO+H(2)), and the overall reactive cross-section being obtained. Internal energy influence on reactivity was explored as well as its effect on he different open reaction channels.The analysis of distribution energy in the products was made considering the accessibleenergy distribution among the different energetic forms.

.En la present tesi doctoral s'han optimizat metodologies per a l'obtenció a escala preparativa d'adductes de Pauson-Khand (una cicloaddició [2+2+1] entre un alquí, un alquè i una molécula de CO) del norbornadiè i acetilens terminals, ja sigui en forma racèmica o enantiopura. Mitjançant una reacció de Pauson-Khand enantioselectiva emprant quantitats estequiomètriques d'un complex quiral de cobalt s'ha obtingut l'adducte del trimetilsililacetilè i el norbornadiè òpticament pur. Per obtenir el mateix adducte en forma racèmica s'han emprat protocols catalítics que simplifiquen la purificació dels productes i presenten una major economia atòmica. En aquestes condicions s'observa la formació del diastereoisòmer endo no desitjat en proporciones apreciables. La formació d'aquest producte és dependent de la pressió de CO emprada i es pot minimitzar dràsticament substituint un lligand CO por trifenilfosfina en el catalitzador de cobalt. De forma preliminar s'han assajat diversos auxiliars quirals en la reacció de Pauson-Khand catalítica y enantioselectiva sense haver arribat fins ara a bons excessos enantiomèrics. L'adducte de Pauson-Khand del norbornadiè i el trimetilsililacetilè (1) òpticament pur s'ha transformat en els desoxifitoprostans dPPJ1-I i II, confirmant així per primer cop la seva estereoquímica absoluta y relativa.S'han estudiat les transformacions sintètiques sobre l'adducte de Pauson-Khand 1 racèmic, centrant-se en reaccions d'addició conjugada i desililació. En primer lloc s'han preparat les corresponents cetones beta-substituïdes amb diversos substituents alifàtics per addició conjugada de dialquilcuprats de liti o bé de reactius de Grignard en presència de quantitats catalítiques de Cu (I). Sobre aquests substrats s'ha desenvolupat una seqüència de metilenació/addició conjugada per introduir substituents en posició á al carbonil. Per addició conjugada de sintons d1 sobre l'adducte 1 s'han preparat 1,4-hidroxicetones i 1,4-oxoaldehids. Per fer-ho s'ha emprat l'anió cianur com a equivalent sintètic d'un aldehid i alternativament l'addició fotosensibilitzada de metanol per a la introducció directa d'un fragment hidroximetil.Amb aquests intermedis sintètics s'ha abordat la síntesi de la prostaglandina A2. Per introduir la cadena omega de la PGA2 ens hem basat en reaccions de Wittig sobre els carboxaldehids mencionats. Alternativament s'ha introduït la cadena omega directament per addició conjugada d'un organometàl·lic funcionalizat sobre 1. Per elaborar la cadena á es va provar en primera instància l'alquilació en alfa al grup carbonil emprant halurs al·lílics com a electròfils. Vistos els baixos rendiments obtinguts per aquesta via es va aplicar la metodologia de metilenació/addició conjugada que va resultar més eficient. Els precursors així obtinguts es van sotmetre a condicions de retro-Diels-Alder per alliberar el fragment d'enona present en la PGA2. Si bé en compostos relacionats i compostos model més senzills la reacció és efectiva, no s'ha aconseguit reproduir-la en el cas de la PGA2. S'ha vist que el principal problema és l'eliminació inesperada del grup hidroxil protegit de l'alcohol al·lílic present en la cadena omega. Petites modificacions de la ruta sintètica ens permetrien en un futur pròxim arribar a la PGA2.Per últim s'ha estudiat una reacció de transposició fotoinduïda dels adductes de Pauson-Khand del norbornadiè sense precedents en la literatura. Aquesta es va observar per primer cop en els assaigs d'addició fotosensibilitzada de metanol a 1. La reacció permet accedir a compostos amb una inusual estructura de triciclo[5.2.1.02,6]-3,8-decadien-10-ona partint d'adductes de Pauson-Khand derivats tant d'alquins terminals com interns i és compatible amb diversos grups funcionals com amines, èsters, alcohols i amides. La reacció te lloc tant en presència com en absència d'un sensibilitzador de triplets així com en presència d'un quencher de triplets, sempre amb velocitats aparents molt semblants tal com s'ha observat en seguir el curs de la reacció per espectroscòpia d'infraroig in situ. El mecanisme de la reacció, que transcorre per mitjà d'un intermedi diradicalari bisal·lílic, s'ha estudiat per mètodes computacionals ab inito. / "Synthetic applications of norbornadiene Pauson-Khand cycloadducts.Towards the synthesis of prostaglandins and phytoprostanes."ABSTRACT IN ENGLISH.The Pauson-Khand reaction is a [2+2+1] cycloaddition between an alkyne, an alkene and carbon monoxide mediated by a (typically) Co (0) complex to give a cyclopentenone. In this thesis we have optimized methodologies for the obtention of the adduct between norbornadiene and trimethylsilylacetylene (1) on a preparative scale both in enantiopure and racemic form. The optically pure compound (+)-1 has been employed in the total synthesis of deoxyphytoprostanes J1-I and J1-II (dPPJ1-I and II).In order to obtain alpha, beta-disubstituted cyclopentenones from 1 a sequence of conjugate addition, desilylation, alpha-alkylation (or somehow related procedure) and retro-Diels-Alder reactions has been applied. First, simple organocopper reagents derived from commercial alkyl lithium and Grignard reagents were used to obtain a diverse set of addition compounds in good yields. Later on a d1 synthon addition to 1 was envisaged in order to obtain valuable intermediates for prostaglandin synthesis. The desired carboxaldehyde was obtained from reduction of a nitrile intermediate obtained from 1,4 addition of cyanide to 1. Alternatively a photoinduced addition of methanol to 1 was employed to obtain the related hydroxymethyl derivative. With the formyl and hydroxymethyl derivatives obtained we started the synthesis of prostaglandin A2 (PGA2). The ù chain was elaborated by Wittig reactions of these compounds or alternatively by conjugated addition of the appropriate functionalized organocopper reagent to 1. For the introduction of the alpha chain an enolate alkylation using allylic halides was used. The low yields thus obtained prompted us to develop an alternative sequence of methylenation and conjugate addition to the obtained exocyclic cyclopentenone which resulted in much better overall yields. The final retro-Diels-Alder step required to liberate the enone fragment resulted incompatible with the allylic moiety in the omega chain, a problem which we plan to overcome in the future.In this thesis we also undisclosed a photochemical rearrangement of norbornadiene cycloadducts such as 1 which yields an unusual structure of tricyclo[5.2.1.02,6]-3,8-decadien-10- one and is tolerant to diverse functional groups. This unprecedented transformation was first encountered as a side reaction in the photoinduced methanol addition to 1, but could be converted in the main reaction in the absence of methanol.

Cuando escuchamos un sonido intenso e inesperado podemos tener una reacción de sobresalto (RS) que es común a la mayoría de mamíferos. La respuesta, que se puede dividir en varios componentes, consiste típicamente en extensión, seguida de flexión rápida de una serie de músculos. La RS no está generalmente bajo control voluntario, y se puede modificar por muchas intervenciones. Por ejemplo, tanto los humanos como las ratas tienen RS más grande cuando están asustados (Grillon et al. 1991). Este aumento se puede reducir por las medicaciones que reducen la ansiedad (Graham et al. 2005). Si se presentan estímulos en el umbral de percepción (baja intensidad) poco antes de emitir un estímulo acústico, éste produce una reducción en la reacción de sobresalto. Este efecto, conocido como inhibición por prepulso (PPI) es anormal en algunos pacientes psiquiátricos (Takahashi et al. 2008) y nos indica la existencia de circuitos subcorticales usados en el control de la RS. Por estos y otros motivos, los cambios en el tamaño de la RS son ampliamente utilizados para estudiar las sensaciones como el miedo o la ansiedad, y los efectos de información sensorial relevante.La hipótesis principal de este proyecto es que los circuitos que vehiculan la reacción de sobresalto participan en la ejecución de movimientos voluntarios balísticos en el ser humano. La ejecución rápida de un movimiento comporta una preparación motora que implica principalmente un aumento de excitabilidad en las estructuras que van a ser activadas a lo largo de la vía motora. Debido a dicho aumento de excitabilidad, impulsos que activen estructuras subcorticales con suficiente representación en el programa motor preparado pueden desencadenar la ejecución del movimiento sin necesidad de la participación de áreas motoras superiores. Esta hipótesis general se subdivide en varias hipótesis parciales, que se especifican a continuación:a) El circuito de la RS participa en la ejecución de movimientos voluntarios. Por lo tanto, la hipótesis de trabajo es que la excitabilidad del RS debería experimentar cambios temporales similares a los descritos para la excitabilidad de la vía córtico-espinal en el inicio del movimiento. b) El circuito de la RS contribuye a la preparación motora para la ejecución de movimientos balísticos. Por lo tanto, la hipótesis de trabajo es que su excitabilidad debería cambiar de acuerdo a la instrucción y al tipo de reacción. c) El efecto StartReact se debe a la participación de la vía del RS en la ejecución de movimientos balísticos y no a la adición simple de los comandos del movimiento voluntario a la RS. Por lo tanto, la hipótesis de trabajo es que el acortamiento del tiempo de reacción podría estar presente incluso cuando la RS está inhibida por la presencia de un estímulo de prepulso.d) El movimiento realizado en la condición StartReact es igual de preciso que el movimiento balístico realizado voluntariamente. Por lo tanto, la hipótesis de trabajo es que la aceleración de movimientos sacádicos mediante el fenómeno StartReact no debería suponer ningún cambio significativo en el tiempo de reacción a un estímulo imperativo presentado en la diana visual. e) El fenómeno StartReact refleja el grado de preparación motora subcortical. Por lo tanto, la hipótesis de trabajo es que el porcentaje de acortamiento en el tiempo de reacción debería disminuir en condiciones en las que se limita el grado de dicha preparación, tal como ocurre cuando el sistema motor está ocupado en la realización de un movimiento continúo.Por tanto, los objetivos de la tesis son los que se detallan a continuación:1. Estudiar el perfil temporal de los cambios de excitabilidad que ocurren en el circuito de la RS antes de la ejecución de una tarea motora. 2. Analizar si el cambio de excitabilidad pre-movimiento en el circuito de sobresalto se modifica en relación con el tipo de tarea motora en preparación. 3. Examinar si la inhibición por prepulso de la RS causa también inhibición del efecto StartReact en el contexto de una tarea simple de tiempo de reacción.4. Determinar si el efecto StartReact se observa en los movimientos sacádicos horizontales del ojo y si dicho efecto implica un movimiento de fijación de la mirada con la misma exactitud que el movimiento voluntario en sí mismo. 5. Evaluar si el retraso en el tiempo de reacción unilateral que ocurre cuando se realiza un movimiento rítmico oscilatorio con el brazo contralateral (efecto de la tarea-doble) se relaciona con una disminución en la excitabilidad del circuito de sobresalto.