Disociación homolítica y heterolítica de enlaces o-haplicaciones prácticas e implicaciones en química, física y bioquímica

Resumen

La presente memoria de Tesis Doctoral titulada “Disociación Homolítica y Heterolítica de enlaces O-H: Aplicaciones Prácticas e Implicaciones en Química, Física e Bioquímica” se encuentra dividida en tres capítulos bien diferenciados. En dos de ellos (Capítulos I y II) se desarrollan sistemas con grupos OH sensibles a rupturas homolíticas y heterolíticas. El primer capítulo se centra en el campo de las disociaciones homolíticas de enlaces O-H, de gran importancia en sistemas biológicos. Para estudiar este proceso se ha realizado la síntesis de una serie de complejos metálicos de Fe(II) con grupos O-H y (CO)N-H en su estructura, evitando su labilidad en disolución. La coordinación de estos grupos al centro metálico origina una disminución en el valor de la energía libre de disociación de enlace (BDFE) de los mismos, permitiendo que actúen como potenciales agentes de transferencia de átomos de hidrógeno. En el Proyecto de Investigación predoctoral original se incluyó como objetivo la introducción de quiralidad en estos sistemas donadores de átomos de hidrógeno. Aunque no pudo accederse a ese tipo de sistemas se ha conseguido el diseño de estructuras que pueden fácilmente adecuarse a transferencias quirales de átomo de hidrógeno. El segundo capítulo se centra en procesos de disociación heterolítica de enlaces O-H y sus aplicaciones en el campo de la química biológica. Por ello, en este capítulo se abordará el desarrollo de sistemas fluorescentes sensibles al pH que permitan la detección de compuestos de interés biológico como los biotioles, iones fosfato y acetato, cuya desregulación podría estar relacionada con algún tipo de disfunción celular. La introducción de quiralidad en estos sistemas, aunque sencilla, tiene limitaciones en cuanto a la respuesta quiroóptica esperada, especialmente en procesos de luminiscencia quiral (CPL). Por ello se optó por explorar nuevos sistemas fluorescentes con altos valores de disimetría como primer paso para generación de nuevas sondas fluorescentes con emisión polarizada circular (“quiral”). En este contexto se engloba el Capítulo III. En él se describe el estudio y caracterización de distintos sistemas helicoidales con el objetivo de encontrar mejores repuestas quiroópticas para desarrollo de posibles sistemas fluorescentes con buenos valores del factor de disimetría de cara a futuras aplicaciones como filtros de espín o sondas quiroópticas. Los Capítulos I y III están organizados en varias secciones como son la introducción de las temáticas principales tratadas, describiendo los principales antecedentes relacionados con dichos temas, los objetivos a desarrollar en cada capítulo, la discusión de los resultados obtenidos y las conclusiones que se extraen de dicho trabajo. Por último, la parte experimental de cada capítulo describe los protocolos experimentales empleados en cada caso, así como la caracterización espectroscópica de los nuevos compuestos obtenidos y las medidas realizadas utilizando técnicas como voltametría cíclica (CV), dicroísmo circular (CD), luminiscencia circularmente polarizada (CPL) o dicroísmo circular vibracional (VCD). El Capítulo II se ha redactado siguiendo un formato ligeramente distinto. El uso de este nuevo formato se justifica de manera detallada en la sección de Introducción de dicho capítulo. Finalmente, se han incluido una lista de publicaciones donde se exponen los resultados obtenidos en distintas colaboraciones científicas durante el periodo predoctoral.