Mecanismes de reacció de sistemes catalítics amb èmfasi en carbens de Fischer i quantificació de l'aromaticitat en petites molècules inorgàniques cícliques i planes.

El tema principal del treball és sobre l'estudi teòric de l'estructura i reactivitat en carbens de Fischer de la forma (CO)5Cr=C(X)R (X= OH, NH2, OMe, NMe2 i R= CHCH2 i Ph). Particularment, el nostre interès va sorgir del tipus de reaccions de cicloadicció que donen lloc a la síntesi de productes naturals i fàrmacs de gran valor afegit. Hem estudiat els mecanismes de reacció dels casos més comuns de cicloanul•lació: la reacció de benzanul•lació de Dötz i ciclopentanulacions que es troben en competència amb el primer cas, derivats de l'inserció de acetilè i fenilacetilè. En l'últim pas de les reaccions que comporten la formació d'un sistema de més d'un anell, hi tenim una migració del complex metàl•lic de crom d'un extrem a un altre anomenat com rearranjament haptotròpic. Aleshores, hem investigat sobre els mecanismes de migració haptotròpica de Cr(CO)3 sobre hidrocarburs aromàtics policíclics analitzant l'efecte de la mida i la curvatura del sistema així com la complexació d'un segon fragment metàl•lic a la manera de coordinació als anells. D'una altre banda, vam estudiar l'aromaticitat en 54 cúmuls cíclics de molecules inorgàniques mitjançant metodologia desenvolupada al nostre grup de recerca i altres. Vam proposar la tècnica del scan-NICS com nova mesura quantitativa d'aromaticitat i reportar l'escassa correlació entre els distints índexs d'aromaticitat a la literatura. Finalment, com resultat de col•laboracions en estades de recerca, he desenvolupat propostes de mecanismes de reacció en sistemes catalítics de isonitrils i fosfinetà-amides i en dímers de gassos nobles.

Analisi de compostos orgànics persistents i estudi de la procedència d'hidrocarburs en sediments del mar Mediterrani català

Els sediments del fons marí són molt importants en els ecosistemes aquàtics. Aquests sediments són considerats absorbents naturals, ja que s’hi acumulen moltes substàncies nocives, com ara metalls pesants i contaminants orgànics persistents (COPs). En aquest estudi s’han analitzat mostres de sediments del mar Mediterrani amb la finalitat d’examinar els COPs i la possible procedència d’hidrocarburs derivats del petroli. Les mostres han estat extretes davant de la desembocadura del riu Besòs (se n’ha fet una extracció a 8 km i una altra a 54 km de distància respecte la costa) i davant del municipi català anomenat Vilanova i la Geltrú (se n’ha fet, també, una extracció a 8-10 km i una altra a 30-40 km de distància respecte la costa). D’aquestes mostres, obtingudes per perforació, se n’han analitzat el primer i segon centímetres. S’han quantificat els hidrocarburs aromàtics policíclics (PAHs), els bifenils policlorats (PCBs) i els compostos organoclorats (OCPs) utilitzats antigament com a pesticides. S’ha posat de manifest que en les zones més properes a la costa, les concertacions COPs són més elevades a la regió més meridional, tot i estar davant de la desembocadura del riu Besòs. Segurament això és degut a la influència de la deriva litoral (corrent costaner marí en direcció NE-SW). Finalment, l’índex Phytane/Pristane, l’índex de preferència de carboni o, en anglès Carbon Preference Index (CPI) i la barreja complexa sense resoldre o, en anglès, Unresolved Complex Mixture (UCM) apunten a la conclusió que l’origen dels hidrocarburs analitzats (n-alcans) podria ser petrogènic.

Estudi de la desadsorció del pirè amb diferents surfactants en tres sòls artificials

Un dels problemes associats a la remeiació de contaminants hidròfobs és la seva poca disponibilitat. Es considera que un contaminant està disponible quan roman a la fase líquida del medi, ja sigui solubilitzat o en forma d’emulsió. Els surfactants són substàncies anfifíliques que promouen la transferència de compostos hidròfobs de la fase sòlida a la líquida. En aquest estudi s’escull el pirè com a representant dels hidrocarburs aromàtics policíclics i tres surfactants no iònics: un àmpliament citat a la bibliografia científica (Tween 80) i dos comercials (Gold Crew, BS-400). L’estudi es fa amb tres mescles d’argila i sorra amb diferents proporcions. La concentració micel·lar crítica (CMC) s’assoleix abans en sòls amb poc contingut en argila. L’eficiència dels surfactants està estretament relacionada amb la proporció d’argila i sorra. A concentracions molt per sobre de la CMC no s’observa una relació entre l’eficiència i la quantitat d’argila. El Tween 80 ha donat millors resultats que el Gold Crew i el BS-400, sense que aquest darrer no hagi presentat desadsorció de pirè.

Association between GIS-based exposure to urban air pollution during pregnancy and birth weight in the INMA Sabadell Cohort

Background: There is growing evidence that traffic-related air pollution reduces birth weight. Improving exposure assessment is a key issue to advance in this research area.Objective: We investigated the effect of prenatal exposure to traffic-related air pollution via geographic information system (GIS) models on birth weight in 570 newborns from the INMA (Environment and Childhood) Sabadell cohort.Methods: We estimated pregnancy and trimester-specific exposures to nitrogen dioxide and aromatic hydrocarbons [benzene, toluene, ethylbenzene, m/p-xylene, and o-xylene (BTEX)] by using temporally adjusted land-use regression (LUR) models. We built models for NO2 and BTEX using four and three 1-week measurement campaigns, respectively, at 57 locations. We assessed the relationship between prenatal air pollution exposure and birth weight with linear regression models. We performed sensitivity analyses considering time spent at home and time spent in nonresidential outdoor environments during pregnancy.Results: In the overall cohort, neither NO2 nor BTEX exposure was significantly associated with birth weight in any of the exposure periods. When considering only women who spent < 2 hr/day in nonresidential outdoor environments, the estimated reductions in birth weight associated with an interquartile range increase in BTEX exposure levels were 77 g [95% confidence interval (CI), 7–146 g] and 102 g (95% CI, 28–176 g) for exposures during the whole pregnancy and the second trimester, respectively. The effects of NO2 exposure were less clear in this subset.Conclusions: The association of BTEX with reduced birth weight underscores the negative role of vehicle exhaust pollutants in reproductive health. Time–activity patterns during pregnancy complement GIS-based models in exposure assessment.

Prenatal exposure to traffic-related air pollution and ultrasound measures of fetal growth in the INMA Sabadell cohort

Background: Few studies have used longitudinal ultrasound measurements to assess the effect of traffic-related air pollution on fetal growth.Objective: We examined the relationship between exposure to nitrogen dioxide (NO2) and aromatic hydrocarbons [benzene, toluene, ethylbenzene, m/p-xylene, and o-xylene (BTEX)] on fetal growth assessed by 1,692 ultrasound measurements among 562 pregnant women from the Sabadell cohort of the Spanish INMA (Environment and Childhood) study.Methods: We used temporally adjusted land-use regression models to estimate exposures to NO2 and BTEX. We fitted mixed-effects models to estimate longitudinal growth curves for femur length (FL), head circumference (HC), abdominal circumference (AC), biparietal diameter (BPD), and estimated fetal weight (EFW). Unconditional and conditional SD scores were calculated at 12, 20, and 32 weeks of gestation. Sensitivity analyses were performed considering time–activity patterns during pregnancy.Results: Exposure to BTEX from early pregnancy was negatively associated with growth in BPD during weeks 20–32. None of the other fetal growth parameters were associated with exposure to air pollution during pregnancy. When considering only women who spent 2 hr/day in nonresidential outdoor locations, effect estimates were stronger and statistically significant for the association between NO2 and growth in HC during weeks 12–20 and growth in AC, BPD, and EFW during weeks 20–32.Conclusions: Our results lend some support to an effect of exposure to traffic-related air pollutants from early pregnancy on fetal growth during mid-pregnancy.

Intramolecular basis set superposition error effects on the planarity of benzene and other aromatic molecules: A solution to the problem

Recently, the surprising result that ab initio calculations on benzene and other planar arenes at correlated MP2, MP3, configuration interaction with singles and doubles (CISD), and coupled cluster with singles and doubles levels of theory using standard Pople’s basis sets yield nonplanar minima has been reported. The planar optimized structures turn out to be transition states presenting one or more large imaginary frequencies, whereas single-determinant-based methods lead to the expected planar minima and no imaginary frequencies. It has been suggested that such anomalous behavior can be originated by two-electron basis set incompleteness error. In this work, we show that the reported pitfalls can be interpreted in terms of intramolecular basis set superposition error (BSSE) effects, mostly between the C–H moieties constituting the arenes. We have carried out counterpoise-corrected optimizations and frequency calculations at the Hartree–Fock, B3LYP, MP2, and CISD levels of theory with several basis sets for a number of arenes. In all cases, correcting for intramolecular BSSE fixes the anomalous behavior of the correlated methods, whereas no significant differences are observed in the single-determinant case. Consequently, all systems studied are planar at all levels of theory. The effect of different intramolecular fragment definitions and the particular case of charged species, namely, cyclopentadienyl and indenyl anions, respectively, are also discussed