N-methylation of diamino-substituted macrocyclic complexes: Intramolecular cyclisation

Two new macropolycyclic hexaamines L(2) and L(4) as their copper(II) complexes have been isolated as products from the condensation of the diamino-substituted macrocyclic complex trans-(6,13-dimethyl-1,4,8,11-tetraazacyclo-tetradecane-6,13-diamine)copper(II) [CuL(1)](2+) with aqueous formaldehyde. Both of the complexes exhibit methylene bridges between the pendant amine and the adjacent co-ordinated macrocyclic N-donors. Their crystal structures have been determined: [CuL(2)(NCS)][SCN], triclinic, space group P (1) over bar, a = 7.133(2), b = 9.813(2), c = 16.745(3) Angstrom, alpha = 101.05(2), beta = 99.36(2), gamma = 99.77(2)degrees, Z = 2; [CuL(4)Cl][ClO4]. H2O, triclinic, space group P (1) over bar, a = 9.3327(8), b = 10.8989(6), c = 12.672(1) Angstrom, alpha = 68.591(6), beta = 78.899(6), gamma = 87.384(6)degrees, Z = 2. The complexes exhibit square-pyramidal geometries, and significantly lower-energy electronic maxima relative to their parent complex [CuL(1)](2+). Electrochemistry of [CuL(2)](2+) revealed a reversible Cu-II-Cu-I redox couple, by contrast to those of macromonocyclic analogues.

Oxidative Leaching of metals from electronic waste with solutions based on quaternary ammonium salts

The treatment of electric and electronic waste (WEEE) is a problem which receives ever more attention. An inadequate treatment results in harmful products ending up in the environment. This project intends to investigate the possibilities of an alternative route for recycling of metals from printed circuit boards (PCBs) obtained from rejected computers. The process is based on aqueous solutions composed of an etchant, either 0.2 M CuCl2.2H2O or 0.2 M FeCl3.6H2O, and a quaternary ammonium salt (quat) such as choline chloride or chlormequat. These solutions are reminiscent of deep eutectic solvents (DES) based on quats. DES are quite similar to ionic liquids (ILs) and are used as well as alternative solvents with a great diversity of physical properties, making them attractive for replacement of hazardous, volatile solvents (e.g. VOCs). A remarkable difference between genuine DES and ILs with the solutions used in this project is the addition of rather large quantities of water. It is shown the presence of water has a lot of advantages on the leaching of metals, while the properties typical for DES still remain. The oxidizing capacities of Cu(II) stem from the existence of a stable Cu(I) component in quat based DES and thus the leaching stems from the activity of the Cu(II)/Cu(I) redox couple. The advantage of Fe(III) in combination with DES is the fact that the Fe(III)/Fe(II) redox couple becomes reversible, which is not true in pure water. This opens perspectives for regeneration of the etching solution. In this project the leaching of copper was studied as a function of gradual increasing water content from 0 - 100w% with the same concentration of copper chloride or iron(III) chloride at room temperature and 80ºC. The solutions were also tested on real PCBs. At room temperature a maximum leaching effect for copper was obtained with 30w% choline chloride with 0.2 M CuCl2.2H2O. The leaching effect is still stronger at 80°C, b ut of course these solutions are more energy consuming. For aluminium, tin, zinc and lead, the leaching was faster at 80ºC. Iron and nickel dissolved easily at room temperature. The solutions were not able to dissolve gold, silver, rhodium and platinum.

Synthesis and characterization of COPPER(II) 4´-phenyl-terpyridine compounds and catalytic application for aerobic oxidation of benzylic alcohols

The reactions between 4'-phenyl-terpyridine (L) and nitrate, acetate or chloride Cu(II) salts led to the formation of [Cu(NO3)(2)L] (1), [Cu(OCOCH3)(2)L]center dot CH2Cl2 (2 center dot CH2Cl2)and [CuCl2L]center dot[Cu(Cl)(mu-Cl)L](2) (3), respectively. Upon dissolving 1 in mixtures of DMSO-MeOH or EtOH-DMF the compounds [Cu(H2O){OS(CH3)(2)}L]-(NO3)(2) (4) and [Cu(HO)(CH3CH2OH)L](NO3) (5) were obtained, in this order. Reaction of 3 with AgSO3CF3 led to [CuCl(OSO2CF3)L] (6). The compounds were characterized by ESI-MS, IR, elemental analysis, electrochemical techniques and, for 2-6, also by single crystal X-ray diffraction. They undergo, by cyclic voltammetry, two single-electron irreversible reductions assigned to Cu(II) -> Cu(I)and Cu(I) -> Cu(0) and, for those of the same structural type, the reduction potential appears to correlate with the summation of the values of the Lever electrochemical EL ligand parameter, which is reported for the first time for copper complexes. Complexes 1-6 in combination with TEMPO (2,2,6,6-tetramethylpiperidinyl-1-oxyl radical) can exhibit a high catalytic activity, under mild conditions and in alkaline aqueous solution, for the aerobic oxidation of benzylic alcohols. Molar yields up to 94% (based on the alcohol) with TON values up to 320 were achieved after 22 h.

The solvation and electrochemical behaviour of Copper acetylacetonate complexes in ionic liquids

The behavior of copper(II) complexes of pentane-2,4-dione and 1,1,1,5,5,5-hexafluoro-2,4-pentanedione, [Cu(acac)(2) (1) and [Cu(HFacac)(2)(H2O)] (2), in ionic liquids and molecular organic solvents, was studied by spectroscopic and electrochemical techniques. The electron paramagnetic resonance characterization (EPR) showed well-resolved spectra in most solvents. In general the EPR spectra of [Cu(acac)(2)] show higher g(z) values and lower hyperfine coupling constants, A(z), in ionic liquids than in organic solvents, in agreement with longer Cu-O bond lengths and higher electron charge in the copper ion in the ionic liquids, suggesting coordination of the ionic liquid anions. For [Cu(HFacac)(2)(H2O)] the opposite was observed suggesting that in ionic liquids there is no coordination of the anions and that the complex is tetrahedrically distorted. The redox properties of the Cu(II) complexes were investigated by cyclic voltammetry (CV) at a Pt electrode (d = 1 mm), in bmimBF(4) and bmimNTf(2) ionic liquids and, for comparative purposes, in neat organic solvents. The neutral copper(II) complexes undergo irreversible reductions to Cu(I) and Cu(0) species in both ILs and common organic solvents (CH2Cl2 or acetonitrile), but, in ILs, they are usually more easier to reduce (less cathodic reduction potential) than in the organic solvents. Moreover, 1 and 2 are easier to reduce in bmimNTf(2) than in bmimBF(4) ionic liquid. (C) 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.

Greener Selective Cycloalkane Oxidations with Hydrogen Peroxide Catalyzed by Copper-5-(4-pyridyl)tetrazolate Metal-Organic Frameworks

Microwave assisted synthesis of the Cu(I) compound [Cu(µ4-4-ptz)]n [1, 4-ptz = 5-(4-pyridyl)tetrazolate] has been performed by employing a relatively easy method and within a shorter period of time compared to its sister compounds. The syntheses of the Cu(II) compounds [Cu3(µ3-4-ptz)4(µ2-N3)2(DMF)2]n∙(DMF)2n (2) and [Cu(µ2-4-ptz)2(H2O)2]n (3) using a similar method were reported previously by us. MOFs 1-3 revealed high catalytic activity toward oxidation of cyclic alkanes (cyclopentane, -hexane and -octane) with aqueous hydrogen peroxide, under very mild conditions (at room temperature), without any added solvent or additive. The most efficient system (2/H2O2) showed, for the oxidation of cyclohexane, a turnover number (TON) of 396 (TOF of 40 h−1), with an overall product yield (cyclohexanol and cyclohexanone) of 40% relative to the substrate. Moreover, the heterogeneous catalytic systems 1–3 allowed an easy catalyst recovery and reuse, at least for four consecutive cycles, maintaining ca. 90% of the initial high activity and concomitant high selectivity.

Orthogonal protection of peptides and peptoids for cyclization by the thiol-ene reaction and conjugation

Cyclic peptides and peptoids were prepared using the thiolene Michael-type reaction. The linear precursors were provided with additional functional groups allowing for subsequent conjugation: an orthogonally protected thiol, a protected maleimide, or an alkyne. The functional group for conjugation was placed either within the cycle or in an external position. The click reactions employed for conjugation with suitably derivatized nucleoside or oligonucleotides were either cycloadditions (Diels-Alder, Cu(I)-catalyzed azide-alkyne) or the same Michael-type reaction as for cyclization.

Metal dealing at the origin of the Chordata phylum: The metallothionein system and metal overload response in Amphioxus.

Non-vertebrate chordates, specifically amphioxus, are considered of the utmost interest for gaining insight into the evolutionary trends, i.e. differentiation and specialization, of gene/protein systems. In this work, MTs (metallothioneins), the most important metal binding proteins, are characterized for the first time in the cephalochordate subphylum at both gene and protein level, together with the main features defining the amphioxus response to cadmium and copper overload. Two MT genes (BfMT1 and BfMT2) have been identified in a contiguous region of the genome, as well as several ARE (antioxidant response element) and MRE (metal response element) located upstream the transcribed region. Their corresponding cDNAs exhibit identical sequence in the two lancelet species (B. floridae and B. lanceolatum), BfMT2 cDNA resulting from an alternative splicing event. BfMT1 is a polyvalent metal binding peptide that coordinates any of the studied metal ions (Zn, Cd or Cu) rendering complexes stable enough to last in physiological environments, which is fully concordant with the constitutive expression of its gene, and therefore, with a metal homeostasis housekeeping role. On the contrary, BfMT2 exhibits a clear ability to coordinate Cd(II) ions, while it is absolutely unable to fold into stable Cu (I) complexes, even as mixed species. This identifies it as an essential detoxification agent, which is consequently only induced in emergency situations. The cephalochordate MTs are not directly related to vertebrate MTs, neither by gene structure, protein similarity nor metal-binding behavior of the encoded peptides. The closest relative is the echinoderm MT, which confirm proposed phylogenetic relationships between these two groups. The current findings support the existence in most organisms of two types of MTs as for their metal binding preferences, devoted to different biological functions: multivalent MTs for housekeeping roles, and specialized MTs that evolve either as Cd-thioneins or Cu-thioneins, according to the ecophysiological needs of each kind of organisms.

Análisis de la Fisioterapia Domiciliaria Versus la Fisioterapia Ambulatoria en las zonas básicas de salud de Burgete, Salazar e Isaba de Navarra.

Introducción: La población de Navarra tiene una tendencia hacia una población más anciana y con un aumento de patologías crónicas. Esto hace que aumente el número de discapacitados y como consecuencia incremente la demanda asistencial tanto de cuidadores como de profesionales y aumente el gasto sanitario. Por estos motivos el servicio de fisioterapia a domicilio puede ser una buena alternativa de trabajo, ya que con este servicio ayudaremos a disminuir la carga asistencial de los cuidadores, ayudándoles a manejar la situación, disminuiremos la carga asistencial de los profesionales y los gastos sanitario evitando reingresos. A su vez el realizar el tratamiento de Fisioterapia en el domicilio del paciente, es decir en su entorno, mejorara la adherencia al tratamiento y, por lo tanto, su implicación en alcanzar los objetivos terapéuticos planteados. Hipótesis: la fisioterapia domiciliaria (FD) mejora los resultados del tratamiento, la calidad de vida de los pacientes y cuidadores y estos resultados son similares o mejores en comparación con la rehabilitación ambulatoria y hospitalaria en los pacientes con accidente cerebrovascular (ICTUS), prótesis de cadera (PD) y prótesis de rodilla (PR) y con enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC). Los objetivos planteados son los siguientes: Objetivo principal: valorar si es factible introducir la rehabilitación domiciliaria en Navarra. Objetivos secundarios: a) Valorar si la FD mejora más la calidad de vida de los pacientes comparando con la rehabilitación en el Hospital Virgen del Camino (HVC) y de la Clínica Ubarmin de Navarra (CU). b) Comprobar si se reducirían costes sanitarios con el Programa Piloto de Fisioterapia Domiciliaria. c) Evaluar la carga del cuidador. d) Comprobar el número de reingresos hospitalarios realizando la Fisioterapia Domiciliaria. e) Valorar la autonomía en la capacidad de realizar las actividades básicas de la vida diaria (AVBD) con la FD en comparación con la rehabilitación en el HVC y la CU. f) Valorar si los pacientes con ICTUS consiguen mejores resultados cognitivos realizando la FD en vez de la rehabilitación en el HVC y la CU. g) Estimar si los pacientes con ICTUS y con PD o PR consiguen un mejor equilibrio y autonomía para realizar la marcha, cambiando el lugar de tratamiento del HVC y la CU a su domicilio. h) Valorar si el realizar la FD hace que los pacientes con EPOC disminuyan en el índice de BODE en comparación con los que realizan la rehabilitación en el HVC y la CU. i) Comparar la media de sesiones al alta del Proceso de Atención en Fisioterapia. Metodología: el estudio de investigación implica la confección de dos grupos donde el grupo control llevará a cabo un tratamiento de fisioterapia ambulatoria u hospitalaria, mientras que el grupo experimental hará tratamiento en ámbito domiciliario. La evaluación se llevará a cabo mediante diferentes escalas validadas, (Barthel, Tinetti, Minni mental test, índice de BODE, Escala de Sobrecarga del Cuidador de Zarit y SF-36) al inicio del estudio, a los 15 días, al mes, a los 3 meses y a los 6 meses. El lugar de estudio serán las zonas básicas de salud de Burguete, Salazar e Isaba. Criterios de inclusión: pacientes con ICTUS, PD y PR o con EPOC, mayores de 65 años, independientemente del sexo. Limitación para desplazarse a un centro de salud y un buen soporte socio-familiar. Criterios de exclusión: afectación cognitiva, enfermedades o complicaciones que impida la realización de la FD. Pacientes con EPOC, fumadores y con peligro de broncoespasmo. Falta de colaboración por parte del paciente. Análisis estadístico: Para el análisis estadístico se utilizara el programa estadístico SPSS (versión 20). Para obtener las conclusiones se realizaran las relaciones oportunas entre las diferentes variables explicadas anteriormente. En el caso de la relación entre variables cuantitativas se utilizará el coeficiente de correlación lineal de Pearson. En la relación entre variables cualitativas el Test chi-cuadrado de Pearson. Por último en la relación entre diferentes modalidades de variables se hará la comparación de medias, Z t-test o t- test.

Síntese e caracterização de novos compostos de coordenação de cobre (II) com ligantes não-simétricos N,O-doadores: contribuições para o sítio ativo da galactose oxidase

The reactions of four new unsymmetrical N,O-donor ligands, {H2BBPETEN= [N-(2-hydroxybenzyl) - N,N' - bis(2 methylpyridyl) -N'-(hydroxyethyl) ethylenodiamine], H3BPETEN=[N,N'- bis(2-hydroxybenzyl) -N- (2-methylpyridyl) -N'- (hydroxyethyl) ethylenodiamine], HTPETEN=[N,N,N'- tris(2-methylpyridyl) -N'- (hydroxyethyl) ethylenodiamine] and H3BIMETEN=[N,N'-(2-hydroxybenzyl)-N-(1-methylimidazol-2-il-methyl)-N'- (hydroxyethyl)ethylenodiamine]}, with Cu(II) salts afforded the following mononuclear compounds: [CuII(HBBPETEN)]ClO4, [CuII(H2BPETEN)]ClO4 , [CuII(HTPETEN)](PF6)2 and [CuII(H2BIMETEN)]ClO4 . All were characterized by EPR, electronic spectroscopy and electrochemistry. The four copper (II) compounds showed interesting electrochemistry properties. All presented an anodic wave that can be attributed to the Cu (I) oxide formation at the electrode surface, or to a Cu0 sediment at the same surface or yet, to Cu(I) -> Cu(II) oxidation process with coupled chemistry reaction, due to their irreversibility. Two of the complexes are described as interesting synthetic models for the active site of the metalloenzyme galactose oxidase.

Sistema de análises em fluxo polivalente para a determinação espectrofotométrica de fármacos

A flow system based on the sandwich technique is proposed for the sequential determination of ascorbic acid, dipyrone, acetylcysteine, captopril and paracetamol. The procedure is based on the reduction of Cu(II) by the analytes followed by the spectrophotometric measurement of the complex of Cu(I) with 2,2'-biquinoline 4,4'-dicarboxylic acid. Linear responses were achieved in the µmol L-1 range, with coefficients of variation better than 1.7%. Sampling rate was estimated as 60 determinations per hour, consuming 230 µg of BQA and generating 2.5 mL of waste per determination. Results for commercial samples agreed with those obtained by procedures recommended by the American and European pharmacopeias at the 95% confidence level.

Hydrosilylation and hydroboration catalyzed by imido-hydride complexes of molybdenum (IV)

This thesis describes the synthesis, structural studies, stoichiometric and catalytic reactivity of novel Mo(IV) imido hydride complexes (Cp)(ArN)Mo(H)(PMe3) (1) and (Tp )(ArN)Mo(H)(PMe3) (2). Both 1 and 2 catalyze hydrosilylation of a variety of carbonyls. Detailed kinetic and DFT studies found that 1 reacts by an unexpected associative mechanism, which does not involve Si-H addition either to the imido group or the metal. Despite 1 being a d2 complex, its reaction with PhSiH3 proceeds via a a-bond metathesis mechanism giving the silyl derivative (Cp )(ArN)Mo(SiH2Ph)(PMe3). In the presence of BPh3 reaction of 1 with PhSiH3 results in formation of (Cp)(ArN)Mo(SiH2Ph)(H)2 and (Cp)(ArN)Mo(SiH2Ph)2(H), the first examples ofMo(VI) silyl hydrides. AI: 1 : 1 reaction between 2, PhSiD3 and carbonyl substrate established that hydrosilylation is not accompanied by deuterium incorporation into the hydride position of the catalyst, thus ruling out the conventional mechanism based on carbonyl insertion carbonyl. As 2 is nomeactive to both the silane and ketone, the only mechanistic alternative we are left with is that the metal center activates the carbonyl as a Lewis acid. The analogous nonhydride mechanism was observed for the catalysis by (ArN)Mo(H)(CI)(PMe3), (Ph3P)2(I)(O)Re(H)(OSiMe2Ph) and (PPh3CuH)6. Complex 2 also catalyzes hydroboration of carbonyls and nitriles. We report the first case of metal-catalyzed hydroboration of nitriles as well as hydroboration of carbonyls at very mild conditions. Conversion of carbonyl functions can be performed with high selectivities in the presence of nitrile groups. This thesis also reports the first case of the HlH exchange between H2 and Si-H of silanes mediated by Lewis acids such as Mo(IV) , Re(V) , Cu(I) , Zn(II) complexes, B(C6Fs)3 and BPh3.

Zur Synthese von alpha-Aminoaldehyden und Aminosäuren mit alpha-quartären Zentren durch Aziridinierung funktionalisierter Olefine

Ziel dieser Arbeit war, durch Aziridinierung homochiraler 5-Methyl-4H-1,3-dioxinen eine neue Methode zur Synthese von alpha-Aminoaldehyden und den ableitbaren Aminosäuren mit alpha-quartären Zentren zu entwickeln. Die chiralen 5-Methyl-4H-1,3-dioxine sind mit hohen Enantiomerenüberschüssen durch asymmetrische Doppelbindungsisomerisierung von 5-Methylen-1,3-dioxanen zugänglich. Die Metall-katalysierte Aziridinierung der 5-Methyl-4H-1,3-dioxine mit der Nitrenquelle (N-Tosylimino)phenyliodinan führte direkt zu N-Tosyl-geschützen 4-Methyl-1,3-oxazolidin-4-carbaldehyden. Vermutlich über ein Aziridin als nicht isolierbare Zwischenstufe werden über eine Ringöffnungs-/Ringverengungsreaktion die Oxazolidinderivate gebildet, vorzugsweise in Gegenwart von Cu(I)-Katalysatoren, während die Rhodium-katalysierte Reaktion ausschließlich zu Insertionsprodukten führt. In der Cu-katalysierten Aziridinierung ist das Verhältnis von Aziridinierung/Insertion abhängig von der Katalysatorkonzentration. Die Aziridinierung mit N-(p-Nitrobenzolsulfonyl)- und N-(Trimethylsilylethylsulfonyl)- substituierten Nitrenquellen führt zu Oxazolidinderivaten mit leichter abspaltbaren Schutzgruppen. Diese Nitrenquellen können in situ aus den korrespondierenden Sulfonamiden mit Iodosobenzol dargestellt werden. Bei dem Einsatz homochiraler 4H-1,3-Dioxine ist Erhalt der Stereoinformation abhängig vom Substituenten in 2-Position der Dioxine sowie von der Polarität des Lösungsmittels. Die höchsten Selektivitäten wurden in tert-Butylmethylether erzielt. In Falle des 2-tert-Butyl-4-methyl-3-(toluol-4-sulfonyl)-1,3-oxazolidin-4-carbaldehyds kristallisiert das Hauptdiastereomer in enantiomerenreiner Form. Die Absolutkonfiguration wurde durch Röntgenkristallstrukturanalyse ermittelt. Das Anwendungspotential dieser neuen Methode konnte durch Überführen der Serinale in Aminoalkohole und alpha-Methylserin-Derivate sowie in der Synthese der unnatürlichen Aminosäure alpha-Vinylalanin gezeigt werden.

Estudi d'una metal·lotioneïna d'alzina surera (QsMT)

En aquest treball es caracteriza per primera vegada la capacitat de coordinació metàl·lica d'una metal·lotineïna (MT) de planta i es proposa un model de plegament per a les MTs de planta en general. Els resultat mostren que aquestes proteïnes poden tenir un paper molt important en la regulació de l'estat redox de les cèl·lules, probablement a través de la coordinació a Cu. Les MTs de planta són proteïnes molt desconegudes. Es postula que participen en l'homeòstasi del Cu i en la protecció contra l'estrès oxidatiu, però es desconeix la capacitat de coordinació metàl·lica i el plegament. En aquest treball s'han estudiat una metal·lotioneïna d'alzina surera, QsMT, aïllada d'una llibreria de cDNA de fel·lema. Els objectius concrets han estat: (1) estudiar l'expressió de QsMT i la resposta a l'estrès oxidatiu; (2) determinar la capacitat de coordinació metàl·lica i la funcionalitat in vivo; (3) fer una aproximació al plegament de les MTs de planta. L'expressió del gen s'ha estudiat mitjançant hibridació in situ en plàntules i en embrions d'alzina surera. QsMT s'expressa majoritàriament en cèl·lules amb fort estrès oxidatiu, associat a la síntesi de polifenols (suberització i lignificació) i a la senescència. També s'expressa en cèl·lules meristemàtiques, cèl·lules en divisió molt activa on la funció de les MTs podria estar relacionada amb el manteniment de l'estat redox. L'aplicació d'estrès oxidatiu exogen (H2O2 i paraquat) incrementa fortament l'expressió de QsMT en teixits amb expressió constitutiva, confirmant la regulació de l'expressió del gen per estrès oxidatiu. Per l'estudi de les propietats de coordinació metàl·lica es va expressar QsMT en cèl·lules d'E. coli en medi de cultiu suplementat amb Cu, Zn o Cd. Es van aïllar els agregats metàl·lics corresponents i es van analitzar mitjançant tècniques espectroscòpiques i espectromètriques (ICP-OES, ESI-MS i CD). Els resultats mostren que QsMT coordina de forma estable Cu (8 ions metàl·lics/molècula), Zn (4 ions de Zn/molècula) i Cd (6 ions de Cd/molècula), i adopta una estructura especialment quiral en coordinació a Cu. L'elevada capacitat quelant de la proteïna i la quiralitat de l'estructura indiquen que QsMT possiblement té preferència metàl·lica pel Cu i per tant una funció relacionada amb aquest metall in vivo. Estudis de complementació en llevat demostren que QsMT coordina Cu de forma funcional in vivo. En coordinació a Cd QsMT presenta una peculiaritat no observada fins ara en altres MTs: la participació d'ions sulfur en la formació de l'agregat metàl·lic incrementant la capacitat de coordinació metàl·lica (6 ions metàl·lics divalents de Cd enlloc de 4 ions de Zn). A més QsMT coordina Cd de forma funcional en llevat, i per tant la seva funció també podria estar relacionada amb la destoxicació de Cd en la planta. QsMT s'ha utilitzat com a model per fer una aproximació al plegament de les MTs de planta. Amb aquest objectiu vam dissenyar tres pèptids mutants derivats de QsMT: N25 corresponent a la zona rica en cisteïna en posició amino-terminal, C18 corresponent a la zona rica en cisteïna en posició carboxil-terminal, i N25-C18 corresponent a les dues zones riques en cisteïna enllaçades per 4 glicines substituint la zona central de 39 aminoàcids. Es van expressar i estudiar aquests pèptids per les mateixes tècniques utilitzades en l'estudi de QsMT. Els resultats indiquen que QsMT es plega formant un sol agregat metàl·lic per la interacció de les dues zones riques en cisteïna. En aquest model la zona central d'enllaç, típica de les MTs de planta, no participa en la coordinació metàl·lica però és imprescindible per a la funció de la proteïna. El paper de la zona central podria variar en funció del metall que coordina, participant en el plegament i estructura de la proteïna quan coordina Zn i Cd i en la seva regulació i estabilització quan coordina Cu.

Synthesis, structure and reactivity of novel CuI, CuII and CuIII complexes containing triaza and hexaaza macrocyclic ligands

El treball de tesi s'emmarca dins del camp de la bioinorgànica, disciplina que estudia les propietats estructurals i de reactivitat dels centres actius dels enzims, servint-se de models síntètics de baix pes molecular per tal d'intentar reproduïr la reactivitat presentada per l'enzim i conèixer els mecanismes de reacció a nivell molecular que tenen lloc en els processos biològics.1 Més concretament el treball posa especial èmfasi en els processos d'activació d'oxigen molecular que tenen lloc en les metaloproteïnes de Coure del Tipus 3, com són l'hemocianina i la tirosinasa, ambdues presentant un complex dinuclear de Cu(I)) en el centre actiu de la forma reduïda, capaç d'activar l'O2 cap a espècies de tipus peròxid.2 Un altre camp d'interès ha estat l'estudi dels processos d'activació d'enllaços C-H no activats en hidrocarburs, tant per la seva importàcia a nivell industrial com per comprendre els mecanismes intrínsecs d'aquesta activació a través de metalls de trancisió.3,4 Durant el treball de tesi presentat s'ha desenvolupat la síntesi de nous complexes de Coure(I), Coure(II) y Cu(III) utilitzant lligands macrocíclics de tipus triaza i hexaaza, i s'han estudiat la seves propietats estructurals així com la seva reactivitat. La reacció dels lligands triazacíclics H32m, H2Me33m i H33m amb sals de coure(II) dóna lloc a una reacció de desproporció de Cu(II) per obtenir-se en quantitats equimolars un complex organometàl·lic de Cu(III) i un complex de Cu(I). La caracterizació estructural exhaustiva dels complexes del tipus aryl-Cu(III) evidencia la formació d'un enllaç organometàl·lic entre l'àtom de Cu(III) i el carboni més próxim de l'anell aromàtic del lligand. Aquesta reacció, a més de representar una nova forma de desproporció en la química del Cu, suposa l'activació d'un enllaç C-H aromàtic a temperatura ambient que, mitjançant l'estudi cinètic d'aquesta desproporció per espectroscòpia UV-Vis, dels càlcul de l'efecte cinètic isotòpic utilitzant el lligand deuterat en el C-H de l'anell, juntament amb el recolzament teòrics dels càlculs DFT per a la optimització de geometries d'intermedis de reacció, ens permeten proposar un mecanisme de reacció pel nostre sistema, on l'activació de l'enllaç C-H aromàtic transcorre per la formació d'un enllaç de tipus agòstic C-H ? Cu(II),5 seguit de la desprotonació del C-H aromàtic per acció d'una base i posterior transferència electrònica per obtenir el complex organometàlic de Cu(III) i el complex de de Cu(I). En quant a la reactivitat d'aquests complexes organometàl·lics aryl-Cu(III) s'ha observat que una base en medi aquós causa la inestabilitat d'aquests compostos, evolucionant cap a la inserció d'un àtom d'oxigen sobre la posició activada de l'anell aromàtic, per a donar lloc a un complex dinuclear de Cu(II) amb dos grups fenoxo actuant de pont entre els àtoms metàl·lics. La reacció transcorre per un intermedi colorejat, caracteritzat com el complex ayl-Cu(III) monodesprotonat en una de les seves amines benzíliques, els quals s'observen igualment en la reacció dels correponents complexos de Cu(I) amb oxigen molecular (O2). És en els nostres sistemes en els quals es descriu per primera vegada la participació d'intermedis organometàl·lics Cu(III)-C en processos d'hidroxilació aromàtica, tals com el desenvolupat per l'enzim tirosinasa o per alguns dels seus models químics de síntesi.6,7,8 S'han estudiat les propietats magnètiques dels quatre bis(fenoxo)complexes de Cu(II) descrits, obtenint-se uns acoplaments de tipus antiferromagnètic o ferromagnètic de diversa magnitud, depenent del solapament orbitalari a l'enllaç Cu-O, a través del qual es produeix el superintercanvi. Nous complexos de Cu(I) sintetitzats amb lligands hexaazamacrocíclics han estat estudiats, i posant especial èmfasi a la seva reactivitat respecta a l'activació d'oxigen molecular (O2). S'ha observat una reactivitat diferenciada segons la concentració de complex de Cu(I) utilitzada, de manera que a altes concentracions s'obté un carbonato complex tetranuclear de Cu(II) per fixació de CO2 atmosfèric, mentre que a baixes concentracions s'observa la hidroxilació aromàtica intramolecular d'un dels anells benzílics del lligand, reacció que presumiblement transcorre per atac electrofílic d'un peroxo complex intermedi sobre el sistema ? de l'anell.6 Els resultats obtinguts en aquest treball ens mostren la facilitat per activar enllaços C-H aromàtics per metalls de transició de la primera sèrie (Cu, Ni) quan aquests estan suficientment pròxims a l'enllaç C-H, en unes condicions de reacció molt suaus (1atm., temperatura ambient). Els nous complexos organometàl·lics Aryl-Cu(III) són el producte d'una nova reacció de desproporció de Cu(II), així com un posició aromàtica activada que podria ser el punt de partida per l'estudi de funcionalització selectiva d'aquests grups aromàtics.

Adsorption, orientation and thermal decomposition of copper(II) hexafluoroacetylacetonate on rutile TiO2(110)

We have investigated the adsorption and thermal decomposition of copper hexafluoroacetylacetonate (Cu-11(hfaC)(2)) on single crystal rutile TiO2(110). Low energy electron diffraction shows that room temperature saturation coverage of the Cu-II(hfac)(2) adsorbate forms an ordered (2 x 1) over-layer. X-ray and ultra-violet photoemission spectroscopy of the saturated surface were recorded as the sample was annealed in a sequential manner to reveal decomposition pathways. The results show that the molecule dissociatively adsorbs by detachment of one of the two ligands to form hfac and Cu-1(hfac) which chemisorb to the substrate at 298 K. These ligands only begin to decompose once the surface temperature exceeds 473 K where Cu core level shifts indicate metallisation. This reduction from Cu(I) to Cu(0) takes place in the absence of an external reducing agent and without disproportionation and is accompanied by the onset of decomposition of the hfac ligands. Finally, C K-edge near edge X-ray absorption fine structure experiments indicate that both the ligands adsorb aligned in the < 001 > direction and we propose a model in which the hfac ligands adsorb on the 5-fold coordinated Ti atoms and the Cu-1(hfac) moiety attaches to the bridging O atoms in a square planar geometry. The calculated tilt angle for these combined geometries is approximately 10 degrees to the surface normal.