Isomerism and C-H, C-C, O-O, C-O bond activation studies by transition metals

Aquesta tesi és el reflex que de la cooperació entre grups experimentals i grups teòrics s'aconsegueix l'assoliment d'objectius inassolibles de forma individual. A partir de la DFT s'expliquen processos inorgànics i organometàl·lics de gran valor biològic i/o industrial. La tesi està enfocada especialment a l'estudi de complexos mononuclears i binuclears de coure, on té lloc l'activació d'enllaços C-H, C-C, i O-O. L'estudi de complexos octaèdrics de ruteni ha permès dur a terme extensos estudis isomèrics i racionalitzar les propietats espectroscòpiques dels mateixos. A més a més, estudis més puntuals respecte clusters de coure, l'estudi de la reacció de Pawson-Khand, l'estudi d'enllaços Pt-Pt en complexos trimèrics de platí, a més a més de l'estudi de la isomeria de complexos de Ni i Pt.

Molecular modeling of asymmetric induction in heterogeneously catalyzed hydrogenation of the C=O bond

Modifiering av metallytor med starkt adsorberade kirala organiska molekyler är eventuellt den mest relevanta teknik man vet i dag för att skapa kirala ytor. Den kan utnyttjas i katalytisk produktion av enantiomeriskt rena kirala föreningar som behövs t.ex. som läkemedel och aromkemikalier. Trots många fördelar av asymmetrisk heterogen katalys jämfört med andra sätt för att få kirala föreningar, har den ändå inte blivit ett allmänt verktyg för storskaliga tillämpningar. Detta beror t.ex. på brist på djupare kunskaper i katalytiska reaktionsmekanismer och ursprunget för asymmetrisk induktion. I denna studie användes molekylmodelleringstekniker för att studera asymmetriska, heterogena katalytiska system, speciellt hydrering av prokirala karbonylföreningar till motsvarande kirala alkoholer på cinchona-alkaloidmodifierade Pt-katalysatorer. 1-Fenyl-1,2-propandion (PPD) och några andra föreningar, som innehåller en prokiral C=O-grupp, användes som reaktanter. Konformationer av reaktanter och cinchona-alkaloider (som kallas modifierare) samt vätebundna 1:1-komplex mellan dem studerades i gas- och lösningsfas med metoder som baserar sig på vågfunktionsteori och täthetsfunktionalteori (DFT). För beräkningen av protonaffiniteter användes också högst noggranna kombinationsmetoder såsom G2(MP2). Den relativa populationen av modifierarnas konformationer varierade som funktion av modifieraren, dess protonering och lösningsmedlet. Flera reaktant–modifierareinteraktionsgeometrier beaktades. Slutsatserna på riktning av stereoselektivitet baserade sig på den relativa termodynamiska stabiliteten av de diastereomeriska reaktant–modifierare-komplexen samt energierna hos π- och π*-orbitalerna i den reaktiva karbonylgruppen. Adsorption och reaktioner på Pt(111)-ytan betraktades med DFT. Regioselektivitet i hydreringen av PPD och 2,3-hexandion kunde förklaras med molekyl–yta-interaktioner. Storleken och formen av klustret använt för att beskriva Pt-ytan inverkade inte bara på adsorptionsenergierna utan också på de relativa stabiliteterna av olika adsorptionsstrukturer av en molekyl. Populationerna av modifierarnas konformationer i gas- och lösningsfas korrelerade inte med populationerna på Pt-ytan eller med enantioselektiviteten i hydreringen av PPD på Pt–cinchona-katalysatorer. Vissa modifierares konformationer och reaktant–modifierare-interaktionsgeometrier var stabila bara på metallytan. Teoretiskt beräknade potentialenergiprofiler för hydrering av kirala α-hydroxiketoner på Pt implicerade preferens för parvis additionsmekanism för väte och selektiviteter i harmoni med experimenten. De uppnådda resultaten ökar uppfattningen om kirala heterogena katalytiska system och kunde därför utnyttjas i utvecklingen av nya, mera aktiva och selektiva kirala katalysatorer.

N-H...S=C hydrogen bond in O-alkyl N-methoxycarbonyl thiocarbamates, ROC(S)N(H)C(O)O)CH(3) (R = CH(3)(-), CH(3)CH(2)-)

Pure O-methyl N-methoxycarbonyl thiocarbamate CH(3)OC(S)N(H)C(O)OCH(3) (I) and O-ethyl N-methoxycarbonyl thiocarbamate, CH(3)CH(2)OC(S)N(H)C(O)OCH(3) (II), are quantitatively prepared by the addition reaction between the CH(3)OC(O)NCS and the corresponding alcohols. The compounds are characterized by multinuclear ((1)H and (13)C) and bi-dimensional ((13)C HSQC) NMR, GC-MS and FTIR spectroscopy techniques. Structural and conformational properties are analyzed using a combined approach involving crystallographic data, vibration spectra and theoretical calculations. The low-temperature (150 K) crystal structure of II was determined by X-ray diffraction methods. The substance crystallizes in the monoclinic space group P2(1)/n with a = 4.088(1)angstrom. b = 22.346(1)angstrom, c = 8.284(1)angstrom, beta = 100.687(3)degrees and Z = 4 molecules per unit cell. The conformation adopted by the thiocarbamate group -OC(S)N(H)- is syn (C=S double bond in synperiplanar orientation with respect to the N-H single bond), while the methoxycarbonyl C=O double bond is in antiperiplanar orientation with respect to the N-H bond. The non-H atoms in II are essentially coplanar and the molecules are arranged in the crystal lattice as centro-symmetric dimeric units held by N-H center dot center dot center dot S=C hydrogen bonds Id(N center dot center dot center dot S) = 3.387(1)angstrom, <(N-H center dot center dot center dot S) = 166.4(2)degrees]. Furthermore, the effect of the it electronic resonance in the structural and vibrational properties is also discussed. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Unusual 1H NMR chemical shifts support (His) Cɛ1—H⋅⋅⋅O⩵C H-bond: Proposal for reaction-driven ring flip mechanism in serine protease catalysis

13C-selective NMR, combined with inhibitor perturbation experiments, shows that the Cɛ1—H proton of the catalytic histidine in resting α-lytic protease and subtilisin BPN′ resonates, when protonated, at 9.22 ppm and 9.18 ppm, respectively, which is outside the normal range for such protons and ≈0.6 to 0.8 ppm further downfield than previously reported. They also show that the previous α-lytic protease assignments [Markley, J. L., Neves, D. E., Westler, W. M., Ibanez, I. B., Porubcan, M. A. & Baillargeon, M. W. (1980) Front. Protein Chem. 10, 31–61] were to signals from inactive or denatured protein. Simulations of linewidth vs. pH demonstrate that the true signal is more difficult to detect than corresponding signals from inactive derivatives, owing to higher imidazole pKa values and larger chemical shift differences between protonated and neutral forms. A compilation and analysis of available NMR data indicates that the true Cɛ1—H signals from other serine proteases are similarly displaced downfield, with past assignments to more upfield signals probably in error. The downfield displacement of these proton resonances is shown to be consistent with an H-bond involving the histidine Cɛ1—H as donor, confirming the original hypothesis of Derewenda et al. [Derewenda, Z. S., Derewenda, U. & Kobos, P. M. (1994) J. Mol. Biol. 241, 83–93], which was based on an analysis of literature x-ray crystal structures of serine hydrolases. The invariability of this H-bond among enzymes containing Asp-His-Ser triads indicates functional importance. Here, we propose that it enables a reaction-driven imidazole ring flip mechanism, overcoming a major dilemma inherent in all previous mechanisms, namely how these enzymes catalyze both the formation and productive breakdown of tetrahedral intermediates.

Síntesi, estructura i reactivitat de nous complexos de Cu, Ag i Ni contenint lligands triazamacrocíclics. Aplicacions en l'activació d'enllaços

· S'ha preparat i caracteritzat una família de complexos de Cu(III) contenint lligands triazamacrocíclics, estudiant-se les seves propietats estructurals, espectroscòpiques i redox. Aquesta àmplia família de complexos tenen un gran interès perquè permeten descriure les propietats dels complexos de Cu en un estat d'oxidació poc habitual i a més ens han permès mesurar de manera quantitativa l'efecte Meyerstein. · Una nova família de complexos de Cu(I) amb els lligands triazamacrocíclics es sintetitzada i caracteritzada per tècniques espectroscòpiques i estructurals, demostrant que aquests complexos presenten diferents estructures a l'estat sòlid i en dissolució. Així doncs, mentre que en dissolució es demostra per RMN que es tracta d'una espècie monomèrica, la determinació estructural per difracció de raigs X d'aquests complexos de Cu(I), ens confirma la formació d'espècies polimèriques. Per altra banda, s'ha estudiat la seva reactivitat; a) la seva implicació en la formació de lligands deuterats mitjançant l'intercanvi H/D en condicions suaus i b) la formació de complexos bisfenoxo a partir de la reactivitat entre els corresponents complexos de Cu(I) i oxigen molecular. De la mateixa manera, s'ha preparat el corresponent anàleg de Ag(I) en estat sòlid, obtenint la formació d'un polímer de Ag(I), el qual presenta a l'estat sòlid una estructura en forma de ziga-zaga, diferent a l'estructura del polímer de Cu(I), que és lineal. · S'ha determinat i proposat el mecanisme que té lloc en l'activació de l'enllaç C-H i posterior reacció de transferència per tal d'estabilitzar els productes finals mitjançant una reacció de desproporció. El seguiment de la reacció té lloc mitjançant tècniques espectroscòpiques com UV-vis. Dit seguiment, ens permet determinar les diferents influències electròniques sobre la reacció de formació dels complexos organometàl·lics de Cu(III). A més a més, el seguiment de la reacció a baixa temperatura ens permet determinar espectroscòpica i teòricament la formació d'un intermedi de Cu(II), i mitjançant la determinació dels paràmetres cinètics i termodinàmics es proposa un mecanisme de reacció. Posteriorment, s'ha assajat la reactivitat d'una sal de Cu(II) amb un lligand macrocíclic que conté un grup metil en el carboni orientat cap al centre del macrocicle, implicant la formació d'un intermedi agòstic. De la determinació estructural d'aquest intermedi de CuII i del lligand protonat, s'extreuen una sèrie de conclusions molt interessants, com són la demostració estructural de l'activació de l'enllaç C-C en la primera etapa de formació i de manera anàloga poder comparar-ho amb els sistemes macrocíclics HL2-HL6, demostrant la possible formació d'un intermedi agòstic, on es produeix l'activació de l'enllaç C-H. Aquesta similitud estaria d'acord amb els sistemes HL2-HL6, els quals espectroscòpica i teòricament s'havia detectat la presència d'un intermedi de característiques similars. Degut a l'acidesa d'aquest protó, i gràcies a la presència d'una base com és el propi lligand, aquest podia ésser extret donant lloc a la formació dels corresponents organometàl·lics de Cu(III). Dita estructura també representa un dels pocs exemples d'un organometàl·lic de CuII, un estat d'oxidació poc conegut dins d'aquest camp. · S'ha descrit la reactivitat dels nous complexos organometàl·lics de Cu(III), els quals sota medi pròtic i en condicions àcides o neutres són espècies totalment estables, però en condicions bàsiques o reductores aquestes espècies reaccionen donant lloc a la formació de noves espècies de tipus bisfenoxo, on el Cu es troba en estat d'oxidació +2. S'han caracteritzat mitjançant difracció de RX, on es s'observa l'entorn químic del Cu, la geometria del complex bisfenoxo i l'hidroxilació de l'anell aromàtic. · Finalment, s'ha descrit per primera vegada la síntesi i caracterització d'uns nous complexos organometàl·lics de Ni. Aquests són sintetitzats en base als càlculs teòrics realitzats sobre els nostres sistemes macrocíclics. Per aquests complexos hem investigat l'efecte del metall, canviant el coure per altres metalls de la primera sèrie de transició (Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn) i de la segona sèrie de transició (Ru, Rh, Pd, Ag). Els resultats demostren que el Ni(II), és el metall que presenta una major capacitat de l'activació de l'enllaç C-H en aquests sistemes aromàtics. Aquests compostos s'oxiden lentament cap a complexos de Ni(III). Per altra banda, l'addició d'una sal de clor sobre una solució d'un complex de Ni(II) permet aïllar el corresponent complex de Ni(III), caracteritzat per ressonància de spin electrònic

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.

Facile in situ copper(ii) mediated C–S bond activation transforming dithiocarbimate to carbamate and thiocarbamate generating Cu(ii) and Cu(i) complexes

Facile in situ Cu(II) mediated transformation of p-tolylsulfonyldithiocarbimate in conjunction with polypyridyl or phosphine ligands into corresponding carbamate and thiocarbamate led to the formation of new copper complexes with varying nuclearities and geometries, via C-S bond activation of the ligand within identical reaction systems.

Formation of organorhodium complexes via C–H bond activation of 1,3-di(phenylazo)benzene

Reaction of a potential NCN-pincer ligand, viz. 1,3-di(phenylazo)benzene (L), with [Rh(PPh3)(3)Cl] affords, via a C-H bond activation, an interesting dinuclear Rh(II) complex (1), and with RhCl3 center dot 3H(2)O affords a mononuclear Rh(III) complex (2) containing a catalytically useful Rh-OH2 fragment.

The generation of H-1-NMR-detectable mobile lipid in stimulated lymphocytes: Relationship ts cellular activation, the cell cycle, and phosphatidylcholine-specific phospholipase C

Mobile Lipids detected using H-1-NMR in stimulated lymphocytes were correlated with cell cycle phase, expression of the interleukin-2 receptor alpha and proliferation to assess the activation status of the lymphocytes. Mobile lipid levels, IL-2R alpha expression and proliferation increased after treatment with PMA and ionomycin. PMA or ionomycin stimulation alone induced increased IL-2R alpha expressiom but not proliferation, PMA- but not ionomycin-stimulation generated mobile lipid, Treatment with anti-CD3 antibody did not increase IL-2R alpha expression or proliferation but did generate increased amounts of mobile lipid, The cell cycle status of thymocytes treated with anti-CD3, PMA or ionomycin alone indicated an. accumulation of the cells in the G(1) phase of the cell cycle, The generation of mobile lipid was abrogated in anti-CD3 antibody-stimulated thymic lymphocytes but not in splenic lymphocytes, using a phosphatidylcholine-specific phospholipase C (PC-PLC) inhibitor which blocked cells in the G(1)/S phase of the cell cycle, This suggests that the H-1-NMR-detectable mobile Lipid may be generated in anti-CD3 antibody-stimulated thymic lymphocytes by the action of PC-PLC activity via the catabolism of PC, in the absence of classical signs of activation. (C) 1997 Academic Press.

Inserção C-H de carbenóides de ródio em água e reutilização do catalisador

A five-session laboratory experiment is described for the synthesis of a beta-lactam via Rh(II) catalysed intramolecular C-H insertion of a alpha-diazo-alpha-ethoxycarbonylacetamide. The metallo-carbene, responsible for the C-H bond activation, was generated from the diazo substrate and the catalyst Rh2(OAc)4. The high stability and solubility of the catalyst and the exclusive C-H insertion of the Rh-carbene allows the synthesis of this important heterocycle in water and the catalyst reutilization.

Metallo-organic domino reactions: C-H versus C-C bond breaking

HL and MeL are prepared by condensing benzil dihydrazone with 2-formylpyridine and 2-acetylpyridine, respectively, in 1:2 molar proportions. While in a reaction with [Ru-(C6H6)Cl-2](2), HL yields the cation [Ru(C6H6){5,6-diphenyl-3-(pyridin-2-yl)- 1,2,4-triazine}Cl](+), MeL gives the cation [Ru(C6H6)(MeL)Cl](+). Both the cations are isolated as their hexafluorophosphate salts and characterised by X-ray crystallography. In the case of HL, double domino electrocyclic/elimination reactions are found to occur. The electrocyclic reaction occurs in a C=N-N=C-C=N fragment of HL and the elimination reaction involves breaking of a C-H bond of HL. Density functional calculations on model complexes indicate that the identified electrocyclic reaction is thermochemically as well as kinetically feasible for both HL and MeL in the gas phase. For a double domino reaction, similar to that operative in HL, to occur for MeL, breaking of a C-C bond would be required in the elimination step. Our model calculations show the energy barrier for this elimination step to be much higher (329.1 kJ mol(-1)) for MeL than that for HL (96.3 kJ mol(-1)). Thus, the domino reaction takes place for HL and not for MeL. This accounts for the observed stability of [Ru(C6H6)-(MeL)Cl](+) under the reaction conditions employed.

Ruthenium mediated C–H activation of benzaldehyde thiosemicarbazones: Synthesis, structure and, spectral and electrochemical properties of the resulting complexes

Reaction of five 4R-benzaldehyde thiosemicarbazones (R = OCH3, CH3, H, Cl and NO2) with [ Ru(PPh3)(3)(-CO)(H) Cl] in refluxing methanol in the presence of a base (NEt3) affords complexes of two different types, viz. 1-R and 2-R. In the 1-R complexes the thiosemicarbazone is coordinated to ruthenium as a dianionic tridentate C,N,S-donor via C-H bond activation. Two triphenylphosphines and a carbonyl are also coordinated to ruthenium. The tricoordinated thiosemicarbazone ligand is sharing the same equatorial plane with ruthenium and the carbonyl, and the PPh3 ligands are mutually trans. In the 2-R complexes the thiosemicarbazone ligand is coordinated to ruthenium as a monoanionic bidentate N, S-donor forming a four-membered chelate ring with a bite angle of 63.91(11)degrees. Two triphenylphosphines, a carbonyl and a hydride are also coordinated to ruthenium. The coordinated thiosemicarbazone ligand, carbonyl and hydride constitute one equatorial plane with the metal at the center, where the carbonyl is trans to the coordinated nitrogen of the thiosemicarbazone and the hydride is trans to the sulfur. The two triphenylphosphines are trans. Structures of the 1-CH3 and 2-CH3 complexes have been determined by X-ray crystallography. All the complexes show intense transitions in the visible region, which are assigned, based on DFT calculations, to transitions within orbitals of the thiosemicarbazone ligand. Cyclic voltammetry on the complexes shows two oxidations of the coordinated thiosemicarbazone on the positive side of SCE and a reduction of the same ligand on the negative side.

Ativação da ligação c-h no metano por espécies MOm n+ (M = Nb, Fe; m = 0, 1; n = 0, 1, 2): estrutura eletrônica, mecanismo de reação e reatividade

The need for renewal and a more efficient use of energy resources has provided an increased interest in studies of methane activation processes in the gas phase by transition metal oxides. In this respect, the present work is an effort to assess , by means of a computational standpoint, the reactivity of NbOm n+ and FeOm n+ (m = 1, 2, n = 0, 1, 2) oxides in the activation process of the methane C-H bond, which corresponds to the first rate limiting step in the process of converting methane to methanol. These oxides are chosen, primarily, because the iron oxides are the most experimentally studied, and iron ions are more abundant in biological mediums. The main motive for choosing niobium oxides is the abundance of natural reserves of this mineral in Brazil (98%), especially in Minas Gerais. Initially, a thorough investigation was conducted, using different theoretical methods, to analyze the structural and electronic properties of the investigated oxides. Based on these results, the most reliable methodology was selected to investigate the activation process of the methane C-H bond by the series of iron and niobium oxides, considering all possible reaction mechanisms known to activate the C-H bond of alkanes. It is worth noting that, up to this moment and to our knowledge, there are no papers, in literature , investigating and comparing all the mechanisms considered in this work. I n general, the main results obtained show different catalytic tendencies and behaviors throughout the series of monoxides and dioxides of iron and niobium. An important and common result found in the two studies is that the increase in the load on the metal center and the addition of oxygen atoms to the metal, clearly favor the initial thermodynamics of the reaction, i.e., favor the approach of the metal center to methane, distorting its electron cloud and, thereby, decreasing its inertia. Comparing the two sets of oxides, we conclude that the iron oxides are the most efficient in activating the methane C-H bond. Among the iron oxides investigated, FeO + showed better kinetic and thermodynamic performance in the reaction with methane, while from the niobium oxides and ions NbO 2+ and NbO2 2+, showed better catalytic efficiency in the activation of the methane C-H bond.