| Data: |
2026 |
| Resum: |
El subministrament energètic per a la humanitat actualment suposa una situació problemàtica. Conseqüentment, el disseny de noves plataformes sostenibles és fonamental per als investigadors. En aquest context, l'ús de la llum visible com a font d'energia es perfila com una alternativa viable a les matèries primeres no renovables. El progrés en la fotosíntesi artificial per a l'obtenció d'H2 o l'ús de la fotocatàlisi per impulsar nous mètodes sintètics són exemples de la seva aplicació a la química actual. En els darrers anys, la química dels compostos organofluorats ha tingut un gran impacte en la investigació científica, tan a l'acadèmia com a la indústria a causa de les seves fascinants característiques i àmplies aplicacions. Entre elles, la seva influència en la síntesi de materials funcionals o la seva incorporació en substàncies biològicament actives ha estat molt important. La presència de fluor en molècules i materials orgànics els dota amb propietats sense precedents en comparació als seus anàlegs no fluorades. En aquest sentit, la combinació de la química dels compostos organofluorats amb plataformes fotocatalítiques ha sorgit com un concepte interessant que fusiona els beneficis dels dos camps. En aquesta tesi, s'ha realitzat una exploració profunda d'aquesta unió de camps químics, basada en el desenvolupament de materials i plataformes fotocatalítiques. D'una banda, es descriu la síntesi de molècules fluorades trifuncionals i el seu ús com a monòmers en la preparació d'estructures orgàniques covalents (COF de les seves sigles en anglès). S'han realitzat estudis de les propietats estructurals, espectroscòpiques i electròniques dels materials resultants per observar la influència del fluor i la mida de porus obtingut. Finalment, aquests materials s'han utilitzat com a captadors de llum per a la reacció d'evolució d'hidrogen a partir de l'aigua. D'altra banda, s'han aconseguit nous mètodes fotoredox per a la (fluoro)alquilacó o (fluoro)alcoxilació d'esquelets orgànics. En concret, cinc mètodes diferents activats per llum, utilitzant un fotocatalitzador, han permès la introducció de grups funcionals d'interès, com el difluoroacetat d'etil o l'1-hidroxi-2,2,2-trifluoroetil, en diferents sistemes π. Així mateix, s'han desenvolupat diferents estratègies sense fotocatalitzador, basades en la fotoactivació de complexos donador-acceptor d'electrons per a la formació d'enllaços rellevants com ara Csp2-Rf, Csp2-P o Csp2-Csp3. Emprant aquests mètodes s'han sintetitzat una àmplia gamma de noves molècules de rellevància biomèdica i alhora s'ha realitzat un estudi exhaustiu del mecanisme de cada transformació. |
| Resum: |
El suministro energético para la humanidad actualmente supone una situación problemática. Consecuentemente, el diseño de nuevas plataformas sostenibles es fundamental para los investigadores. En este contexto, el uso de la luz visible como fuente de energía se perfila como una alternativa viable a las materias primas no renovables. El progreso en la fotosíntesis artificial para la obtención de H2 o el uso de la fotocatálisis para impulsar nuevos métodos sintéticos son ejemplos de su aplicación en la química actual. En los últimos años, la química de los compuestos organofluorados ha tenido un gran impacto en la investigación científica, tanto en la academia como en la industria debido a sus fascinantes características y amplias aplicaciones. Entre ellas, su influencia en la síntesis de materiales funcionales o su incorporación en sustancias biológicamente activas ha sido de suma importancia. La presencia de flúor en moléculas y materiales orgánicos les dota con propiedades sin precedentes en comparación con sus análogos no fluoradas. En este sentido, la combinación de la química de los compuestos organofluorados con plataformas fotocatalíticas ha surgido como un concepto interesante que fusiona los beneficios de ambos campos. En esta tesis, se ha realizado una profunda exploración de esta unión de campos químicos, basada en el desarrollo de materiales y plataformas fotocatalíticas. Por un lado, se describe la síntesis de moléculas fluoradas trifuncionales y su uso como monómeros en la preparación de estructuras orgánicas covalentes (COF de sus siglas en inglés). Se han realizado estudios de las propiedades estructurales, espectroscópicas y electrónicas de los materiales resultantes para observar la influencia del flúor y el tamaño de poro obtenido. Finalmente, estos materiales se han utilizado como captadores de luz para la reacción de evolución de hidrógeno a partir de agua. Por otro lado, se han logrado nuevos métodos fotoredox para la (fluoro)alquilación o (fluoro)alcoxilación de esqueletos orgánicos. En concreto, cinco métodos distintos activados por luz, utilizando un fotocatalizador, permitieron la introducción de grupos funcionales interesantes, como el difluoroacetato de etilo o el 1-hidroxi-2,2,2-trifluoroetilo, en diferentes sistemas π. Asimismo, se han desarrollado distintas estrategias sin fotocatalizador, basadas en la fotoactivación de complejos donador-aceptor de electrones, para la formación de enlaces relevantes como Csp2-Rf, Csp2-P o Csp2-Csp3. Empleando estos métodos se han sintetizado una amplia gama de nuevas moléculas de relevancia biomédica y al mismo tiempo se ha realizado un estudio exhaustivo del mecanismo de cada transformación. |
| Resum: |
Nowadays, the energy supply for humanity is problematic. Therefore, the design of new sustainable platforms is a requirement for researchers. In this scenario, the use of visible-light as an energy source is emerging as a true replacement for non-renewable feedstocks. The progress in artificial photosynthesis to obtain H2 or the use of photocatalysis to drive new synthetic methods are a couple of examples of its implementation in the chemistry field. In recent years organofluorine chemistry has had a great impact on scientific research, both in academia and industry due to its fascinating features and wide applications. Among them, its emergence in the synthesis of functional materials or its incorporation in biologically active skeletons have been of utmost importance. The presence of fluorine in organic molecules and materials allowed them to exhibit unprecedented properties in contrast to their non-fluorinated counterparts. In this regard, the combination of organofluorine chemistry with photocatalytic platforms has emerged as an interesting concept that merged the positive outcomes of both fields. In this thesis, an in-depth exploration of this fused chemistry has been made based on the development of new materials and photocatalytic platforms. On the one hand, the synthesis of trifunctional fluorinated molecules and their use as linkers in the preparation of Covalent Organic Frameworks (COF) is described. Studies of the structural, spectroscopic and electronic properties of the resulting materials were done to observe the influence of fluorine and pore size. Finally, their use as light harvesters for hydrogen evolution reaction from water was tested. On the other hand, new photoredox methods for the (fluoro)alkylation or (fluoro)alkoxylation of organic backbones have been accomplished. Specifically, five distinct light-triggered methods utilizing a photocatalyst allowed the introduction of interesting moieties such as ethyl difluoroacetate or 1-hydroxy-2,2,2-trifluoroethyl onto different ¿¿-systems. On the other hand, different photocatalyst-free strategies based on electron donor-acceptor complex photoactivation allowed the construction of relevant bonds such as Csp2-Rf, Csp2-P or Csp2-Csp3. A broad range of new molecules with medical relevance were synthetized while performing a deep study regarding the mechanism of each transformation. |
| Nota: |
Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Química |
| Drets: |
Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, sempre i quan aquestes es distribueixin sota la mateixa llicència que regula l'obra original i es reconegui l'autoria.  |
| Llengua: |
Anglès |
| Document: |
Tesi doctoral ; Text ; Versió publicada |
| Matèria: |
Fotocatàlisi ;
Photocatalysis ;
Fotocatálisis ;
Xarxes orgàniques covalents ;
Covalent Organic Frameworks ;
Redes covalentes orgánicas ;
Complex EDA ;
EDA complex ;
Complejo EDA ;
Ciències Experimentals |
visitant ::
identificació
