Estudio experimental y teórico de sistemas catalíticos basados en compuestos de Au(III), Au(I) y Au(0)

Resumen

La presente Memoria esta dedicada a la síntesis y caracterización de compuestos de oro en sus tres estados de oxidación mas comunes: Au(III), Au(I) y Au(0), así como a la utilización de estos complejos como catalizadores en reacciones de ataque nucleófilo sobre diferentes tipos de alquino. En cada capítulo se muestran estudios tanto experimentales como computacionales, con el objetivo principal de intentar comprender el mecanismo de actuación de cada uno de los catalizadores en las reacciones estudiadas. Así, en función del estado de oxidación del oro en el catalizador empleado, se ha divido este trabajo en tres capítulos: En el primer capítulo se recoge el estudio de la reacción de hidratación de varios alquinos catalizada por nuevas especies de Au(III) que presentan un ligando ditiocarbamato en su estructura, [AuX2(DTC)] (X = ligando anionico; DTC = ligando ditiocarbamato). Así, para explorar el mecanismo de actuación de estas especies de oro en la reacción catalítica, se ha llevado a cabo un estudio experimental y un estudio teórico sobre dos ciclos catalíticos diferentes propuestos, lo que ha permitido conocer mejor el funcionamiento de estos catalizadores. En el segundo capítulo de este trabajo se ha llevado a cabo la síntesis de acetales cíclicos catalizada por especies catiónicas de Au(I). En concreto, se han preparado diferentes compuestos de estequiometría [AuCl(L)] (L = ligando neutro), con diferentes ligandos de tipo fosfina, iluro y carbeno N-heterocíclico. Así, en este capítulo se recoge el estudio experimental del empleo de las especies generadas in situ, [Au(L)]+, como catalizadores, con el fin de observar las diferencias encontradas en función del ligando empleado, así como un estudio sobre la estabilidad de las diferentes especies mediante experimentos de resonancia magnética nuclear. Además, mediante cálculos computacionales, se ha realizado un análisis sobre la influencia del ligando en los perfiles energéticos del proceso catalítico. Por último, el tercer capítulo de esta Memoria se centra en el estudio de la reacción de hidratación de varios alquinos empleando como catalizadores subnanoclústeres de Au(0), que son especies que contienen unos pocos átomos metálicos (3 – 5) y son generados in situ a partir de dos especies de Au(I). Al igual que en los capítulos anteriores, se ha llevado a cabo un estudio tanto experimental como computacional con el objetivo de analizar cuáles son los factores que afectan a la estabilidad de estas especies de oro y cuales son, por tanto, las condiciones en las que se alcanzan rendimientos mas elevados. Por otro lado, también se han analizado los perfiles energéticos en función del número de átomos de oro que forman el subnanoclúster, así como la presencia de interacciones débiles entre los clústeres y los alquinos. Finalmente, mediante la medida de la fluorescencia se ha detectado espectroscópicamente la existencia transitoria de especies [(Au)n(alquino)m].