Estudio cinético-mecanístico sobre generación de protones, activación de hidrógeno y otras reacciones

Resum

En la situación actual de crisis energética y preocupación por los problemas medioambientales, la utilización de la energía solar se convierte en una de las alternativas más atractivas para la realización de una gran variedad de transformaciones físicas y químicas, y los compuestos de coordinación constituyen una de las familias de sustancias más prometedoras para la realización de esas transformaciones, ya que la presencia simultánea de ligandos orgánicos e iones metálicos abre un amplio abanico de posibilidades para modular las propiedades fotoquímicas de los complejos resultantes. Además, la presencia de los iones metálicos suele conducir a la aparición de bandas de absorción en el espectro visible, lo que constituye un indudable atractivo para el óptimo aprovechamiento de la energía solar. La gran variedad de estados de oxidación y entornos de coordinación posibles amplían el número de posibilidades que ofrecen estos compuestos, tanto desde el punto de vista de la absorción de energía como de las transformaciones físicas y químicas resultantes de la excitación. La realización del presente trabajo de Tesis Doctoral se planteó inicialmente respondiendo al deseo de extender el estudio de procesos fotoquímicos en los que se produzca la liberación de protones a sistemas en los que se aproveche el fenómeno para la activación heterolítica de la molécula de dihidrógeno. La selección de los procesos fotoquímicos de transferencia protónica y su aplicación a estos sistemas concretos se realizó con objeto de aprovechar la experiencia que tiene el grupo de investigación donde se ha realizado la Tesis en el estudio de procesos similares en condiciones térmicas. Entre los sistemas seleccionados inicialmente para su estudio fotoquímico se encuentran los complejos mononucleares CpRuH(PPh3)2, trans-FeH(H2)(dppe)2+ y el clúster W3S4H3(dmpe)3+, cuyas reacciones con ácidos han sido estudiadas exhaustivamente desde el punto de vista cinético-mecanístico en los últimos años. Sin embargo, los resultados obtenidos en el estudio de las propiedades fotoquímicas del W3S4H3(dmpe)3+ no han permitido profundizar en el tema usando estos compuestos, aunque durante la realización de la Tesis se ha avanzado en paralelo en el estudio de otras reacciones de clústeres M3S4 (M= Mo, W) sin excitación fotoquímica, incluyendo algunas reacciones con ácidos, el comportamiento en disoluciones acuosas de clústeres con fosfinas bidentadas con grupos hidroxipropilo e hidroxibutilo, y el estudio mecanístico de la reacción de algunos de estos clústeres con alquinos para formar enlaces C-S tanto en disolución acuosa como con disolventes orgánicos.