Computational design in catalysis

Resumen

Este proyecto se centra en el desarrollo de nuevos procesos catalíticos aplicados a la Síntesis Orgánica. Dos son las hipótesis de partida en él. La primera es que se pueden desarrollar nuevos procesos catalíticos con catalizadores menos contaminantes, más baratos y fáciles de manejar con una actividad selectiva y completamente controlada, y que los compuestos de dioxomolibdeno (VI), complejos de oro e incluso ácidos de Bronsted tienen un gran potencial para cumplir con todas estas condiciones aún no completamente explorado. La segunda es que la sinergia entre la experimentación en Síntesis Orgánica y la Modelización Molecular, al introducir elementos de diseño, puede resultar en un proceso de desarrollo de nuevos catalizadores más eficiente y en una comprensión más produnda de los fenómenos que hacen un proceso catalítico posible. Emplearemos las herramientas de la Química Computacional para describir los mecanismos implicados en una amplia serie de reacciones que se pueden agrupar en tres bloques: 1. Reacciones catalizadas por complejos de oro. Se pretende obtener información mecanística que explique las observaciones experimentales. Nos centraremos, para ello, en las etapas que pueden generar regio o estereoselectividad para evaluar formas de controlarlas y explotar su potencial sintético. 2. Reacciones de transferencia de oxígeno catalizadas por complejos de dioxomolibdeno (VI). En estas reacciones identificaremos las especies activas en los ciclos catalíticos, los intermedios implicados en los mismos y la naturaleza del acoplamiento entre el proceso Mo(VI)/Mo(IV) y el Mo(IV)/Mo(VI). Prestaremos especial atención a la reducción de sulfóxidos y compuestos nitroaromáticos con dioles obtenidos a partir de biomasa para ampliar su uso como reductores de otros compuestos o como estrategia para valorizar estos residuos. 3. Nuevas reacciones catalizadas por ácidos de Bronsted o enzimas.