Líneas de Investigación en curso

En la actualidad participo en varias líneas de investigación en las que se combinan distintos aspectos experimentales y teóricos de la fotoquímica.

Si estás interesado en participar en alguna de estas líneas de investigación, o quieres información relativa a puestos libres en nuestro grupo de investigación y becas disponibles, escríbeme.

Diseño y caracterización fotoquímica de motores moleculares biomiméticos

Durante mi estancia post-doctoral en los laboratorios del Profesor Massimo Olivucci (Siena, Italia) contribuí a sintetizar y caracterizar, de forma tanto computacional como experimental, una serie de motores moleculares biomiméticos basados en el cromóforo del retinal. En ese trabajo demostramos que ciertos análogos del retinal satisfacen muchos de los criterios requeridos para un motor molecular eficiente.

En estos momentos esta línea trata de generar un nueva generación de motores moleculares basándose en los resultados previos. La aproximación sigue siendo una combinación de técnicas computacionales y experimentales que permiten un diseño racional de las moléculas a sintetizar. El estudio, en colaboración con el Profesor Olivucci, intenta obtener moléculas con mejores propiedades y que puedan ser empleadas en aplicaciones tecnológicas.

Estudio Computacional de Reacciones Fotoquímicas

Empleando los más potentes métodos de cálculo disponibles en la actualidad para este tipo de reactividad, se estudian reacciones fotoquímicas de interés sintético. En concreto, la reactividad de diversos cromóforos orgánicos se investiga dentro de la estrategia CASSCF/CASPT2. Se han obtenido ya interesantes resultados en la fototransposición N-ciclopropilimina-1-pirrolina.

Se pretende extender este tipo de estudio a otros cromóforos orgánicos de interés, tanto en estado singlete como triplete.

Fotoquímica de carbenos de Fischer

Mi Tesis Doctoral, dirigida por los Profesores Pedro J. Campos y Miguel A. Rodríguez, lleva por título "Reactividad Fotoquímica de Iminocarbenos de Fischer. Aplicaciones Sintéticas, Aspectos Mecanísticos y Cálculos Teóricos." El proyecto implicó la síntesis y de compuestos organometálicos de metales del Grupo VI y su reactividad con compuestos insaturados para producir heterociclos de 3 y 5 miembros. Esta metodología permite una síntesis simple y efectiva de compuestos con estructura de pirrolina y un gran número de sustituyentes distintos.

Posteriormente se ha generalizado esta reactividad incluyendo distintos tipos de sustituyentes en los carbenos y especies insaturados para formar pirroles, 2H-pirroles, oxazolinas, azadienos, trienos de conjugación cruzada, isoquinolinas, indenos, pirrolonas, triazolinas y ciclopropanos sustituidos.

Las investigaciones en curso incluyen la ampliación de este tipo de reactividad a otros compuestos organometálicos (carbenos estabilizados por varios heteroátomos, carbenos de rodio,...), el empleo de distintas especies insaturadas que generen nuevos productos de reacción, y la introducción de la quiralidad en la síntesis.

Estudio computacional de reacciones organometálicas

De forma paralela al estudio experimental del apartado anterior se está llevando a cabo el estudio teórico de estas reacciones mediante cálculos teóricos con el paquete de programas Gaussian. Los resultados obtenidos hasta la fecha concuerdan con los datos experimentales y han permitido, a su vez, diseñar modificaciones para mejorar la reactividad de estos sistemas.

Actualmente esta linea de investigación trata de explicar las reactividades anómalas encontradas experimentalmente y encontrar unas condiciones donde este tipo de reactividad se puede convertir en una via sintéticamente útil para distintos tipos de productos.

La transposición N-ciclopropilimina-1-pirrolina y sus análogos

El estudio mecanístico de las fotorreacciones de iminocarbenos de Fischer permitió el descubrimiento de una nueva reacción fotoquímica: la fototransposición de N-ciclopropil-iminas para dar pirrolinas. Esta reacción, de la que también se ha estudiado la versión térmica, se engloba dentro de una familia encabezada por la trasposición vinilciclopropano-ciclopenteno (VCP-CP). Un cuidadoso análisis experimental completado por un amplio estudio computacional permitió obtener abundante información mecanística.

En la actualidad esta linea de investigación busca expandir la utilidad síntetica del método empleando catalizadores metálicos que suavicen las condiciones de la versión térmica y la extensión de la reactividad fotoquímica a otro tipo de sistemas.