Desarrollo de metodologías para la preparación de nuevos miméticos de [Fe-Fe]-hidrogenasas

Abstract

La presente Tesis Doctoral titulada Desarrollo de Metodologías para la Preparación de Nuevos Miméticos de [FeFe]-Hidrogenasas, estudia nuevos procesos sintéticos para la síntesis de miméticos de [FeFe]-hidrogenasas. Las hidrogenasas son metaloenzimas que se encuentran en la mayoría de los microorganismos, donde catalizan la reducción de H+ o la oxidación de H2, un vector energético muy importante. Una de las principales motivaciones para estudiar estas enzimas es diseñar catalizadores, inspirados en sus propiedades, que permitan producir H2 de forma limpia y oxidarlo en pilas de combustible asequibles. Estos catalizadores bimetálicos sintéticos de fórmula general [(m-SR)2Fe2(CO)6] son capaces de producir H2 a partir de H+ imitando la actividad catalítica de las enzimas [FeFe]-hidrogenasas.Los objetivos principales que se han propuesto en esta Tesis son:i) Desarrollar nuevas metodologías que permitan sintetizar miméticos de [FeFe]-hidrogenasas solubles, capaces de mimetizar superficies de distinta naturaleza, sentando las bases de la futura preparación de catalizadores heterogéneos.ii) Modular las propiedades electrocatalíticas de estos miméticos empleando complejos de metales de transición con ligandos no inocentes, metaloides y ligandos redox activos.iii) Preparar nanopartículas decoradas con miméticos de [FeFe]-hidrogenasas...The PhD Thesis entitled Desarrollo de Metodologías para la Preparación de Nuevos Miméticos de [FeFe]-Hidrogenasa, has studied new synthetic processes for the preparation of [FeFe]-hydrogenase mimics. Hydrogenases are metalloenzymes found in most microorganisms where they catalyze the reduction of H+ or the oxidation of H2, a highly important energy vector. A deep knowledge of these enzymes will allow the design of bio-inspired catalysts able to produce clean H2. These synthetic bimetallic electrocatalysts are [(m-SR)2Fe2(CO)6] derivatives that can generate H2 from H+ by mimicking the catalytic activity of [FeFe]-hydrogenase enzymes.The main objectives of this Thesis are:i) To develop new methodologies for the synthesis of [FeFe]-hydrogenase mimics capable to interact with surfaces of different nature. This will lay the foundations for the future preparation of stable heterogeneous catalysts.ii) To modulate these mimics electrocatalytic properties using transition metal complexes as non-innocent ligands, metalloids, and redox active ligands to improve their acid-base and redox properties.iii) To synthetize for the first-time nanoparticles decorated with [FeFe]-hydrogenase mimics, determining its electrocatalytic properties...