Although invisible to our eyes, the chemical processes determine the biological cycles in which we are all immersed. The knowledge of this microscopic world allows us to create applications for our daily life. The investigations on proton transference goes in this direction. In his doctoral dissertation, Ricard Casadesús analyzes these reactions.
En general, s'ha aprofundit en el coneixement dels factors que governen les reaccions químiques per entendre les bases teòriques amb l'objectiu de poder controlar els processos químics coneguts i disenyar-ne de nous. En aquest sentit, aquesta investigació demostra la influència i l'efecte que té l'entorn sobre les reaccions de transferència protònica intra i intermolecular en estats electrònics excitats.
Molts dels dispositius moleculars es basen en processos de transferència protònica o d'hidrogen. Aquests processos químics són fonamentals per a la descripció dels fenòmens macroscòpics i per al disseny de processos microscòpics. La possibilitat d'estudiar aquest tipus de reaccions obre la porta al disseny d'entorns supramoleculars que afavoreixin o dificultin aquestes transferències d'hidrogen. Dites reaccions formen part de quasi tot procés químic complex, incloent pràcticament tots els cicles biològics. Això explica el gran interès que han tingut en els últims anys.
Els efectes supramoleculars en les PIPT es subdivideixen en dues possibilitats estretament relacionades: efectes del medi on es produeix la reacció i efectes de l'entorn d'estructures cristal·lines o de grans estructures moleculars. Respecte a aquest últim efecte, un dels estudis interessants que s'ha realitzat en aquesta tesi doctoral consisteix en situar la molècula 2-(2?-hidroxifenil)-4-metiloxazole (HPMO) en una nanocavitat, com és la b-ciclodextrina.
L'HPMO, que actua de guest, pot inserir-se en la b-ciclodextrina (host) de diferents maneres i, per tant, el fet d'incloure's d'una o altra forma es reflexa en la reactivitat del complex (veure la figura). Aquest reconeixement molecular és important en el camp de la nanotecnologia perquè demostra que mitjançant l'encapsulació molecular es pot modificar la reactivitat de les substàncies complexades.
A més, s'ha elaborat un programa informàtic per calcular constants de velocitat de reaccions químiques i també l'efecte cinètic d'isòtop (KIE, Kinetic Isotope Effect) a l'estat excitat mitjançant la deuteració d'alguns protons, a partir de la teoria microcanònica de l'estat de transició.
References
Thesis: "Influència de l'entorn sobre les transferències protòniques en sistemes en estat excitat. Estudi teòric de llur reactivitat fotoinduïda", read by Ricard Casadesús Castro, from the Department of Chemistry, on 8th April 2005 and directed by Josep Maria Lluch López and Miquel Moreno Ferrer.
