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En esta tesis se estudiaron propiedades estructurales y electrónicas de compuestos moleculares sencillos pertenecientes a las familias de los perfluorocompuestos y de tiocianatos de halometilo. Las técnicas utilizadas abarcan desde espectroscopia FTIR en fase gaseosa y matriz, UV/vis, Raman, difracción de electrones en fase gaseosa, difracción de rayos X in situ, fotoquímica mediante el empleo de radiación sincrotrón y cálculos químico cuánticos.

El objetivo general de la presente tesis consiste en la preparación y estudio de las propiedades de especies moleculares empleando diferentes métodos espectroscópicos y cálculos computacionales. Entre los objetivos específicos pueden mencionarse: la preparación de compuestos moleculares empleando diferentes estrategias de síntesis, caracterización de los compuestos obtenidos, estudio de las propiedades estructurales, conformacionales y vibracionales, estudio de las propiedades electrónicas, estudios fotoquímicos y estudio teórico de los sistemas empleando métodos ab initio y de la teoría de los funcionales de la densidad. Gran parte del trabajo de esta tesis se centra en el estudio de la interacción de la radiación electromagnética con especies moleculares para caracterizar las especies en estudio, así como también, para estudiar la fotoevolución de las mismas. Dichas especies han sido agrupadas en familias de compuestos según los grupos funcionales que poseen y que dominan la química de los mismos: compuestos fluorados, clorados, azufrados y selenofluorados. Todos los temas aquí estudiados forman parte de las grandes líneas de trabajo que posee el grupo de investigación, donde el abordaje de la química desde una gran variedad de técnicas espectroscópicas permite un estudio realmente completo de diferentes sistemas. Para cubrir un amplio rango del espectro electromagnético se han empleado radiaciones ionizantes, radiación con energía en el rango UV-lejano y rayos X utilizando luz sincrotrón, y no-ionizantes, de menores energías tales como luz UV-visible e infrarroja (IR). Las técnicas empleadas para el estudio de cada especie han sido escogidas de acuerdo a sus propiedades físicas y químicas y a los estudios previos reportados.

En el presente trabajo de investigación se aborda un trabajo interdisciplinario entre diferentes áreas tanto como físicoquímica, biológica y catálisis. En la primera parte se describen los soportes estudiados, del tipo aluminosilicatos tales como Zeolitas, Montmorillonitas, natural y sintéticas (K10 y K30) los cuales, fueron modificados con soluciones ácidas y básicas y también con tratamientos térmicos. Es conocido el hecho que la técnica de caracterización para estos soportes, la que mayor información aporta desde el punto de vista estructural es la sorción de nitrógeno y por tanto, la más utilizada. Es por ello, que en este Trabajo se realizaron aportes a está técnica, en la búsqueda de la isoterma más adecuada para la descripción de cada una de las muestras y la implementación de modelos como el de Villoroel, Barrera y Sapag (VBS) para la caracterización de poros de las muestras. Con miras en mejorar la descripción que aporta la técnica de sorción de nitrógeno,la isoterma tipo Brunauer, Emmett y Teller (BET) es la más utilizada y no siempre describe adecuadamente los valores experimentales. Por otra parte, siendo el equipamiento utilizado muy costoso y poco versátil, en este Trabajo, se plantea la técnica de DLS (Dynamic Laser Speckle) como una herramienta complementaria para la caracterización de los materiales utilizados como soporte, técnica en la cual se plantean modelos que permiten describir la evolución de la absorción en función del tiempo. En segunda instancia se estudiaron compuestos de coordinación con un ligando de interés biológico como la Sulfametazina y con metales de transición como Cobalto (II), Níquel (II), Cobre (II) y Zinc (II). Se estudió además, el efecto del agregado de un ligando auxiliar, como la 2,2$^{\prime}$-Bipiridina (Bpy) para la obtención de complejos ternarios y con los mismos metales. Los complejos, tanto los binarios como los ternarios, fueron caracterizados desde el punto de vista físico-químico y biológico, en particular sus propiedades antibacterianas. Respecto a los ensayos biológicos realizados para todos los compuestos de coordinación estudiados, el complejo binario de Co (II) fue el que mostró una mejor actividad antibacteriana \textit{in vitro} con efecto bactericida en relación a los halos de inhibición. Con base a los resultados obtenidos, en la primera y segunda parte de este trabajo de tesis, se llevó a cabo el estudio del efecto del anclaje de los compuestos de coordinación en los diferentes soportes, obteniendo lo que denominaremos materiales híbridos, con la idea de contribuir al estudio fisicoquímico y biológico de los mismos y un eventual estudio catalítico. Basados en los buenos resultados en la obtención de materiales híbridos y en la importancia de la reacción selectiva de hidrogenación de acetofenona, se estudio esta reacción utilizando catalizadores monometálicos a base de níquel (NO_3).6H_2O (nitrato de níquel) soportado sobre cuatro muestras de la zeolita (evaluación de la influencia del soporte en el rendimiento catalítico) y utilizando un catalizador bimetálico que se obtuvo utilizando el complejo binario de cobalto soportado sobre la montmorillonita natural y posteriormente modificado por el nitrato de níquel. Para mejorar la descripción de las propiedades de los catalizadores, se aplicaron las técnicas de titulación con n-butilamina y reducción por temperatura programada, donde la primera permitió determinar la acidez de las muestras a partir de modelos planteados para su descripción y la segunda permitió determinar temperaturas de reducción y energías de ligaduras. Para lograr este ultimo objetivo se desarrollaron cálculos utilizando el modelo de orden n de Avrami-Erofeev. Finalmente para ampliar el alcance de la técnica DLS como complementaria y determinar la superficie específica se estudia esta técnica en diversas muestras. Es en este sentido, se describen las curvas de calibración de las zeolitas, arcillas, alúminas y sílices. Estas curvas permiten determinar la superficie específica de una muestra utilizando el tiempo característico, el cual es medido utilizando la técnica DLS. La superficie específica puede ser la de la isoterma BET o la que resulta ser la más adecuada para cada tipo de muestra.

El término de “contaminación atmosférica” hace referencia a sustancias que ocasionan daños directos sobre animales, plantas y personas, es decir, ejercen un efecto local o regional. Durante siglos, y especialmente en las ciudades, la contaminación del aire no fue un problema. Sin embargo, la expansión de la población y el desarrollo industrial ha modificado la naturaleza de la contaminación del aire. La presencia de grupos con alto consumo de materia y energía conduce necesariamente a la emisión de contaminantes por encima de las emisiones naturales. Esto perturba el desarrollo local y se hace crítico cuando la emisión de contaminantes es tal que el medio ambiente es incapaz de atenuar su impacto. En tal caso se producen cambios perdurables en las variables climáticas y en la concentración de agentes nocivos a la salud y el ecosistema. Los efectos nocivos de las emisiones, así como la necesidad de su control, se ponen de manifiesto frecuentemente, especialmente impulsada por el desarrollo tecnológico, en particular en lo que respecta a los sectores energéticos y del transporte. La mayoría de los compuestos que contaminan el aire, producidos a causa de la actividad humana, son también producidos naturalmente, ya sea debido a emisiones biogénicas directas ó debido a reacciones químicas asociadas a las mismas. El proceso de combustión es naturalmente contaminante dando lugar a la generación de sustancias diversas, que contribuyen en elevado porcentaje a la contaminación que se produce en el mundo. Sin embargo, en cierta medida, la naturaleza posee mecanismos para removerlos de la atmósfera, convirtiéndolos en sustancias inofensivas para la vida. Tales compuestos pasan a considerarse contaminantes cuando su concentración, en un dado tiempo, supera la capacidad natural de conversión en sustancias inocuas. El interés por el desarrollo de procesos limpios es, desde hace ya un tiempo al presente, una inquietud cada vez más extendida en las sociedades industrializadas actuales. Es esta la fuerza impulsora inicial que tradujo en necesidad el desarrollar nuevas técnicas y procesos compatibles con el medio ambiente, sin dejar de lado la rentabilidad y la productividad que busca finalmente la actividad industrial; estableciéndose de esta manera una relación de compromiso entre intereses diferentes y planteando un desafío muy interesante en el ámbito de la investigación científica bajo el concepto de mejor tecnología viable. Existe una gran cantidad de sustancias químicas que pueden contaminar el aire, las más comunes, sometidas a medidas de control, son: el monóxido de carbono, el dióxido de azufre, compuestos orgánicos, material particulado, óxidos de nitrógeno y compuestos orgánicos volátiles.

El objetivo general del presente trabajo de Tesis Doctoral fue la preparación, aislamiento, purificación y estudio de las propiedades, especialmente la estructura molecular, de nuevos exponentes de las familias de compuestos xantatos y xantógenos, compuestos conteniendo el grupo ‒OC(S)S en su estructura, con potenciales aplicaciones farmacológicas. Entre los objetivos específicos pueden mencionarse los siguientes: Preparación de nuevos compuestos de la familia de los xantatos, xantógenos y complejos con metales de transición empleando xantatos como ligandos. Caracterización de los compuestos preparados empleando diferentes técnicas espectroscópicas (IR, Raman, Raman resonante, Raman prerresonante, RMN, UVvisible, MS). Estudios estructurales y conformacionales de las especies obtenidas. Estudios de potencial actividad biológica de los compuestos preparados mediante ensayos biológicos in-vitro. Compuestos de la familia de los xantatos (ROC(S)S-+M) y xantógenos (R1OC(S)SR2), así como sus complejos con metales de transición, han recibido especial atención en los últimos años debido a sus potenciales aplicaciones farmacológicas, como por ejemplo, propiedades antivirales, antibacterianas, antitumorales, antioxidantes. Se han reportado también diferentes estudios mutagénicos, citotóxicos y en el campo de la neurociencia. Es interesante el uso de los complejos de níquel y ligandos xantatos como precursores en la síntesis de nanopartículas de sulfuro de níquel. Los xantógenos tienen una gran importancia industrial, agrícola y medicinal. Presentan aplicaciones comerciales significativas como reguladores para controlar la polimerización en la manufactura de varios cauchos sintéticos. También se utilizan como colectores en la flotación de minerales de sulfuros de cobre y carbón. Algunos de ellos han sido utilizados como pesticidas, fungicidas y herbicidas. También han sido probados en el tratamiento de enfermedades de la piel, para bajar la presión sanguínea, y como anticarcinógenos. Las sales de xantatos con diferentes grupos sustituyentes, por ejemplo grupos alquílicos conteniendo átomos de flúor, son especialmente interesantes debido al crecimiento del número de compuestos con algún átomo de flúor en su fórmula que presentan algún tipo de actividad farmacológica. Además son escasos los reportes de estos tipos de compuestos.

En esta Tesis se presenta una investigación realizada sobre los hidrocarburos aromáticos polinucleados, desde el punto vista de su presencia en Puertos Argentinos, Península Antártica y la comparación con el Mar Báltico y la Ría y Puerto de Kiel (Alemania). Asimismo, se aborda la marcación de los PAH con 1-131, ejemplificada con naftaleno y fenantreno y la preparación de los respectivos derivados iodados en frío y en caliente. Esos compuestos marcados, adecuadamente identificados, fueron utilizados en un ensayo de monitoreo de mecanismos de descontaminación. Con el objeto de introducir al lector en estas temáticas y para una mejor comprensión del análisis de los resultados y parte experimental de esta investigación, se tratan tópicos vinculados a los PAH en los capítulos 1 a 3. En el capítulo 1 se hace la presentación de las estructuras de los PAH, su nomenclatura, incluyendo las reglas de nomenclatura, las propiedades físicas y químicas, su distribución, su origen y fuentes comunes, y su presencia interestelar. Asimismo, se hace una introducción de los métodos espectroscópicos a este tipo de estructuras. En el capítulo 2 se habla sobre las fuentes de energía que son los principales depósitos y productores de PAH. Se indican los componentes de las fracciones del petróleo para poder comprender en cuáles se pueden encontrar PAH, ya sea en la naturaleza como en el procesamiento de carbón o fraccionamiento de petróleo. En el capítulo 3 se analiza la forma en que se degradan los PAH en la naturaleza e in vitro. A modo de ejemplo se muestra el metabolismo de benzo[a]pireno. Se analiza el sistema enzimático que actúa en las distintas etapas del metabolismo en humanos y en mamíferos especialmente. Además, se consideran los daños y perjuicios provocados en humanos por exposición a los PAH, mencionando los estudios in vitro y los epidemiológicos realizados. Con este bagaje de información, se procede en el capítulo 4 a discutir y analizar los resultados obtenidos en esta Tesis de Doctorado, correspondientes al desarrollo de la parte experimental del capítulo 5. La discusión de los resultados presentada en el capítulo 4, comienza con una exposición sobre los métodos analíticos utilizados para el monitoreo de PAH en el medio ambiente y en especial en aguas. Se presentan los métodos de espectrofluorometría y cromatográfícos y su comparación con la cromatografía gaseosa.