New Horizons in Computational Modeling of Polyoxometalates: Biological Activity, Energy Storage and Sustainable Catalysis
Els Polioxometal·lats (POMs) constitueixen una família d’òxids metàl·lics moleculars normalment formats per W, Mo o V en l’estat d’oxidació més elevat. Degut a les seves característiques moleculars i electròniques, els POMs han mostrat aplicabilitat en nombrosos camps. D’entre ells, aquesta tesi cob...
| Autor: | |
|---|---|
| Formato: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2020 |
| País: | España |
| Recursos: | CBUC, CESCA |
| Repositorio: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/668820 |
| Acesso em linha: | http://hdl.handle.net/10803/668820 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palavra-chave: | Polioxometal·lats Proteïnes Modelització Computacional Polioxometalatos Proteínas Modelización Computacional Polyoxometalates Proteins Computational Modeling Ciències 54 544 |
| Resumo: | Els Polioxometal·lats (POMs) constitueixen una família d’òxids metàl·lics moleculars normalment formats per W, Mo o V en l’estat d’oxidació més elevat. Degut a les seves característiques moleculars i electròniques, els POMs han mostrat aplicabilitat en nombrosos camps. D’entre ells, aquesta tesi cobreix estudis computacionals amb l’objectiu d’entendre el paper dels POMs en aplicacions relacionades amb la bioquímica, l’emmagatzematge d’energia i la catàlisi. La discussió es pot dividir en tres parts ben diferenciades. La primera tracta la interacció dels POMs amb sistemes biològics. Específicament, hem caracteritzat la naturalesa de les interaccions POM···proteïna a nivell atomístic i els seus fonaments fisicoquímics utilitzant simulacions de dinàmica molecular. Aquest estudi també avalua com diversos paràmetres de l’estructura del POM afecten la seva afinitat pels sistemes biològics. Amés, hem estudiat dos exemples de reactivitat entre POMs i proteïnes. Aquests són la hidròlisi selectiva d’enllaços peptídics amb POMs que contenen Zr i la reducció de ponts disulfur promoguda per POMs reduïts, la qual s’ha investigat conjuntament amb col·laboradors experimentals. El segon tema està relacionat amb les propietats redox dels POMs. En particular, hem analitzat les raons per la reducció electroquímica de POMs més enllà dels seus límits prèviament coneguts observada experimentalment, que està estretament lligada al comportament col·lectiu dels POMs en solució. Finalment, en col·laboració amb diversos grups experimentals, presentem els avenços més recents en la modelització computacional de la reacció d’epoxidació d’alquens catalitzada per POMs substituïts amb Nb i Ti. Notablement, aquestes oxidacions fan servir peròxid d’hidrogen com oxidant respectuós amb el medi ambient que genera aigua com únic subproducte. En general, aquest treball representa un pas endavant en la modelització computacional de POMs i demostra encara més la capacitat dels mètodes computacionals de donar respostes precises a qüestions complexes que deriven dels últims progressos en recerca química. |
|---|