Molecular modelling of transition metal complexes with QM/MM methods. Structure and reactivity

Abstract

El trabajo presentado en esta tesis consiste principalmente en la aplicación del método IMOMM (un método que combina la mecánica cuántica y la mecánica molecular) al estudio de sistemas químicos donde se ven involucrados complejos de metales de transición. Por un lado se han realizado estudios de tipo estructural, en los cuales se analizan las causas de la interacciones agósticas que se encuentran en el complejo Ir(H)2(P(t-Bu)2Ph)2 y en la familia de complejos Mo(COR)S-S)(CO)(PR3)2, y también se analizan la causas de las distorsiones geométricas que presentan en una serie de complejos de Ir pentacoordinados. En todos ellos se comprueba que la introducción de los efectos estéricos juega un papel fundamental en la explicación de los hechos experimentales. Por otro lado se han realizado estudios de reactividad, concretamente sobre la reacción de dihidroxilación enantioselectiva de olefinas con OsO4. Para ello se ha llevado a cabo en primer lugar un estudio metodológico, en el cual se ha determinado cual es la base y el método cuántico óptimos para el estudio metodológico, en el cual se ha determinado cual es la base y el método cuántico óptimos para el estudio del sistema modelo, OsO4 NH3 + C2H4 y se comprobado también que el método IMOMM es un método válido para el estudio del sistema real, (DHQD)2PYDZ.OsO4 + CH2=CHPh. Una vez realizado esto, se ha procedido al estudio sobre el mecanismo de la reacción. El estudio sobre el sistema modelo ha permitido descartar uno de los dos mecanismos propuestos, concretamente el (2+2). El estudio sobre el sistema real ha pemitido por un lado la caracterización de un intermedio para el mecanismo (3+2) (que estaba propuesto experimentalmente), y por otro el análisis de cual se el origen de la enantioselectividad. En dichos análisis se demuestra que el origen de la enantioselectividad es debido a las interacciones atractivas entre los grupos aromáticos de la olefina y del del catalizador.