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Un nuevo método utiliza la luz como fuente de activación en procesos químicos

Un equipo de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) ha desarrollado una nueva metodología que permite la síntesis de sistemas alílicos funcionalizados con control de la estereoquímica, utilizando la luz como fuente de energía y sin la necesidad de utilizar metales de transición altamente tóxicos. El trabajo se publica en Nature Communications.

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La clave del éxito del trabajo fue el descubrimiento de una familia de catalizadores derivados de 10-fenilfenotiazina, que en presencia de luz pasan a un estado excitado y que, mediante un proceso redox, transfieren un electrón al sistema alílico. /UAM

La preparación de compuestos alílicos sustituidos ha atraído el interés de muchos científicos debido a su utilidad como materiales de partida en síntesis orgánica. Las estrategias más utilizadas para la funcionalización de sistemas alílicos son la reacción de Tsuji-Trost, que se basa en metales de transición, generalmente tóxicos; y el uso de ácidos de Lewis, que son derivados de metales. 

Durante la última década, el uso de la fotocatálisis, basada en el uso de moléculas foto activas como catalizadores, ha abierto la puerta al desarrollo de nuevos métodos sintéticos que dan acceso a una amplia gama de moléculas activas, generalmente radicales, generadas en presencia de luz, las cuales, siguiendo distintas vías, dan acceso a productos de gran valor farmacológico y agrícola. Un ejemplo de ello es la reacción de arilación fotocatalítica, descrita por primera vez hace cinco años.
Ahora, el equipo de investigación Froncat de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) ha desarrollado una nueva metodología que permite la síntesis de sistemas alílicos funcionalizados con control de la estereoquímica (isómero Z o E en el doble enlace), utilizando la luz como fuente de energía y sin la necesidad de utilizar metales de transición tóxicos.
“Esto no había podido desarrollarse hasta ahora debido a que no se había encontrado un fotocatalizador capaz de absorber luz y que tuviera unos potenciales redox suficientes para romper un enlace C-O y formar el carbocatión necesario para dar lugar a la reacción deseada”, declara José Alemán, investigador de la UAM y director del equipo que llevó a cabo el trabajo.

Fotocatalizador

La clave del éxito de este trabajo fue el descubrimiento de una familia de catalizadores derivados de 10-fenilfenotiazina, que en presencia de luz pasan a un estado excitado (de mayor energía) y que, mediante un proceso redox, transfieren un electrón al sistema alílico (reducción), provocando la ruptura de un enlace C-O y generando el radical alilo.
Posteriormente, estos mismo fotocatalizadores oxidados son capaces de coger un electrón (reduciéndose) del radical formado, y formar el intermedio catiónico que por reacción con moléculas ricas en electrones (heterociclos, alcoholes y aminas) dan lugar a la formación de los derivados alílicos funcionalizados deseados.
El trabajo, publicado en Nature Communications, también describe por primera vez la síntesis de compuestos alílicos con estereoquímica Z en el doble enlace, a partir de los correspondientes acetatos de alilo con estereoquímica E.
“Esto supone un gran avance debido a que todas las metodologías descritas hasta el momento para la funcionalización de sistemas alílicos daban lugar únicamente a los compuestos con estereoquímica E y nunca a los Z”, señala José Alemán.
“Además —añade el investigador—, dependiendo del catalizador utilizado y de la longitud de onda de la luz utilizada, UV o azul, se pueden sintetizar los compuestos Z o E de manera cromoselectiva, es decir, obteniendo uno u otro isómero según la luz utilizada”.

En colaboración con el grupo del doctor Víctor de la Peña O’Shea, del instituto IMDEA Energía, los investigadores lograron determinar el mecanismo que controla esta reacción fotocatalizada. Para ello fue necesario realizar estudios de fotólisis de destello láser, diferentes pruebas mecanísticas y fotoquímicas, y cálculos DFT.
“La conjunción de todo ello ha permitido establecer que, posiblemente, la reacción transcurre a través del ataque de un nucleófilo a un catión alílico intermedio. Hay que destacar que es la primera vez que se describe la formación de un carbocatión en reacciones fotocatalizadas”, concluye José Alemán.

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UAM: La colonización humana ha influido enormemente en la vegetación de las islas

François Congosto

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La colonización humana ha influido enormemente en la vegetación de las islas

  • Una investigación internacional, en la que ha participado la UAM, señala que la colonización humana ha influido enormemente en los ecosistemas de las islas colonizadas.

  • Dicho estudio ha analizado el polen fosilizado en 27 islas oceánicas de todo el planeta. Y la conclusión es que la aparición de humanos multiplicó por once la tasa de cambio en la diversidad de las plantas.

¿Hasta qué punto la actividad humana afecta a la diversidad de plantas en los ecosistemas? Un estudio en el que participa la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) señala que la “colonización humana ha incluido enormemente en la vegetación de las islas”.

Así lo señala Ana Margarida Coelho dos Santos, profesora del Departamento de Ecología de la UAM, y participantes en dicho estudio publicado en la revista Science.

De las 27 islas estudiadas, en 24 de ellas se vió que la llegada humana multiplicó, en promedio, once veces la tasa de cambio en la diversidad de plantas a lo largo del tiempo.

Según señala Coelho dos Santos,” los cambios más rápidos ocurrieron en islas en que los humanos se asentaron más recientemente”. Es el caso de las Galápagos, habitadas por primera vez en el siglo XVI. Sin embargo, las islas a las que llegaron los humanos hace más de 1.500 años, como Fiji y Nueva Caledonia, experimentaron un ritmo de cambio más lento.

“Con este estudio hemos confirmado que las actividades humanas dejan una huella significativa en la naturaleza desde tiempos remotos”, destaca Ana Margarida Coelho dos Santos.

¿En qué ha consistido el estudio?

El equipo internacional ha estudiado el polen fósil de los últimos 5.000 años a partir de sedimentos extraídos en 27 islas. Estas fueron seleccionadas porque no habían estado nunca antes conectadas al continente y también habían sido colonizadas por el hombre a lo largo de los citados 5.000 años. Los resultados permiten describir cómo ha cambiado la composición de la vegetación de cada isla a lo largo del tiempo.

¿Por qué el muestreo en islas y no en el continente?

Según explica la investigadora de la UAM, las islas proporcionan el entorno ideal para medir el impacto humano, ya que la mayoría fueron colonizadas en los últimos 3.000 años, cuando los climas eran similares a las condiciones actuales.

La investigadora señala que “saber cuándo llegaron los colonos a una isla significa que los científicos pueden estudiar cómo cambió la composición de su ecosistema en los años anteriores y posteriores a la colonización humana”.

Como conclusión, la coautora señala que “las islas son territorios que han sufrido y están sufriendo en la actualidad cambios dramáticos causados por el impacto de los seres humanos”. Añade que “esperar que los ecosistemas vuelvan a sus condiciones previas a la llegada de los seres humanos es poco realista”, aunque “estos hallazgos pueden ayudar a diseñar programas de restauración más efectivos. Y proporcionar una mayor comprensión de la capacidad de respuesta de la biodiversidad de las islas a los cambios”.

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La UAM presenta su programa de Cursos de Verano 2021, que serán presenciales y online

Nota de Prensa

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Los Cursos de Verano 2021 de la UAM comienzan el 23 de junio

  • Los Cursos de Verano 2021 de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) abordan temáticas diversas. Desde la inteligencia artificial y el aprendizaje automático a la biopsia líquida y la diversión en la España del Siglo de Oro. Los cursos tocarán cuestiones relacionadas con la divulgación científica, historia, filosofía, economía y Derecho.

  • El programa incluye una decena de títulos que cuentan con reconocimiento por créditos ECTS y ofrecen becas para el estudiantado universitario no asalariado y licenciados/-as, graduados/-as sin empleo.

Nota de prensa UAM.- La Universidad Autónoma de Madrid (UAM) ha presentado su programa de Cursos de Verano 2021, que se desarrollarán durante los meses de junio, julio y septiembre. Esta edición incluye tanto cursos presenciales como online, que puedes consultar en este enlace. La programación incluye una decena de cursos de temática diversa, desde la Inteligencia Artificial y el aprendizaje automático a la biopsia líquida, pasando por la divulgación científica, historia, economía y derecho.

“Los Cursos de Verano se conciben como complemento a la actividad docente curricular y como forma de presencia y participación de la universidad en los debates de interés cultural, científico y social. Estos programas persiguen la alta divulgación de conocimientos intelectuales de naturaleza científica, tecnológica y humanista en un marco interdisciplinario y con atención a las aplicaciones prácticas”, explican desde la Oficina de Actividades de la UAM.

Los Cursos de Verano de la UAM comienzan el 23 de junio

La programación comienza el 23 de junio, con tres cursos que versarán sobre las Aplicaciones, impacto y realidad de soluciones de Inteligencia Artificial en los ámbitos financiero, legal y político; Biopsia líquida y cáncer y El mercado único en la Unión Europea: el derecho y la justicia más allá de las fronteras nacionales.

También en junio arranca ¿Y ahora qué? Reescribir el pasado e imaginar los futuros para pensar (y actuar) hoy (30 de junio, 1 y 2 de julio). Durante el mes de julio tendrán lugar los cursos Planificación fiscal y abuso: ¿pagan las multinacionales los impuestos que “deben”? (1 y 2 de julio); Fiesta, ocio y diversión en la España del Siglo de Oro (5, 6 y 7 de julio); Máquinas pensantes: inteligencia artificial y aprendizaje automático (6, 7 y 8 de julio); Divulgando en 2021: nuevas tendencias en comunicación y gestión de la ciencia (6, 7 y 8 de julio) y el XLIII Curso de Verano Ciencias de la Tierra: degradación y recuperación de suelos (6, 7, 8 de julio).

Del 2 al 4 de septiembre se impartirá el curso Ummas glocales: la creación de contenidos y nuevos medios en la esfera araboislámica, con el que finaliza esta edición de los Cursos de Verano de la UAM. Los interesados podrán matricularse hasta siete días antes del comienzo del curso o hasta completar las plazas. Todos los cursos tienen reconocimiento por créditos ECTS y cuentan con becas para el estudiantado universitario no asalariado y licenciados/-as, graduados/-as sin empleo.

Una de las sedes de los cursos, la Residencia La Cristalera de Miraflores de la Sierra

Los Cursos de Verano de la UAM se desarrollan en varias localizaciones. En el Campus de Cantoblanco; en la Residencia La Cristalera, en Miraflores de la Sierra; en Alcázar de San Juan y en la Casa Árabe en Madrid.

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