Esta Memoria recoge un trabajo de investigación que estudia diferentes sistemas formados por ligandos N-heterocíclicos. Este propósito abarca desde un análisis detallado de los ligandos propiamente dichos, hasta la reorganización geométrica y electrónica de los mismos como consecuencia de la incorporación de protones, alquilación o metalación. Se ha realizado la síntesis paso a paso de un compuesto basado en NHC, desde el derivado de imidazol, la sal protonada, la correspondiente sal doble de imidazol, y el complejo metálico. Una comparación entre el derivado de imidazol y la forma protonada implica una transformación geométrica que se puede simplificar como una simetrización (aromatización) del anillo imidazólico. Estas variaciones geométricas y sus correspondientes redistribuciones electrónicas, se observan por espectroscopía de NMR. Por otra parte, esta tendencia se vuelve a observar en la sal de bisimidazolio. La sustitución formal del protón C2(H) de esta sal por una unidad metálica da como resultado la formación del complejo metálico, con las consiguientes modificaciones geométricas. De esta reorganización electrónica se derivan las propiedades metalofílicas de los metales de capa cerrada. Así, hemos estudiado en profundidad las diferencias de comportamiento en sistemas análogos formados por plata y oro, o lo que es lo mismo, las diferencias entre argentofilia y aurofilia, y como estas pueden afectar a las propiedades de los complejos formados. El sistema de oro presenta diferencias significativas con su análogo de plata que son una consecuencia directa del carácter más fuerte de la aurofilia respecto a la argentofilia en nuestro caso. Además se han podido aislar varios sistemas host-guest en los que los complejos de oro y plata actúan como anfitrión alojando en su cavidad un átomo de plata solvatado. Estos representan el primer ejemplo de metalofilia catión-catión no soportada por un ligando, es decir, la atracción metalofílica supera la inherente repulsión electrostática entre cationes. Por otro lado, dada la relevancia de algunos compuestos organometálicos basados en ligandos NHC, se exploraron las posibles aplicaciones antibacterianas tanto in vivo como in vitro. Para ello se sintetizaron una batería de compuestos de AuI que incorporan en su esfera de coordinación un derivado de estrógeno con el propósito de incremetar la biocompatibilidad de los complejos resultantes. Todos ellos presentan interesantes propiedades antibacterianas, que han sido estudiadas por los métodos indicados tanto in vitro como in vivo. En el este último caso, se ha demostrado que la presencia del derivado de estrógeno en la esfera de coordinación del compuesto supone una

mejora en la tasa de supervivencia de las larvas. Por último, se estudiaron algunos aspectos fundamentales en nucleobases modelos, con el ánimo de comprender su comportamiento electrónico y determinar su posible uso como ligandos precursores de carbenos NHC. El estudio está basado en aspectos energéticos y estructurales de diferentes bloques de estructuras y de posibles isómeros de los metalacalix[4]arenos basados en nucleobases pirimidínicas: cis-[M(a)2(C–)]44+ (M = PdII o PtII; C– = citosinato) y cis-[M(a)2(U2–)]4 (U2– = uracilato). Los modelos y la optimización de las diferentes estructuras, permiten calcular mediante la teoría de funcional de densidad (M11L, SMD) sus energías relativas. La estabilidad y la fuerza que dirige el autoensamblado de las diferentes especies está determinada por las interacciones intramoleculares atractivas y repulsivas debidas a la disposición espacial (enlaces de hidrógeno, interacciones electrostáticas, etc.) que encontramos en las nucleobases o la ausencia de ellas. El tipo de metal, PdII o PtII, no afecta de manera significativa a las estructuras de los isómeros resultantes. Además, las energías relativas calculadas de los diferentes pares de enantiómeros son idénticas.

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