Díaz R., Daniel

Profesor Asistente
Planta Ordinaria

email ddiar@uc.cl

Doctor of Philosophy, Chemistry
Johns Hopkins University, 2019.

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El foco principal de mi línea de investigación es el estudio y desarrollo de reacciones de hidroxilación de sustratos, utilizando tres enfoques complementarios: sistemas enzimáticos, compuestos de coordinación con diseño biomimético y la química que emerge en interfases agua-aire o agua-“aceite” (microdroplets). Estos enfoques buscan comprender y explotar distintos modos de activación del oxígeno capaces de funcionalizar moléculas orgánicas, particularmente aquellas de baja reactividad.

Un aspecto central de esta investigación es el estudio de los mecanismos de reacción asociados a procesos de hidroxilación. Para ello se emplean tanto complejos de coordinación diseñados para imitar el sitio activo de metaloenzimas como las propias enzimas que catalizan estas transformaciones. Los sistemas biomiméticos permiten trabajar bajo condiciones criogénicas para un estudio mecanístico detallado, ya que facilita la generación, aislamiento y caracterización de las especies activas responsables de la reactividad. En el caso de los sistemas enzimáticos, el uso de técnicas cinéticas rápidas, como stopped-flow, permite observar la formación y el decaimiento de intermediarios catalíticos con tiempos de vida extremadamente cortos. En conjunto, estas aproximaciones experimentales permiten obtener una comprensión mecanística profunda de los procesos de hidroxilación mediados por metales.

Un foco más reciente de mi investigación se centra en la química de microgotas (microdroplets). En estas interfases agua-aire o agua-“aceite” (solvente orgánico apolar), la reactividad del agua aumenta significativamente en comparación con la fase líquida convencional (bulk). Esta activación interfacial facilita la generación de especies reactivas de oxígeno, capaces de oxidar sustratos altamente recalcitrantes, como la lignina. Debido a estas propiedades, los microdroplets han sido propuestos como microreactores redox capaces de promover transformaciones químicas de alto interés, sin la necesidad de utilizar catalizadores o condiciones de reacción más extremas, como alta presión y temperatura.

En conjunto, mediante el estudio de sistemas enzimáticos, modelos biomiméticos y procesos químicos interfaciales, mi línea de investigación busca desarrollar nuevas estrategias de funcionalización oxidativa de sustratos recalcitrantes, con especial énfasis en la valorización química de compuestos derivados de la biomasa mediante reacciones de hidroxilación.

QIM110A  Analítica II

Mapping the Initial Stages of a Protective Pathway that Enhances Catalytic Turnover by a Lytic Polysaccharide Monooxygenase.
Jingming Zhao, Ying Zhuo, Daniel E. Diaz, Muralidharan Shanmugam, Abbey J. Telfer, Peter J. Lindley, Daniel Kracher, Takahiro Hayashi, Lisa S. Seibt, Florence J. Hardy, Oliver Manners, Tobias M. Hedison, Katherine A. Hollywood, Reynard Spiess, Kathleen M. Cain, Sofia Diaz-Moreno, Nigel S. Scrutton, Morten Tovborg, Paul H. Walton, Derren J. Heyes, Anthony P. Green.
J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 20672–20682. | https://doi.org/10.1021/jacs.3c06607

Impact of Intramolecular Hydrogen Bonding on the Reactivity of Cupric Superoxide Complexes with O−H and C−H Substrates.
Daniel E. Diaz, David A. Quist, Austin E. Herzog, Andrew W. Schaefer, Ioannis Kipouros, Mayukh Bhadra, Edward I. Solomon, Kenneth D. Karlin.
Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 131, 17736–17740. | https://doi.org/10.1002/ange.201908471

Dimethylanilinic N-Oxides and Their Oxygen Surrogacy Role in the Formation of a Putative High-Valent Copper–Oxygen Species.
Daniel E. Diaz, Mayukh Bhadra, Kenneth D. Karlin.
Inorg. Chem. 2019, 58, 13746–13750. | https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.9b02066

Synthetic Fe/Cu Complexes Toward Understanding Heme Copper Oxidase Structure and Function.
Suzanne M. Adam, Gayan B. Wijeratne, Patrick J. Rogler, Daniel E. Diaz, David A. Quist, Jeffrey J. Liu, Kenneth D. Karlin.
Chem. Rev. 2018, 118, 10840–11022. | https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.8b00074

Substrate and Lewis Acid Coordination Promote O–O Bond Cleavage of an Unreactive L2CuII2(O22–) Species to Form L2CuIII2(O)2 Cores with Enhanced Oxidative Reactivity.
Isaac Garcia-Bosch, Ryan E. Cowley, Daniel E. Díaz, Ryan L. Peterson, Edward I. Solomon, and Kenneth D. Karlin.
J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 3186–3195. | https://doi.org/10.1021/jacs.6b12990

Luis Lemus, Facultad de Química y Biología, Universidad de Santiago de Chile.
Daniel Aravena, Facultad de Química y Biología, Universidad de Santiago de Chile.
Paul H. Walton, Department of Chemistry, University of York (Reino Unido).
Kenneth D. Karlin, Department of Chemistry, Johns Hopkins University (Estados Unidos).
Isaac Garcia-Bosch, Department of Chemistry, Carnegie Mellon University (Estados Unidos).
 

Beca Fulbright – Beca de Doctroado, 2012–2016.

Becas Chile – Beca de Doctorado en el Extranjero, 2013–2016.

Premio Fundación Dr. Alberto Zanlungo, por desempeño académico destacado, Facultad de Química y Biología, Universidad de Santiago de Chile, 2007–2009.

Premio Universidad de Santiago de Chile, en el 158° Aniversario, al mejor alumno de la Facultad de Química y Biología, 2007.

Beca Bicentenario, 2005–2009.

Beca Presidente de la República, 2005–2009.

Parte del equipo organizador del VIII Latin American Meeting on Biological Inorganic Chemistry (LABIC), Viña del Mar, Chile (25-29 de abril de 2023).

Moderador de la sesión matinal (jueves 27 de abril), del VIII LABIC 2023, Viña del Mar, Chile.

12th International Copper Meeting, Sorrento, Italy 2022. Título: “CuII(histidyl radical) complex: From Protective Pathways to Bioinspired Models”.

37th Summer Symposium in Molecular Biology, Pennsylvania State University, PA, USA 2018. Título: “Stabilization and reactivity enhancement of cupric superoxide species with intramolecular hydrogen bonding moieties”.

254th ACS National Meeting & Exposition, Washington, DC, USA 2017. Título: “Stabilization of cupric superoxide species with intramolecular hydrogen bonding moieties”.

Mid-Atlantic Seaboard Inorganic Symposium (MASIS), Philadelphia, PA, USA 2016. Título: “Stabilization Effect of H-Bonding Moieties on Cupric Superoxide Complexes”.