[ca] Aquesta tesi doctoral es centra en la síntesi d'adductes NHC-CO2 i l'avaluació de la seva reducció a un electró mitjançant un estudi combinat de teoria i experimentació. El diòxid de carboni és una font de carboni atractiva degut a la seva abundància com a molècula. El seu ús com a sintó C1 ha despertat interès dins de la comunitat científica, des de la recerca més fonamental fins a la més aplicada. No obstant això, el diòxid de carboni presenta una alta estabilitat cinètica i termodinàmica que dificulta el seu ús com a reactiu orgànic. La reducció monoelectrònica del diòxid de carboni a [CO2]·- pot permetre el seu ús com a font de carboni. No obstant això, aquest enfocament és difícil a causa del potencial de reducció altament negatiu del CO2. En el nostre estudi, ens preguntem i) sobre l'ús dels Carbens N-Heterocíclics (NHC, acrònim en anglès) per superar aquest potencial de reducció i ii) si els adductes resultants de NHC-CO2 reduïts monoelectrònicament, imitarien la reactivitat de l'anió radical CO2 lliure. Aquestes dues qüestions son plantejades en aquest manuscrit. La feina realitzada en aquesta tesi doctoral es divideix en cinc capítols. El Capítol 1 proporciona una revisió bibliogràfica dels temes a tractar en el manuscrit. Aquest capítol es divideix en quatre seccions principals. A la primera secció, es discuteixen els diferents mètodes descrits a la literatura per generar [CO2]·- a partir de CO2 o formiats, seguits de la seva reactivitat cap a espècies de capa oberta i altres espècies insaturades. La segona part d'aquest capítol se centra en la reducció dels adductes NHC-CO2. A la tercera secció, es descriu la síntesi de compostos de la forma NHC-CO2-BR3 (BR3: borà) dissenyats al grup de Tamm. Finalment, a l'última secció del Capítol 1, s'explica la base del càlcul pels potencials de reducció des d'un punt de vista termodinàmic, així com alguns exemples rellevants on els potencials de reducció s'han calculat mitjançant simulacions computacionals de DFT i utilitzant el mètode directe. El Capítol 2 descriu un estudi teòric preliminar sobre la reducció monoelectrònica d'adductes NHC-CO2 amb l'objectiu de comprendre com es comporten aquestes espècies després de l'addició d'un electró. Aquest estudi pretén orientar-nos cap a l'elecció d'adductes que puguin tenir el potencial de reducció més accessible per a la seva síntesi posterior. En el Capítol 3, es considera la síntesi i caracterització dels adductes a base de NHC-CO2 seleccionats en el Capítol 2. Llavors, es descriu la reducció dels compostos prèviament sintetitzats mitjançant mètodes electroquímics i químics. Al Capítol 4, es presenta un anàlisi teòric en què primer es busca validar el mètode computacional basat en els resultats experimentals prèvis, i llavors es pretén racionalitzar diferents propietats relacionades amb la monorreducció dels adductes a base de NHC-CO2 utilitzant eines de la química quàntica. El Capítol 5 conté els detalls experimentals d'aquesta tesi doctoral. Les conclusions generals i les perspectives d'aquesta tesi doctoral es troben al final d'aquest treball. Aquest manuscrit s'ha redactat en anglès. No obstant això, aquest resum inicial i les conclusions generals també s'han traduït al castellà i al francès. Les referències utilitzades en cada capítol s'inclouen al final de cada capítol i es numeren de manera independent per a cada capítol. Els compostos presentats al Capítol 1 es numeren per separat de la resta dels capítols. Els compostos descrits en aquesta tesi doctoral es resumeixen a la secció "Summary of Compounds".

[en] This doctoral thesis focusses on the synthesis of NHC-CO2-based adducts and the evaluation of their one-electron reduction through a combined theoretical and experimental study. Carbon dioxide is an attractive source of carbon due to its abundance as a molecule. Its use as a C1 synthon has awakened the interest of the scientific community, ranging from fundamental research to applied studies. However, carbon dioxide exhibits high kinetic and thermodynamic stability, making challenging its use as an organic reagent. The one-electron reduction of carbon dioxide to [CO2]·- could enable its use as a carbon source. However, this approach is challenging due to the highly negative reduction potential of CO2. In our study, we investigate i) the use of N-Heterocyclic Carbenes (NHC) to overcome this reduction potential and ii) whether the resulting one-electron reduced NHC-CO2 adducts would mimic the reactivity of the free radical CO2 anion. These two questions are addressed in this manuscript. The work conducted in this doctoral thesis is divided into five chapters. Chapter 1 provides a literature review of the topics covered in the manuscript. This chapter is divided into four main sections. In the first section, various methods reported in the literature for generating [CO2]· from CO2 or formate salts are discussed, followed by their reactivity toward open-shell species and others unsaturated species. The second part of this chapter focuses on the reduction of NHC-CO2 adducts. In the third section, the synthesis of compounds of the form NHC-CO2-BR3 (BR3: borane) designed in the Tamm group is described. Finally, in the last section of Chapter 1, the basis for calculating reduction potentials from a thermodynamic perspective is explained, along with some relevant examples where reduction potentials have been calculated using DFT with the direct approach. Chapter 2 describes a preliminary theoretical study on the one-electron reduction of NHC-CO2-based adducts with the aim of understanding how these species behave after the addition of an electron. This study aims to guide us in selecting adducts that may have the most accessible reduction potential for subsequent synthesis. In Chapter 3, the synthesis and characterisation of NHC-CO2-based adducts selected in Chapter 2 are considered. Then, the reduction of the previously synthesized compounds by electrochemical and chemical means is described. In Chapter 4, a theoretical analysis is presented, first to validate the computational method based on previous experimental results, and then to rationalize various properties related to the one-electron reduction of NHC-CO2 adducts using quantum chemistry tools. Chapter 5 contains the experimental details of this doctoral thesis. The general conclusions and prospects of this doctoral thesis are found at the end of this work. This manuscript has been written in English. However, this initial summary and the general conclusions have also been translated into Spanish and French. The references used in each chapter are included at the end of each chapter and are numbered independently for each chapter. The compounds presented in Chapter 1 are numbered separately from the rest of the chapters. The compounds described in this doctoral thesis are summarized in the "Summary of Compounds" section.