نانوذرات زیرکونیوم فسفات به عنوان یک کاتالیزور اسیدی سبز در تهیه استیل سالیسیلیک­اسید، با نام تجاری آسپیرین، مورد استفاده قرار گرفت. در این تحقیق فرایند استری شدن سالیسیلیک اسید با استفاده از استیک انیدرید، در شرایط بدون حلال انجام گرفت و برخی از متغیرها مانند زمان، مقدار کاتالیزور، نسبت واکنش­دهنده­ها و دما بهیه شد. در شرایط بهینه شده، حدود 95 درصد تبدیل سالیسیلیک اسید به استیل سالیسیلیک اسید مشاهده گردید.

با استفاده از پلی وینیل الکل (PVA) به عنوان ماتریکس آلی و عامل پراکنده کننده (dispersing agent)، نانو ذرات شش ضلعی زیرکونیوم فسفات، با ابعاد حدود 60 نانومتر، تولید گردید. تشکیل نانوذرات زیرکونیوم فسفات با استفاده از روش­های آنالیزی متعددی همچون BET, Py-FTIR, TPD-NH_3, ICP-OES, XRD, SEM and TEM مورد تائید قرار گرفت.

در این رساله ابتدا واکنش­های جفت شدن کربن- کربن (میزوروکی- هک) توسط کاتالیست همگن متیل تری فنیل فسفونیم دی­کلرودی برمو پالادیت انجام و ثابت شد که در حین انجام این واکنش، نانوذرات پالادیم پایدارشده با نمک فسفونیم ایجاد می شوند. سپس به منظور ارتقای واکنش هک به محیط سبزتر با استفاده از حلال آب و همچنین تبدیل این کاتالیست به یک کاتالیست ناهمگن به منظور بازیابی مجدد، نمک فسفونیم روی بستر نانوسیلیکا تثبیت و در واکنش هک و سوزوکی در حلال آب استفاده شد. در این مورد نیز حین انجام واکنش نانوذرات پالادیم با ابعاد بسیار ریز بر روی بستر سیلیکا تشکیل شد.

در این رساله ابتدا برای اولین بار نانوذرات شش ضلعی زیرکونیوم فسفات با استفاده از ماتریکس پلیمیری با ابعاد حدود 60 نانومتر تولید گردید. آنالیزهای متعددی برای بررسی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی کاتالیست تهیه شده صورت پذیرفت. نانوذرات زیرکونیوم فسفات تولید شده خصویات اسیدی قابل توجهی از خود نشان می­دهند. این کاتالیست اسیدی ناهمگن در واکنش­های مختلفی همچون آلکیلاسیون فریدل کرافتس فنول، محافظت از گروه­های هیدرکسیل و کربونیل و واکنش­های چند جزئی مورد استفاده قرار گرفت.

در سال­هاي اخير، به دليل توسعه شيمي سبز، مايع­هاي يوني به عنوان جايگزين مناسبي براي حلال­هاي آلي متداول و همچنين به عنوان کاتاليست­هاي سبز مورد توجه بسياري از محققان قرار گرفته­اند. مايع­هاي يوني خواص بي­نظيري از قبيل عدم اشتعال، پايداري حرارتي بالا، فشار بخار ناچيز، حلاليت زياد و راحتي بازيابي را دارا هستند. در سال هاي اخير، مايع هاي يوني ايجاد شده حاوي ترکيب ارزان و زيست­تخريب پذير کولين کلريد توجه زيادي را به خود جلب کرده اند.

در اين پروژه کاربرد نانو اکسید مس تثبیت شده روی سیلیکا و پالادیم تثبیت شده روی بنتونیت به عنوان کاتاليزور، در جفت شدن کربن-کربن، کربن- نیتروژن، کربن-گوگرد تحت شرايط حرارتي در حمام روغن مورد بررسي قرار گرفته است.

به دليل کاربرد گسترده واکنش­های تشکيل پيوندهای کربن-کربن در زمينه­های مختلف از جمله در سنتز ترکيب­های فعال، مواد با کارايی بالا و محصول­های طبيعي، در سال­های اخير اين واکنش­ها به ابزاری قدرتمند در شيمي آلی تبديل شده­اند. از کارآمدترين اين واکنش­ها مي­توان به واکنش­های هک، سوزوکي، هموکوپلينگ و سيانيددارکردن آريل­هاليدها اشاره کرد. اين واکنش­ها اغلب در دماهای بالا انجام مي­شوند و به همين دليل کليه واکنشگرهای موجود در محيط واکنش بايد دارای پايداری حرارتي بالايي باشند. اين ويژگي به خوبي در ترکيب­های پالاداسيکل يافت مي­شود.

کاربرد گسترده واکنش­هاي تشکيل پيوند کربن-کربن در زمينه­هاي مختلف از جمله در سنتز ترکيب­هاي پيچيده از مواد اوليه ساده­تر، از اهميت بسزايي برخوردار است. به همين دليل در سال­هاي اخير اين واکنش­ها به ابزاري قدرتمند در شيمي آلي تبديل شده­اند. از کارآمدترين اين واکنش­ها مي­توان به واکنش­هاي سونوگاشيرا و سوزوکي اشاره کرد. کاتاليزورهاي مورد استفاده در اين واکنش­ها نمک­هاي پالاديم يا کمپلکسي از پالاديم با ليگاندهاي متفاوت مي­باشند. ترکيب­هاي پالاداسيکل يک دسته مهم از اين کمپلکس­ها به شمار مي­آيند.

در اين پروژه، ابتدا با استفاده از کولين کلرايد و مس(I)­کلرايد، يک مايع يوني ارزان قيمت و در دسترس ساخته ­شد و سپس اين مايع يوني در واکنش سونوگاشيرا به کار گرفته شد. در اين واکنش آريل­هاليدهاي مختلف در دماي 140 درجه سانتي­گراد و در حلال DMF و در حضور باز KOH تحت گاز نيتروژن با فنيل استيلن جفت شده­اند و مشتقات بي فنيل اتين­هاي مربوطه را با راندمان­هاي به نسبت خوب توليد کردند.

در اين پروژه کاربرد کولین کلراید با ساختار [HOCH₂CH₂N⁺(CH₃)₃]Cl به عنوان لیگاند در کنار PdCl₂ مورد بررسی قرار گرفته است. این کاتالیزور یک سیستم یکنواخت است که طبق انتظار دارای فعالیت بالایی است و مقادیر اندک آن نیز قابلیت انجام واکنش­ها را به­خوبی دارد. در ابتدا پالادیم کلراید و کولین کلراید در دمای °C100 توسط حمام روغن حرارت داده شدند تا زمانی که مایع بسیار ویسکوز قهوه­ای رنگی حاصل شد که کاتالیزور مورد نظر بود.