در پی یافتن روش های جدید و موثر برای پیشبرد واکنش ها در شرایط سبز، ملایم و سریع، مایع های یونی پیشنهاد های جالبی بودند که به سرعت در روش-های نوین سنتزی نفوذ کردند و به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفتند. این ترکیب های نوظهور، به دلیل داشتن قابلیت های جالب توجه از جمله اشتعال ناپذیری، پایداری حرارتی، فشار بخار پایین و به صرفه بودن از لحاظ زیست محیطی و اقتصادی به جهت بازیابی آسان آن ها، کاربرد های وسیعی به عنوان حلال یا کاتالیزور در واکنش های آلی و همچنین در مصارف صنعتی پیدا کردند. از جمله زیر مجموعه های مهم مایع های یونی، مایع های یونی اسیدی برونستد هستند که جایگزین های بسیار خوبی برای اسید های معدنی محسوب می شوند و در بسیاری از واکنش های نیازمند به شرایط اسیدی، به عنوان یک محیط ملایم اسیدی به کار می روند و می تواند نقش حلال، کاتالیزور و یا واکنشگر داشته باشند. از آنجایی که مهمترین خاصیت مایع های یونی اسیدی برونستد، قدرت اسیدیته ی برونستد آن ها است و ارتباط تنگاتنگی میان ساختار، قدرت اسیدی و عملکرد آن ها وجود دارد، بنابراین در طی این پروژه خواص و عملکرد دو مایع یونی اسیدی برونستد n-متیل-پیرولیدونیوم هیدروژن سولفات ([h-nmp]hso4) و مورفولینیوم هیدروژن سولفات ([hmor]hso4) مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. با محاسبه ی مقیاس اسیدی هامت و مقادیر pkaبرای هر دو مایع یونی، قدرت اسیدی هر کدام و ارتباط آن با ساختار و عملکرد این ترکیب ها تحلیل و بررسی شد. نتایج به دست آمده قدرت اسیدی بسیار قابل توجهی را برای [h-nmp]hso4 در مقایسه با [hmor]hso4 نشان دادند. برای مطالعه ی بیشتر، مایع های یونی [h-nmp]h2po4، [h-nmp]no3 و [h-nmp]cl نیز سنتز و مقیاس اسیدیته ی آن ها از طریق روش هامت بررسی شد. ولی قدرت اسیدی هیچ کدام قابل مقایسه با قدرت اسیدی پیرولیدونیوم هیدروژن سولفات نبود. بنابراین [h-nmp]hso4 به عنوان یک منبع پروتونی مناسب در تهیه ی نمک های آرن دی آزونیوم از مشتق های آنیلین، در دمای محیط مورد استفاده قرار گرفت و نتایج بسیار مطلوبی به دست آمده است. با توجه به اینکه تهیه ی نمک دی آزونیوم در دمای محیط و در حضور آب انجام گرفت ولی هیچ محصول فنلی تشکیل نشد. میزان پایداری این نمک های دی آزونیوم برای مدت زمان طولانی، در دمای محیط و در دمای صفر درجه بررسی شد و پایداری قابل توجهی برای نمک های دی آزونیوم نگهداری شده در دمای صفر درجه مشاهده گردید. در ادامه با واکنش این نمک های آرن دی آزونیوم با یون های آزید و یدید، محصول های آریل آزید و آریل یدید مربوطه با بازده بالا، به دست آمدند. برای بررسی عملکرد کاتالیزوری این مایع های یونی اسیدی، واکنش های چند جزئی اسید- کاتالیزوری تهیه ی برخی ترکیب های هترو سیکل انجام شدند. ترکیب های فعال از نظر بیولوژیکی دی بنزو زانتن ها در حضور [h-nmp]hso4 تحت شرایط بدون حلال و دمای oc 120 به دست آمدند و [hmor]hso4 نیز واکنش تراکم سه جزئی تهیه ی مشتق های 3،4-دی هیدروپیریمیدین-2-(h1)-اُنها را در شرایط بدون حلال و دمای 110 درجه سانتیگراد کاتالیز کرد.

برخی سیستم های کاتالیستی جدید بر مبنای کامپوزیت های پلیمر-فلز، اصلاح سطح به روش کلیک و تثبیت نانو کاتالیست های ناهمگن و همچنین استفاده از نمک های آمونیوم چهارتایی و لیگاند های آمینواسیدی جهت پیش برد واکنش های شیمیایی طراحی شدند. در گام اول کامپوزیت های پلیمری مبتنی بر پلی وینیل الکل (pva) و فلز مس تهیه گردید و با استفاده از تکنیک های xrd، ftir، uv-vis، tem و fesem مورد شناسایی قرار گرفت و به عنوان پیش ماده جهت تهیه ی کامپوزیت o2cu-pva و پودر کریستالی o2cu و در محیط آبی استفاده گردید که کامپوزیت o2cu-pva به عنوان کاتالیست ناهمگن در انجام واکنش کلیک مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه از واکنش کلیک جهت اصلاح سطح بستر سیلیکا استفاده گردید. سپس با تثبیت پالادیم بر روی این بسترهای کلیک نانوکاتالیست های ناهمگنی تهیه شدند که عملکرد آن ها در واکنش جفت شدن سوزوکی-میورا مورد ارزیابی قرار گرفت. در بخش دیگری از این رساله سیستم کاتالیستی جدیدی مبتنی بر نمک چهارتایی n-بنزیل دابکو کلرید و مس(i)کلرید تهیه و کارایی آن در واکنش جفت شدن سونوگاشیرا بررسی شد. همچنین با استفاده از نمک آمونیوم چهارتایی محتوی آمینو اسید تترااتیل آمونیوم پرولینات (teap) به عنوان پیش برنده و به همراه پودر کریستالی o2cu به عنوان کاتالیست واکنش جفت شدن سدیم آزید با آریل-هالید مورد بررسی قرار گرفت. در بخش دیگری از این رساله نقش چند آمینواسید مختلف به عنوان لیگاند به همراه کاتالیست مس (i) یدید در واکنش جفت شدن سونوگاشیرای کاتالیز شده با مس و بدون حضور پالادیم ارزیابی شد.