插羰反应机理

pd催化下插羰基反应催化剂在有机合成中扮演了非常重要的角色，如铂、钯等金属催化剂已被广泛应用于有机反应中。

其中，钯催化剂在插入羰基反应中显示出了良好的催化活性。

插入羰基反应是一类关键的有机反应之一，其产物通常是含有新碳-碳键和碳-氧键的中间体，这些中间体可以进一步进行官能团转移反应，从而得到复杂分子化合物。

本文将重点阐述Pd催化下的插羰基反应。

1.反应机理Pd催化下的插羰基反应可以分为两步反应机理：第一步是Pd和羰基生成Pd(0)-羰基配合物，第二步是Pd(0)-羰基配合物进一步插入到有机物中，生成插入产物。

反应的机理主要取决于底物的结构和反应条件。

当底物是铃腈或芳香醛时，插入反应通常发生在Pd(0)-羰基配合物的α位，生成一个碳-碳键和一个碳-氧键，产物是羧酸酯。

当底物是环己酮或羧酸酯时，插入反应通常发生在Pd(0)-羰基配合物的β位，生成含有新碳-碳键和碳-氧键的五元环化合物。

2.催化剂体系在Pd催化下的插入反应中，催化剂体系是非常关键的。

催化剂的选择和反应条件直接影响反应的收率和选择性。

在Pd催化剂体系中，常用的配体有三苯基膦、三(叔丁基膦)、二苯基甲酰胺、三(p-甲氧苯基)膦等。

这些配体都可以与Pd形成稳定的配合物，从而提高反应的催化活性和选择性。

同时，适当的反应条件也可以提高反应的效率和选择性。

例如，在乙腈-水溶液中得到了较好的反应结果。

3.反应条件Pd催化下的插羰基反应的条件较为灵活，一般情况下可以根据底物的结构和条件的不同进行调节。

在一般的反应条件下，反应通常在室温或微温下进行。

比如，在10-50 ° C 的条件下可以得到很好的反应效果。

但是当底物的结构较为复杂时，可以采用高温反应条件，例如，在110°C反应6h可以得到较好的反应结果。

同时，在反应过程中添加碱性物对于提高反应的效率和选择性也有一定的作用。

比如，在反应过程中添加氢氧化钠可以有效提高反应的收率和选择性。

常压[1atm]钯催化插羰反应
实验室中钯催化卤代芳烃，CO和亲核试剂的插羰反应是制备酯，Weinreb酰胺，酰胺类羧酸衍生物的实用和重要方法。

一般情况下，我们一般在高压条件下操作该反应，压力较大安全需要考虑，而且操作也不是很方便。

2008年，Stephen L. Buchwald团队报道了Pd(OAc)2/Xantphos体系催化的溴代芳烃在常压下的插羰反应，高效制备了一系列的酯，Weinreb酰胺，酰胺类羧酸衍生物。

作者首先考察了各种溴代芳烃与N,O-二甲基羟胺盐酸盐的反应，溴代芳烃底物普适性非常广，不管是杂环芳烃还是普通苯环芳烃都能取得不错的产率。

此外，苯环上的官能团兼容性也良好，像缩醛，氰基等都能很好的保留。

很多时候我们设计路线的时候，往往会先制备酯，再水解为酸，再缩合，三步反应制备酰胺。

其实，我们可以尝试，溴代芳烃直接插羰制备酰胺，只要一步反应，效率和原子经济性都提高很多。

本文催化体系在这一块也能取得不错的催化效果。

当然了插羰反应肯定少不了酯了，效果也不错。

参考文献：J. Org. Chem.2008, 73, 7102–7107。

溴代芳烃插羰反应-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述: 溴代芳烃插羰反应是有机化学领域中的重要反应之一，其在合成有机化合物和药物中具有广泛的应用。

本文将系统地介绍该反应的原理、反应条件与影响因素，以及其在有机合成中的应用与发展前景。

同时，文章还将对溴代芳烃插羰反应的意义进行总结，并对未来的研究方向进行展望，旨在为该领域的研究和发展提供一定的参考和借鉴。

文章结构部分的内容如下：1.2 文章结构本文分为引言、正文和结论三部分。

在引言部分，将介绍溴代芳烃插羰反应的概述、文章的结构和研究的目的。

正文部分将包括溴代芳烃插羰反应的原理、反应条件与影响因素、以及应用与发展前景等内容。

在结论部分，将总结溴代芳烃插羰反应的意义、进行反思与展望，并提出未来研究方向。

通过这样的结构，读者可以系统地了解溴代芳烃插羰反应的相关知识，以及其在化学领域中的重要性和未来发展的方向。

文章1.3 目的部分的内容：本文旨在深入探讨溴代芳烃插羰反应的原理、反应条件与影响因素以及其在化学合成中的应用与发展前景。

通过对该反应进行综合分析和总结，旨在为相关领域的研究人员提供更深入的理论与实践指导，并为未来相关研究的方向和趋势提供有益的参考和启发。

同时，通过对该反应意义的总结，反思与展望，以及未来研究方向的探讨，本文旨在促进相关领域的学术交流与合作，推动该领域的进一步发展与创新。

2.正文2.1 溴代芳烃插羰反应的原理溴代芳烃插羰反应是一种重要的有机合成方法，其原理是利用溴代芳烃在存在羰基化合物和Lewis酸催化剂的条件下，发生亲电取代反应，生成羰基化合物插入到芳烃中的碳-溴键上，从而形成新的羰基化合物。

这一反应过程中，Lewis酸催化剂能够促进溴代芳烃的亲电取代，而羰基化合物则能够与芳烃中的碳-溴键发生亲电插入反应。

在溴代芳烃插羰反应中，Lewis酸催化剂起着非常重要的作用，它能够在反应过程中形成Lewis酸-溴代芳烃复合物，从而增强溴代芳烃的亲电性，促进反应的进行。

有机合成中碳链上增加一个碳原子的方法汇总一、以甲醛或甲醛等价物为底物进行反应增加碳链1、羟醛缩合反应（Aldol condensation）醛酮在碱性条件下得到烯醇盐和另一个羰基化合物缩合得到β-羟基醛酮的反应当利用甲醛作为底物时则底物增加一个碳。

Evans羟醛缩合反应，Abiko-Masamune羟醛缩合反应，Mukaiyama羟醛缩合反应2、Arens-van Dorp反应烷氧基乙炔在强碱条件下对醛酮加成得到烷氧基炔甲醇的反应。

3、Stobbe condensation丁二酸二乙酯及其衍生物和羰基化合物在碱性条件下进行缩合的反应。

4、Knoevenagel缩合反应羰基化合物和活泼亚甲基化合物在胺催化下缩合的反应。

5、Stetter反应醛和α,β-不饱和酮在噻唑盐的催化下反应制备1,4-二羰基化合物的反应。

噻唑盐是氰离子的安全替代试剂。

此反应也被称为Michael-Stetter反应，机理和安息香缩合类似。

此反应直接利用甲醛作为底物的报道较少，但是有文献报道利用糖作为甲醛替代物进行反应可以得到多一个碳的1,4-二羰基化合物。

6、Barbier反应在有机金属试剂存在下，羰基化合物可以迅速与其反应，这类反应被称为Barbier反应。

7、Grignard反应（格氏反应）格氏反应有多多种方式增加碳链，可以考虑以甲醛为底物和格氏试剂进行反应增加一个碳链得到醇，也可以以二氧化碳为底物进行加成得到羧酸，或者直接利用甲基格氏试剂对其他亲电试剂进行延长碳链。

8、Kagan-Molander偶联反应9、贝蒂反应(Betti Reaction)酚与芳香醛和伯胺作用得到α-氨基苯甲酚类。

这个反应可以视为苯酚的Mannich反应。

10、Mannich反应1903年，B. Tollens和von Marle发现苯乙酮和甲醛，氯化铵反应可以生成三级胺。

1917年，C. Mannich利用安替比林在相同条件下反应时，也分离得到了三级胺，他意识到此反应的普遍性，并进行了系统性研究。

插羰反应制备羧酸及其衍生物实例插羰反应是一种常用的有机合成方法，可以用来制备羧酸及其衍生物。

本文将以几个实例来介绍插羰反应的原理和应用。

1. 实例一：乙酸乙酯的插羰反应乙酸乙酯是一种常见的酯类化合物，可以通过插羰反应转化为羧酸。

插羰反应的反应条件通常是在碱性条件下进行，以促使酯的羰基亲电性增强。

一般来说，可以选择使用一种碱催化剂，如氢氧化钠或碳酸钠。

反应的温度和反应时间也会对反应的效果有一定的影响。

2. 实例二：酮的插羰反应插羰反应不仅适用于酯类化合物，还可以用于酮类化合物。

酮的插羰反应需要使用醛类化合物作为反应物，通过反应生成羧酸。

在反应中，醛类化合物的羰基亲电性更强，因此反应的效果更好。

插羰反应对于制备具有特定结构的羧酸化合物具有重要意义。

3. 实例三：插羰反应在药物合成中的应用插羰反应在药物合成中有广泛的应用。

例如，某些药物分子的合成需要引入羧酸基团，而插羰反应可以实现这一目的。

通过选择合适的反应物和反应条件，可以高效地合成目标化合物。

插羰反应的优点之一是反应条件温和，适用于各种不同类型的化合物。

4. 实例四：插羰反应在材料科学中的应用插羰反应也在材料科学中有重要的应用。

例如，在聚合物材料的合成中，插羰反应可以用来引入羧酸基团，从而改变聚合物的性质。

通过控制反应条件和反应物的选择，可以调节聚合物的溶解性、热稳定性等性质，从而满足不同应用的需求。

总结起来，插羰反应是一种常用的有机合成方法，可以用来制备羧酸及其衍生物。

通过选择不同的反应物和反应条件，可以高效地合成目标化合物。

插羰反应在药物合成和材料科学中有广泛的应用，对于合成具有特定结构的化合物具有重要意义。

通过深入研究插羰反应的原理和应用，可以进一步拓展其在有机合成领域的应用前景。

过渡金属催化C-H活化插羰反应研究进展谢宁;金朝辉;高华晶;孙健【摘要】卤代芳烃的插羰反应是合成含羰基化合物的有效途径,使用未被官能化的C-H键实现插羰反应,具有更重要的价值.近年来,过渡金属催化C-H活化的偶联反应备受关注,但C-H键断裂需要很高的能量,对底物的结构和催化剂的类型要求苛刻.本文从反应中使用催化剂类型的角度,综述了过渡金属催化C-H键插羰反应的研究进展.【期刊名称】《吉林化工学院学报》【年(卷),期】2019(036)003【总页数】8页(P1-8)【关键词】过渡金属;C-H活化;插羰偶联反应【作者】谢宁;金朝辉;高华晶;孙健【作者单位】吉林化工学院石油化工学院,吉林吉林132022;吉林化工学院石油化工学院,吉林吉林132022;吉林化工学院石油化工学院,吉林吉林132022;吉林化工学院石油化工学院,吉林吉林132022【正文语种】中文【中图分类】O621.3一氧化碳(CO)是一种廉价的C1源，使用CO作为羰基源，来构筑含羰基的化合物是目前有机合成中引入羰基的一种重要手段.以卤代烃作为底物，与亲核性的物质插羰偶联的反应最为常见，比如：Heck反应、Suzuki反应、Sonogashira反应、Stille反应等，这类反应在较为温和的条件下就能发生.而C-H键断裂需要很高的能量，因此，碳氢键活化插羰反应不容易实现，具有一定的挑战性.这类反应目前主要是以酰胺或者氮原子作为定位基团，活化苯环邻位的碳氢键，实现插羰反应.为此，过渡金属催化的插羰反应吸引了广大研究者的兴趣，本文通过对近几年来的过渡金属催化下的插羰反应进行简要的综述.1 过渡金属在C-H活化插羰反应中的应用1.1 钌、铑等催化剂在C-H活化插羰反应中的应用早在1979年，Hong课题组报道了使用苯和乙烯作为底物，Rh4(CO)12作为催化剂，在CO的存在下，生成了少量苯丙酮[1].随后，有人使用Ir、Ru、Rh等催化剂活化了苯环上的碳氢键，实现了插羰反应[2].1992年，Moore发现钌催化剂可以催化一氧化碳和烯烃使吡啶环酰化[3].上述反应实现了碳氢键活化插羰的反应，但是体系中使用了苯或者吡啶，对人的身体有极大的危害，并且选择性和产率比较低，底物的兼容性差.1996年，Shinji Murai课题组使用咪唑衍生物作为底物，在Ru3(CO)12的作用下，与烯烃和一氧化碳作用，实现了插羰反应[4].随后，该课题组在相同的体系下，将咪唑环扩展到苯并咪唑、苯并恶唑、苯并噻唑等，苯并咪唑为底物的反应产率很高，而其他底物产率很低，作者对几种底物的pKa值做了测定，发现苯并咪唑的pKa值最大即酸性最弱，与过渡金属配位的能力最强，所以能更好的反应，而其他的底物则相反[5].2000年，该课题组使用[RhCl(CO)2]2催化剂，首次实现了sp3C-H键活化羰基化，所选的底物是N原子上连有吡啶环的四氢吡咯，四氢吡咯2位上碳氢键被活化，在一氧化碳的存在下，与乙烯发生插羰偶联反应，但该反应底物只能是这种结构，受到很大限制[6].随后，该课题组又将底物扩展到了N 原子上连有吡啶环的吲哚啉底物，在Rh3(CO)12作用下，与乙烯实现插羰偶联反应.同样的，此反应也受到底物结构限制，同时，必须在DMF溶剂中才能得到很好的收率，如图1所示[7].图1 杂环化合物与烯烃的插羰反应2004年，Naoto Chatani课题组分别使用Ru3(CO)12和Rh4(CO)12作为催化剂，实现了N-芳基吡唑与乙烯的插羰偶联反应.他们也发现底物的pKa值对反应的影响很大，吡唑环的pKa值较小，反应活性应该很低，与实验结果相反，作者推测是因为苯环的存在，增大了电子云密度，有利于还原消除的发生.所以在碳氢键活化插羰反应中，底物的pKa值和取代基的电子密度都会对实验结果造成影响[8].2009年，该课题组使用Ru3(CO)12作为催化剂，首次实现了底物中含有双氮原子配位的碳氢键活化羰基化反应，使用N-吡啶苯乙酰胺衍生物作为底物，成功合成了邻苯二甲酰亚胺的衍生物[9].2011年，该课题组使用Ru3(CO)12作为催化剂，酰胺和吡啶环作为定位基，成功的将甲基上的sp3C-H键羰基化，合成丁二酰亚胺的衍生物.作者尝试使用其他的定位基团，如苯基，以及改变取代基在吡啶环的位置对反应的影响很大，甚至不反应.他们还发现，使用苯环取代叔丁基上的一个甲基作为底物，只少量生成五元环，大量生成了六元环，说明sp2C-H键更容易断裂，同时用氘带实验证明了碳氢键的断裂步骤是决速步骤，随后，他们在之前的工作上，想要实现手性的诱导，合成手性分子，但是没有成功，如图2所示[10,11].图2 吡唑与吡啶衍生物的C-H活化插羰反应在他们工作的基础上，Tomislav Rovis等人在2011年，使用了较为复杂的RhCp*(MeCN)3(ClO4)2作为催化剂，苯甲酰胺作为底物，成功的合成了丁二酰亚胺的衍生物[12].近年来，在国内钌、铑等过渡金属对C-H键及C-C键的活化研究也受到关注并取得了一定的研究进展[13,14].1.2 钯催化剂在C-H活化插羰反应中的应用上述的反应都是使用Ru、Rh等催化剂，并且定位基团是杂环上的杂原子.Kazuhiko Orito等人在2004年，首次使用Pd(OAc)2作为催化剂，实现了苄胺衍生物的邻位碳氢键活化插羰成环反应，合成了一系列五元或者六元环，如图3所示[15].施章杰等人用PdCl2作为催化剂，N，N-二甲基苄胺和脂肪醇作为底物，成功的实现插羰偶联反应，与Kazuhiko Orito等人工作的区别是，氮原子上由于没有氢原子，所以不能发生成环反应(如图4所示)[16].2011年，MatthewJ.Gaunt等人使用N-取代的苯乙胺衍生物作为底物，使N-H和苯环上的C-H键发生断裂而发生插羰成环反应(如图5所示)[17].图3 苄胺衍生物的邻位C-H活化插羰成环反应图4 N,N-二甲基苄胺的插羰反应图5 以氨基为定位基团的钯催化C-H活化1.3 不同的定位基在C-H活化插羰反应中的应用2008年，于金权课题组使用Pd(OAc)2作为催化剂，首次实现了苯甲酸和苯乙酸衍生物邻位碳氢键活化羧化.这是第一次使用羰基做定位基实现碳氢键活化羰基化的反应，作者首次得到了Pd配合物的中间体，为机理的证明提供了有力证据.随后，作者又将底物扩展到了酰胺做定位基团的衍生物，活化sp3C-H键羰基化，成功的合成了丁二酸衍生物.2011年，该课题组使用苯乙醇作为底物，Pd(OAc)2作为催化剂，在手性配体N-叔丁氧羰基-L-丙氨酸的作用下，实现了用羟基做定位基团合成内酯的反应(如图6所示)[18-20].2009年，Booker-Milburn课题组使用芳基取代的脲衍生物作为底物，Pd(OTs)2(MeCN)2作为催化剂，成功的活化了苯环邻位的碳氢键，在分子内插羰成环合成了内酯类衍生物，在甲醇的存在下，则可以一锅法合成苯甲酸甲酯的衍生物.图6 以不同定位基团的钯催化C-H活化该反应对底物的依赖性很强，必须是这种脲的结构，酰胺基作定位基是不反应的.该反应的应用价值很高，可以合成喹唑酮类衍生物，内酯类衍生物可以在中性条件下水解成邻氨基苯甲酸甲酯，可以用于制备各种氨基取代的苯甲酸[21].有意思的是，于金权课题组使用Pd(OAc)2作为催化剂，在TsOH·H2O的作用下，用酰胺类衍生物成功合成了羧化的产物.与Booker-Milbur等人的工作不同的是，底物可以使用酰胺做定位基团，而不再仅仅局限与复杂的脲的衍生物，体系中少量的水会使酸酐和苯并噁嗪酮中间体水解成羧酸(如图7所示)[22].图7 C-H活化邻位羧化2 过渡金属催化C-H活化插羰反应其他的应用2009年张绪穆等人使用[Rh(COD)Cl]2作为催化剂，2-苯基吡啶与脂肪醇作用实现了插羰偶联反应，合成了酯类衍生物.但是该反应仅限于直链的脂肪醇，异丙基、叔丁基醇或者酚类的衍生物作为底物，反应的产率会<5%，反应中过硫酸氢钾复合盐是必须的(如图8所示)[23].2013年，史炳峰课题组使用钯催化体系，同样实现了2-苯基吡啶与戊醇的插羰偶联反应，但是仅限于戊醇[24].该课题组使用2-苯氧基吡啶作为底物，与醇生成了羧化产物(如图9所示)[25].2013年，Matthias Beller课题组使用Ru(COD)nCl2作为催化剂，使2-苯基吡啶与碘代芳烃实现了插羰偶联，该反应使用水做溶剂，具有一定的环保意义(如图10所示)[26].图8 铑催化芳香族C-H活化插羰反应图9 钯催化芳香族C-H活化羧化反应图10 钌催化C-H活化插羰反应2011年，江焕峰课题组使用烯丙基苯衍生物作为底物，在Pd(OAc)2的作用下与醇类发生插羰偶联反应，该反应使用混合氧化剂，其中摩尔分数BQDDQ(41)，选择性可达85%，而收率可以达到77%(如图11所示)[27].Jaume Granell课题组使用没有活化的苯乙胺衍生物作为底物，成功的实现了插羰环合，并且作者巧妙的证明了没有活化的这种仲胺，容易选择性的生成六元环，而并非是五元环(如图12所示)[28].图11 钯催化氧化插羰反应图12 苯乙胺的插羰反应2014年，江焕峰课题组选用喹啉酮的衍生物作为底物，实现了稠环芳烃的合成，作者使用零价钯Pd2(dba)3作为催化剂，在醋酸铜和对甲苯磺酸的作用下，原位生成Pd(OTs)2，进入催化循环(如图13所示)[29].图13 多环芳烃的合成雷爱文课题组在2011年使用吲哚作为底物，三苯基膦作为配体，在空气存在下，成功的活化了3位的碳氢键实现了与醇的衍生物的插羰偶联反应，有意思的是，作者使用噻吩环作为底物只在邻位发生反应，而若是将吲哚的N上无取代基，插羰反应则发生在N-H键[30].而李福伟等人使用[Rh(COD)Cl]2作为催化剂，过硫酸钾作为氧化剂，得到了与雷爱文课题组相同的产物(如图14所示)[31].图14 吲哚类化合物的C-H活化2012年，该课题组使用Pd(OAc)2作为催化剂，也得到的吲哚3位的羧化产物，不同的是，在反应体系中引入了I2，从而提出的机理也有所不同.首先，二价钯在一氧化碳的作用下还原成零价钯，吲哚在I2的作用下在3位碘代，然后经过氧化加成、还原消除，得到目标产物(如图15所示)[32].2013年，雷爱文课题组使用N，N-二甲基苯胺作为底物，使用Pd/Cu的需氧催化体系，与对甲基苯乙烯衍生物反应，得到了插羰产物，首次将Cu(Ⅱ)/O2活化C-N键的体系引入到插羰偶联反应中[33].2014年，Troels Skrydstrup等人使用2-羟基吲哚和溴代芳烃作为底物，Xantphos作为配体，在羟基吲哚的3位实现了插羰偶联反应.作者推测的机理是底物的羰基和MgCl2配位，在三乙胺的作用下去质子化，得到了中间体B，随后中间体A与其发生金属交换，可能生成了一种类似π-烯丙基钯的中间体，再经过还原消除生成了中间体C，在经过与MgCl2、三乙胺的作用，最后质子化，得到最终产物(如图16所示)[34].图15 吲哚C-H活化插羰反应机理图16 2-羟基吲哚C-H活化插羰反应机理3 结论与展望综上所述，过渡金属催化C-H键活化的反应已经备受到科研人员的关注.碳氢键活化构筑含有羰基结构的化合物是一种重要的有机合成方法.目前的研究主要集中在以下几个方面：(1)底物的选择.包括酰胺、胺、杂环、甲苯等等，未来的研究需要巧妙的设计底物.(2)催化剂的选择.最初的研究使用了Ru、Rh等复杂的催化剂，但是最近几年的研究基本上都是围绕这简单易得Pd催化剂，所以未来的研究更倾向于简单易得的金属或非金属催化剂.(3)溶剂的选择.从上述的研究中可以看出，有些反应对溶剂很敏感，不同的溶剂对反应结果影响很大，而且混合溶剂也可达到意想不到的效果.(4)机理的研究.目前还没有π-烯丙基钯这样的机理提出，在未来的研究中可能会出现.总而言之，过渡金属催化C-H活化插羰反应已经成为有机合成领域中一大研究热点，并且在未来的发展中也会成为不可或缺的一环.【相关文献】[1] Hong P，YamazakiH.Reactions of ethylene and benzenes catalyzed by rhodium carbonyls under carbon monoxide.The formation of styrenes and 3-pentanone[J].Chemistry Letters，1979(8)：1335-1336.[2] Sakakura T，Sodeyama T，Sasaki K，et al.Carbonylation of hydrocarbons via carbon-hydrogen activation catalyzed by RhCl(CO)(PMe3)2 under irradiation[J].Journal of the American Chemical Society，1990(112)：7221-7229.[3] Moore E，Pretzer W，O’Connell T，et al.Catalytic and regioselective acylation of aromatic heterocycles using carbon monoxide and olefins[J].Journal of the AmericanChemical Society，1992(114)：5888-5890.[4] Chatani N，Fukuyama T，Kakiuchi F，et al.Ru3(CO)12-Catalyzed Coupling of Heteroaromatic C-H/CO/Olefins.Regioselective Acylation of the Imidazole Ring[J].Journal of the American Chemical Society，1996(118)：493-494.[5] (a) Fukuyama T，Chatani N，Tatsumi J，et al.Ru3(CO)12-Catalyzed Site-Selective Carbonylation Reactions at a C-H Bond in Aza-Heterocycles[J].Journal of the American Chemical Society，1998(120)：11522-11523；(b) Wu X，Anbarasan P，Neumann H，et al.Palladium-Catalyzed Carbonylative C-H Activation of Heteroarenes[J].Angewandte Chemie International Edition，2010(49)：7316-7319.[6] Chatani N，Asaumi T，Ikeda T，et al.Carbonylation at sp3 C-H Bonds Adjacent to a Nitrogen Atom in Alkylamines Catalyzed by Rhodium Complexes[J].Journal of the American Chemical Society，2000(122)：12882-12883.[7] Chatani N，Yorimitsu S，Asaumi T，et al.Ru3(CO)12-Catalyzed C-H/CO/Olefin Coupling of N-Pyridylindolines.Direct Carbonylation at a C-H Bond δ to the Pyridine Nitrogen[J].The Journal of Organic Chemistry，2002(67)：7557-7560.[8] Asaumi T，Matsuo T，Fukuyama T，et al.Ruthenium- and Rhodium-Catalyzed Direct Carbonylation of the Ortho C-H Bond in the Benzene Ring of N-Arylpyrazoles[J].The Journal of Organic Chemistry，2004(69)：4433-4440.[9] (a) Inoue S，Shiota H，Fukumoto Y，et al.Ruthenium-Catalyzed Carbonylation at Ortho C-H Bonds in Aromatic Amides Leading to Phthalimides：C-H Bond Activation Utilizing a Bidentate System[J].Journal of the American Chemical Society，2009，131，6898-6899；(b) Wrigglesworth J，Cox B，Lloyd-Jones G，et al.New Heteroannulation Reactions of N-Alkoxybenzamides by Pd(Ⅱ) Catalyzed C-H Activation[J].Organic letters，2011(13)：5326-5329.[10] Hasegawa N，Charra V，Inoue S，et al.Highly Regioselective Carbonylation of Unactivated C(sp3)-H Bonds by Ruthenium Carbonyl[J].Journal of the American Chemical Society，2011(133)：8070-8073.[11] Hasegawa N，Shibata K，Charra V，et al.Ruthenium-catalyzed cyclocarbonylation of aliphatic amides through the regioselective activation of unactivated C(sp3)-Hbonds[J].Tetrahedron，2013(69)：4466-4472.[12] Du Y，Hyster T，Rovis T.Rhodium(III)-catalyzed oxidative carbonylation of benzamides with carbon monoxide[J].Chemical Communications，2011(47)：12074-12076.[13] 于晓波,陈连发,王巍.钌配合物催化C—H活化反应合成10-乙氧酰基苯并喹啉的研究[J].吉林化工学院学报,2015,32(11):104-106.[14] 于晓波,庄德吉,陈佳特.铑催化无水茚三酮和炔烃脱羰环加成C-C键活化反应的研究[J].吉林化工学院学报,2018,35(11):64-68.[15] Orito K，Horibata A，Nakamura T，et al.Preparation of Benzolactams by Pd(OAc)2-Catalyzed Direct Aromatic Carbonylation[J].Journal of the American Chemical Society，2004(126)：14342-14343.[16] Li H，Cai G，Shi Z.LiCl-Promoted Pd(Ⅱ)-catalyzed ortho carbonylation of N,N-dimethylbenzylamines[J].Dalton Transactions，2010(39)：10442-10446.[17] Haffemayer B，Gulias M，Gaunt M.Amine directed Pd(Ⅱ)-catalyzed C-H bond functionalization under ambient conditions[J].Chemical Science，2011(2)：312-315. [18] Giri R，Yu J.Synthesis of 1,2- and 1,3-Dicarboxylic Acids via Pd(Ⅱ)-Catalyzed Carboxylation of Aryl and Vinyl C-H Bonds[J].Journal of the American Chemical Society，2008(130)：14082-14083.[19] Yoo E，Wasa M，Yu J.Pd(Ⅱ)-Catalyzed Carbonylation of C(sp3)-H Bonds：A New Entry to 1,4-Dicarbonyl Compounds[J].Journal of the American Chemical Society，2010(132)：17378-17380.[20] Lu Y，Leow D，Wang X，et al.Hydroxyl-directed C-H carbonylation enabled bymono-N-protected amino acid ligands：An expedient route to 1-isochromanones[J].Chemical Science，2011(2)：967-971.[21] Houlden C，Hutchby M，Bailey C，et al.Room-Temperature Palladium-Catalyzed C-H Activation：ortho-Carbonylation of Aniline Derivatives[J].Angewandte Chemie International Edition，2009(48)：1830-1833.[22] Giri R，Lam J，Yu J.Synthetic Applications of Pd(Ⅱ)-Catalyzed C-H Carboxylation and Mechanistic Insights：Expedient Routes to Anthranilic Acids，Oxazolinones，and Quinazolinones[J].Journal of the American Chemical Society，2010(132):686-693.[23] Guan Z，Ren Z，Spinella S，et al.Rhodium-Catalyzed Direct Oxidative Carbonylation of Aromatic C-H Bond with CO and Alcohols[J].Journal of the American Chemical Society，2009(131)：729-733.[24] Liu B，Shi B.Efficient Synthesi s of Carboxylic Esters via Palladium(Ⅱ)-Catalyzed Direct Alkoxycarbonylation of Arenes with CO and Alcohols[J].Synlett，2013(24)：2274-2278. [25] Liu B，Jiang H，Shi B.Pd(Ⅱ)-catalyzed oxidative alkoxycarbonylation of 2-phenoxypyridine derivatives with CO and alcohols[J].Organic & Biomolecular Chemistry，2014(12)：2538-2542.[26] Tlili A，Schranck J，Pospech J，et al.Ruthenium-Catalyzed Carbonylative C-C Coupling in Water by Directed C-H Bond Activation[J].Angewandte Chemie International Edition，2013(52)：6293-6297.[27] Chen H，Cai C，Liu X，et al.Highly regioselective palladium-catalysed oxidative allylic C-H carbonylation of alkenes[J].Chemical Communications，2011(47)：12224-12226.[28] López B，Rodriguez A，Santos D，et al.Preparation of benzolactams by Pd(Ⅱ)-catalyzed carbonylation of N-unprotected arylethylamines[J].Chemical Communications，2011(47)：1054-1056.[29] Ji F，Li X，Wu W，et al.Palladium-Catalyzed Oxidative Carbonylation for the Synthesis of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons(PAHs)[J].The Journal of Organic Chemistry，2014(79)：11246-11253.[30] Zhang H，Liu D，Chen C，et al.Palladium-Catalyzed Regioselective Aerobic Oxidative C-H/N-H Carbonylation of Heteroarenes under Base-Free Conditions[J].Chemistry-A European Journal，2011(17)：9581-9585.[31] Lang R，Wu J，Shi L，et al.Regioselective Rh-catalyzed direct carbonylation of indoles to synthesize indole-3-carboxylates[J].Chemical Communications，2011(47)：12553-12555.[32] Lang R，Shi L，Li D，Xia，et al.A General Method for Palladium-Catalyzed Direct Carbonylation of Indole with Alcohol and Phenol[J].Organic letters，2012(14)：4130-4133.[33] Shi R，Lu L，Zhang H，et al.Palladium/Copper-Catalyzed Oxidative C-H Alkenylation/N-Dealkylative Carbonylation of Tertiary Anilines[J].Angewandte Chemie International Edition，2013(52)：10582-10585.[34] Lian Z，Friis S，Skrydstrup T.Palladium-Catalyzed Carbonylative α-Arylation of 2-Oxindoles with(Hetero)aryl Bromides：Efficient and Complementary Approach to 3-Acyl-2-oxindoles[J].Angewandte Chemie International Edition，2014(53)：9582-9586.。

羧酸插羰水一氧化碳如下：
羧酸的合成可以通过插羰反应，这是一种有效的方法，它使用一氧化碳作为羰基源来引入羰基（C=O）。

具体如下：
1. 钯催化插羰反应：在钯催化剂的作用下，芳基或烯基卤化物可以与一氧化碳发生插羰反应，生成相应的羧酸或其衍生物。

这个过程中，钯催化剂首先与卤化物发生氧化加成反应，形成钯配合物，然后一氧化碳插入到钯-碳键之间，最后通过还原消除步骤得到羧酸或酯。

2. 过渡金属催化羰基化：除了钯催化剂外，其他过渡金属如镍也可以用于催化羰基化反应。

由于镍资源丰富且成本较低，开发基于镍的催化体系对于实现低成本的羰基化过程具有重要意义。

3. 羰基化反应的应用：插羰反应不仅适用于羧酸的合成，还可以用于合成芳香酮类化合物。

例如，钯催化的芳基亲电试剂与有机金属试剂的插羰偶联反应，以及过渡金属催化的芳香烃C-H键的羰基化反应都是重要的合成方法。

4. 羰基的重要性：羰基是许多有机化合物的关键官能团，存在于醛、酮、羧酸及其衍生物中。

它的引入对于有机合成化学至关重要，因为它可以增加分子的多样性和功能性。

总的来说，通过插羰反应合成羧酸是一种高效且具有广泛应用前景的方法。

这种方法不仅能够提高合成效率，还能够通过选择合适的催化剂和反应条件来控制产物的选择性，对于药物合成、材料科学等领域都有着重要的意义。

5羰基溴化锰插羰基机理
5-羰基溴化锰（Mn(CO)5Br）参与的插羰基反应机理一般涉及以下步骤：
1. 氧化加成：5-羰基溴化锰与底物（如烯烃或炔烃）发生氧化加成反应，形成一个含有Mn-Br 键的中间产物。

2. 迁移插入：中间产物中的Mn-Br 键发生断裂，同时底物的碳-碳双键或三键插入到Mn-CO 键中，形成一个新的羰基化合物和一个Mn-烷基或Mn-芳基物种。

3. 还原消除：Mn-烷基或Mn-芳基物种与合适的还原剂（如氢气或有机还原剂）发生还原消除反应，将Mn 原子上的烷基或芳基基团消除，生成目标产物和再生的5-羰基溴化锰。

这个机理涉及了氧化加成、迁移插入和还原消除三个关键步骤。

其中，迁移插入步骤是插羰基反应的核心，它通过底物的碳-碳双键或三键插入到Mn-CO 键中，实现了羰基的插入。

具体的反应条件和底物结构会对插羰基反应的机理和产物分布产生影响。

此外，5-羰基溴化锰还可以与其他亲电试剂（如卤代烃、酰卤
等）发生类似的反应，形成不同的产物。

插羰反应条件插羰反应是一种重要的有机合成反应，常用于合成酮、醛等化合物。

在进行插羰反应时，需要注意一些条件，以保证反应的顺利进行。

1. 反应溶剂的选择插羰反应通常在有机溶剂中进行。

常用的有机溶剂有二甲基亚砜（DMSO）、二甲基甲酰胺（DMF）、氯仿等。

选择合适的溶剂有助于提高反应的效率和产率。

2. 反应温度的控制插羰反应的温度对反应速率和产物选择性有重要影响。

一般情况下，反应温度在室温到反应物的沸点之间选择。

过高的温度可能导致副反应的发生，而过低的温度则可能影响反应速率。

3. 催化剂的选择插羰反应通常需要使用催化剂来促进反应的进行。

常用的催化剂有氯化铁、三氟化硼、三氟乙酸等。

催化剂的选择应根据反应物的特性和反应条件来确定。

4. 反应时间的控制插羰反应的反应时间一般较短，通常在数小时到数天之间。

反应时间的控制应根据反应的速率和反应物的特性来确定。

5. 反应物的摩尔比插羰反应的反应物摩尔比对反应的产率和产物选择性有重要影响。

反应物摩尔比的选择应根据反应物的特性和反应条件来确定。

6. 反应的pH值插羰反应通常在中性或弱碱性条件下进行。

反应的pH值应根据反应物的特性和反应条件来确定。

7. 反应的氧气供应插羰反应通常需要氧气作为氧化剂。

氧气的供应可以通过通入氧气气体或使用氧化剂来实现。

8. 反应的搅拌条件插羰反应的搅拌条件对反应速率和产物选择性有一定影响。

适当的搅拌条件有助于提高反应的效率和产率。

插羰反应的条件选择对反应的效率和产物选择性有重要影响。

正确选择反应溶剂、控制反应温度、选择合适的催化剂、控制反应时间、确定反应物的摩尔比、控制反应的pH值、合理供氧和搅拌条件等，都是保证插羰反应顺利进行的关键。

只有在合适的条件下进行插羰反应，才能得到高产率和高选择性的产物。