插羰反应

一、定义：

    插羰反应是指芳基卤代物或烯基卤化物在过渡金属配合物的催化下合成羧酸及其衍生物（羧酸甲酯、羧酸乙酯和酰胺等）的反应。

二、催化机理：

    该反应的机理是一个催化循环的过程，经历氧化加成、插入和还原消除三个步骤。首先，芳基和烯基卤化物先和Pd(0)或Pd(II)发生氧化加成（oxidative addition）反应生成芳基或烯基钯配合物Ar-Pd-X；然后，CO插入（insert）到钯-碳键之间形成Ar-CO-Pd-X；再经过还原消除（reductive elimination）得到芳基或烯基酰卤Ar-CO-X；最后，在不同的反应介质（如H₂O，MeOH， EtOH，RNH₂和不同的氢源）等试剂的亲核进攻下合成相应的羧酸、羧酸酯、酰胺、醛及酮等化合物。

   该反应一般以CO气体为碳源，在常压（15 psi）或加压（40-50 psi）条件下进行催化反应，在不同的反应条件下可以得到不同的产物：

1、以H₂O为介质：合成羧酸；

2、以MeOH为介质：合成羧酸甲酯；

3、以EtOH为介质：合成羧酸乙酯；

4、以伯胺或仲胺为介质：合成酰胺；

4、以不同的氢源（如H₂，HCOONa，Et₃SnH等）为介质：合成醛；

常用到的碱：TEA，Na₂CO₃，K₂CO₃，NaOAc，KOAc，K₃PO₄

常用到的配体：dppf，dppp，dippp，PPh₃，BINAP（配体搭配Pd(II)使用）

常用到的钯催化剂：Pd(OAc)₂(II), Pd(PPh₃)₂Cl₂(II), PdCl₂(II), Pd(dppf)Cl₂(II), Pd(MeCN)Cl₂(II), Pd(PPh₃)₄(0), Pd₂(dba)₃(0), Pd(dba)₂(0)

Note：为了增加原料的溶解性，一般可选择大极性的溶剂助溶，如DMF。

三、插羰反应制备羧酸甲酯或羧酸乙酯的条件：

1、TEA/dppf/Pd(OAc)₂, CO(g) (X psi), DMF/MeOH或EtOH;

2、TEA/PPh₃/Pd(PPh₃)₂Cl₂, CO(g) (X psi), DMF/MeOH或EtOH;

3、K₂CO₃/ PdCl₂, CO(g) (X psi), DMF/MeOH或EtOH;

4、NaOAc/ Pd(dppf)Cl₂, CO(g) (X psi), DMF/MeOH或EtOH;

•   四、插羰反应制备醛条件（ 氢源的不同）：

1、TEA/Pd(PPh₃)₂Cl₂, CO(g) (X psi) + H₂, DMF/MeOH或EtOH;

2、dippp/Pd(OAc)₂, CO(g) (X psi) + HCOONa, DMF/MeOH或EtOH；

3、用锡的氢化物（Et₃SnH）作为氢源，Pd(PPh₃)₄作为催化剂，芳基、烯基卤化物或三氟甲磺酸酯和苄基、烯丙基氯化物的羰基反应也能制备醛。

五、插羰反应制备酰胺条件：

胺源, Pd(PPh₃)₄, CO(g) (X psi), DMF/MeOH或EtOH。