醛、酮、羧酸(酯)可以通过烯烃羰基化直接得到,工业合成中一直用合成气(CO/H2)作为羰基源,主要由于它方便易得,价格便宜。通常反应需要在较高压力下进行,对反应设备要求高。虽然有较低压力下的催化过程被报道,但操作不便。同时由于合成气(CO/H2)的毒性和易燃性,不利于该反应在普通实验室进行研究。科学家为了克服这些不足,尝试寻找CO替代源,使得羰基化反应能在更安全、温和、简便条件下进行。本文主要研究了甲酸酯和甲酸作为羰基替代源的羰基化反应。同时又对Ir催化芳烃C-H键硼化反应机理进行了详细研究。主要内容分为以下三个部分:1.我们研究了 Pd催化邻羟基苯丙烯的氢酯化过程。以HCOOPh为羰基源,HCOOH为添加剂,在Pd(OAc)2和DTBM-SEGPHOS催化下,可以高选择性得到七元环内酯,而没有观察到五、六元环的产物。各种取代2-(2-甲基烯丙基)苯酚底物都能很好的进行反应,以62-93%收率得到七元环内脂。同时也对内酯化的不对称过程进行尝试,使用(R)-(-)-DTBM-SEGPHOS可以得到30%ee值。最后利用13C同位素示踪法,证明了酯化产物中羰基(CO)来自于HCOOPh而不是HCOOH,并提出可能的反应机理。2.我们以苯乙烯作为标准底物,研究了 Pd催化的烯烃串联羰基化过程。以甲酸为羰基源,2.5 mol%的Pd(TFA)2和5 mol%1,3-双(二苯基膦)丙烷(dppp)为催化剂,各种取代苯乙烯、丙烯酸酯和甲基乙烯基酮,都能顺利进行反应,以65-90%分离收率得到相应的对称酮。虽然两种不同烯烃交叉羰基化反应比较困难,当我们使用过量的环己烯和苯乙烯时,可以中等产率得到交叉羰基化产物。当反应温度降低时,使用适当量的甲酸,可以中等产率得到α,β-不饱和酮。实验表明,反应过程中α,β-不饱和酮可以在Pd催化剂存在时被HCOOH原位还原为饱和酮。3.研究了氢键导向的Ir催化芳烃间位C-H键硼化反应机理,理论实验相结合,主要从配体的位阻效应和电子效应,以及硼试剂的位阻效应方面进行深入讨论。发现配体电子效应对反应区域选择性影响不大,而位阻效应对选择性影响较大,随着位阻增大选择性升高;此外当减小硼试剂位阻时,选择性降低。