过渡金属催化的有机合成反应是化学研究的前沿领域,其中羰基化反应是构建羰基化合物的最有效方法之一。早在上世纪三十年代,过渡金属催化的一氧化碳参与的有机反应如氢甲酰化反应就被发现并成为重要的工业应用。自Heck等人在1974年的首次报道后,过渡金属催化的羰基化反应取得了巨大进展。与此同时,自由基羰基化反应也得到了有机化学家的广泛关注。然而绿色化学对化学家的要求,使得发展新型的绿色和高效的羰基化反应变得越发迫在眉睫。本论文首先综述了羰基化反应的发展概况,并重点介绍了氧化羰基化反应与自由基羰基化反应的发展现状。之后本论文围绕一氧化碳参与的羰基化反应开展了杂芳环氧化羰基化酯化反应,二芳基醚双碳氢键氧化羰基化反应和芳基卤代物参与的自由基羰基化反应研究。论文研究主要获得以下结果：1.本论文工作研究了以空气为氧化剂的钯催化杂芳烃与烷基醇的氧化羰基化酯化反应。以PdCl2(PPh3)2为催化剂,以催化量的Cu(OAc)2为共氧化剂,一系列杂芳环化合物如氮取代吲哚、噻吩与苯并噻吩均能以较高产率高选择性地得到了相应的酯化产物。非保护的吲哚,在同样的反应条件下则发生氮氢键氧化羰基化酯化反应。2.本论文工作研究了钯催化的二芳基醚的双碳氢键氧化羰基化反应。在Pd(OAc)2/K2S2O8/TFA催化体系下,一系列对称与非对称的二芳基醚化合物均能以较高产率得到相应的咕吨酮衍生物。在线红外实验证明第一步的碳氢键活化和一氧化碳的插入是快速步,结合文献报道,本文推导第二步碳氢键活化是反应的决速步。3.本论文工作研究了非过渡金属催化的芳基卤代物的自由基羰基化酯化反应。在1,10-邻菲罗啉/叔丁醇钾体系的作用下,各类芳基碘代物在高压一氧化碳气氛下均能以较高产率生成相应的叔丁酯产物。芳基溴代物也能在该催化体系中反应。自由基捕获实验说明该反应有自由基参与。电子顺磁共振实验进一步确认这是一个自由基的转化过程。根据实验结果,本文提出了一个自由基链式反应机理。