O.Roelen在德國(guó)發(fā)現(xiàn)的醛基化反應(yīng)是將H2和CO(或形式上認(rèn)為是將H和醛基HCO)加到烯烴上,一般是1-烯烴上,生成一個(gè)醛,醛還可進(jìn)一步還原成醇。
最初用的反應(yīng)是以鉆化合物作催化劑,在約150°C,>300磅壓力下。用此法每年生產(chǎn)約三百萬(wàn)噸醇,(通常是C7-C9的醇),此方法通常得到的直鏈和支鏈產(chǎn)物比約為3:1,已有方法能有效的增加直鏈產(chǎn)物的產(chǎn)率,專利介紹是用三丁基膦取代基的鈷羰基化物可達(dá)此目的。
Orchin,Heck和 Breslow通過(guò)研究氫化羰基化物HCo(CO)4和烯烴的反應(yīng)來(lái)闡明包括H轉(zhuǎn)移和CO插入反應(yīng)的機(jī)理的主要面貌,然而,鈷體系研究起來(lái)很困難。用RhHC(CO)(PPh3)3體系研究獲得催化循環(huán)的進(jìn)一步知識(shí),這個(gè)絡(luò)合物即使在25℃和1大氣壓下,亦是催化活性的。和鈷體系相反,產(chǎn)物只是醛。用高濃度的PPh3或P(OPh)3特別是熔融的PPh3(熔點(diǎn)80℃)作溶劑,可得高產(chǎn)率的直鏈醛,并且很少或不會(huì)以烷烴形式失去烯烴(此點(diǎn)用鈷體系不利),設(shè)想的反應(yīng)循環(huán)示于圖24-B-2。第一步是烯烴進(jìn)攻,結(jié)合到RhH(CO)2(PPh3)2物種上[圖24-B-2(A)]生成烷基絡(luò)合物(B),隨后發(fā)生CO插入反應(yīng)生成酰基衍生物(C),接著發(fā)生氫分子的氧化加成而得到二氫?;j(luò)合物(D)。
上述的最后一步或許是決定速度的,循環(huán)中只這一步涉及到金屬氧化態(tài)的改變。最后一步是另一個(gè)H轉(zhuǎn)移到(D)上的?;荚由希又ト?,四-配位物種(E)再生,CO多于H2,抑制醛基化反應(yīng),可能是生成五-配位的二羰基酰基化物(F),它不能和H2反應(yīng)。
PPh3濃度高,生成高產(chǎn)率(>95%)的線型醛反應(yīng)是主要的,這可能為了抑制離解生成單膦物種的需要,亦是為了強(qiáng)使烯進(jìn)攻結(jié)合二膦物種(A),這樣,反-馬爾柯夫尼可夫加成的專一性高。
沒(méi)有過(guò)量的膦存在,可能進(jìn)攻一個(gè)物種如RhH(CO)2(PPh3)發(fā)生不同比例的馬爾柯夫尼可夫和反-馬爾柯夫尼可夫加成。確實(shí),在此條件下,直鏈和支鏈的醛比例大約同于未改進(jìn)的鈷體系,即3:1。
雖然,圖24-B-2指出的中間體,對(duì)分離來(lái)說(shuō)太不穩(wěn)定了,但用C2F4這樣的烯,它可得到穩(wěn)定的物種,如象正方形的烷基絡(luò)合物Rh(C2F4H)(CO)(PPh3)2,用類似的IrH(CO)2(PPh3)2得到的是更穩(wěn)定的銥絡(luò)合物,可以近似的表征除最終的二氫酰基絡(luò)合外的所有物種,一個(gè)可比較的絡(luò)合物是IrHCl(COCH2R)(CO)(PPh3)2,它可分離出。
廣泛的多種多樣的不飽和物質(zhì),可為鈷或銠催化劑醛基化,而共軛烯如丁二烯可得到一些加氫的單醛化物,然而機(jī)理是很不同于單烯的,因?yàn)镸-H加成共軛二烯產(chǎn)生烯丙基物種,它可作為σ鍵的中間體或更一般的作為h3-烯丙基中間體存在。
除醛基化反應(yīng)外,還有大量的共它羰基化反應(yīng)。一個(gè)工業(yè)上很重要的反應(yīng)是由下面反應(yīng)合成醋酸。
CH3OH+CO → CH3COOH
它為銠絡(luò)合物如[RhCl(CO)2]2或RhCl(CO)(PPh3)2在HI,I2或CH3I作為活化劑存在下所催化,另一重要的反應(yīng)是和醇或水的反應(yīng):
而硝基苯還原到苯胺或異氰苯亦是工業(yè)上重要的一個(gè)反應(yīng),如: