碳碳键的构建是学术和工业化学的一个主要领域。碳氢化合物的普遍存在和低成本使得过渡金属催化碳氢键活化成为替代经典交叉偶联反应构建一系列碳碳键的常用方法。近年来，过渡金属催化碳氢键活化已经发展成为一种高效、原子和步骤经济的碳碳键构建策略，特别是金属-卡宾插入C(sp²)-H键已经成为构建C(sp²)-C(sp³)键的常用方法。该策略主要经历的途径包括C(sp²)-H金属化、金属卡宾形成、碳烯迁移插入和质子化。当采用不同的卡宾前体时，其活化模式大不相同。

2017年Christophe Aïssa课题组和陕西师范大学李兴伟教授课题组分别独立报道了铑催化芳烃碳氢键活化甲酰化反应，该反应采用α-羰基亚砜叶立德作为新型的卡宾前体。近日，重庆文理学院刘松博士通过理论计算详细研究了该反应中α-羰基亚砜叶立德的活化模式。

该反应可能经历两种不同的路径来完成甲酰化。两条路径均以三价铑为起始活性催化剂，并经历碳氢键活化、α-羰基亚砜叶立德配位得到中间体C。路径I是分步机理，中间体C先经历脱二甲亚砜得到卡宾铑中间体，继而卡宾插入碳铑键中得到中间体E。中间体E再经历质子化得到产物，同时再生活性催化剂。而路径II则直接经历协同的SN2型取代过程得到中间体E。

计算结果表明分步机理（路径I）更加合理。该反应经历碳氢键活化、卡宾化、卡宾插入以及质子化完成反应。该反应的决速步为质子化，这和实验结果也吻合。而第二个碳氢键活化的能垒较高，导致其双甲酰化产物的产率较低。此外Hammett plot计算表明芳酮上存在给电子基团，则该反应的产率更高。在此反应中α-羰基亚砜叶立德的活化模式为分步活化模式而不是协同的活化模式。该计算工作为后续新型卡宾前体的设计与开发提供了理论依据。