1-吡咯甲酸甲酯(1-MPC)是一种重要的化合物，在药物和生化研究方面有着非常广泛的用途，主要用于合成医药品，如托烷类生物碱，而2-吡咯甲酸甲酯(2-MPC)在生化、医药、农药以及有机合成等方面都有着广泛的用途。两种吡咯甲酸甲酯的合成从吡咯为起始原料有两种方法：(1)使用酰氯将吡咯酰化，然后与甲醇完成酯化反应，或者吡咯与氯甲酸甲酯直接合成吡咯甲酸甲酯；(2)先将吡咯通过CO2插入反应得到1-吡咯甲酸或2-吡咯甲酸，然后与甲醇反应完成酯化。然而酰氯和氯甲酸甲酯毒性很大，实验操作也十分苛刻；1-吡咯甲酸甲酯(1-MPC)合成中的CO2插入反应使用了贵重的Pd盐及Hg盐，而2-吡咯甲酸甲酯(2-MPC)中的CO2插入反应却是使用Bacillus megaterium Pyr2910细胞生物合成，因此有必要寻找一种绿色的合成方法。本文尝试以新兴的绿色有机合成基块碳酸二甲酯(DMC)为甲氧基羰基化试剂首次从吡咯直接合成吡咯甲酸甲酯，并研究了可能的反应机理。　　 通过分析吡咯和DMC的电荷发现吡咯的活化有两种方式，并提出了碱性催化剂及络合型催化剂两种催化体系，而且吡咯与DMC的反应将发生两种可能：甲基化反应和甲氧基羰基化反应。热力学计算结果显示吡咯的甲基化和甲氧基羰基化反应都很容易进行，其中升高温度将会更有利于吡咯的甲基化反应，因此在反应中需要合理控制反应温度。　　 在对碱性催化剂考察中发现，随着催化剂碱性的增强，吡咯的转化率及甲氧基羰基化产物的选择性不断增加。通过红外表征，发现吡咯与CaO接触后通过形成O-H键而活化了吡咯的N-H键，因此所得到的产物基本都是N-取代而非C-取代，同时发现反应后催化剂部分变为CaCO3，这可能就是催化剂部分失活的原因。通过对CaO的反应条件的考察发现最佳反应条件为：反应温度为200℃，反应时间为3h，DMC与吡咯的摩尔比率为2，催化剂用量为吡咯的6 mol％，在此条件下得到1-MPC的最高收率为46.7％。　　 对碱金属卤化物的筛选发现，KI不仅给出较高的吡咯转化率(32.47％)，而且2-MPC的选择性达到了40.81％。通过对KI考察发现，较高的反应温度和较长的反应时间对吡咯的甲氧基羰基化反应不利，增大反应物DMC浓度不仅有利于吡咯的转化，而且还有利于吡咯的甲氧基羰基化反应。最佳反应条件为：反应温度为200℃，反应时间为3h，DMC与吡咯的摩尔比率为4，KI用量为1 g，吡咯用量为0.1 mol，此时2-MPC收率达到19.72％。从对不同碱金属催化行为的荧光表征发现：碱金属卤化物以离子对的方式与反应底物作用，决定着吡咯的转化率以及产物的选择性，金属阳离子和卤素阴离子对吡咯的转化率和产物选择性都有着一定的影响。同时我们对过渡金属卤化物的催化性能的考察发现大部分只给出1-MPC，只有ZnCl2给出了少量的2-MPC，可能是An2+离子的络合作用导致，为我们开发制备合成2-MPC的催化剂提供了络合催化的事实依据。　　 基于在KI、ZnCl2和过渡金属氧化物催化下可以合成2-MPC的事实，表明以金属盐离子和阴离子形成的离子对是至关重要的。为此，研究了氧化物负载K2CO3的催化剂，这些负载催化剂都达到了单一的氧化物和K2CO3所不能及的吡咯转化率及2-MPC选择性。由此推论这些负载催化剂的催化性能均来自于协同作用。　　 我们将上述催化剂应用到噻吩的甲氧基羰基化反应中，得到了目标产物2-噻吩甲酸甲酯(2-MTC)，然而收率较低，这是由噻吩本身较难活化决定的。这些催化剂的性能和反应规律类似于吡咯的甲氧基羰基化反应，意味着在杂环的甲氧基羰基化反应中，催化体系具有相近的反应机理，这有待于进一步的研究。