Figure 5. Markovnikov alkoxycarbonylation of alkenes cata-lyzed by palladium complex. (图5. 钯催化的直链选择性羰化酯化反应) 尽管科学家们在烯烃羰基化领域已经进行了 70 多年的探索，但工业界仍强烈渴望拥有更活泼、更稳定的催化剂体系。具体而言，对于烯烃混合物和高稳定性内烯烃，以前报道的催化剂的活性和区域选择性并不能满足商业化需求。基于之前Drent的开创性发现， P,N-配体 L1 在丙炔的羰化甲酯化反应中表现出比三苯膦显着更高的效率，我们受到启发制备了配体L2 （即此前Lucite Alpa工艺中最先进的配体）的相关类似物L18（图 6）。该配体在 P 原子上同时包含空间位阻基团和两性基团，配体中的吡啶基团可以帮助醇的质子转移，从而加速 Pd-酰基物质的最终醇解，从而使反应平衡向所需产物移动。基于 L18 的催化剂体系在乙烯的羰化甲酯化反应测试中表现出优异的活性，即使在室温下也能顺利进行。在 120 °C 时， Lucite Alpa工艺的第一步应用（MMA）的催化剂负载量可低至 0.6 ppm并且达到 TON > 1,425,000 和 TOF > 44,000 h-1。而且此催化体系还可以应用于一些大位阻的三取代甚至四取代的烯烃（包括一些天然产物和药物），并且用仲醇和叔醇替代烯烃作为羰化甲酯化反应的底物一样可以反应。此外应用L18以及类似配体的钯催化体系还解决了用一氧化碳替代物作为羰源进行羰化酯化反应的难题，从而为工业上避免直接使用易燃易爆炸且有毒性的一氧化碳气体提供了可能性。
Figure 6. Pd/L18 catalytic system in the methoxycarbonylation of alkenes. （图6. 基于钯-L18催化体系的烯烃羰化甲酯化反应） 此后Beller课题组开始攻克下一个钯催化羰化酯化的难题，那就是共轭二烯的双羰化。此前，由于共轭二烯的强配位性和配位后金属催化剂的强稳定性、低催化活性，共轭二烯的双羰化一直是羰化酯化领域内的一个挑战。但其产物又极具工业价值，比如，尼龙66前体己二酸二酯目前主要是通过用过量的硝酸氧化环己醇和环己酮的混合物来制备。但是此过程会释放出大量的温室气体 N2O，它的大气吸热能力是二氧化碳的近 300 倍。最经济有效的方式是利用1,3-丁二烯的双羰基化只需一步即可实现 100% 原子有效利用的己二酸酯。为此在配体L18的基础上Beller课题组进一步开发出了可以直接将1,3-二烯进行羰化酯化并高选择性生成线性己二酸衍生物的配体L21。更具体地说，在工业上可行和可扩展的条件下，可从 1,3-丁二烯、一氧化碳和丁醇以 97% 的选择性和 100% 的原子经济性获得己二酸二正丁酯，转化率 TON>60,000。为了纪念此突破，Beller课题组用提出配体设计思路和合成此配体的人员名字（Helfried，Matthias，Ralf）将L21 命名为HeMaRaphos（图 7）。
Figure 7. HeMaRaPhos L21 based catalytic system enables the dream-reaction of direct dicarbonylation of 1,3-butadiene come true. (图 19. 基于 HeMaRaPhos L21 的钯催化 1,3-丁二烯的双羰化) 此外在以上探索的研究过程中，Beller课题组还发展了一些列其他具有良好催化活性的配体用于烯烃、炔烃的羰化酯化，如：具有二茂铁骨架的内置碱基双膦配体（L22）和烷基骨架的内置碱基双膦配体（L33）等 (图8)。
Figure 8. Other “built-in-base” ligand for alkoxycarbonylation of alkenes and alkynes. (图 19. 其他用于烯烃和炔烃羰化酯化的“内置碱基”配体。)
