配体和Pd催化剂当量数对偶联反应的影响

钯催化的交叉偶联反应由于其可靠性和多功能性而广泛用于工业界和学术界。我们也是经常在实验中用到，可以说是我们常见的一类反应。

钯催化的交叉偶联在开始阶段一般来说需要做的就是筛选不同的催化剂和配体，由于反应投料量很小，基本以mg为单位，所以我们在称量配体或者催化剂时，就有很大的概率称不准，这也就导致了接下来的问题。

与使用配体和钯预合成的催化剂不同，在使用钯源和配体分开称量时产生的问题之一是可能产生不是1:1的配体与钯源的比率。如果称量配体或钯源有错误，将会导致钯源和配体无法进行定量的配位，从而影响后续的催化性能。

为了评估过量钯或配体对不同钯源催化性能的影响，我们进行了一系列用不同钯源以XPhos为配体的4-氯甲苯和苯基硼酸的偶联反应，配体与金属的比例分别为0.8 eq./1.0 eq./1.2eq. (如下图)。对于大多数催化剂体系来说，当配体与金属的比例改变时，催化性能也会存在差异。然而，这些差异的大小和方向上亦存在显著的差异。

例如，当使用Pd(CH₃CN)₂Cl₂作为钯源将配体与金属的比例从0.8 eq.增加至1.2 eq.时，产率从64%降低至4%，降低了16倍。相反，当Pd₃(OAc)₆用作钯源时，将配体与金属的比例从0.8 eq.改变为1.2 eq.当量几乎使产率从44%增加到84%。

在这种情况下，我们假设过量的膦配体有助于反应，因为一些膦配体在乙酸钯(II)还原成活性钯(0)催化剂时被消耗。为了验证这一假设，我们用2.0 eq.的XPhos处理乙酸钯，观察到形成钯(0)和氧化膦，说明XPhos可以还原乙酸钯，得到的结果与我们猜想的结果一致（如下图）。

综上，当使用基于烯丙基的催化体系时，改变配体与金属的比例，观察到较小的差异，这可能是使用这些更明确定义的体系的作为催化体系的一个原因。此外，无论配体的当量数如何，预催化剂性能的趋势都是相似的。基于以上的反应结果来看，对于一些交叉偶联反应，仔细优化配体的当量数也可能有助于提高反应收率。

Ref：doi: 10.1002/adsc.202000987