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生命——以及构成生命的大分子——依赖于长的碳链，这些碳链结合在一起形成从碳水化合物到神经递质的一切物质。然而，在例如一片叶子中发生的过程，在一系列碳-碳键合步骤中，即卡尔文-本森循环，已被证明在实验室中难以模仿，因为碳本身不会主动与其同类碳结合。现在，2010年诺贝尔化学奖已授予三位化学家，他们开发了利用钯的催化特性在室温下形成这种碳-碳键的反应。
“我对所有有机分子都感兴趣，并希望能够以最佳方式合成它们，”新晋化学奖得主、普渡大学的根岸英一在周三于瑞典斯德哥尔摩举行的新闻发布会上通过电话广播宣布获奖时表示。“我们相信我们的化学方法将适用于非常广泛的化合物，即使我们不知道它们可能是什么。”
根岸英一与特拉华大学的理查德·赫克和日本北海道大学的铃木章分享了诺贝尔奖，以表彰他们独立提出的化学反应，这些反应能够构建复杂的有机化合物，并在医药、工业和农业领域具有广泛的应用。所有三种略有不同的反应的关键元素是钯，一种相对稀有的银白色金属，它提供了一种环境，使碳原子或含有碳的化合物能够相互结合。事实上，钯与碳原子结合，像媒人一样将它们拉到一起。一旦足够接近，碳原子就会形成自己的连接并脱落钯，使催化剂能够产生更多的这种配对。
美国化学学会主席、化学家约瑟夫·弗朗西斯科说：“钯的作用是降低原子之间的能量壁垒，使这些反应更容易发生。” “一些反应过程需要数百摄氏度才能进行，但使用钯通常可以在室温下完成。您可以想象生产新材料的节能效果。”
这些材料的范围从碳基聚合物（如用于制造塑料的苯乙烯）到可以发光的有机化合物，从而实现薄型电视屏幕或电脑显示器。然而，这些工艺最广泛的应用是在合成药物化合物方面，例如紫杉醇，一种从太平洋紫杉树中提取的抗癌药物，或海绵状软珊瑚素，一种从加勒比海绵中分离出来的天然有机分子。“通过这种方式，可以获得进一步测试所需的足量海绵状软珊瑚素，”诺贝尔化学委员会成员、瑞典有机化学家扬-埃林·贝克瓦尔在宣布今年奖项的活动中解释说。
事实上，高效形成碳-碳键长期以来一直是化学的重点，各种方法——从维克多·格林尼亚在1912年使用镁帮助结合碳原子开始——都曾获得化学诺贝尔奖。“这不会是最后一个，”弗朗西斯科说。“这只是为化学家增加了一个工具箱，让他们可以使用这些工具更清洁、更高效地构建[化合物]。”
当然，所有生物都使用类似的化学方法来合成生命所需的化合物。在光合作用的情况下，一种名为核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶的酶有助于连接碳键，将阳光储存为化学能——并制造植物的食物。但所谓的钯催化交叉偶联化学使科学家能够在实验室中以比光合作用更少的化学步骤制造有机化合物——构建包含多达129个原子的碳链。“这种方法具有高精度，并避免了不必要的副反应，”诺贝尔化学委员会主席、瑞典生物化学家拉斯·特兰德在宣布该奖项时说。“这使得形成像自然界中发现的化合物一样复杂的化合物成为可能。”