美国科学家理查德·海克和日本科学家根岸英一、铃木彰因在“有机合成领域钯催化的交叉偶联反应”上的杰出贡献而获得2010年度诺贝尔化学奖。
　　“钯催化的交叉偶联反应”听起来似乎过于专业，暂且让我们温习一下中学化学知识：比如根据钠原子的核外电子排布图，它的最外层有1个电子，非常容易失去这一个，变成Na ，从而达到“8电子稳定结构”；而氯原子最外层有7个电子，非常容易得到另外一个电子，变成Cl^-，同样形成“8电子稳定结构”。于是，Na 与CI^-便轻易地结合成了氯化钠。反观碳原子，它的最外层不多不少有4个电子，无论是“抛弃”还是“抢夺”电子的“热情”都不是很高，这使得碳原子与其他原子之间不太容易发生反应，让碳原子彼此之间亲密接触，即形成碳一碳键更是难上加难。
　　怎么让这些懒洋洋的碳原子活跃起来，好将它们凑在一起?100多年前人们已经想到办法，法国科学家格林尼亚发明了一种试剂，利用镁原子强行塞给碳原子两个电子，使碳原子变得活泼起来。这是一项非常重要的成果，使格林尼亚获得了1912年的诺贝尔化学奖，这类试剂也被统称为“格氏试剂”。但是这样的方法在合成复杂大分子的时候有很大局限：人们不能控制活跃的碳原子的行为，反应会产生一些无用的副产物。在制造大分子的过程中，副产物生成得非常多，反应效率低下。
　　用钯作为催化剂可以解决这个问题。钯原子就像“媒人”一样，把不同的碳原子吸引到自己身边，使碳原子之间的距离变得很近，容易结合，也就是“偶联”，而钯原子本身不参与结合。这样的反应不需要把碳原子激活到很活跃的程度，副产物比较少，更加精确而高效。
　　此次三位获奖者的贡献在于，20世纪60年代末至70年代初，理查德·赫克研究出了后来被称为“赫克反应”的方法，利用烯烃类有机小分子在钯催化作用下合成大分子；1977年，根岸英一用锌原子将碳原子运送到钯原子上，实现“根岸反应”；两年后，铃木彰用硼元素取代锌，实现类似的效果，并且毒性更低，适宜规模化生产，这就是“铃木反应”。
　　科学家之所以痴迷于让碳原子亲密接触，执着于为碳原子牵线搭桥，那是因为，碳元素是地球生命的基础；有机分子都有着碳原子搭成的“骨架”，因而碳原子之间的结合是有机化学合成的核心。凭借“钯催化的交叉偶联”这一神奇“利器”，化学家们能随心所欲地复制甚至创造和自然本身一样复杂的碳基分子。比如，科学家从一种深海海绵中发现一种抗癌物质discodermolide，其对癌细胞的杀伤力比现时最常用的抗癌药物之一紫杉醇高80倍，怎奈天然物质十分罕见，幸好有了“钯催化交叉偶联反应”这一研究成果，现在科学家已能够人工制造出discodermolide这种超级抗癌药；科学家还可以利用这一反应对现有药物加以改造，比如让现有的抗生素万古霉素的分子可以杀灭未来出现的“超级细菌”；此外，利用这一反应合成的一些有机材料能够发光，可用于制造只有几毫米厚、像塑料薄膜一样的显示器……
　　据不完全统计，目前全球25％的合成药品都是由前面提到的三种反应中的一种实现的，由此可见，他们几人的研究成果对制药业乃至整个有机合成领域有重要及深远的影响。他们的获奖实在是名至实归、当之无愧的。另外值得一提的是，最近的一项研究称，将实现把钯原子粘附到了石墨烯上用以催化“铃木反应”。看来，亲密接触起来的不仅是碳原子，还有今年的诺贝尔化学奖和物理奖。 (文章代码：102106)
　　【责任编辑】庞云