一个碳原子上有四个新键，一步就完成了

日本化学家发现了一种反应，可以在一个碳原子上产生四个新键，只需一步。这个反应是在实验中偶然发现的N杂环卡宾。

许多化学反应都涉及到向底物分子中添加含碳单元。但几乎没有一种方法只添加了一个碳原子。这主要是因为原子碳极其不稳定，而且缺乏在常规实验室条件下产生它的简单方法。

现在，大阪大学的一个研究小组守Tobisu已经发明了一种驯服原子碳的方法并将其用作可行的试剂。Tobisu说:“我们发现了一种化学反应，可以在有机化合物中添加一个碳原子。”“控制碳原子的强烈反应性的关键是避免使用碳原子本身，而是使用一个隐藏的等价物。”

Tobisu的“掩蔽原子碳”是一种N杂环碳烯-一类被广泛研究的含有二价碳原子的化合物。在研究一种涉及不饱和酰胺的碳烯催化重排反应时，Tobisu的团队注意到，实验产生的不是他们预期的产物，而是含有额外碳的内酰胺。

“后来，我们注意到，基于共振理论，这种反应性是相当合理的，”Tobisu说。研究人员意识到，碳烯也可以作为与1,2-二亚胺协调的原子碳。在他们的实验中，卡宾只是将碳捐献给酰胺底物，同时产生二亚胺副产物。

Tobisu说:“有机合成的核心问题是如何提高分子结构复杂性的效率。”“我们的方法允许在一个步骤中在碳中心形成四个化学键，从而缩短了使用经典方法构建复杂结构所需的化学过程。”

自最初的发现以来，Tobisu的团队优化了卡宾的取代模式，以提高反应对内酰胺产物的选择性。他们还表明，该反应可以在具有各种不同官能团的几种不饱和酰胺起始材料上起作用。

“新碳碳键的形成是有机化学的基础。虽然有机化学家的合成工具箱中有许多长期存在的碳-碳键形成方法，但Tobisu和同事在这篇论文中提出了一种全新的方法。斯泰西Brenner-Moyer他是美国罗格斯大学有机合成化学方面的专家。

她指出，在N杂环碳烯通常用作金属催化剂的配体或单独用作有机催化剂，它们作为单碳原子转移试剂的使用代表了一个“非凡的”新应用。Tobisu的小组现在计划深入挖掘潜在的机制，希望找到使这种反应更普遍的方法。