日本金泽大学医药保健研究域药学系的藤田光助教和国岛崇隆教授等人组成的研究团队，全球首次成功合成了拥有非常基本的化学构造，但此前却一直未能证实其存在的“幻影离子”四苯基铵。
四苯基铵拥有非常简单且常见的结构，因此其存在很少受到质疑，更没有认识到它的合成居然具有挑战性。由于四苯基铵具有优异的稳定性，而且有望提高形成盐时的反应性，所以研究团队为明确这些特性，着手进行了合成。
研究团队制定了全新的合成方案，成功合成出了四苯基铵。在合成中最重要的一点是如何使第四个苯基与拥有三个苯基的氮原子键合。研究团队采用了名为自由基耦合的方法，使利用三苯胺衍生物制备的自由基正离子1与芳基自由基2发生反应。虽然收率只有0.1％，但确实成功地获得了所需的化学变化。
利用自由基耦合的四苯基铵合成方案（反应设计图）（供图：金泽大学）
这种自由基耦合会在高反应性自由基之间形成键，其优点是可以形成其他方法无法实现的键，但缺点是由于反应性太强，难以控制选择性，可能会发生各种副反应。在此次的合成中，为尽可能地抑制在自由基正离子的碳上形成键的副反应，导入了会引起位阻效应的保护基——针对作为合成原料的既有三苯胺衍生物实施了导入保护基、实现自由基耦合和去除保护基等一系列化学反应过程，最终获得了四苯基铵。
对合成的四苯基铵的构造进行X射线晶体结构分析后发现，离子中所含的氮原子与苯基碳之间的键长仅1.529Å。这个键长比含其他元素（硼、碳、铝、硅、磷）的四苯基型物质的结构都要短，因此可以说，四苯基铵的氮原子在空间上比其他元素更拥挤。
另外，此次的研究成果表明，四苯基铵具有可以承受强酸性和强碱性条件的高稳定性。
国岛教授表示：“今后将以此次的成果为基础，开发效率更高更具普遍性的合成方法，以合成由具有不同取代基的芳香环构成的各种四芳基铵，并调查其物理和化学特性。还考虑应用于有机化学、电化学、界面化学、材料化学、高分子化学、催化剂化学等广泛领域。”
【词注】
■自由基耦合：两个自由基键合的反应。分子中所含的电子一般会两两形成一个电子对，但自由基具有不会成对的高反应性电子（不成对电子），因此容易发生与其他自由基形成键以生成共享电子对的反应。此次的合成反应利用了带正电的自由基——自由基正离子。
原文：《科学新闻》
翻译编辑：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Nature Communications
论文：Synthesis and characterization of tetraphenylammonium salts
DOI ：10.1038/s41467-022-30282-y
