甲四醇，C(OH)₄，是化學界最神秘的分子之一，它是唯一一個在單一碳原子上連接四個羥基的醇類化合物。早在一個多世紀前，德國化學家Wilke就預測了這種分子的存在，但甲四醇至今從未被成功合成或觀察到，成為了有機化學中最難以捉摸的分子。然而，甲四醇的衍生物——正碳酸酯，C(OR)₄卻相當穩定且用途廣泛，例如甲基正碳酸酯（R=CH₃）、乙基正碳酸酯（R=C₂H₅）等都被廣泛應用於環保溶劑和工業黏著劑中。科學家認為甲四醇難以存在的原因主要有兩個：首先，根據Erlenmeyer Rule，同一碳原子上帶有多個羥基的化合物在熱力學上不穩定，會透過脫水反應形成能量較低的羰基化合物；其次，四個羥基間的立體排斥效應和八對孤對電子的相互作用會進一步破壞分子的穩定性。儘管理論計算預測甲四醇在氣相中可能具有動力學穩定性，需要142 kJ mol⁻¹的高能量才能分解，但在地球的常溫常壓條件下，這種分子的合成仍然是不可能的任務。

近日，美國與中國的國際研究團隊透過模擬星際環境的實驗，成功在實驗室中合成了甲四醇。他們將二氧化碳-水（CO₂-H₂O）混合冰置於極低溫（5 K）和超高真空（<10⁻¹⁰ Torr）的條件下，模擬緻密星際分子雲的環境，然後用高能電子束照射冰層，模擬銀河宇宙射線產生的電子輻射效應。研究人員運用同步輻射真空紫外光離子化反射式飛行時間質譜技術（SVUV-PI-ReToF-MS），成功檢測到甲四醇的存在。研究人員也找到了完整的反應機制：首先，高能電子引發水分子的O-H鍵斷裂，產生氫原子（Ḣ）和羥基自由基（ȮH）；接著氫原子與二氧化碳反應生成羥羰基自由基（HOĊO），該自由基與羥基自由基重組形成碳酸（H₂CO₃）；隨後碳酸分別與Ḣ和ȮH反應，產生三羥甲基自由基（Ċ(OH)₃）和三羥甲氧基自由基（ȮC(OH)₃）；最終這些自由基再反應形成甲四醇和甲三醇（HC(OH)₃）。研究人員表示，這項研究不僅證實了這個「不可能分子」可以在星際環境中形成，也為未來在太空中觀測甲四醇及其相關化合物提供了理論基礎和實驗證據。