碳原子，能夠自發形成長鏈骨架，是有機化學多樣性的根基；然而，氮原子，其形成長鏈骨架的能力卻極為有限。因為氮氮三鍵（N≡N）的鍵能遠大於氮氮單鍵與雙鍵，這導致長鏈氮化合物（catenated nitrogen）傾向於斷裂並釋放氮氣（N₂）。正是因為這種「急於分解」的特性，含有三個以上氮原子的長鏈氮化合物（Nₙ，n > 3）的反應性極高，難以在常壓下製備和儲存，只有在極端條件下才能勉強存在（例如超高壓10 GPa 至 200 GPa 以上），或者僅能在極低溫的惰性氣體基質中捕獲。儘管如此，長鏈氮化合物在自然界中並非全無蹤跡。在地球的電離層，N₂受到太陽輻射和宇宙射線的轟擊，已被偵測到[N₄]⁺、[N₅]⁺ 和 [N₅]⁻等物種的存在；據推測，土星衛星土衛六（Titan）的大氣層中也有類似的離子。在有機長氮鏈陰離子方面，1980年McDonald在質譜儀中曾短暫偵測到[(Ph)₂N₄]•⁻的訊號，推測其由苯基疊氮化合物（PhN₃）的疊氮根陰離子自由基與另一當量的PhN₃加成而得，但這個物種從未被真正分離出來，當然也無從深入研究其電子結構。早期合成{N₄}•⁻相關物種的策略，通常是將四氮二烯（tetraazabutadiene，R–N=N–N=N–R）配體螯合到過渡金屬、鎂或鉀等金屬上，這麼做雖能穩定{N₄}•⁻片段，卻也因為金屬的σ供電子和π反饋等相互作用，使得所測量的電子結構不夠純粹、無法得知無金屬支持下的{N₄}•⁻面貌。如何在常壓下、不依賴金屬配位的情況下，直接分離並表徵這類高活性的長氮鏈自由基陰離子，成為化學界多年來懸而未決的難題。

近日，英國曼徹斯特大學與牛津大學的聯合研究團隊，成功在常壓條件下分離出一系列不含金屬的{N₄}•⁻自由基陰離子，首次實現了此類物種的完整光譜表徵與晶體結構分析。研究人員以兩當量的對溴苯基疊氮化合物（4-BrC₆H₄N₃）與一當量的石墨鉀（KC₈），在穴醚（crypt）的存在下反應，以66%的產率製得深黃色晶體[K(crypt)][(4-BrC₆H₄)₂N₄]•，且反應可放大30倍而僅有少量產率下降。X射線單晶繞射顯示，{N₄}鏈的N–N鍵長（1.316 Å 與 1.322 Å）介於氮氮單鍵（1.45 Å）與雙鍵（1.19 Å）之間，Wiberg 鍵級分析和紅外光譜也一致支持{N₄}鏈具有離域且部分多重鍵的特性。電子自旋共振（EPR）光譜確認了未成對電子的存在（g = 2.006），計算結果顯示自由基主要（62%，Mulliken法）集中在{N₄}鏈上。穩定性實驗表明，[K(crypt)][(4-BrC₆H₄)₂N₄]•在固態且無氧環境下可保存長達六週而不分解。