首次在实验室中合成并表征了甲三醇。

　　这种分子有三个羟基与一个碳原子相连，在环境条件下特别不稳定，因为它往往会迅速与其他物质发生反应，或者分解并衰变成更稳定的结构。来自美国檀香山夏威夷大学(网址:Mānoa)的首席作者拉尔夫·凯泽(Ralf Kaiser)说，人们几十年来一直假设存在甲三醇——通常被称为正甲酸。他说:“只有(模拟的)星际冰的独特环境才能保存这种脆弱的分子。”

　　甲二醇、甲三醇和甲四醇最低能构象的结构，其中仅检测到甲三醇

　　早在1880年，德国化学家Emil Erlenmeyer——以他的烧瓶而闻名——概述了一个与醇的稳定性和互变异构有关的规则。它指出，在同一个碳原子上含有几个羟基的化合物是不稳定的。对于甲三醇，“计算研究预测它会脱水形成羧酸，”凯撒说。

　　“我敢保证没有人在野外看到过有三个羟基的碳!”《化学世界》撰稿人Derek Lowe最近指出。然而，在太空中情况不同，这有时意味着会发生不寻常的反应。

　　“(我们的)实验模拟了密集星际云中的环境，”凯撒解释说。在这样的环境中，温度达到10K，“唯一的能量来源是宇宙射线的周期性通过”。

　　为了寻找甲三醇，凯泽和合作者在实验室里用固体甲醇和氧气的混合物制造了星际冰，然后将其暴露在模拟宇宙射线效应的高能电子中。这些寒冷、高能的化学条件产生了甲三醇。

　　美国宇航局戈达德太空飞行中心的天体化学家奥利维亚·威尔金斯说:“甲三醇的合成和实验室检测表明，这种分子在地球上的标准条件下不稳定，但在太空甚至高层大气中可能是稳定的。”她补充说:“研究这些分子突破了我们对化学是如何受到物理环境影响的理解的界限。”

　　威尔金斯解释说，为了制造甲烷三醇，研究人员使用了一个超高真空室和一块“极冷”的银片，温度保持在5K左右。在甲醇和分子氧沉积后，“气体立即以固体形式凝结在冷银上”。此外，这些独特的条件以两种主要方式促进了甲三醇的分离。首先，真空确保了高活性的甲三醇分子在周围找不到任何可以快速结合的物质。此外，超冷的温度意味着可用的能量更少，因此反应性降低。制备甲三醇所需的特殊条件和特殊辐射表明，它可能会突然出现在通常富含甲醇的彗星上。

　　甲醇和分子氧在星际冰中的反应，生成CH4O3的异构体

　　慢慢加热冰，使样品中的分子升华成气体，然后轻轻电离，用质谱法进行表征。威尔金斯说:“计算模拟预测的特定特征的存在(证实了)研究人员确实制造了甲三醇。”其他实验，包括同位素取代研究，进一步证实了甲三醇的分子式。

　　“星际空间有很多奇怪的分子，它们在地球上是不稳定的，”威尔金斯评论道。她补充说:“这让(天体化学)领域令人兴奋，但也带来了挑战。”预测太空和高层大气中存在“不可能存在的分子”需要令人印象深刻的想象力。对于凯撒来说，这一发现的重要性也具有深刻的象征意义。他说:“星际介质的化学性质更加奇特，是化学新发现的持续来源。”

　　费尔南多Gomollón贝尔是一位科学作家和传播者

　　出生于英国剑桥。查看完整档案