单原子骨架编辑是一种重要的化学转化技术，因其在药物发现中通过骨架跃迁实现新型分子结构设计的潜力，广泛应用于药物化学、材料科学等领域。与传统的分子修饰策略相比，该方法能够高效实现单原子插入或删除，简化复杂分子的合成路径。然而，单原子骨架编辑在杂环分子的应用仍面临诸多挑战，特别是由于芳香性杂环初始去芳香化过程中高能垒的限制，导致插入试剂范围狭窄、反应条件苛刻，从而限制了其在复杂分子后期修饰中的广泛应用。
鉴于此，来自东北师范大学刘兆洪与毕锡团队以及斯坦福大学Edward A. Anderson合作在单原子骨架编辑领域取得了新进展。在对Ciamician-Dennstedt（C-D）反应的研究中，该团队提出了一种基于**N-三氟甲基磺酰基腙**生成的α-无卤卡宾的新策略，实现了杂环分子中的碳原子插入。他们开发了一种“一锅两步”的通用方法，成功将多种卡宾插入吲哚和吡咯骨架中，合成了3-官能化喹啉和吡啶化合物。
通过引入这一新型碳原子插入策略，研究团队显著拓展了C-D骨架编辑技术的化学空间，特别是对于复杂分子后期修饰的应用。利用实验研究和理论计算，他们揭示了这一方法的独特反应机理，包括1,4-二氢喹啉中间体的生成及其氧化芳构化或去氟芳构化路径，最终实现了目标产物的选择性制备。此外，该研究还表明，N-三氟甲基磺酰基腙作为卡宾前体具有高度的结构多样性，为引入多种功能化基团提供了可能性。
这一研究不仅克服了传统C-D反应中对卤卡宾的依赖，还显著提升了骨架编辑的实用性，为药物和农化开发提供了新型的化学工具。
