합성화학은 간단한 원료물질로부터 분자의 다양성과 구조적 복잡성을 증가시키는 방향으로 발전해 왔습니다. 이러한 관점에서 새로운 화학반응의 출현은 출발물질과 생성물 사이의 화학적 공간(chemical space)을 연결하는 경로를 제공합니다. 그러나 기존의 반응 개발은 대체로 하나의 반응 중심에서 단일 반응성을 구현하는 데 초점을 맞추어 왔습니다. 수많은 반응이 축적되었지만, 각 반응이 허용하는 결합 형식과 기질 범위가 제한되어 있어 단일 반응만으로 도달 가능한 분자 구조에는 근본적인 한계가 존재합니다.
 본 연구는 이러한 틀에서 벗어나, 하나의 탄소 중심에서 서로 직교적인 두 반응을 연결하는 “탄소-직교 화학(carbon-orthogonal chemistry)”을 새로운 반응 설계 원리로 제안합니다. 그 핵심은 서로 다른 주족원소 기반 반응성을 발현하는 단일-탄소 시약을 설계하고, 작용기 간 협력적 상호작용을 통해 두 반응 경로가 간섭 없이 양립할 수 있는 메커니즘을 정립하는 데 있습니다. 이를 통해, 각 반응이 지닌 고유의 화학적 공간을 단일 탄소 중심에서 통합하여, 생성물 공간을 선형적 결합을 넘어 곱셈적으로 확장하고자 합니다. 궁극적으로 본 연구는 반응 설계의 패러다임을 개별 반응 중심에서 여러 직교 반응의 다차원적 통합으로 전환하고, 신약 개발 및 기능성 분자 합성을 포함한 합성화학 전반에서 요구되는 역합성 설계의 자유도를 비약적으로 확대하는 원천기술로 자리매김하고자 합니다.