4-甲基咪唑

4-甲基咪唑（簡稱4-MI）是一種重要的有機中間體。主要用於合成大宗胃藥西咪替丁，也可用作環氧樹脂固化劑和金屬表面防護劑等。可樂中的4-甲基咪唑是在以亞硫酸銨為原料生產焦糖色素時產生的。焦糖色素能使可樂飲料變成棕褐色。4-甲基咪唑（4-Methylimidazole）白色至類白色結晶粉末，溶於水和乙醇，有腐蝕性。4-甲基咪唑能導致動物長腫瘤，有可能給人體帶來致癌風險。

2017年10月27日，世界衛生組織國際癌症研究機構公布的致癌物清單初步整理參考，4-甲基咪唑在2B類致癌物清單中。

基本介紹

• 中文名：4-甲基咪唑
• 外文名：4-Methylimidazole
• CAS號：822-36-6
• 分子式：C4H6N2
• 分子量：82.10
• 純度：≥99.5%
• MDL號：MFCD00005201

基本信息

4-甲基咪唑（簡稱4-MI），Beilstein號：1453；EC號：212-497-3。

性狀描述：白色至類白色結晶粉末。

物理參數：熔點:54-56℃

密度:1.02-1.06g/ml

沸點:263°C(lit.)

閃點:157°C

質量標準：≥99.50%

含量（Purity）：≥99.5%

包裝（Package）：25公斤/桶

用途說明：用作環氧樹脂的固化劑；西咪替丁的主要原料；用於合成抗菌劑

危險說明：危險代碼:C

危險等級:21/22-34

安全等級:26-36/37/39-45

聯合國編號：UN3263

編號系統

CAS號：822-36-6

MDL號：MFCD00005201

EINECS號：212-497-3

RTECS號：NI7350000

BRN號：1453

PubChem號：24851942

物性數據

1. 性狀：黃色黏稠透明液體

2. 熔點（℃）：46~48

3. 溶解性：易溶於水、醇及一般溶劑中，難溶於醚。

毒理學數據

急性毒性：小鼠口經LD50：370/kg；大鼠口經LD50：751mg/kg；小鼠腹腔LD50：165mg/kg

生態學數據

對水是稍微有害的，不要讓未稀釋或大量的產品接觸地下水，水道或者污水系統，若無政府許可，勿將材料排入周圍環境

分子結構數據

1、 摩爾折射率：23.60

2、 摩爾體積（cm3/mol）：77.2

3、 等張比容（90.2K）：198.6

4、 表面張力（dyne/cm）：43.7

5、 介電常數：

6、 偶極距（10-24cm3）：

7、 極化率：9.35

檢測方法

將含有焦糖色素的樣品經固相萃取柱（XTR>500 mg）固相萃取，樣品過柱後，用有機溶劑洗脫，洗脫液濃縮後，用微量點樣器直接在層析材料聚醯胺薄膜上點樣，在裝有相應配比的展開劑中上行展開，碘蒸汽顯色後肉眼直接觀察，如果在比移值0.5~0.7之間同時觀察到比移值與標樣相同的棕色斑點，則認為該被測物中含有4-甲基咪唑。

該方法可以實現快速定性檢測樣品是天然釀造還是由人工配製，特別適合對醬油、醋、可樂等含有焦糖色素的樣品進行檢測。展開後的薄層板可長期保存以備複查，可套用薄層掃瞄器進行測定。

合成方法

1、由丙酮醛、乙醛和氨反應而得。

2、以亞硫酸銨為原料生產焦糖色素的過程中產生。

工業製備

國際

20世紀80年代以來，德國和日本等國已經對4-甲基咪唑合成工藝進行了大量的研究。國際上研究較多的主要是丙酮醛工藝。採用硫酸銨、氨水工藝，由於反應過程酸度難以控制，導致產品純度低；丁二酸銨法成本高，後處理繁瑣；而草酸銨法由於草酸銨與反應過程中生成的草酸形成緩衝擊體系，反應系統酸度保持穩定，且草酸鹽在水中溶解度低，4-甲基咪唑草酸鹽容易從反應液中分離，故可合成高純度4-甲基咪唑。

中國

中國的4-甲基咪唑合成技術研究始於20世紀80年代末。進入20世紀90年代，上海石油化工研究院開發的合成丙酮醛生產4-甲基咪唑成套工藝技術，其成品的收率達到83.6%，純度高於 98.5%。

河南省化工研究所也開發出了新合成工藝，採用1，2-丙二醇為原料，經催化氧化制丙酮酸，再經環化、萃取、蒸餾等工序精製後得到成品。此法具有原料易得、收率較高、易於實現工業化生產和經濟效益好等優點。

2001年中國科技大學開發成功了一步法合成高純度4-甲基咪唑工藝。該工藝在丙酮醛氨法生產技術的基礎上加以改進，使原料單程轉化率高達90%以上。產物中4-甲基咪唑含量為99.8%，經過簡單的結晶分離，一次即可確保滿足醫藥合成原料的質量要求，產品純度十分可靠，生產技術成熟。該生產工藝投資少，流程簡單，無污染。[2]

相關事件

2012年

2012年3月5日，美國消費者權益組織“公共利益科學中心”發表聲明說，新的化學分析發現，可口可樂和百事可樂等多種可樂產品所使用的焦糖色素含有較高水平4－甲基咪唑，這種物質在動物試驗中能引發癌症。其實驗室檢測顯示，每聽(約340克)百事可樂含有145至153微克4-甲基咪唑，每聽可口可樂則含有132微克4-甲基咪唑，其他幾種可樂產品也含有100微克以上的4-甲基咪唑。加利福尼亞州將4-甲基咪唑列為致癌物質，並規定，每份食品或飲料如含有29微克以上就必須帶有警告性標識。

可口可樂中4-甲基咪唑含量

可口可樂公司針對這一聲明表示，（2012年3月5日）沒有任何證據表明4－甲基咪唑會引發人類癌症。可口可樂中國公司也在接受中國國內媒體採訪時否認可樂中含致癌物質。

2012年3月8日，美國可口可樂公司宣布，將降低所生產可樂中的4-甲基咪唑水平。儘管堅稱產品不含有任何有害成分。可口可樂公司發言人本·沙伊德勒表示，可口可樂公司並非要改變可樂產品的配方，而是要求焦糖供應商對生產過程做出必要改變，以符合加利福尼亞州的相關法律要求。

百事可樂與4-甲基咪唑

“我們所有產品中的焦糖色素過去、現在以及將來一直都是安全的，”沙伊德勒說，做出改變只是為了避免公司違反“未經科學驗證”的警告。

據悉，以亞硫酸銨為原料生產焦糖色素時會產生4-甲基咪唑，而焦糖色素能使可樂飲料變成棕褐色。公共利益科學中心上個月向美國食品和藥物管理局遞交請願書，要求禁止使用以亞硫酸銨為原料生產的焦糖色素。

2013年

一份來自美國一家健康組織的報告，再次將百事可樂和可口可樂推至焦糖色素風波中。

美國環境健康中心表示，在美國10個州購買的百事可樂含有4-甲基咪唑(4-MEI)，這是一種與齧齒動物肺癌腫瘤有關的化學物質。事實上，自這家機構在2011年初發布了一則百事可樂和可口可樂的焦糖色素中含有致癌物質4-甲基咪唑後，此事至此就一直困擾著這兩家飲料企業。

早在該報告發布之初，兩家公司都否認含有致癌物，此前可口可樂中國公關負責人在接受《第一財經(微博)日報》記者採訪時稱，“微量的4-甲基咪唑存在於大量的食品和飲料中，通常烹飪過程中發生‘褐變反應’就會形成4-甲基咪唑。我們所有產品中的焦糖色素，過去、現在以及將來一直都是安全的。”

而百事公司也一直堅稱其產品是安全的，表示，“美國食品藥品管理局以及世界範圍內其他監管機構，包括歐洲食品安全局和加拿大衛生部，都認為我們的食品和飲料中的焦糖色素是安全的。”

與此同時，美國飲料協會發布聲明稱，“4-MEI並不對人類健康構成威脅。沒有任何證據表明4-MEI會致癌。世界各地的任何健康監管機構，包括美國食品和藥物管理局在內，均未曾表示4-MEI是一種致癌物。此次關於禁用4-MEI的呼籲，不過是某一家長期致力於攻擊食品和飲料行業的倡導組織又一次企圖威嚇消費者而已。”

但是，由於美國加利福尼亞州表示將把這一化學物質列為致癌物質，此舉將迫使這兩家飲料公司在產品上貼上警示標籤。為了避免貼上警示標籤，百事可樂和可口可樂公司不得不在2012年3月表示，它們正要求供應商更改相關成分的生產流程，以降低4-MEI含量。“做出改變只是為了避免公司違反‘未經科學驗證’的警告。”可口可樂稱。而百事公司也稱已經令其供應商們修改生產工藝，以降低焦糖中4-MEI的含量。

此次，百事依然稱已在降低焦糖中的4-MEI的含量，同時表示，“我們產品的配方將不會改變。”並稱，百事公司在中國的飲料中所使用的焦糖色素符合所有地方法規要求。