4-甲基咪唑（英文名：4-Methylimidazole），是在4位被甲基取代的咪唑。其分子式為C4H6N2，摩爾質量為82.1g/摩爾，淺黃色固體，熔點?56°C，沸點?263°C，閃點?157°C。4-甲基咪唑不易燃，自燃溫度?555°C，燃燒條件下形成的危險分解產物有碳氧化合物、氮氧化物（NOx）等，爆炸極限為1.8-10.7%（體積百分比）；應避免接觸的材料有強氧化劑、酸類、酰氯、酸酐等。
4-甲基咪唑可用于制造抗菌劑等，存在于焦糖色素、煙草煙霧、葡萄酒、醬油及其他食品中，亦在向牲畜飼料添加氨以提高營養價值時形成；該物質可用于制造照相及熱敏化學品、染料、顏料、農用化學品、橡膠和油墨，還用于烤箱清潔劑、作為環氧樹脂固化劑的交聯劑、冷卻水緩蝕劑，以及從碳氫化合物或合成氣中脫除酸性氣體的吸收劑；該物質還可用于制造藥品，為還原糖與氨相互作用產生的多種化合物之一，是重要的制藥中間體。
國際癌癥研究機構曾評估4-甲基咪唑的致癌性，該機構純粹基于動物實驗結果，把4-甲基咪唑評定為“或可能令人類致癌”（第2B組）的物質。?吸入4-甲基咪唑可能有害，該物質對粘膜組織及上呼吸道具有極強破壞作用；皮膚接觸該物質可能有害，會造成皮膚灼傷；眼部接觸該物質會造成眼部灼傷；吞咽該物質有害，造成灼傷。
20世紀80年代以來，德國、日本等國對4-甲基咪唑合成工藝進行了大量的研究。中國4-甲基咪唑的合成技術研究始于20世紀80年代末，清華大學、天津大學、上海石化研究院等科研機構都對其工藝進行了較長時間的研究。2016年9月，一則中國香港地區消費者委員會檢測醬油發現可能致癌物——“4-甲基咪唑”的消息廣為流傳，廣州市老字號珠江橋生物科技股份有限公司蒸魚豉油和珠江橋牌金標老抽王的兩款產品同時“上榜”。科信食品與營養信息交流中心專家阮光鋒表示，“4-甲基咪唑”是醬油焦糖色的副產物，以其在醬油中的含量，致癌風險極低，市民不必恐慌。
發現歷史
20世紀80年代以來，德國、日本等國對4-甲基咪唑合成工藝進行了大量的研究。中國4-甲基咪唑的合成技術研究始于20世紀80年代末，清華大學、天津大學、上海石化研究院等科研機構都對其工藝進行了較長時間的研究。
物化性質
物理性質
4-甲基咪唑的分子式為C4H6N2，摩爾質量為82.1g/摩爾，淺黃色固體，熔點?56°C，沸點?263°C，閃點?157°C，密度1.0416g/cm3（14°C），蒸氣壓?0.01mmHg，log Kow為0.23，極易溶于乙醇，折射率1.5037（?14°C）。
化學性質
4-甲基咪唑不易燃，自燃溫度?555°C，燃燒條件下形成的危險分解產物有碳氧化合物、氮氧化物（NOx）等，爆炸極限為1.8-10.7%（體積百分比）；應避免接觸的材料有強氧化劑、酸類、酰氯、酸酐等。
計算化學數據：
XLogP3：0.2；
氫鍵受體計數：1；
可旋轉鍵數：0；
精確分子量：82.053098200；
單同位素質量：82.053098200；
拓撲極性表面積：28.7?2；
重原子數：6；
形式電荷：0；
結構復雜度：44.8；
同位素原子數：0；
確定立體中心原子數：0；
未確定立體中心原子數：0；
確定立體中心鍵數：0；
未確定立體中心鍵數：0；
共價鍵單元數：1；
化合物規范狀態：是。
應用領域
4-甲基咪唑可用于制造抗菌劑和顯影溶液；該物質存在于焦糖色素、煙草煙霧、葡萄酒、醬油及其他食品中，亦在向牲畜飼料添加氨以提高營養價值時形成；其可用于制造照相及熱敏化學品、染料、顏料、農用化學品、橡膠和油墨；其還用于烤箱清潔劑、作為環氧樹脂固化劑的交聯劑、冷卻水緩蝕劑，以及從碳氫化合物或合成氣中脫除酸性氣體的吸收劑。其可用于制造藥品，為還原糖與氨相互作用產生的多種化合物之一，主要醫藥中間體。
合成工藝
據不完全統計文獻合成工藝有數十種之多，但曾經工業化或正在工業化并具有工業化應用前景的方法按原料路線分主要有葡萄糖法、丙酮醛法、羥基丙酮法、咪唑啉脫氫法等。
葡萄糖法
全球早期也曾采用葡萄糖法生產，中國1995年以前有幾個廠家采用葡萄糖法生產4-甲基咪唑，但由于該法生產的4-甲基咪唑產品質量差，三廢嚴重，質量無法達到醫藥級水平，已遭淘汰。
羥基丙酮法
以羥基丙酮、甲酰胺和液氨按1:2:3（摩爾）配比投入高壓釜中，反應條件為160℃、1.0~1.8MPa，反應時間為12h，進行環化縮合可制得4-甲基咪唑，整個過程中pH值控制在4～10之間收率約為62％～80％。由于中國羥基丙酮生產工藝不成熟，制約了羥基丙酮法推廣和應用。羥基丙酮合成主要有一溴丙酮酯化、醇解法，該工藝反應條件溫和，易操作，產品質量好，但原料一溴丙酮價格昂貴，工業化價值不大；12-丙二醇采用氧氣或K2Cr2O7、H2SO4氧化法生產羥基丙酮，盡管原料易得，但反應條件苛刻，需要昂貴金屬催化劑，生產成本太高；氯丙酮酯化、醇解法制備羥基丙酮則較為理想，盡管尚處于小試階段，一旦有所突破，羥基丙酮法生產4-甲基咪唑將會得到很大發展。
咪唑啉脫氫法
將咪唑啉進行催化脫氫制備4-甲基咪唑，反應溫度為250~500℃，所選用的催化劑可以是MoO3?和NiO或CoO和Al2?O3?，也有專利介紹使用SiO2?和硅酸鹽。但中國沒有咪唑啉生產裝置，原料不易獲得，因此該法在中國工業化意義不大。
丙酮醛法
丙酮醛法是全球普遍采用的4-甲基咪唑合成方法，以丙酮醛、甲醛在酸性介質中與銨鹽或氨羥醛縮合制得。銨鹽或氨常選用草酸銨、硫酸銨、506-87-6、琥珀酸銨及氨水等。采用不同的銨鹽，反應條件、介質及結果有所不同。
安全事宜
毒理
由于4-甲基咪唑可致癌，令人關注進食含這種物質的食物是否安全。國際癌癥研究機構曾評估4-甲基咪唑的致癌性，該機構純粹基于動物實驗結果，把4-甲基咪唑評定為“或可能令人類致癌”（第2B組）的物質。
雖然聯合國糧食及農業組織、世衛聯合食物添加劑專家委員會（專家委員會）還沒有對4-甲基咪唑的安全性作出評估，但他們在評估焦糖色素時認為，只有高劑量的4-甲基咪唑才會造成急性神經系統不適，而食物中的焦糖色素只含有極微量的4-甲基咪唑，因此相信問題不大。
歐洲食品安全局也曾對焦糖色素的安全問題作出評估，結論是焦糖色素既不具基因毒性（即會損害基因），也不會致癌，而且沒有證據顯示焦糖色素對人類的生殖能力或兒童的發育有不良影響。此外，歐洲食品安全局認為，即使從進食含醬色III和醬色IV的食物而攝入最高水平的4-甲基咪唑，其安全問題亦是微不足道。
根據該美國民間監察組織公布的數據，在可樂類飲料中檢測出的4-甲基咪唑最高水平是每12安士或約360毫升含153微克4-甲基咪唑。如果采用了不確定系數100，要達到令嚙齒動物致癌的劑量，一名體重60公斤的消費者每天須飲用300罐以上含有該濃度的可樂。
在荷斯坦犢牛中測定了4-甲基咪唑（4-MI）的臨床癥狀、大體及組織學尸檢結果與劑量反應曲線。對3日齡荷斯坦公牛犢口服給予0、25、50、100、200或400mg/kg體重的劑量。急性臨床癥狀包括過度流涎、咀嚼動作、腹瀉、肌肉纖維性顫動、震顫、過度興奮、驚厥、昏迷及死亡。接受最高劑量400mg/kg的牛犢在3小時內死亡。200mg/kg劑量組中，3頭牛犢有2頭在給藥后8小時45分鐘內死亡。100mg/kg劑量組的3頭犢牛中僅有1頭出現輕微癥狀，而50或25mg/kg劑量組未見毒性反應。
本實驗中4-MI引發的癥狀與采食氨化干草母牛所產牛犢的觀察癥狀相似。大體及顯微尸檢均未發現可歸因于4-MI中毒的病理損傷。除死亡時血鉀、血磷及血糖顯著升高（P<0.05）外，接受400mg/kg劑量牛犢的血液生化值均在正常范圍內。
驚厥或癲癇閾值效應：
大鼠口服LD50：751mg/kg；小鼠口服LD50：370mg/kg；小鼠腹腔注射LD50：165mg/kg；家兔腹腔注射LDLo：120mg/kg；雞口服LD50：590mg/kg。
健康危害
吸入4-甲基咪唑可能有害，該物質對粘膜組織及上呼吸道具有極強破壞作用；皮膚接觸該物質可能有害，會造成皮膚灼傷；眼部接觸該物質會造成眼部灼傷；吞咽該物質有害，造成灼傷。
環境危害
4-甲基咪唑作為重要藥物中間體和照相顯影溶液的生產及使用，可能導致其通過多種廢物流釋放到環境中。
若釋放到空氣中，25°C下0.007毫米汞柱的蒸汽壓表明4-甲基咪唑在大氣中將僅以蒸汽形態存在。氣相4-甲基咪唑會通過與光化學產生的羥基自由基反應在大氣中降解，該反應在空氣中的半衰期估計為4.1小時。由于4-甲基咪唑不含吸收波長>290納米生色團，因此預計不易受陽光直接光解影響。
若釋放到土壤中，根據估算的Koc值33，4-甲基咪唑預計具有極高遷移性。其pKa估算值為7.51，表明該化合物在環境中會部分以陽離子形式存在，而陽離子通常比中性分子更易吸附于含有機碳和粘土的土壤?；?.1×10??atm-cu m/摩爾的亨利定律常數估算，從潮濕土壤表面揮發可能是重要歸趨過程，但由于該化合物部分以陽離子形式存在（陽離子不易揮發），揮發作用可能減弱。水溶性偶氮引發劑生物降解數據。
若釋放到水體中，根據估算Koc值，4-甲基咪唑預計不會吸附于懸浮固體和沉積物?；谠摶衔锏暮嗬沙?，從水面揮發可能是重要歸趨過程，模型河流和模型湖泊的揮發半衰期估算值分別為194小時和62天。估算BCF值3.2表明其在水生生物中的生物濃縮潛力較低。由于該化合物在環境條件下缺乏可水解官能團，水解預計不是重要環境歸趨過程。
防治方法
?預防措施
關于工業場所使用隱形眼鏡的科學文獻存在爭議，佩戴隱形眼鏡的利弊不僅取決于物質本身，還涉及物質形態、暴露特征與時長、其他眼部防護設備的使用以及鏡片清潔度等因素。但對于某些具有特定刺激性或腐蝕性的物質，佩戴隱形眼鏡可能對眼睛造成傷害，此類特殊情況下應禁止佩戴。無論何種情況，即使已佩戴隱形眼鏡，仍需使用常規眼部防護裝備。
避免接觸皮膚和眼睛，避免產生粉塵和氣溶膠。遵守良好工業衛生及安全規范進行操作，工間休息及下班前需洗手。
?個人防護裝備?
呼吸防護：若風險評估表明需使用空氣凈化呼吸器，應選用N100型（美國標準）或P3型（EN 143標準）全面罩顆粒物呼吸器作為工程控制措施的備用方案。當呼吸器作為唯一防護手段時，需使用全面罩供氣式呼吸器。
手部防護：操作時需佩戴手套。
眼部防護：安全護目鏡。
皮膚及身體防護：根據工作場所危險物質的數量和濃度選擇相應防護裝備。
急救
皮膚接觸處理：立即脫除污染的衣物和鞋襪。用大量肥皂水沖洗并送醫。
眼部接觸處理：送醫途中持續沖洗眼睛，用大量清水徹底沖洗至少15分鐘并送醫。
消防
使用水霧、抗醇泡沫、干粉或二氧化碳滅火劑，必要時應佩戴自給式呼吸器進行滅火作業。
清理方法
來自污染物抑制、防護服、設備清洗或污染場地處理的廢水應被收集，并檢測目標化學品或其分解產物濃度。濃度須低于適用的環境排放或處置標準?；蛘?，經主管部門審查后，允許進行預處理或排入公共污水處理系統。應充分考慮修復作業人員的暴露風險（吸入、皮膚接觸和攝入）以及處理、轉移和處置過程中的歸趨行為。若無法通過此方式管理化學品，則必須符合危險材料處置標準。
避免產生粉塵，避免吸入粉塵，確保充分通風，將人員疏散至安全區域，禁止產品進入排水系統，收集并無塵化處置，存放于適當密閉容器以待處理。
儲存?
保持容器嚴格密閉，存放于干燥且通風良好的場所，置于干燥環境中保存。
安全標志
?H350：可能致癌（危險：致癌性）；?
?H360Fd：可能損害生育能力；懷疑對胎兒造成傷害（危險：生殖毒性）；
?P203：使用前獲取、閱讀并遵循所有安全說明；
P280：佩戴防護手套、防護服、護目裝置、面部防護裝置、聽力防護裝置；
P318：若接觸或擔憂暴露，請尋求醫療建議；??
P405：上鎖保管。
法規限制
聯合國糧食及農業組織、世衛聯合食物添加劑專家委員會在其化學品質量規格中對醬色III和醬色IV里的4-甲基咪唑訂定了限量標準，作為優良制造規范的指標。有些國家如歐盟、中國內地及韓國等亦已對醬色III和醬色IV里的4-甲基咪唑訂立了限量標準。
在美國，聯邦法規訂明，只要分量合乎優良制造規范，可安全地在食物中使用焦糖色素作為染色料，但對4-甲基咪唑的最高含量則沒有明文規定。然而，加利福尼亞州自二零一一年一月起，把4-甲基咪唑列為致癌化學物。加州政府規定，如明知產品含有法例列明的致癌化學物，便須加上"清晰而合理的"警告字句。
中國糧油控股有限公司中污染物限量食品安全國家標準GB2762-2012、中國釀造醬油國家標準GB18186-2000和醬油衛生標準GB2717-2003等多個規定中，對于4-甲基咪唑的限量都沒有標準。中國國家標準GB1886.64-2015《食品安全國家標準食品添加劑焦糖色》規定，Ⅲ類和Ⅳ類焦糖色素中4-甲基咪唑的含量不得超過200mg/kg。
相關事件
2016年9月，一則中國香港地區消費者委員會檢測醬油發現可能致癌物——“4-甲基咪唑”的消息廣為流傳，廣州市老字號珠江橋生物科技股份有限公司蒸魚豉油和珠江橋牌金標老抽王的兩款產品同時“上榜”。科信食品與營養信息交流中心專家阮光鋒表示，“4-甲基咪唑”是醬油焦糖色的副產物，以其在醬油中的含量，致癌風險極低，市民不必恐慌。
中國香港消費者委員會早前檢視市面40款常見豉油、醬油及鮮露發現，珠江橋牌蒸魚豉油、同珍蒸魚豉油、御品皇金標老抽等11款含微量可能致癌物“4-甲基咪唑”。中國香港消委會表示，4-甲基咪唑含量最高的“御品皇金標老抽”，食用兩毫升，攝入31.8微克，即4-甲基咪唑含量為15.9ppm。
消委會總干事黃鳳嫻表示，4-甲基咪唑只在老鼠身上做過實驗，除非人長期攝取大量4-甲基咪唑，才有致癌風險。香港特別行政區還沒有相關法規規定要在產品上加警告字樣，未來可能會修訂相關條例。
針對此消息，記者走訪了北京大型超市，并未發現被香港消委會通報的醬油品牌。在豐臺區物美超市（草橋），這里銷售的醬油大多是知名的醬油品牌，如北京市老才臣食品有限公司、海天、李錦記集團、欣和等，但是并未發現同珍、珠江橋、御品皇等品牌。超市工作人員告訴記者，這些都是南方品牌，超市從來沒有賣過。不過在電子商務平臺，記者發現同珍、珠江橋等品牌醬油確實有銷售。
阮光鋒表示，醬油中的4-甲基咪唑主要來自添加的色素——焦糖色素。同時，醬油中的4-甲基咪唑并沒有大家擔心的那么大危害，還是可以放心吃的。
人們現在吃的醬油，從外觀上看都是黑褐色的，這個黑褐色主要來自焦糖色素。焦糖色素有兩個來源，分別為天然的和人工合成的。平時做拔絲芋頭、拔絲紅薯炒的糖色就是天然焦糖色素。而人工合成的焦糖色素在制作工藝中會出現一種副產物，也就是4-甲基咪唑。
阮光鋒介紹，醬油中的4-甲基咪唑并不是食品添加劑，它本身也沒有什么好的作用，人們并不會直接添加。不過，作為焦糖色素的副產物，在食品中出現也是無法避免的。國際技術焦糖色素協會（ITCA）根據生產過程中所采用的反應劑而把焦糖色素分為四大類，其中，Ⅲ類和Ⅳ類焦糖色素在制作過程中會產生副產物4-甲基咪唑。
參考資料 >
4-Methylimidazole.pubchem.2025-08-15
風險評估研究 (食物添加劑).香港特別行政區政府食物安全中心.2025-08-15
醬油中含有可能致癌物？專家：致癌性極低無須擔心.央廣網.2025-08-16
GHS Classification (Rev.10, 2023) Summary.pubchem.2025-08-16
醬油、可樂中都有的4-甲基咪唑，真會致癌嗎？.南方+.2025-08-16