简述
4-(羟甲基)咪唑又名4-咪唑甲醇，咪唑-4-甲醇等，英文名称Imidazole-4-methanol，是一种化学式为C4H6N2O，分子量为98.1的有机化合物。作为一种同时具有羟基与咪唑环的物质，4-(羟甲基)咪唑具有较强的反应活性，具体表现在羟基的氢键能力和咪唑的配位特性，可发生取代反应，金属配位等过程。常温常压下，4-(羟甲基)咪唑可以稳定存在，一般形状为白色固体。
合成方法
关于4-(羟甲基)咪唑的制备，文献报道可以通过如下步骤制备：
（1）向300mL水中加入0.2摩尔（44.4g）CuCO3·Cu(OH)2，向该悬浮液中加入72g（80mL，2.4摩尔）28-30%的NH3水溶液，形成深蓝色溶液，接着向溶液中加入22.4g（20.0mL，0.28摩尔）37.4%甲醛水溶液和18.0g（0.095摩尔）95%果糖；
（2）混合溶液沸水浴加热30分钟后鼓入适量的空气，继续加热2小时，反应毕冰浴冷却至少3小时；
（3）过滤橄榄棕色沉淀，冷水洗涤至洗涤液无色，然后将残余物悬浮在690mL蒸馏水中，加入9.024g（0.12摩尔）硫代乙酰胺；
（4）将所得棕黑色悬浮液在500℃下搅拌2小时，过滤去除硫化铜沉淀，得到红棕色溶液，溶液真空浓缩，所得残余物在硅胶上用28-30%的NH3/甲醇/乙酸乙酯水溶液（5:35:60）纯化，最终可以得到5.6385 g（60.6%）的4-(羟甲基)咪唑。
应用
以易得的4-(羟甲基)咪唑为起始物，经Nim三苯甲基保护的醛与二膦酸酯发生Wittig Horner反应，生成咪唑基氨基膦酸，用50%甲酸选择性地脱去三苯甲基保护得中间体，以3%钠汞齐或Pd/C中压氢化，浓盐酸水解，最后可得目标产物组氨酸的膦等排物——d,1-α-氨基-β-(4-咪唑基)乙基膦酸[2]。
有关研究
在-0.500至-1.100 V的电位窗口内，在生理pH值(7.0)的水溶液中，通过原位同位素编辑(H/D和63Cu/65Cu)表面增强拉曼光谱(SERS)研究了4-(羟甲基)咪唑(ImMeOH)在铜电极上的吸附过程。通过DFT计算在B3LYP/6-311++G(D,p)水平上对轻原子进行理论建模，并在LANL2DZ和ECP水平上对铜原子进行实验数据解释。铜表面由6个原子团模拟。发现咪唑环在吸附态下采用Tautomer-I形式，并通过N3原子与Cu表面配位。实验观察到斜率为(15±1)cm−1V−1的ν(C4[双键，长度为m-dash]C5)模的线性电势依赖性。主要由ν(C2-N3)+β(C2H)振动引起的1492 cm-1附近的咪唑环模式在更负的电极电势下也显示出频率的显著降低，斜率为(9±2)cm-1 V−1。这两种模式都可以用作分析咪唑环与金属表面相互作用的灵敏探针。与实验数据一致，理论建模预测了与Tautomer II相比，表面结合的Tautomer I具有更高的稳定性。金属和吸附质之间共价键的形成通过222 cm-1处ν(Cu-N)模式的金属同位素(63Cu/65Cu)频移以及表面络合物的理论建模得到了实验证明[3]。
参考文献
[1] Handy S T , Okello M , Dickinson G ,et al.Solvents from Biorenewable Sources: Ionic Liquids Based on Fructose[J].Organic Letters, 2003, 5(14):2513-2515.DOI:10.1021/ol034778b.
[2]吴元鎏.组氨酸的膦电子等排物—d,1-α-氨基-β-(4-咪唑基)乙基膦酸的合成[J].中国药物化学杂志, 1991(2):6.
[3]Interaction of 4-imidazolemethanol with a copper electrode revealed by isotope-edited SERS and theoretical modeling.[J].Physical Chemistry Chemical Physics, 2015, 17(25):16483-16493.DOI:10.1039/c5cp01290b.