N-Methylimidazol

1-Methylimidazol, také nazývaný N-methylimidazol, je aromatická heterocyklická sloučenina se vzorcem CH₃C₃H₃N₂. Jedná se o bezbarvou kapalinu používanou jako rozpouštědlo, zásada a jako prekurzor některých iontových kapalin. N-methylimidazolové skupiny jsou součástmi řady nukleosidů i histidinu a histaminu.

N-methylimidazol
Strukturní vzorec
Tyčinkový model molekuly
Kalotový model molekuly
Obecné
Systematický název	1-Methyl-1H-imidazol
Ostatní názvy	NMI
Sumární vzorec	C4H6N2
Vzhled	bezbarvá kapalina
Identifikace
Registrační číslo CAS	616-47-7
EC-no (EINECS/ELINCS/NLP)	210-484-7
PubChem	1390
SMILES	c1cc(cc(c1)N)N
InChI	InChI=1/C6H8N2/c7-5-2-1-3-6(8)4-5/h1-4H,7-8H2
Vlastnosti
Molární hmotnost	82,104 g/mol
Teplota tání	−6,0 °C (267,2 K)[1]
Teplota varu	195,5 °C (468,6 K)[1]
Hustota	1,03 g/cm3
Bezpečnost
GHS05 GHS07 [1] Nebezpečí[1]
H-věty	H302 H312 H314[1]
P-věty	P260 P264 P270 P280 P301+312 P301+330+331 P302+352 P303+361+353 P304+340 P305+351+338 P310 P312 P321 P322 P330 P363 P405 P501[1]
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa). Některá data mohou pocházet z datové položky.

Zásaditost

Vzhledem k methylové skupině navázané na dusík tento derivát imidazolu nemůže tvořit tautomery. Je poněkud silnější zásadou než imidazol, pKa konjugovaných kyselin činí 7,0 a 7,4.^[2] Methylace také výrazně snižuje teplotu tání, díky čemuž lze 1-methylimidazol použít jako rozpouštědlo.

Výroba

1-Methylimidazol se vyrábí dvěma postupy. Prvním z nich je kysele katalyzovaná methylace imidazolu methanolem. Druhý způsob spočívá v Radziszewského reakci glyoxalu, formaldehydu a směsi amoniaku s methylaminem.^[3][4]

(CHO)₂ + CH₂O + CH₃NH₂ + NH₃ → H₂C₂N(NCH₃)CH + 3 H₂O

V laboratoři jej lze připravit methylací imidazolu následovanou deprotonací;^[5] lze také nejprve provést deprotonaci imidazolu za vzniku sodné soli a až poté methylaci.^[6][7]

H₂C₂N(NH)CH + CH₃I → [H₂C₂(NH)(NCH₃)CH]I

[H₂C₂(NH)(NCH₃)CH]I + NaOH → H₂C₂N(NCH₃)CH + H₂O + NaI

Použití

V laboratořích se 1-methylimidazol a jeho deriváty používají jako napodobeniny biomolekul obsahujících imidazolové skupiny.

1-Methylimidazol je též prekurzorem při syntéze methylimidazolových monomerů používaných na výrobu pyrrol-imidazolových polyamidů. Tyto polymery se mohou selektivně vázat na určité sekvence DNA způsobem závislým na konkrétní sekvenci.^[8]

Prekurzor iontových kapalin

1-Methylimidazol může být alkylován na dialkylimidazoliové soli. V závislosti na použitém alkylačním činidlu a protianiontu se mohou tvořit různé iontové kapaliny, například 1-butyl-3-methylimidazoliumhexafluorofosfát ("BMIMPF₆"):^[9][10]

1-methylimidazole lze použít k odstranění kyselin při výrobě diethoxyfenylfosfinu. V tomto procesu reaguje 1-methylimidazol s HCl za vzniku 1-methylimidazoliumhydrochloridu, který se za podmínek reakce samovolně odděluje jako samostatná kapalná fáze.^[9][11]

2 MeC₃N₂H₃ + C₆H₅PCl₂ + 2 C₂H₅OH → 2 [MeC₃N₂H₄]Cl + C₆H₅P(OC₂H₅)₂

Donorové vlastnosti

1-methylimidazolový (NMIz) ligand vytváří oktaedrické ionty M(NMIz)₆²⁺ (M = Fe, Co, Ni a čtvercový ion Cu(NMIz)₄²⁺).^[12]

1-methylimidazol reaguje za vzniku aduktů s Lewisovými kyselinami, jako jsou molybdenperfluorobutyrát a [Rh(CO)₂Cl]₂. Vlastnosti 1-methylimidazolu jako donoru byly analyzovány pomocí ECW modelu, přičemž E_B= 1,16 a C_B= 4,92.