甲基（methyl group）可看作甲烷分子中去掉一個氫原子后剩下的一價基團（-CH3）。所有的烷烴及許多重要的有機化合物分子，如乙烷、丙烯、甲苯、氯甲烷、甲醇、乙醛、丙酮、醋酸、甲基氯硅烷等都含有此基團。分子中引入甲基的反應稱“甲基化反應”。常用的甲基化試劑有鹵甲、甲醇、硫酸二甲酯、重氮甲烷等。甲基是有機化合物中經常出現的結構單位，甲基正離子，甲基自由基·CH3，甲基陰離子是在有機化學反應中生成的短壽命活性中間體。
主要反應
氧化反應
甲基的氧化反應是按自由基連鎖反應的機理進行的。在反應過程中，甲基先與氧化劑（氧氣，高錳酸鉀等）形成過氧化物，然后分解得到氧化產物，如醇、醛、羧酸。微生物也可以氧化甲基，在微生物氧化酶的催化下，通過氫的過氧化作用，將分子氧引入正烷烴分子，形成氫過氧化物，氫過氧化物再依次分解形成最初的醇、醛、脂肪酸。脂肪酸通過β-氧化途徑繼續氧化，生成乙酰輔酶A，進入三羧酸循環。綠膿桿菌可以將甲苯氧化為苯甲酸，表面活性劑的甲基氧化主要是親油基末端的甲基氧化為羧基的過程，反應為
去質子化反應
去質子化與質子化相對，是從分子中脫去質子（H）產生其共軛堿的過程，丁烷生成丁烯及異丁烷生成異丁烯是典型的生成烯烴的反應，以制取烯烴為目的是很少的，大多數是用來作為制取二烯烴的前段反應，反應為
自由基反應
共價鍵斷裂后，共用電子對平均分給兩個成鍵原子，這種共價鍵的斷裂方式稱為均裂。由共價鍵均裂而產生的帶有單電子的原子或基團稱為自由基或游離基。共價鍵均裂生成自由基的反應稱為自由基反應，自由基反應一般在氣相或非極性溶劑中進行，往往是在高溫或光照下使共價鍵發生均裂。自由基反應又分為自由基取代和自由基加成反應，甲烷與氯氣反應過程中生成甲基自由基，該反應為
甲基化
甲基化（Methylation）是烴化中最重要的反應，廣泛用于藥物合成和制藥工業。引入甲基時稱甲基化。常用的甲基化試劑有碘甲烷、硫酸、二甲、重氮甲烷等。如茶堿在堿性（pH9.4～9.6）和微溫（38～45℃）的條件下，用硫酸二甲酯順利進行甲基化而得到咖啡因。特殊的甲基化有用過氧化二乙酰，以游離甲基的形式進行，如環的甲基化，就是用過氧化二乙在加熱下進行。
金屬甲基化
許多微生物能使金屬甲基化，金屬甲基化中最常甲基化的元素依次是汞、和，其次是磷、鉛。金屬甲基化可以使金屬揮發，保護生物體免受有毒金屬的毒害，也就是去毒的過程；因此，可以利用甲基化過程修復金屬污染。很多種類的細菌和真菌可使金屬甲基化，細菌大多數是好氧菌，少部分是厭氧菌。微生物對于甲基化有選擇性，雜色曲霉和灰綠曲霉可以甲基化砷，但是不能甲基化硒；而產黃青霉、特異青霉和黑曲霉可以甲基化砷、硒等。金屬的甲基化作用有生物和非生物作用。生物作用過程比較復雜，并且有些細節還不是十分清楚。
DNA甲基化
脫氧核糖核酸的甲基化修飾是真核生物基因表達調控的特點之一。DNA甲基化是指在DNA甲基轉移酶（DNA Methyltransferases，DNMTs)的介導下，以腺苷甲硫氨酸（S-adenosylmethionine，SAM)為甲基供體，將二核苷酸中胞嘧啶(C）上第5位碳上的氫用甲基取代，使之變成5-甲基胞嘧啶（5-methylcytosine）的化學修飾過程。DNA甲基化修飾多發生于5'端胞環的第5位碳原子上，與其3'端的鳥嘌呤（G）形成CpG樣結構。CpG（C表示胞嘧啶，G表示鳥嘌呤，中間用一個無差別的磷酸基團相連）樣位點在脫氧核糖核酸中以兩種形式存在，一種是在DNA中分散存在，主要作為宿主基因的一種保護機制，以抑制重復子轉錄和重復子同源性重組，還可以抑制如反轉錄病毒片段等“寄生”DNA序列的侵入，另一種則是高度聚集在一起形成CpG島，其甲基化常控制基因表達，在發育和組織分化中起關鍵性作用。
去甲基化
去甲基化反應就是分子失去一個甲基的反應，如2，2，3-三甲基戊烷在氫氣與催化劑（鈷，）的作用下，除去分子中的一個甲基基團，形成比原來少一個碳原子的烷烴和甲烷，反應如下：
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DNA的去甲基化
人們一直認為DNA甲基化是穩定存在的，大量研究卻顯示這種修飾并不是完全靜態的。DNA甲基化的丟失，即DNA去甲基化可以通過兩條途徑實現：被動去甲基化（passive demethylation）和主動去甲基化。被動去甲基化是指在DNA復制過程中，如果維持性甲基轉移酶DNMT1失活或不表達，DNA甲基化隨著細胞的不斷分裂而逐漸被稀釋；而主動去甲基化是指由酶催化的、將甲基基團從5-甲基胞嘧啶上切除的過程。
轉甲基化
轉甲基化是指甲基從一個化合物轉移到另一個化合物上，如同型半胱氨酸的形成最初來自甲硫氨酸，在腺苷轉移酶的作用下，與腺三磷酸（ATP)反應生成腺苷甲硫氨酸，此化合物被用做甲基供體以生成各種甲基化合物，再在甲基轉移酶作用下，將甲基轉移給甲基接受體，脫腺苷成為同型半胱氨酸，作為膽堿氧化形式的甜菜堿等也起甲基供體作用。甲基轉移反應不僅與含有甲基的膽堿、肌酸、鹽酸腎上腺素等物質的生成有關系，也與解毒、磷酸甘油酯的變化、核酸及蛋白質的甲基化也有關系，在生理上也是重要的，已知有數十種對各種化合物具特異的轉甲基酶。
甲基化試劑
重氮甲烷 重氮甲烷（diazomethane）是一種極毒的、致癌的、爆炸性黃色氣體，相對分子質量為42.04，用于有機化學作為甲基化試劑，它是兩種異構體的共振混合物：CH2=N+=N-→CH2-=N+=N。
碘甲烷 碘甲烷室溫下為無色液體，沸點為42.5℃，但因暴露于空氣中析出游離碘而逐漸變成黃色或褐色。由于它是唯一的室溫下呈液體的一鹵代甲烷，所以它是實驗室里常用的甲基化試劑，但由于價格較貴，在工業上很少使用。碘甲烷由甲醇、碘和紅磷作用制得。
甲醇 純的甲醇為無色液體，有很大的毒性，主要危害是損害人的視神經系統，蒸氣與眼接觸可引起失明，內服能使人的雙目失明甚至中毒死亡。甲醇是重要的工業原料，可用作溶劑、燃料、甲基化試劑。甲醇最早是由木材碳化而得，故甲醇又稱木精。工業可以用CO和H2或者天然氣為原料經高溫、高壓催化制取。
氯化芐 氯是無色液體，沸點為179℃，具有強刺激性氣味。蒸氣有催淚作用，能刺激皮膚和呼吸道，不溶于水，溶于乙醇、乙醚、三氯甲烷等有機溶劑。有強毒性，空氣中允許量為1μg/g，在空氣中爆炸極限為1.1%～14%（體積分數）。芐氯可以用作苯甲基化試劑，制造苯甲基化合物，另外其在染料、香料、藥物等工業中也有應用。工業上，芐氯是在光照射下，將氯氣通入沸騰的甲苯中制得。
相關概念
甲基陽離子 甲基陽離子（）是在有機化學反應中生成的短壽命活性中間體，甲基正離子具有8個電子，但它有三個氫和一個碳核共9個質子（原子序數的總和為1+1+1+6=9），所以帶正電荷，藥物代謝或有機化合物反應過程中都能夠產生甲基陽離子。可以作為親核取代中間體存在的碳正離子壽命很短，由于電荷越分散，體系越穩定，所以常見碳正離子的穩定次序為叔烷基正離子＞仲烷基正離子＞伯烷基正離子＞甲基正離子。
甲基陰離子 甲基陰離子（）具有10個電子，但它有三個氫和一個碳核共9個質子（原子序數的總和為1+1+1+6=9），所以帶負電荷，同甲基陽離子一樣，藥物代謝或有機物反應過程中都能夠產生甲基陰離子。
甲基自由基 自由基是指外層軌道上具有不配對電子的原子、原子團或分子。由氧衍生的自由基稱為氧自由基，同樣在高溫下由甲烷熱解產生的自由基稱為甲基自由基（），甲基自由基是結構最簡單的烷基自由基，甲基自由基是平面三角形結構，所有的原子在同一平面上，碳原子發生sp2雜化，三個sp2雜化軌道分別與三個氫的1s軌道重疊形成三個鍵，碳氫鍵之間互成120°，另一個未參與雜化的p軌道與三個鍵所在的平面垂直，p軌道中有一個未成對的單電子。
參考資料 >
Methylium | CH3+ | CID 644094 - PubChem.pubchem.2024-01-03