)甲基化试剂
三氟甲磺酸甲酯
三氟甲磺酸甲酯、三氟甲基磺酸甲酯（MeOTf），化学式为CF3SO2-OCH3，是很强的甲基化试剂。它所发生的甲基化反应要比碘甲烷和硫酸二甲酯快约104倍，只亚于氟甲烷-五氟化锑的混合溶液。[1][2]
三氟甲磺酸甲酯可由等物质的量的三氟甲磺酸与硫酸二甲酯在全玻璃容器中反应，并用K2CO3干燥，再次蒸馏制得。[3][4]它与氟磺酸甲酯都有很强的毒性。
氟磺酸甲酯
氟磺酸甲酯，谑称为魔幻甲基（Methyl magic），化学式为F-SO2-OCH3，是很强的甲基化试剂，比碘甲烷、硫酸二甲酯要强约104倍。
氟磺酸甲酯可由等物质的量的氟磺酸与硫酸二甲酯反应蒸馏制得。它与三氟甲磺酸甲酯都具有非常高的毒性（LD50(鼠) ~ 5 ppm），会对呼吸系统造成刺激，引起肺水肿。原理可能是对细胞膜中脂类的烷基化作用。
硫酸二甲酯
硫酸二甲酯（DMS）是一个有机化合物，分子式写为(CH3O)2SO2、(CH3)2SO4或Me2SO4，可看作硫酸的二甲基酯。在有机合成中主要用作甲基化试剂。标准状态下，硫酸二甲酯为无色油状液体，带有轻微的葱头气味。它与所有的强烷基化试剂类似，具高毒性，皮肤接触或吸入均有严重危害。在有机化学中的应用已逐渐被低毒的碳酸二甲酯和三氟甲磺酸甲酯所取代。
历史
19世纪早期首次制得了不纯的硫酸二甲酯，之后P.Claesson广泛研究了其制备方法。
生产
实验室中制备硫酸二甲酯的方法有很多种，典型的如甲醇用硫酸酯化：
2 CH3OH + H2SO4 → (CH3)2SO4 + 2 H2O
蒸馏硫酸氢甲酯制取：
2 CH3HSO4 → H2SO4 + (CH3)2SO4
利用亚硝酸甲酯与氯磺酸甲酯的反应：
CH3ONO + (CH3)OSO2Cl → (CH3)2SO4 + NOCl
硫酸二甲酯在美国的工业生产开始于20年代20年代，常利用二甲醚与三氧化硫的连续反应：
(CH3)2O + SO3 → (CH3)2SO4
用途
硫酸二甲酯最常用于对酚、胺和硫醇进行甲基化，反应通常以SN2机理进行，且DMS中第一个甲基转移的速度更快。尽管此类烷基化反应相对高效，硫酸二甲酯的价格也不昂贵，但它的高毒性极大限制了其应用。其他的甲基化试剂中，碘甲烷毒性较低但价格较贵，也可用于O-甲基化；[碳酸二甲酯毒性更低，可用于N-甲基化。[一般在选用甲基化剂时，需要综合考虑试剂的毒性及反应的效果。
O-甲基化
Me2SO4对酚的甲基化反应是其最广泛的应用。该反应对一些简单的醇也适用，比如硫酸二甲酯与叔丁醇反应，可将其转化为甲基叔丁基醚：
2 (CH3)3COH + (CH3O)2SO2 → 2 (CH3)3COCH3 + H2SO4
醇盐也可被甲基化：
RO - Na + + (CH3O)2SO2 → ROCH3 + Na(CH3)SO4
硫酸二甲酯对碳水化合物的O-甲基化是哈沃斯法（Haworth）测定糖环形结构的基础，一般反应在碱溶液中进行。[7]另一种甲基化测定方法以碘甲烷-氧化银作试剂。
N-甲基化
Me2SO4与胺反应发生N-甲基化，可用于制备季铵盐或叔胺：
C6H5CH=NC4C9 + (CH3O)2SO2 → C6H5CH=N+(CH3)C4C9 + CH3OSO3-
含脂肪链的季铵盐可用作表面活性剂或纤维软化剂。与叔胺的反应如下：
p-CH3(C6H4)NH2 + (CH3O)2SO2 -(NaHCO3)→ p-CH3(C6H4)N(CH3)2 + Na(CH3)SO4
S-甲基化
硫酸二甲酯与硫醇盐的反应和与醇的反应类似，只是被甲基化的原子变为硫原子：
RS-Na+ + (CH3O)2SO2 → RSCH3 + Na(CH3)SO4
例如：
p-CH3C6H4SO2Na + (CH3O)2SO2 → p-CH3C6H4SO2CH3 + Na(CH3)SO4
该反应可用来制备硫酯：
RC(O)SH + (CH3O)2SO2 → RC(O)S(CH3) + HOSO3CH3
其他用途
硫酸二甲酯可以对DNA中鸟嘌呤的咪唑环N7位甲基化，修饰后甲基化G与核糖之间的糖苷键变得不稳定，在碱性条件下与哌啶作用，磷酸二酯键断裂，产生两个DNA片段。该过程可用于测定碱基顺序，打断DNA链，等等。此外，用硫酸二甲酯和酸处理DNA后，鸟嘌呤的N7与腺嘌呤的N3位都发生甲基化，处理后得到5'-DNA片段与核苷酸5'-羟基相连，3'-DNA片段与核苷酸3'-羟基相连的产物。这可看作对嘌呤碱基的特异反应。
安全
硫酸二甲酯是潜在的致癌物质和诱变剂，具挥发性、毒性、腐蚀性及环境危害，可通过皮肤、黏膜和胃肠吸收。其中毒症状可能延迟6-24小时显现出来，从而会造成对中毒源的不敏感及症状的进一步恶化。少量的硫酸二甲酯泄露可用浓碱溶液，如氨水、碱金属氢氧化物溶液等使之水解处理，但大量泄漏时，水解反应可能会非常剧烈。普通水与硫酸二甲酯反应的最终产物为甲醇与硫酸，反应较慢且产物对环境有害，因而硫酸二甲酯的泄露不可用水处理。
碘甲烷
碘甲烷是一个卤代烃，分子式写为CH3I、MeI，是甲烷的一碘取代物。室温下为密度大的挥发性液体，偶极矩1.59D，折射率1.5304（20°C、D）、1.5293（21°C、D）。碘甲烷可与常见的有机溶剂混溶，纯品无色，暴露于阳光下会分解出I2而带紫色，可通过加入金属铜去除。碘甲烷少量存在于稻田中。碘甲烷是有机合成中常用的甲基化试剂。
碘甲烷是SN2取代反应的理想底物，一方面由于其位阻效应很小，便于亲核试剂进攻；另一方面由于碘离子是很好的离去基团。因此，碘甲烷可用于对酚和羧酸进行甲基化：
这些例子中，碱（K2CO3或Li2CO3）移除羧酸或酚的酸性质子，使之形成羧酸根离子和酚盐离子，然后作为亲核试剂发生SN2反应。
根据软硬酸碱理论，碘是“软”的阴离子，因而碘甲烷所参与的甲基化反应也应在两位亲核试剂较“软”的一段发生。比如，在与硫氰酸根离子反应时，S更软，因而从S原子进攻的可能性较从N原子进攻的可能性大，产物主要是硫氰酸甲酯（CH3SCN）而非CH3NCS。而且，碘甲烷与1,3-二羰基化合物生成的烯醇盐之间发生的反应也可用以上理论来解释。相对于碳原子，氧原子较硬，碘甲烷参与的反应也几乎都生成C-甲基化的产物。
虽然一般不用碘代烃来生成格氏试剂，但由于氟甲烷、一氯甲烷和溴甲烷在室温下都为气体，所以碘甲烷也是制取一碳格氏试剂的主要原料，生成的格氏试剂称为碘化甲基镁MeMgI。该生成反应速率很快，常用于演示格氏试剂的制备。碘化甲基镁的应用在某些方面现在已被甲基锂所取代。
在蒙山都法中，甲醇与碘化氢反应生成的中间体MeI，很快便在铑催化剂存在下与一氧化碳反应生成乙酰碘，然后水解生成目标产物乙酸。MeI在270°C水解生成碘化氢、一氧化碳和二氧化碳。
制备
在甲醇与红磷的混合物中加入碘时，会发生放热反应而生成碘甲烷：
5 CH3OH + P + 2.5 I2 → 5 CH3I + H3PO4 + H2O
反应中生成了三碘化磷中间体，起到了与甲醇发生碘化反应的作用。
此外，碘甲烷也可由硫酸二甲酯与碘化钾在碳酸钙存在下反应制得：
(CH3O)2SO2 + KI → K2SO4 + 2 CH3I
先将反应产物蒸馏，然后用Na2S2O3、水和Na2CO3溶液洗涤，便可得到纯净的碘甲烷。
甲基化反应
碘甲烷是很好的甲基化试剂，但仍有一些缺点：
1.它相对分子质量较大，一摩尔MeI的质量几乎等于三摩尔CH3Cl的质量；
2.碘化合物较氯化物和溴化物仍显得比较昂贵，因而在工业上更加便宜的硫酸二甲酯仍有不少应用，尽管它的毒性比碘甲烷要高出很多；
3.碘离子离去基团可能会造成副反应；
4.碘甲烷的毒性比相应的氯化合物和溴化合物要大，对生产工人很不利。
因此在选择甲基化试剂时，通常要均衡考虑价格、来源、毒性、化学选择性及反应容易程度等诸多因素。
用途
除了用作甲基化试剂外，碘甲烷的应用还有：
曾被提议用作杀菌剂、除草剂、杀虫剂或杀线虫剂及灭火器组分
用作土壤消毒剂，作为溴甲烷（被蒙特利尔公约禁止使用）的替代品
由于折射率的缘故，碘甲烷在显微镜方面也有应用
毒性
小白鼠口服碘甲烷的LD50为76mg/kg。在IARC、ACGIH、NTP或EPA分类中，碘甲烷属于可能致癌物质；IARC（国际癌症研究机构）将其划为第三类，即“尚不清楚其对人体致癌作用”。
肝脏中，碘甲烷被代谢为S-甲基谷胱甘肽。吸入碘甲烷的烟雾可能造成对肺、肝、肾和中枢神经系统的损伤，可能导致恶心、眩晕、咳嗽或呕吐，长期皮肤接触会造成灼伤，吸入大量会造成肺水肿。
碳酸二甲酯
碳酸二甲酯（DMC）是一个有机化合物，可看作碳酸的二甲基酯。它是可燃的澄清液体，沸点90°C，不溶于水，可用作甲基化试剂。相比其他甲基化试剂，如碘甲烷和硫酸二甲酯，碳酸二甲酯毒性较小，而且可被生物降解。
以前以光气为原料制取碳酸二甲酯的方法已不常用，取而代之的是用甲醇在氧气存在下的催化氧化羰基化反应制得，较之以前的方法更加环保。
碳酸二甲酯可对苯胺、酚和羧酸进行甲基化，但很多反应都需高压。可以在回流DMC时加入DBU，以催化碳酸二甲酯甲基化羧酸的反应：
DBU存在下，碳酸二甲酯对苯乙酸进行甲基化重氮甲烷
重氮甲烷是最简单的重氮化合物，化学式为CH2N2，室温下是一个不稳定的黄色有毒气体，具爆炸性，一般均使用它的乙醚溶液。它用作甲基化试剂，也用于制取亚甲基卡宾。
重氮甲烷是一个线形分子，有多个共振式，中间的氮原子带有部分正电荷，两端的碳和氮原子带有部分负电荷。其分子中可能还含有三原子四电子的大π键，从而导致重氮甲烷的偶极矩实际上并不大，与共振结构预测的结果有偏离。
制备
实验室中制取的重氮甲烷的量通常以mmol计，方法是用N-甲基-N-亚硝基对甲苯磺酰胺（Diazald）的二乙二醇二甲醚和乙醚溶液与温热的氢氧化钠水溶液反应，蒸馏提纯；[1]或以1-甲基-3-硝基-1-亚硝基胍（MNNG）为原料，低温加入氢氧化钾水溶液也可得到重氮甲烷
甲基化试剂
甲基化试剂反应
一般使用的是重氮甲烷的乙醚溶液。它可以进行的反应有：
将酰氯转化为多一个碳的羧酸、酯或酰胺（Arndt-Eistert合成）。反应首先生成重氮酮，氧化银催化下氮气离去，生成酰基卡宾，重排得到烯酮，再与水、醇或胺（氨）反应生成羧酸或羧酸衍生物。
与醛、酮反应生成多一个碳原子的酮（Buchner-Curtius-Schlotterbeck反应(1885)）。首先发生亲核加成，之后也涉及基团的迁移。该反应可用于环酮的扩环，副产物是环氧化合物。 光解或热解生成亚甲基卡宾并放出氮气，常用作卡宾的来源。
甲基化试剂：与羧酸反应生成甲基酯，与酚、β-二酮及β-酮酯的烯醇型生成甲基醚。
与碱性的2H2O发生氢离子交换，生成氘代的C2H2N2。
检验
重氮甲烷的含量可通过两种方法获得：一是与一定量且过量的苯甲酸在冷乙醚中反应，剩余的苯甲酸用基准氢氧化钠滴定；二是用分光光度法分析重氮甲烷的乙醚溶液，其在410nm处的消光系数为7.2。
