Metanol, známý také jako dřevný líh nebo metylalkohol, je nejjednodušší alkohol. Je to látka, která je sama o sobě jedovatá a hořlavá. Používá se hlavně jako rozpouštědlo nebo surovina pro další chemickou výrobu. Během alkoholového kvašení vzniká i malé množství metanolu, ale ne v množství, které by bylo nebezpečné pro život.

✅ Metanol i methanol – jsou správné varianty. Ale záleží na kontextu – mimo chemii, kde je možné se setkat v chemickém názvosloví s pojmem methanol, se jinak dle pravidel českého pravopisu píše metanol – bez písmene „h“. Pro jistotu a správnost je však lepší používat formu metanol, kterou doporučuje Internetová jazyková příručka a Nový akademický slovník cizích slov.

Zajímavost: Methanol znali již staří Egypťané, kteří používali dřevný líh připravený destilací dřeva jako jednu z látek při balzamování mumií. V moderní době methanol v čisté formě poprvé připravil Robert Boyle v roce 1661, který jej nazval „spiritus buxi“ (tedy „duch zimostrázu“), protože jej získal suchou destilací dřeva zimostrázu. Jeho objev však upadl téměř v zapomnění, a methanol byl znovuobjeven počátkem 19. století v roce 1812 Philippem Taylorem. V roce 1834 francouzští chemici Jean-Baptiste Dumas a Eugène Péligot určili jeho chemické složení. Moderní metodu výroby z vodního plynu objevil v roce 1923 německý chemik Matthias Pier.

Pravopis a etymologie slova metanol

Metanol pochází z řeckého slova „méthu“, které znamená víno, a přípony „-ol“, která je zkrácením slova „alkohol“.

Dělení slova: me-ta-nol

Příbuzná slova: metanolový (přídavné jméno)

Skloňování slova metanol

Metanol patří mezi podstatná jména rodu mužského neživotného, která se skloňují podle vzoru „hrad“.

Příklady správnoho užití slov „metanol“ a „methanol“:

Ve všech případech lze slovo „methanol“ nahradit za „metanol“ (je to také doporučovaná varianta z pohledu českého pravopisu, se kterou neuděláte nikdy chybu).

• Metanol je jedovatý a může způsobit slepotu nebo smrt.
• Methanol se často používá jako rozpouštědlo v laboratořích.
• Při výrobě biodieselu je jedním z hlavních surovin metanol.
• Methanol je hořlavá látka a musí být skladován s opatrností.
• Metanol vzniká i během přírodního kvašení.
• V chemickém průmyslu se methanol používá jako meziprodukt pro výrobu dalších chemikálií.
• Metanol je také známý jako dřevný líh.
• Methanol může být smrtelný, pokud je požit v malém množství.
• Metanol se používá v automobilových palivech.
• Methanol má nižší bod varu než ethanol.
• Průmyslový metanol obsahuje příměsi, které jej činí nevhodným k pití.
• Methanol je surovinou pro výrobu formaldehydu.
• Metanol je bezbarvý a má lehce nasládlý zápach.
• Methanol se často používá jako přísada do nemrznoucích směsí.
• Metanolová intoxikace může být léčena podáváním etanolu.
• Methanol je součástí směsí paliv pro závodní auta.
• Metanol se někdy přidává do alkoholických nápojů nelegálně.
• Methanol je levnější než ethanol, což vede k jeho častému zneužití.
• Při spalování methanolu vzniká formaldehyd.
• Metanol se používá jako palivo pro některé závodní motory.
• Methanol je také používán jako přísada do benzínu.
• Metanol může způsobit závažné neurologické poškození.
• Methanol je těkavá kapalina s bodem varu kolem 65 °C.
• Metanolová otrava vyžaduje okamžitou lékařskou péči.
• Methanol je základní složkou pro výrobu methylesterů.
• Metanol se často používá při výrobě syntetických vláken.
• Methanol je klíčovým složením při výrobě plastů.
• Metanolová toxikologie zahrnuje léčbu dialýzou.
• Methanol se používá jako náhrada za benzín v některých aplikacích.
• Metanol je méně hustý než voda.
• Methanolová konzumace může vést k metabolické acidóze.
• Metanol se v přírodě vyskytuje jen v malých množstvích.
• Methanol je základní chemikálie v petrochemickém průmyslu.
• Metanol se vyrábí katalytickou hydrogenací oxidu uhelnatého.
• Methanol je často přidáván do levných alkoholických nápojů.
• Metanolová toxikita je způsobena jeho metabolity.
• Methanol se používá při výrobě methylaminů.
• Metanolová otrava se projevuje zvracením a bolestmi hlavy.
• Methanol je výchozí látkou pro výrobu dimethyléteru.
• Metanol může být biologicky rozložen mikroorganismy.
• Methanol je jedním z nejjednodušších alkoholů.
• Metanolová intoxikace může být smrtelná bez léčby.
• Methanol je také používán jako konzervační činidlo.
• Metanol může být používán jako přísada do biopaliv.
• Methanol je součástí směsi při výrobě bionafty.
• Metanol je v těle oxidován na formaldehyd.
• Methanolové páry mohou být inhalovány a způsobit otravu.
• Metanol se používá při výrobě lepidel a nátěrů.
• Methanol je chemicky stabilní a snadno skladovatelný.
• Metanol se používá jako alternativa k tradičním fosilním palivům.

Případy otrav methanolem

• Česká republika – v září 2012 došlo v České republice k otravě metanolem u desítek osob, zejména v Moravskoslezském kraji, ale i v dalších částech republiky. Téměř čtyři desítky lidí zemřely. Zdrojem byly pravděpodobně lihoviny (vodka a tuzemák) ze šestilitrových barelů.
• Estonsko – v září 2001 se podobná série otrav odehrála v Pernovském kraji v Estonsku, kde nápoje vyrobené z metanolu z odcizených sudů způsobili smrt 68 lidí a trvalé následky dalším 43 osobám.
• Indie a Bangladéš – pančovaný alkohol s nadměrným množstvím metanolu způsobil úmrtí i v jiných státech. V roce 1981 zahynulo v indickém Bengalúru 308 lidí, v bangladéšském Narsingdi zemřelo v roce 1999 celkem 113 lidí a v roce 2000 v keňském Nairobi zemřelo 137 lidí.
• Slovensko – v březnu 1957 železniční zaměstnanci v Čierné nad Tisou odcizili z cisterny desítky litrů methylalkoholu, což vedlo k úmrtí nejméně 7 lidí a desítky dalších byly hospitalizovány. Tato událost se stala námětem filmu „Černá sobota“ z roku 1960.
• Československo – na českém území je historicky zmiňován jediný srovnatelný incident z konce druhé světové války, kdy sovětští vojáci požili metanol z cisterny z chemičky v Ústí nad Labem. Podle archiváře Vladimíra Kaisera na následky otravy tehdy zemřelo sedm sovětských vojáků a jeden Čech.

Tyto případy ilustrují vážné nebezpečí spojené s požitím metanolu a důležitost správné regulace a kontrol výroby a distribuce alkoholických nápojů.

Výroba methanolu

Metanol, také známý jako dřevný líh, se původně vyráběl suchou destilací dřeva, především bukového. Tento proces zahrnoval získání směsi metanolu, kyseliny octové a acetonu. Následně byla kyselina octová neutralizována hydroxidem vápenatým (vápnem), a metanol se oddělil od acetonu destilací. Tato metoda vedla k pojmenování metanolu jako dřevný líh.

V současné době se metanol průmyslově vyrábí katalytickou hydrogenací oxidu uhelnatého. Tento proces zahrnuje reakci oxidu uhelnatého s vodíkem za vysokých teplot (250 °C) a tlaků (5 až 10 MPa) v přítomnosti katalyzátorů na bázi směsi mědi, oxidu zinečnatého a oxidu hlinitého. Chemická rovnice této reakce je:

CO+2H2→CH3OHCO+2H2​→CH3​OH

Uvedená reakce je vratná a za nižších teplot a tlaků v přítomnosti solí trojmocného chromu probíhá opačným směrem.

Vlastnosti methanolu

Prostorový model molekuly methanolu

Geometrie molekuly methanolu je znázorněna na obrázku modelu vlevo. Díky volné otáčivosti částí molekuly kolem σ-vazby mezi uhlíkovým a kyslíkovým atomem se vodík hydroxylové skupiny (OH) může nacházet v různých polohách vůči vodíkům methylové skupiny (CH₃). Nicméně konformace s nejnižší energií je ta, kdy rovina definovaná vazbami H—O—C půlí úhel definovaný trojicí atomů H—C—H methylové skupiny. Tato konformace je zobrazena na uvedeném obrázku.

Fyzikální vlastnosti methanolu

Z molekulové hmotnosti methanolu by vyplývalo, že jeho bod varu bude velmi nízký, kolem −170 °C. Ve skutečnosti však bod varu methanolu činí přibližně +65 °C. Tento rozdíl je způsoben tím, že atom vodíku hydroxylové skupiny vytváří vodíkovou vazbu s kyslíkem jiné molekuly methanolu, což vede ke zvýšení bodu varu. Podobný jev lze pozorovat také u vody.

Rozpoznání methanolu

Laboratorní detekce methanolu se provádí plynovou chromatografií. Methanol nelze rozpoznat podle chuti, vůně ani vzhledu, a ani orientační zkouška podle barvy plamene není bezpečná. Ethanol i methanol hoří modrým plamenem, a přítomnost stopových množství sodíku může zbarvit plamen žlutě, což může způsobit modro-oranžový plamen. Proto není tato metoda spolehlivá pro rozlišení těchto alkoholů.

Další způsob detekce methanolu spočívá v jeho oxidaci na formaldehyd pomocí manganistanu draselného. Pokud je methanol přítomen, manganistan se redukuje na oxid manganičitý, který se vyloučí v pevném stavu. Experiment lze popsat následovně: do nádoby se smísí asi 1 ml vzorku s 4 ml 40% kyseliny sírové. Při stálém chlazení a promíchávání se postupně přidává asi 1 g jemně drceného manganistanu. Pokud vzorek obsahuje methanol, zmizí červenofialové zbarvení roztoku a začne se sedimentovat oxid manganičitý.

Výskyt methanolu v přírodě

Methanol vzniká v malých množstvích rozkladem organických látek působením některých mikroorganismů, například oxidací methanu bakteriemi rodu Methylococcus. Ve vzduchu se methanol velmi rychle oxiduje na oxid uhličitý a vodu pod vlivem slunečního záření.

Methanol se také tvoří na prachových zrnkách mezihvězdné látky v prachoplynných mračnech v blízkosti mladých hvězd.

Metabolismus a fyziologické působení methanolu

Methanol se metabolizuje především v játrech pomocí enzymu alkoholdehydrogenázy na formaldehyd. Formaldehyd se dále přeměňuje pomocí aldehyddehydrogenázy a dalších enzymů na kyselinu mravenčí. Alternativní cesta ke kyselině mravenčí je oxidace folátovou metabolickou dráhou, která hraje důležitou roli v metabolismu jednouhlíkatých zbytků. Byla prokázána závislost rychlosti této přeměny na koncentraci tetrahydrofolátu v játrech – primáti, včetně člověka, mají tuto koncentraci výrazně nižší než potkani, což zpomaluje odbourávání kyseliny mravenčí. Konečným produktem oxidace methanolu přes kyselinu mravenčí je oxid uhličitý.

Otrava methanolem se projeví po několika hodinách mírně zrychleným vnímáním okolí, bolestí hlavy, ospalostí a bolestí břicha.

Jedovatost methanolu

Jedovatost methanolu nespočívá pouze v působení této látky, ale především v působení jejích rozkladných produktů – formaldehydu a kyseliny mravenčí. Methanol se metabolizuje zhruba poloviční rychlostí oproti ethanolu. Celková eliminace methanolu je pomalá, odpovídá zhruba sedmině rychlosti pro ethanol. Ethanol má přibližně dvacetkrát vyšší afinitu k alkoholdehydrogenáze než methanol, což umožňuje podávat ethanol nebo fomepizol jako antidotum při intoxikaci, protože zpomalují metabolismus methanolu a snižují jeho biochemické a klinické účinky.

Hlavním rizikem při intoxikaci methanolem je metabolická acidóza se zvětšeným anionovým oknem způsobená hromaděním kyseliny mravenčí a později i kyseliny mléčné. Dochází k útlumu centrálního nervového systému, poškození sítnice a v některých případech k trvalé úplné slepotě. Časné příznaky otravy zahrnují opilost a ospalost, které se po 8 až 36 hodinách přidávají k bolesti hlavy, závratím, kómatu nebo křečím. Zornice mohou být roztažené s pomalou nebo žádnou reakcí na světlo. Zrak může být zhoršený nebo rozmazaný, může nastat úplná slepota. V akutní fázi je běžné překrvení čočky, bolesti břicha a někdy akutní pankreatitida.

Methanol se snadno vstřebává všemi cestami – především z trávicího traktu, vdechováním nebo přes kůži. Požití dávek 4–10 cm³ může způsobit trvalou slepotu. Individuální rozdíly ve vnímavosti jsou značné, byla hlášena přežití i po dávkách 500–600 cm³, možná díky současnému požívání ethanolu. Při hromadné otravě po požití falšovaného vína v Itálii v roce 1986 bylo zjištěno, že při hladinách pod 200 mg/dm³ kyseliny mravenčí v moči se nevyvinuly žádné příznaky ani klinické projevy intoxikace.

První pomoc při intoxikaci methanolem

Při podezření na otravu methanolem je nezbytné jednat rychle. Prvním krokem je vypít přibližně dvě deci kvalitního 40% alkoholu, například vodky. Ethylalkohol (etanol) je totiž v játrech odbouráván přednostně před methanolem, čímž se zabrání přeměně methanolu na toxickou kyselinu mravenčí. Tím se získává čas pro lékařský zásah. Po vypití alkoholu je nutné okamžitě vyhledat lékařskou pomoc.

Proč funguje ethylalkohol jako první pomoc?

Methanol se v těle metabolizuje na toxický formaldehyd a kyselinu mravenčí, které mohou způsobit těžkou metabolickou acidózu, poškození sítnice vedoucí k oslepnutí a další závažné zdravotní komplikace. Ethylalkohol (etanol) soutěží s methanolem o stejné enzymy v játrech (alkoholdehydrogenáza), které methanol metabolizují. Protože má etanol vyšší afinitu k těmto enzymům, blokuje přeměnu methanolu na jeho toxické metabolity.

Další kroky po podání první pomoci

• Okamžitý transport do nemocnice – po podání etanolu je nezbytné pacienta co nejdříve dopravit do nemocnice.
• Lékařská péče – v nemocnici může být podán další etanol intravenózně, nebo může být použit fomepizol, což je specifický inhibitor alkoholdehydrogenázy.
• Hemodialýza – v případě těžké otravy může být nezbytná hemodialýza, která pomůže odstranit methanol a jeho metabolity z krevního oběhu.

Varování: Nikdy se nespoléhejte pouze na první pomoc etanolem. Tato metoda je pouze dočasným opatřením, které má zabránit okamžitému rozvoji toxických účinků methanolu. Otrava methanolem je vážný stav, který vyžaduje odbornou lékařskou péči.

Průmyslové syntézní postupy pro výrobu methanolu

Mezi významné průmyslové postupy syntézy metanolu patří metody vyvinuté firmami Lurgi a ICI (Imperial Chemical Industries). Tyto postupy zahrnují kompresi syntézního plynu (směs CO a H₂, získaná například reformováním zemního plynu) a následnou chemickou přeměnu při teplotách 250–260 °C za vysokého tlaku 5–10 MPa na katalyzátoru obsahujícím oxidy mědi a zinku na aluminovém nosiči.

Proces výroby methanolu

• Kompresní fáze – syntézní plyn se nejprve stlačuje na požadovaný tlak.
• Chemická přeměna – v reaktoru probíhá exotermní reakce, kde se oxid uhelnatý a vodík mění na metanol. Teplota reakce se kontroluje buď trubkovým reaktorem, nebo adiabatickým reaktorem dochlazovaným vstřikováním chladného syntézního plynu.
• Oddělení produktů – po ochlazení produktů se metanol odděluje od syntézního plynu, který se částečně recykluje. Zbytek se spaluje, aby nedošlo k zakoncentrování inertních složek.
• Destilace – metanol se dále destiluje, aby se odstranily lehčí vedlejší produkty a voda, čímž se získá čistý metanol.

Použití methanolu

Methanol je tedy univerzální chemikálie s širokým spektrem využití, od výroby paliv přes průmyslové chemikálie až po ekologické hnací plyny. Methanol má široké spektrum využití, mimo jiné jako:

• Rozpouštědlo – methanol se často používá jako rozpouštědlo v chemických reakcích a laboratorních procesech.
• Přepracování rostlinných olejů na bionaftu – methanol se používá při transesterifikaci řepkového oleje nebo jiných rostlinných olejů na bionaftu, konkrétně na směsi methyl-esterů mastných kyselin, jako je MEŘO.
• Přísada do nemrznoucích směsí – methanol je běžně přidáván do nemrznoucích směsí kvůli svým vlastnostem snížení bodu tuhnutí.
• Denaturační činidlo – dříve se methanol používal k denaturaci ethanolu, což se dnes prakticky nepoužívá.
• Přísada do pohonných látek – methanol může být přidáván do pohonných látek nebo použit jako samostatná pohonná látka, zejména u přeplňovaných spalovacích motorů, hlavně v USA.
• Surovina pro výrobu organických látek
  • Formaldehydy – methanol je oxidován nebo oxidativně dehydrogenován na formaldehyd.
  • Kyselina mravenčí a octová – methanol se používá při výrobě kyseliny mravenčí a kyseliny octové, například procesem Monsanto.
  • Dimethylether – slouží jako ekologický hnací plyn pro aerosolové spreje.
  • Methyl(terc-butyl)ether (MTBE) – používá se jako aditivum do benzinu. Vzhledem k podezření na karcinogenitu se hledají alternativy jeho nahrazení.
• Alternativní výroba paliv a olefinů (jako jsou benzíny a plynové oleje) – methanol se využívá při alternativní výrobě směsí podobných benzínům a plynovým olejům, s následným přepracováním na paliva. Tyto postupy se aplikují například na Novém Zélandu a zvažují se v dalších státech (průmyslové procesy MTO, MTG, MTP = methanol to olefines/gasoline/propylene vyvinuté firmami Sud Chemie, Lurgi, UOP).
• Výhledově se uvažuje o využívání methanolu pro budoucí využití v palivových článcích, což by mohlo otevřít nové možnosti pro ekologickou dopravu a energetiku.

Výroba chemické látky methanol v číslech

V roce 2007 bylo na světě vyrobeno přibližně 40 milionů tun metanolu tímto postupem. Průmyslová výroba metanolu tak nejenže využívá moderní technologické postupy, ale také efektivně zpracovává syntézní plyn na jeden z nejdůležitějších průmyslových alkoholů.