박하뇌

3. 구조

천연 멘톨은 거의 항상 (1''R'',2''S'',5''R'') 형태의 순수한 입체 이성질체로 존재한다. 가능한 8개의 입체 이성질체는 다음과 같다.

4. 생합성

5. 생리적/생물학적 특성

멘톨은 피부의 냉감 수용체인 TRPM8 수용체를 화학적으로 자극하여 시원한 느낌을 준다.^[3] 이는 고추의 매운맛을 내는 캡사이신이 열 감지기를 자극하는 것과 유사하다. (실제 온도 변화는 없다.)^[3] 아이실린은 멘톨보다 약 200배 강한 냉감을 유발한다.

멘톨의 진통 효과는 κ-오피오이드 수용체를 선택적으로 활성화시켜 나타난다.^[4] 멘톨은 칼슘 채널을 차단하고,^[5] 전압 감지 나트륨 채널을 차단하여 신경 활동을 감소시킨다.^[6]

일부 연구에 따르면 멘톨은 GABAA 수용체 양성 알로스테릭 조절제로 작용하여 GABA성 전달을 증가시킨다.^[7] 멘톨은 프로포폴과 유사하지만 덜 강력한 마취 특성을 가지는데, 이는 GABAA 수용체의 동일한 부위와 상호 작용하기 때문이다.^[8] 또한 멘톨은 글리신 수용체의 활성을 강화하고 5-HT3 수용체 및 니코틴성 아세틸콜린 수용체 (nAChRs)를 부정적으로 조절할 수 있다.^[9]

멘톨은 여러 종류의 연쇄상구균 및 유산균에 효과적인 국소 항균제로 치과 치료에 널리 사용된다.^[10] 멘톨은 TRPM8 활성화를 통해 혈압을 낮추고 혈관 수축을 억제한다.^[11]

이부프로펜과 함께 외용약에 배합된 멘톨은 국소 혈관 확장 작용으로 피부 장벽 기능을 저하시켜, 이부프로펜의 소염진통 작용을 증강시킨다.^[42]

(−)-멘톨의 독성은 낮으며, 반수 치사량은 쥐(경구)에서 3300mg/kg, 토끼(피부)에서 15800mg/kg이다.

6. 생산

천연 멘톨은 페퍼민트 오일을 냉각시켜 얻는다. 이렇게 얻어진 멘톨 결정은 여과를 통해 분리한다.^[12]

1998년 멘톨의 총 세계 생산량은 12,000톤이었으며, 그 중 2,500톤이 합성 멘톨이었다. 2005년에는 합성 멘톨의 연간 생산량이 거의 두 배로 증가했다. 멘톨 가격은 10~20달러/kg 범위이며, 최고 40달러/kg에 이르지만 100달러/kg까지 치솟기도 했다. 1985년에는 중국이 세계 멘톨 공급량의 대부분을 생산하는 것으로 추정되었지만, 인도가 중국을 2위로 밀어낸 것으로 보인다.^[14]

멘톨은 다카사고 국제 기업에 의해 연간 3,000톤 규모로 단일 거울상 이성질체 (94% 거울상 과잉)로 제조된다.^[15] 이 과정은 노요리 료지가 이끄는 팀이 개발한 비대칭 합성을 포함하며, 그는 이 과정에 대한 연구로 2001년 노벨 화학상을 수상했다.

이 과정은 미르센으로부터 알릴 아민을 형성하는 것으로 시작하며, 이는 BINAP 로듐 복합체의 존재 하에서 비대칭 촉매 작용 이성질화를 거쳐 (가수 분해 후) 거울상으로 순수한 ''R''-시트론넬알을 생성한다. 이것은 카르보닐-엔 반응에 의해 브롬화 아연으로 시작되어 isopulegol^de로 고리화되며, 이는 다시 수소화되어 순수한 (1''R'',2''S'',5''R'')-멘톨을 생성한다.

또 다른 상업적 과정은 하르만-라이머 공정(현재는 심라이즈의 일부)이다.^[16] 이 과정은 ''m''-크레졸에서 시작하여 프로펜으로 알킬화되어 티몰이 된다. 이 화합물은 다음 단계에서 수소화된다. 라세미 멘톨은 분별 증류로 분리된다. 거울상 이성질체는 메틸 벤조에이트와의 반응, 선택적 결정화 후 가수 분해를 통한 키랄 분해를 통해 분리된다.

7. 용도 (Applications)

멘톨은 립밤, 기침약 등 가벼운 인후염이나 구강 염증 완화를 위한 일반 의약품 및 가려움증을 멈추는 진양제, 근육통이나 염좌 등의 증상을 완화하는 배합제, 울혈 제거제 등에 포함되어 사용된다. 일부 담배 제품에서는 향을 내거나 흡연으로 인한 목이나 호흡기의 염증을 완화할 목적으로 첨가되기도 하며, 구강 청결제의 성분으로도 사용된다.

박하유는 멘톨을 함유한 건강 식품 및 한약재로 판매되며, 동양 의학에서는 소화 불량, 메스꺼움, 인두염, 설사, 감기, 두통 치료에 사용된다. 또한 멘톨은 해충 기피 효과가 있어 기피제로도 활용된다.

멘톨은 아세트산멘틸 등 멘틸 에스테르 합성에 사용되어 장미와 같은 꽃 향기를 내는 데 쓰인다. 유기 화학에서는 불균등 합성에서 키랄 보조기로 사용된다.^[22]

7. 1. 의약품

• 가려움증을 줄이기 위해 가려움증 완화제로 사용된다.
• 국소 진통제로, 근육 경련, 염좌, 두통 등과 같은 가벼운 통증을 완화하는 데 사용되며, 단독으로 또는 캄파, 유칼립투스 오일 또는 캡사이신과 같은 화학 물질과 혼합하여 사용된다. 유럽에서는 젤이나 크림 형태로 나타나는 경향이 있는 반면, 미국에서는 타이거 밤, 아이시 핫 패치 또는 무릎/팔꿈치 슬리브와 같이 패치와 바디 슬리브가 매우 자주 사용된다.
• 경피 약물 전달에서 침투 촉진제로 사용된다.
• 가슴과 부비동용 충혈 완화제 (크림, 패치 또는 코 흡입기)로 사용된다.
• * 예시: Vicks VapoRub, Mentholatum, Axe Brand, VapoRem, Mentisan.
• 일광 화상 치료에 사용되는 특정 약물에 사용되며, 시원한 느낌을 제공한다 (이때 종종 알로에와 관련됨).
• 구강 청정제, 치약, 구강 및 혀 스프레이 등 구강 위생 제품 및 구취 치료제, 그리고 껌 및 사탕과 같은 식품 향료로 흔히 사용된다.
• 물이나 전기가 없는 상태에서 실제 얼음을 대체하여 냉각 효과를 내는 "미네랄 아이스"와 같은 응급 처치 제품 (파우치, 바디 패치/슬리브 또는 크림)에 사용된다.
• 립밤 및 기침약 등 경미한 인후통 및 경미한 구강 또는 인후 자극의 단기 완화를 위한 비처방 제품에 사용된다.
• 최근 연구에서 쥐의 알츠하이머 증상 개선 및 인지 능력 향상이 나타났다.^[18]

7. 2. 화장품

7. 3. 식품

7. 4. 담배

7. 5. 기타

• 꿀벌의 기관 진드기에 대한 살충제로 사용된다.
• 향수 제조에서 멘톨은 멘틸 에스테르를 만드는 데 사용되는데, 특히 장미와 같은 꽃 향을 강조하는 데 사용된다.
• 어린이의 이마에 붙이는 해열 패치부터 다양한 질병을 완화하기 위한 "발 패치"에 이르기까지 다양한 패치 형태로 사용된다. (후자는 아시아, 특히 일본에서 훨씬 더 빈번하고 정교하게 사용된다. 일부 종류는 발을 마사지하고 진정시키고 시원하게 하기 위해 "기능적 돌출부" 또는 작은 융기를 사용한다.)
• 유기 화학에서 멘톨은 비대칭 합성에서 키랄 보조제로 사용된다. 예를 들어, 설피닐 클로라이드와 멘톨로 만든 설핀산염 에스터는 유기리튬 시약 또는 그리냐르 반응을 통해 반응하여 거울상 이성질체 순수한 설폭시드를 만들 수 있다. 멘톨은 키랄 카르복실산과 반응하여 부분입체 이성질체 멘틸 에스터를 생성하며, 이는 키랄 분할에 유용하다.^[22]

8. 반응

멘톨은 일반적인 2차 알코올과 유사하게 여러 방식으로 반응한다. 크롬산, 중크롬산염과 같은 산화제 또는 차아염소산 칼슘에 의해 멘톤으로 산화되며, 이는 그린 케미스트리 경로이다.^[26] 일부 조건에서 Cr(VI) 화합물을 사용한 산화는 더 진행되어 고리가 열릴 수 있다. 멘톨은 2% 황산의 작용에 의해 주로 3-멘텐을 생성하며 쉽게 탈수된다. 오염화 인 (PCl₅)과 반응하면 멘틸 클로라이드를 생성한다.

9. 안전성

멘톨(페퍼민트 오일)의 추정 치사량은 사람의 경우 LD$\_\{50\}$=50–500 mg/kg으로 낮을 수 있다. 쥐의 경우 3300 mg/kg, 생쥐의 경우 3400 mg/kg, 고양이의 경우 800 mg/kg이다.

8~9g 복용 후 생존한 사례가 보고되었다.^[36] 과다 복용 시 증상으로는 복통, 운동실조, 심방세동, 서맥, 혼수, 현기증, 무기력, 메스꺼움, 발진, 떨림, 구토, 현기증이 있다.^[37]

참조

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