Menthol (DL- Menthol) là một hợp chất hữu cơ tổng hợp hoặc thu được từ cornmint, bạc hà hoặc dầu bạc hà khác. Nó là một chất sáp tinh thể, rõ ràng hoặc có màu trắng, đó là rắn ở nhiệt độ phòng và tan chảy một chút ở trên. Hình thức chính của tinh dầu bạc hà xảy ra trong tự nhiên là (-)-tinh dầu bạc hà, được chỉ định cấu hình (1R, 2S, 5R). Menthol có gây tê cục bộ và chất lượng counterirritant, và nó được sử dụng rộng rãi để làm giảm kích thích cổ họng nhỏ. Menthol cũng hoạt động như một chủ vận kappa yếu thụ thể opioid.
Dược động học:
Tự nhiên tinh dầu bạc hà tồn tại như một stereoisomer trong sáng, gần như luôn luôn dưới hình thức (1R, 2S, 5R) (góc dưới cùng bên trái của sơ đồ dưới đây). Tám lập thể có thể là:

Cấu trúc của các đồng phân của tinh dầu bạc hà

Trong các hợp chất tự nhiên, nhóm isopropyl là định hướng xuyên methyl và các nhóm hydroxyl. Vì vậy, nó có thể được rút ra trong bất kỳ cách được hiển thị:

Menthol ghế cấu Ball-dính mô hình 3D làm nổi bật dáng ghế tinh dầu bạc hà

(+) Và (-) đồng phân đối của tinh dầu bạc hà là ổn định nhất trong số này dựa trên conformations cyclohexane của họ. Với chiếc nhẫn trong một cấu ghế, cả ba nhóm cồng kềnh có thể định hướng ở vị trí xích đạo.

Hai dạng tinh thể cho tinh dầu bạc hà racemic đã tan chảy của 28 ° C và 38 ° C. Tinh khiết (-)-menthol có bốn hình thức tinh thể, trong đó ổn định nhất là hình thức α, kim rộng quen thuộc.

Menthol của khả năng để hóa học kích hoạt các lạnh-nhạy cảm TRPM8 thụ thể ở da chịu trách nhiệm về các cảm giác làm mát nổi tiếng nó khiêu khích khi hít vào, ăn, hoặc áp dụng cho da . Trong ý nghĩa này., Nó là tương tự như để capsaicin, các hóa học chịu trách nhiệm cho cay của ớt (kích thích các cảm biến nhiệt, mà không gây ra một sự thay đổi nhiệt độ thực tế).

Menthol của thuộc tính giảm đau được trung gian thông qua một kích hoạt lựa chọn của κ-opioid thụ . Menthol cũng ngăn chặn các kênh natri điện áp-nhạy cảm, làm giảm hoạt động thần kinh mà có thể kích thích cơ bắp. Menthol cũng tăng cường các hiệu quả của ibuprofen trong các ứng dụng tại chỗ thông qua giãn mạch , làm giảm chức năng bảo vệ da.
Sự xuất hiện

Mentha arvensis là loài chính của bạc hà được sử dụng để làm cho các tinh thể tinh dầu bạc hà tự nhiên và vảy tinh dầu bạc hà tự nhiên. Loài này chủ yếu được phát triển trong khu vực Uttar Pradesh ở Ấn Độ.

(-)-Menthol (còn được gọi là l-tinh dầu bạc hà hoặc (1R, 2S, 5R)-menthol) xảy ra tự nhiên trong tinh dầu bạc hà (cùng với một menthone ít, ester acetate mentyl và các hợp chất khác), thu được từ Mentha x piperita. Ở Nhật Bản tinh dầu bạc hà cũng có chứa một tỷ lệ nhỏ của 1-epimer, (+)-neomenthol.

Sinh học tổng hợp các tinh dầu bạc hà đã được điều tra trong M. x piperita, và tất cả các enzym tham gia vào quá trình sinh tổng hợp của nó đã được xác định và đặc trưng.

Cụ thể hơn, sự sinh tổng hợp của (-)-menthol diễn ra trong các tế bào tuyến tiết của cây bạc hà. Synthase Geranyl diphosphate (GPPS), lần đầu tiên xúc tác các phản ứng của IPP và DMAPP vào geranyl diphosphate. (-) Tiếp synthase-limonene (LS) xúc tác tạo vòng của diphosphate geranyl đến (-)-limonene. (-)-Limonene-3-hydroxylase (L3OH), bằng cách sử dụng O2 và NADPH, sau đó xúc tác thủy phân allylic của (-)-limonene ở vị trí 3 (-)-trans-isopiperitenol. (-)-Trans-isopiperitenol dehydrogenase (IPD) tiếp tục oxy hóa nhóm hydroxy vị trí thứ 3 bằng cách sử dụng NAD + để thực hiện (-)-isopiperitenone. (-)-Isopiperitenone reductase (quyền sở hữu trí tuệ) sau đó làm giảm liên kết đôi giữa cacbon 1 và 2 sử dụng NADPH để tạo thành (+)-cis-isopulegone. (+)-Cis-isopulegone isomerase (IPI) sau đó isomerizes trái phiếu còn lại đôi để tạo thành (+)-pulegone. (+)-Pulegone reductase (PR) sau đó làm giảm liên kết đôi này bằng cách sử dụng NADPH để tạo thành (-)-menthone. (-)-Menthone reductase (MR) sau đó làm giảm nhóm cacbonyl sử dụng NADPH để tạo thành (-)-menthol .

Sản xuất

Như với nhiều sản phẩm tự nhiên được sử dụng rộng rãi, nhu cầu về tinh dầu bạc hà rất nhiều vượt quá nguồn cung cấp từ các nguồn tự nhiên.

Menthol được sản xuất như là một enantiomer duy nhất (94% ee) trên thang điểm từ 3.000 tấn mỗi năm bởi Takasago International Corporation . Quá trình này liên quan đến sự tổng hợp bất đối xứng được phát triển bởi một nhóm do Ryoji Noyori, người đoạt giải Nobel năm 2001 cho Hóa học công nhận công việc của mình về quá trình này:

Quá trình bắt đầu bằng cách hình thành một amin allylic từ myrcene, trải qua isomerisation bất đối xứng trong sự hiện diện của một phức tạp BINAP rhodium để cung cấp cho (sau khi thuỷ phân) enantiomerically tinh khiết R-citronellal. Này được cyclised một cacbonyl-phản ứng-ene khởi xướng bởi kẽm bromide để isopulegol mà sau đó được hydro hóa để cung cấp cho tinh khiết (1R, 2S, 5R)-menthol.

Raxemic tinh dầu bạc hà có thể được chuẩn bị đơn giản bằng hydro của thymol, và tinh dầu bạc hà cũng được hình thành bởi hydro của pulegone. Trong cả hai trường hợp với chế biến hơn nữa (độ phân giải entrainment crystallizative của tập đoàn benzoate mentyl), nó có thể tập trung enantiomer L, tuy nhiên điều này có xu hướng ít hiệu quả, mặc dù các chi phí xử lý cao hơn có thể được bù đắp bởi chi phí vật liệu thấp hơn. Một lợi thế nữa của quá trình này là d-tinh dầu bạc hà giá rẻ trở nên có sẵn để sử dụng như một phụ chiral, cùng với antipode-l thông thường hơn.