Menthol

Strukturformel
Strukturformel von Menthol
Strukturformel ohne Konfigurationsangabe
Allgemeines
Name Menthol
Andere Namen
  • 2-Isopropyl-5-methylcyclohexanol
  • IUPAC: 5-Methyl-2-(propan-2-yl)-cyclohexan-1-ol
Summenformel C10H20O
CAS-Nummer
  • 2216-51-5 [(–)-Menthol, Levomenthol]
  • 89-78-1 [(±)-Menthol, DL-Menthol, Racementhol]
  • 15356-60-2 [(+)-Menthol]
  • 1490-04-6 (Menthol)
Kurzbeschreibung

farblose, glänzende Prismen[1]

Eigenschaften
Molare Masse 156,27 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Dichte

0,89 g·cm−3[2]

Schmelzpunkt

(–)-Menthol: 31, 33, 35 und 42,5-43 °C (4 Modifikationen)[1]

Siedepunkt

212 °C[2]

Löslichkeit

wenig löslich in Wasser, gut löslich in Ethanol, Diethylether und Chloroform[1]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [3]
05 – Ätzend 07 – Achtung

Gefahr

H- und P-Sätze H: 315-318-335
P: 261-​280-​305+351+338 [3]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [2]
Reizend
Reizend
(Xi)
R- und S-Sätze R: 36
S: 37
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.
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Menthol ist ein monocyclischer Monoterpen-Alkohol. Es existiert in zwei spiegelbildlichen Formen, dem (−)-Menthol (Levomenthol) und dem (+)-Menthol. Neben Menthol existieren drei weitere Diastereomerenpaare (auch „isomere Menthole“ genannt), da die Verbindung drei asymmetrische C-Atome besitzt: das Neomenthol, Isomenthol und Neoisomenthol.

Das natürliche, linksdrehende (−)-Menthol kommt in vielen ätherischen Ölen, besonders in Minzölen vor. Bei Raumtemperatur ist Menthol ein farbloser, kristalliner Feststoff mit Pfefferminzgeruch. Die Symmetrie des Kristallgitters ist trigonal,[4] die Kristalle sind nadelförmig.

Vorkommen

Mentholkristalle

(−)-Menthol kommt natürlicherweise im ätherischen Öl von Pflanzen der Gattung Mentha vor. (+)-Neomenthol findet sich im japanischen Pfefferminzöl, (−)-Neoisomenthol mit bis zu einem Prozent im Geraniumöl.

Gewinnung und Darstellung

Die jährliche Weltproduktion liegt bei 6.300 Tonnen. Hauptsächlich wird Menthol immer noch durch Isolation aus Minzen, beispielsweise der Ackerminze oder Pfefferminze, gewonnen.

Schema der Mentholsynthese

Das Bild zeigt die technische Synthese des (−)-Menthols. Sie geht vom Citronellal aus, dem Zinkbromid zugefügt wird. In einer Carbonyl-En-Reaktion wird es zum Isopulegol umgewandelt. Dieses wird an Nickelkatalysatoren zum Menthol hydriert. Dies ist aber nur eine von vielen Menthol-Synthesen: Menthol lässt sich auch ausgehend vom Pulegon, Phellandren, 3-Caren, Pinen, Limonen, Myrcen, Piperiton oder durch Hydrierung vom Thymol beziehungsweise dem Kresol synthetisieren.

1973 gelang dem Unternehmen Haarmann & Reimer erstmals die vollsynthetische Herstellung von Menthol.

Eigenschaften und Isomerie

Strukturformeln der verschiedenen Mentholisomere


2-Isopropyl-5-methylcyclohexanol besitzt drei stereogene Zentren, deshalb gibt es acht Stereoisomere: (–)-Menthol, (+)-Menthol, (+)-Isomenthol, (–)-Isomenthol, (+)-Neomenthol, (–)-Neomenthol und (+)-Neoisomenthol sowie (–)-Neoisomenthol. Alle sind sekundäre, einwertige Alkohole: Das Molekül weist eine Hydroxygruppe auf; an das Kohlenstoffatom, an welches diese Hydroxygruppe gebunden ist, sind direkt nur zwei weitere Kohlenstoffatome gebunden. Der internationale Freiname (INN) des aus (–)-Menthol und (+)-Menthol im Enantiomerenverhältnis von 1:1 bestehenden Stoffes ist Racementhol.

Die Geschmacksschwelle liegt zwischen 0,2 ppm für (+)-Menthol und 1 ppm für (–)-Menthol.

Die Stereoisomeren unterscheiden sich unter anderem im Geruch:

  • (+)- und (–)-Menthol riechen frisch, minzig und süß und machen den typischen Pfefferminzgeruch aus, wobei der Geruch beim (–)-Menthol circa dreimal stärker ausgeprägt ist.[5]
  • Die Enantiomere des Isomenthols und Neomenthols riechen eher dumpf und unangenehm.[6][5]
  • (–)-Neoisomenthol riecht nach Campher, schal, süß, minzig; (+)-Neoisomenthol hat einen Geruch nach Campher, schal und nach Wald, es riecht hingegen nicht minzig, kühl und frisch.

Isomenthol, Neomenthol und Neoisomenthol weisen auch keinen Kühleffekt auf.[5]

Reaktionsfähigkeit

Durch Oxidation mit zum Beispiel Chromsäure geht Menthol [im Bild (–)-Menthol] in Menthon [im Bild (–)-Menthon] über.[7]

Oxididation von Menthol zu Menthon

Durch Einwirkung von konzentrierter Schwefelsäure wird Menthol [im Bild (−)-Menthol] zu Menthen dehydratisiert

Dehydratisierung von Menthol zu Menthen

Verwendung

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Menthol wird gelegentlich Zigaretten zur Aromatisierung zugesetzt. (–)-Menthol (Levomenthol) ist ein schwaches Lokalanästhetikum, daher wird angenommen, dass der Zusatz von Menthol zu Zigaretten die Inhalation des Tabakrauches erleichtert. Medizinisch wird (–)-Menthol wegen seiner hyperämisierenden Wirkung und des kühlenden Effekts, häufig zusammen mit Campher, in Einreibungen bei Gelenk- und Muskelschmerzen verwendet; ferner in Lutschtabletten, Erkältungsbalsamen und Inhalationsmitteln zur Verbesserung des Befindens bei unkomplizierten Erkältungskrankheiten der Luftwege.

Es wirkt am Kälte-Menthol-Rezeptor (TRPM8),[8] daher hat Menthol einen (scheinbar) kühlenden Effekt beim Auftragen auf die Haut, die Körpertemperatur wird jedoch nicht beeinflusst. Durch Reizung der nasalen Kälterezeptoren[5] entsteht das Gefühl einer erleichterten Atmung.

Außerdem findet Menthol als Duft- und Aromastoff Verwendung sowie in der Bienenpflege gegen Milbenbefall.

Gefahrenhinweise

Menthol ist reizend; schon wenige Gramm Menthol verursachen Herzrhythmusstörungen. Zusätzliche Gefahr besteht für Säuglinge und Kleinkinder, da bei ihnen durch Inhalation von Menthol eine schwere Atemnot mit Atemstillstand auftreten kann. Die orale letale Dosis für eine Ratte liegt bei 3300 mg/kg.

Menthol schädigt die Stimmbänder, weil es eine Austrocknung des Kehlkopfes und der Stimmbänder verursacht.

Verstoffwechselung

Die Verstoffwechselung des Menthols erfolgt hauptsächlich in der Leber durch Bildung von Mentholglucuronid.

Einzelnachweise

  1. 1,0 1,1 1,2 Römpp CD 2006, Georg Thieme Verlag 2006.
  2. 2,0 2,1 2,2 Eintrag zu Menthol in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 26. April 2008 (JavaScript erforderlich).
  3. 3,0 3,1 Datenblatt (±)-Menthol bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 9. April 2011.
  4. R.Bombicz, J.Bushmann, P.Luger, Nguyen Xuan Dung, Chu Ba Nam, Z. Kristallogr. 1999, 214, 420.
  5. 5,0 5,1 5,2 5,3 K. Hardtke et. al. (Hrsg.): Kommentar zum Europäischen Arzneibuch Ph. Eur. 4.0, Menthol. Loseblattsammlung, 20. Lieferung 2005, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft Stuttgart
  6. H. Wagner: Pharmazeutische Biologie, WVG, 2. Auflage 1981, Seite 48.
  7. H. C. Brown, C. P. Garg, J. Am. Chem. Soc. 1961, 83, 2952 – 2953.
  8. http://www.nature.com/nature/journal/v448/n7150/abs/nature05910.html

Literatur

  • Friedrich Hartmut Dost: Menthol and menthol-containing external remedies. Thieme-Verlag, Stuttgart (1967), ASIN B0000BSM92.
  • Anja Langeneckert: Untersuchungen zur Pharmakokinetik und relativen Bioverfügbarkeit von α-Pinen, 1,8-Cineol und Menthol nach dermaler, inhalativer und peroraler Applikation ätherischer Öle. Shaker Verlag GmbH (1999), ISBN 3-8265-6457-X.

Weblinks

Wiktionary Wiktionary: Menthol – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

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