Mentol - Menthol

Nesmí být zaměňována s Metanol nebo Methanal.

Mentol
(-) - Mentol
Kuličkový model (-) - mentolu
Mentolské krystaly.JPG
Mentolské krystaly.jpg
Jména
Preferovaný název IUPAC
5-Methyl-2- (propan-2-yl) cyklohexan-1-ol
Ostatní jména
2-Isopropyl-5-methylcyklohexan-l-ol
2-Isopropyl-5-methylcyklohexanol
3-p-Mentanol
Hexahydrotymol
Mentomentol
Kafr máty peprné
Identifikátory
3D model (JSmol )
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
DrugBank
Informační karta ECHA100.016.992 Upravte to na Wikidata
Číslo RTECS
  • OT0350000, racemický
UNII
Vlastnosti
C10H20Ó
Molární hmotnost156.269 g · mol−1
VzhledBílá nebo bezbarvá krystalická pevná látka
Hustota0,890 g · cm−3, pevný
(racemický nebo (-) - izomer)
Bod tání 36–38 ° C (97–100 ° F; 309–311 K) racemická
42–45 ° C, (-) - izomer, α krystalická forma
Bod varu 214,6 ° C (418,3 ° F; 487,8 K)
Mírně rozpustný, (-) - izomer
Nebezpečí
Hlavní nebezpečíDráždivý, hořlavý
Bezpečnostní listVidět: datová stránka
Externí bezpečnostní list
R-věty (zastaralý)R37 / 38, R41
S-věty (zastaralý)S26, S36
NFPA 704 (ohnivý diamant)
Bod vzplanutí 93 ° C (199 ° F; 366 K)
Související sloučeniny
Příbuzný alkoholy
Cyklohexanol, Pulegol,
Dihydrokarveol, Piperitol
Související sloučeniny
Menthone, Menthene,
Thymol, p-Cymene,
Citronellal
Stránka s doplňkovými údaji
Index lomu (n),
Dielektrická konstanta (εr), atd.
Termodynamické
data
Fázové chování
pevná látka - kapalina - plyn
UV, IR, NMR, SLEČNA
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
☒N ověřit (co je šekY☒N ?)
Reference Infoboxu

Mentol je organická sloučenina vyrobeno synteticky nebo získané z olejů z kukuřice máta, máta peprná, nebo jiný mincovny. Je to voskovitý, krystalický látka, čirá nebo bílá barva, která je pevná v pokojová teplota a mírně se roztaje.

Hlavní formou mentolu vyskytující se v přírodě je (-) - mentol, kterému je přiřazen (1R,2S,5R) konfigurace. Mentol má lokální anestetikum a protijedoucí vlastnosti a je široce používán k úlevě od menších podráždění hrdla. Mentol také působí jako slabý κ-opioidní receptor agonista.

V roce 2017 se jednalo o 193. nejčastěji předepisovanou léčbu ve Spojených státech s více než dvěma miliony receptů.[2][3]

Struktura

Přírodní mentol existuje jako jeden čistý stereoizomer, téměř vždy (1R,2S,5R) formulář (levý dolní roh diagramu níže). Osm možných stereoizomerů je:

Struktury izomerů mentolu

V přírodní sloučenině je isopropyl skupina je v trans orientace na obě methyl a hydroxyl skupiny. Lze jej tedy nakreslit některým ze zobrazených způsobů:

Konstrukce mentolové židle Kuličkový 3D model zvýrazňující konformaci mentolové židle

Nejstabilnější z nich jsou (+) - a (-) - enantiomery mentolu na základě jejich cyklohexanové konformace. Se samotným prstencem v konformaci židle se všechny tři objemné skupiny mohou orientovat v rovníkové poloze.

Tyto dva krystaly se formují pro racemický mentol mají teploty tání 28 ° C a 38 ° C. Čistý (-) - mentol má čtyři krystalové formy, z nichž nejstabilnější je forma α, známé široké jehly.

Biologické vlastnosti

A makro fotografie krystalů mentolu
Krystaly mentolu při teplotě místnosti. Cca. 1 cm na délku.

Schopnost mentolu chemicky vyvolat citlivost na chlad TRPM8 receptory v kůži jsou zodpovědné za známý pocit ochlazení, který vyvolává při vdechování, konzumaci nebo aplikaci na kůži.[4] V tomto smyslu je to podobné jako kapsaicin, chemická látka odpovědná za kořenitost horký chilis (který stimuluje tepelné senzory, také aniž by došlo ke skutečné změně teploty).

Mentolův analgetikum vlastnosti jsou zprostředkovány selektivní aktivací κ-opioidní receptory.[5] Mentol také blokuje napětí citlivé sodíkové kanály, snížení nervové aktivity, která může stimulovat svaly.[6]

Některé studie ukazují, že mentol působí jako GABAA alosterický modulátor pozitivní na receptor a zvyšuje se Gabaergic přenos v neuronech PAG.[7] Mentol také sdílí anestetikum vlastnosti podobné propofol modulací stejných stránek GABAA receptor.[8]

Mentol je široce používán v zubní péči jako lokální antibakteriální látka, účinná proti několika typům streptokoky a laktobacily.[9]

Výskyt

Mentha arvensis (divoká máta) je primární druh máta se používá k výrobě přírodního mentolu krystaly a přírodní mentolové vločky[Citace je zapotřebí ]. Tento druh se primárně pěstuje v Uttarpradéš region v Indie.[Citace je zapotřebí ]

Mentol se přirozeně vyskytuje v mátovém oleji (spolu s trochou menthone, ester menthylacetát a další sloučeniny), získané z Mentha × piperita (máta peprná).[10] Japonský mentol také obsahuje malé procentoepimer, neomentol.[Citace je zapotřebí ]

Biosyntéza

Biosyntéza mentolu byla zkoumána v Mentha × piperita a enzymy byly identifikovány a charakterizovány.[11] Začíná to syntézou terpenu limonen, následován hydroxylace, a pak několik redukcí a izomerizace kroky.

Přesněji řečeno, biosyntéza (-) - mentolu probíhá v sekrečních žlázových buňkách rostliny máty peprné. Geranyldifosfát syntáza (GPPS), nejprve katalyzuje reakci IPP a DMAPP do geranyldifosfát. další (-) - limonen syntáza (LS) katalyzuje cyklizaci geranyldifosfátu na (-) -limonen. (-) - Limonen-3-hydroxyláza (L3OH), za použití O2 a NADPH, potom katalyzuje allylovou hydroxylaci (-) - limonenu v poloze 3 na (-) - trans-isopiperitenol. (-) -trans-Isopiperitenol dehydrogenáza (iPD) dále oxiduje hydroxylovou skupinu v poloze 3 pomocí NAD+ vyrobit (-) - isopiperitenon. (-) - Isopiperitenon reduktáza (iPR) poté redukuje dvojnou vazbu mezi uhlíky 1 a 2 pomocí NADPH za vzniku (+) -cis-izopulegon. (+) -cis-Izopulegon izomeráza (iPI) poté izomerizuje zbývající dvojnou vazbu za vzniku (+) - pulegonu. (+) - Pulegon reduktáza (PR) poté redukuje tuto dvojnou vazbu pomocí NADPH za vzniku (-) - mentonu. (-) - Menthone reduktáza (MR) poté redukuje karbonylovou skupinu pomocí NADPH za vzniku (-) - mentolu.[11]

Obrázek biosyntézy mentolu

Výroba

Přírodní mentol se získává zmrazením mátový olej. Výsledné krystaly mentolu se potom oddělí filtrace.

Celková světová produkce mentolu v roce 1998 činila 12 000 tun, z čehož 2500 tun bylo syntetické. V roce 2005 byla roční produkce syntetického mentolu téměř dvojnásobná. Ceny se pohybují v rozmezí 10–20 USD / kg s vrcholy v oblasti 40 USD / kg, ale dosáhly až 100 USD / kg. V roce 1985 se odhadovalo, že Čína vyprodukovala většinu světových dodávek přírodního mentolu, ačkoli se zdá, že Indie posunula Čínu na druhé místo.[12]

Mentol se vyrábí jako jediný enantiomer (94% e.e. ) v rozsahu 3 000 tun ročně do Takasago International Corporation.[13] Tento proces zahrnuje asymetrická syntéza vyvinutý týmem vedeným Ryoji Noyori, který vyhrál 2001 Nobelova cena za chemii jako uznání jeho práce na tomto procesu:

MyrcénDiethylaminCitronellalBromid zinečnatýSyntéza mentolu.png
O tomto obrázku

Proces začíná vytvořením allylický amin z myrcen, který prochází asymetrický izomerizace v přítomnosti a BINAP rhodium komplex dát (po hydrolýza ) enantiomerně čistý R-citronellal. To je cyklické a karbonyl-enová reakce iniciován bromid zinečnatý na isopulegol [de ], který se potom hydrogenuje, čímž se získá čistý (1R,2S,5R)-mentol.

Dalším komerčním procesem je proces Haarmann – Reimer (po společnosti Haarmann & Reimer, nyní součástí Symrise )[14] Tento proces začíná od m-krezol který je alkylován propen na thymol. Tato sloučenina je hydrogenovaný v dalším kroku. Racemický mentol je izolován frakční destilace. Enantiomery jsou odděleny chirální rozlišení v reakci s methylbenzoát, selektivní krystalizace následovaná hydrolýzou.

Výroba syntetického mentolu

Racemický mentol může být také vytvořen hydrogenací thymol, menthone nebo pulegone. V obou případech s dalším zpracováním (krystalizační rozlišení unášení menthylbenzoátového konglomerátu) je možné koncentrovat L-enantiomer, ale to má tendenci být méně efektivní, i když vyšší náklady na zpracování mohou být vyváženy nižšími náklady na suroviny. Další výhodou tohoto procesu je, že D-menthol se stává levně dostupným pro použití jako chirální pomocná látka, spolu s obvyklejšími L-antipode.[15]

Aplikace

Mentol je obsažen v mnoha výrobcích az různých důvodů. Tyto zahrnují:

  • V přípravcích bez předpisu pro krátkodobou úlevu od menších bolestí v krku a mírného podráždění úst nebo krku.
  • Jako antipruritikum ke snížení svědění.
  • Jako lokální analgetikum, používá se k úlevě od menších bolestí, jako jsou svalové křeče, podvrtnutí, bolesti hlavy a podobné stavy, samostatně nebo v kombinaci s chemikáliemi, jako jsou kafr, eukalyptový olej nebo kapsaicin. V Evropě má tendenci vypadat jako gel nebo krém, zatímco v USA se velmi často používají náplasti a rukávy.
  • Jako zesilovač penetrace v transdermální podávání léků.
  • v dekongestanty na hrudník a dutiny (krém, náplast nebo nosní inhalátor).
  • V některých lécích používaných k léčbě spáleniny od slunce, protože poskytuje pocit ochlazení (často spojený s aloe ).
  • v voda po holení produkty k úlevě žiletka hořet.
  • Jako kouření tabák přísada v některých cigareta značky, na chuť a ke snížení podráždění krku a dutin způsobených kouřením. Mentol také zvyšuje hustotu nikotinových receptorů,[16] zvýšení návykového potenciálu tabákových výrobků.[17][18]
  • Běžně se používá v ústní hygiena výrobky a léky na zápach z úst, jako např ústní voda, zubní pasta, spreje na ústa a jazyk a obecněji jako prostředek k aromatizaci potravin; například v žvýkačka a bonbón.
  • Jako pesticid proti tracheální roztoči z včely medonosné.
  • v parfumerie, mentol se používá k přípravě menthylesterů ke zdůraznění květinových tónů (zejména růží).
  • V přípravcích první pomoci, jako je „minerální led“, které vytvářejí chladicí účinek jako náhrada skutečného ledu při nedostatku vody nebo elektřiny (váček, náplast / rukáv nebo krém).
  • V různých náplastech, od náplastí snižujících horečku aplikovaných na čelo dětí po „náplastí na nohy“, které zmírňují četné nemoci (druhá je mnohem častější a komplikovanější Asie, zvláště Japonsko: některé odrůdy používají „funkční výčnělky“ nebo malé hrbolky k masáži nohou, k jejich uklidnění a ochlazení).
  • V některých kosmetických přípravcích, jako jsou vlasové kondicionéry, na bázi přírodních ingrediencí (např. St. ⁠Ives).
  • Jako antispazmodický a hladký sval relaxační endoskopie horní části gastrointestinálního traktu.[19]

v organická chemie, mentol se používá jako a chirální pomocný v asymetrická syntéza. Například, sulfinát estery vyrobeno z sulfinylchloridy a mentol lze použít k výrobě enantiomerně čistý sulfoxidy reakcí s organolithná činidla nebo Grignardova činidla. Mentol reaguje s chirálními karboxylovými kyselinami za vzniku diastereomových menthylesterů, které jsou užitečné pro chirální rozlišení.

Reakce

Mentol reaguje mnoha způsoby jako normální sekundární alkohol. Je oxidován na menthone oxidačními činidly, jako je např kyselina chromová nebo dichroman,[20] ačkoli za určitých podmínek může oxidace jít dále a rozbít kruh. Mentol se snadno dehydratuje, čímž se získá hlavně 3-menten, působením 2% kyselina sírová. Chlorid fosforečný (PCl5) dává menthylchlorid.

Reakce mentolu

Dějiny

V Západ, mentol byl poprvé izolován v roce 1771, autorem Hieronymus David Gaubius.[21] Časné charakterizace provedl Oppenheim,[22] Beckett,[23] Moriya,[24] a Atkinson.[25] Pojmenoval ji F. L. Alphons Oppenheim (1833–1877) v roce 1861.[26]

Kompendiální stav

Bezpečnost

Odhadovaný smrtelná dávka pro mentol (a mátový olej ) u lidí může být až 50–500 mg / kg (LD50 Akutní: 3300 mg / kg [krysa]. 3400 mg / kg [myš]. 800 mg / kg [kočka]).

Bylo hlášeno přežití po dávkách 8 až 9 g.[30] Účinky předávkování jsou bolest břicha, ataxie, fibrilace síní, bradykardie, kóma, závratě, letargie, nevolnost, kožní vyrážka, třes, zvracení, vertigo.[31]

Viz také

Reference

  1. ^ „Bezpečnostní list“ (PDF). Reckitt Benckiser. 27. října 2016. Citováno 3. srpna 2018.
  2. ^ „Top 300 roku 2020“. ClinCalc. Citováno 11. dubna 2020.
  3. ^ „Mentol - statistika užívání drog“. ClinCalc. Citováno 11. dubna 2020.
  4. ^ Eccles, R. (1994). "Mentol a související chladicí sloučeniny". J. Pharm. Pharmacol. 46 (8): 618–630. doi:10.1111 / j.2042-7158.1994.tb03871.x. PMID  7529306. S2CID  20568911.
  5. ^ Galeotti, N .; Mannelli, L. D. C .; Mazzanti, G .; Bartolini, A .; Ghelardini, C .; Di Cesare, Mannelli (2002). "Mentol: přírodní analgetická sloučenina". Neurosci. Lett. 322 (3): 145–148. doi:10.1016 / S0304-3940 (01) 02527-7. PMID  11897159. S2CID  33979563.
  6. ^ Haeseler, G .; Maue, D .; Grosskreutz, J .; Bufler, J .; Nentwig, B .; Piepenbrock, S .; Dengler, R .; Leuwer, M. (2002). "Napěťově závislý blok sodíkových kanálů neuronálních a kosterních svalů thymolem a mentolem". Eur. J. Anaesthes. 19 (8): 571–579. doi:10.1017 / S0265021502000923. PMID  12200946.
  7. ^ Lau, Benjamin K .; Karim, Shafinaz; Goodchild, Ann K .; Vaughan, Christopher W .; Drew, Geoffrey M. (1. června 2014). „Mentol zvyšuje fázovou a tonickou GABAA receptory zprostředkované proudy ve středním mozku periaqueductal šedé neurony ". Br. J. Pharmacol. 171 (11): 2803–2813. doi:10.1111 / bph.12602. ISSN  1476-5381. PMC  4243856. PMID  24460753.
  8. ^ Watt, Erin E .; Betts, Brooke A .; Kotey, Francesca O .; Humbert, Danielle J .; Griffith, Theanne N .; Kelly, Elizabeth W .; Veneskey, Kelley C .; Gill, Nikhila; Rowan, Kathleen C. (20. srpna 2008). „Mentol sdílí celkovou anestetickou aktivitu a místa působení na GABAA receptor s intravenózním činidlem, propofol ". Eur. J. Pharmacol. 590 (1–3): 120–126. doi:10.1016 / j.ejphar.2008.06.003. ISSN  0014-2999. PMID  18593637.
  9. ^ Freires, I. A .; Denny, C .; Benso, B .; de Alencar, S. M .; Rosalen, P. L. (22. dubna 2015). „Antibakteriální aktivita éterických olejů a jejich izolovaných složek proti kariogenním bakteriím: systematický přehled“. Molekuly. 20 (4): 7329–7358. doi:10,3390 / molekuly20047329. PMC  6272492. PMID  25911964.
  10. ^ PDR pro bylinné léky (4. vydání). Thomson Healthcare. 2007. str. 640. ISBN  978-1-56363-678-3.
  11. ^ A b Croteau, R. B .; Davis, E. M .; Ringer, K. L .; Wildung, M. R. (prosinec 2005). „(-) - Biosyntéza mentolu a molekulární genetika“. Naturwissenschaften. 92 (12): 562–577. Bibcode:2005NW ..... 92..562C. doi:10.1007 / s00114-005-0055-0. PMID  16292524. S2CID  206871270.
  12. ^ Charles S. Sell (2013), „Terpenoidy“, Arza Seidel; et al. (eds.), Kirk-Othmer Chemical Technology of Cosmetics, str. 247–374, ISBN  978-1-118-40692-2
  13. ^ „Japonsko: Takasago rozšíří výrobu L-mentolu v závodě Iwata“. Flex News Food.
  14. ^ Schäfer, Bernd (2013). "Mentol". Chemie v Unserer Zeit. 47 (3): 174–182. doi:10.1002 / ciuz.201300599.
  15. ^ Sell, Charles, vyd. (2006). Chemie vonných látek: od parfuméra ke spotřebiteli. ISBN  978-085404-824-3.[stránka potřebná ]
  16. ^ Henderson, B. J .; Wall, T. R.; Henley, B. M .; Kim, C.H .; Nichols, W. A .; Moaddel, R .; Xiao, C .; Lester, H. A. (2016). „Mentol Alone Upregulates midbrain nAChRs, Alters nAChR Subtype Steichiometry, Alters Dopamine Neuron Firing Frequency, and prevent Nicotine Reward“. J. Neurosci. 36 (10): 2957–2974. doi:10.1523 / JNEUROSCI.4194-15.2016. PMC  4783498. PMID  26961950.
  17. ^ Biswas, L .; Harrison, E .; Gong, Y .; Avusula, R .; Lee, J .; Zhang, M .; Rousselle, T .; Lage, J .; Liu, X. (2016). „Posílení účinku mentolu na samopodávání nikotinu u potkanů“. Psychofarmakologie. 233 (18): 3417–3427. doi:10.1007 / s00213-016-4391-x. PMC  4990499. PMID  27473365.
  18. ^ Wickham, R. J. (2015). „Jak mentol mění chování při kouření tabáku: biologická perspektiva“. Yale J. Biol. Med. 88 (3): 279–287. PMC  4553648. PMID  26339211.
  19. ^ Hiki, N .; Kaminishi, M .; Hasunuma, T .; Nakamura, M .; Nomura, S .; Yahagi, N .; Tajiri, H .; Suzuki, H. (2011). „Fáze I Studie hodnotící snášenlivost, farmakokinetiku a předběžnou účinnost L-mentolu v endoskopii horního gastrointestinálního traktu“. Clin. Pharmacol. Ther. 90 (2): 221–228. doi:10.1038 / clpt.2011.110. PMID  21544078. S2CID  24399887.
  20. ^ Sandborn, L. T. "l-Menthone ". Organické syntézy.; Kolektivní objem, 1, str. 340
  21. ^ Adversoriorum varii argumentii. 1. Leidene. 1771. str. 99.
  22. ^ Oppenheim, A. (1862). „Na kafru máty peprné“. J. Chem. Soc. 15: 24. doi:10.1039 / JS8621500024.
  23. ^ Beckett, G. H .; Olše Wright, C. R. (1876). „Izomerní terpeny a jejich deriváty (část V)“. J. Chem. Soc. 29: 1. doi:10.1039 / JS8762900001.
  24. ^ Moriya, M. (1881). „Příspěvky z laboratoře univerzity v Tôkiô v Japonsku. Ne. IV. O mentolu nebo máty peprné. J. Chem. Soc., Trans. 39: 77. doi:10.1039 / CT8813900077.
  25. ^ Atkinson, R. W .; Yoshida, H. (1882). „Na mentolovém kafru (mentolu) a některých jeho derivátech“. J. Chem. Soc., Trans. 41: 49. doi:10.1039 / CT8824100049.
  26. ^ Oppenheim, A. (1861). „Note sur le camphre de menthe“ [Na kafru máty]. Comptes Rendus. 53: 379–380. Les analogies avec le bornéol me permettent de proposer pour ce corps le nom de menthol,… [Analogy with borneol allow me to design a name menthol for this substance,…]
  27. ^ Správa terapeutického zboží (1999). „Schválená terminologie pro léky“ (PDF). Archivovány od originál (PDF) dne 22. května 2006. Citováno 29. června 2009.
  28. ^ „Japonský lékopis“. Archivovány od originál dne 9. dubna 2008. Citováno 29. června 2009.
  29. ^ Sigma Aldrich. "DL-mentol". Citováno 29. června 2009.
  30. ^ James A. Duke (2002), „PEPPERMINT“, Příručka léčivých bylin (2. vyd.), S. 562–564, ISBN  978-0-8493-1284-7
  31. ^ Jerrold B. Leikin; Frank P. Paloucek, eds. (2008), „Mátový olej“, Příručka pro otravu a toxikologii (4. vydání), Informa, str. 885, ISBN  978-1-4200-4479-9

Další čtení

externí odkazy