Menthol

Le menthol a été isolé pour la première fois en 1771 par Gaubius. Le (–)-menthol (aussi appelé L-menthol ou (1R,2S,5R)-menthol) se trouve naturellement dans l'huile essentielle de menthe poivrée (Mentha × piperita). Le menthol japonais contient également un léger pourcentage de (+)-néomenthol[6].

Le menthol existe à l'état natif sous la forme d'un seul énantiomère : (1R,2S,5R), en bas à gauche du schéma.

Dans les composés naturels, le groupe isopropyle est orienté trans par rapport aux deux groupes, méthyle et alcool, en position cis. Ainsi il peut être dessiné de l'une ou l'autre des façons ci-dessous :

Dans l'état fondamental, chacun des trois substituants est en position équatoriale, faisant du (–)-menthol et de son énantiomère (1S,2R,5S) les isomères les plus stables. Il existe deux formes cristallines pour le menthol racémique. L'une a des points de fusion de 28 °C et l'autre de 38 °C. Pur, le menthol a quatre formes solides, dont la plus stable est la forme α.

Animation d'une représentation en 3D de la molécule de menthol.

Cristaux de menthol.

Le menthol est inclus dans nombre de produits différents pour plusieurs raisons comme :

• soulagement à court terme de la gorge endolorie et de l'irritation mineure de la bouche ou de la gorge (bains de bouche par exemple) ;
• antipruritique, pour réduire les démangeaisons ;
• anesthésique local pour soulager des maux et douleurs mineures telles que des crampes musculaires, entorses, migraines. Il peut être utilisé seul ou combiné à du piment ou du camphre. En Europe, il est plutôt utilisé en gel ou en crème ;
• décongestionnant pour les voies respiratoires et les sinus ;
• pesticide contre les acariens (acaricide) ;
• dans certains médicaments traitant les brûlures mineures, il produit une sensation de froid (souvent utilisés en application locale, en association avec l'aloès) ;
• additif dans certaines cigarettes, comme saveur, pour réduire l'âcreté, favoriser l'inhalation profonde de la fumée et augmenter l'addiction[7] ;
• additif dans certaines saveurs de liquides pour cigarettes électroniques ;
• comme désinfectant pour l'hygiène orale, ou remède contre la mauvaise haleine, comme collutoire, dans les pâtes dentifrices, et plus généralement comme agent de saveur pour les chewing-gums et les sucreries ;
• dans les sodas ou mélangé avec de l'eau pour obtenir une boisson à très faible teneur en alcool
• en versant quelques gouttes d'alcool de menthe sur un morceau de sucre pour soulager la nausée ;
• pour préparer des esters mentholés afin d'agrémenter des notes florales en parfumerie ;
• en patchs pour faire tomber la fièvre ou obtenir une sensation de froid (très développé au Japon) ;
• additif à certains produits de beauté (produits coiffants par exemple).

Le menthol a une toxicité relativement basse : DL₅₀ de 3 300 mg·kg^-1 pour le rat, oral ; DL₅₀ de 15 800 mg kg⁻¹ pour le lapin, peau.

En chimie organique, le menthol est utilisé comme auxiliaire chiral dans la synthèse de centres asymétriques.

Comme beaucoup de produits naturels employés couramment, la demande de menthol excède considérablement l'approvisionnement des sources naturelles. Le menthol est fabriqué comme énantiomère simple par Takasago International Cie sur une échelle de 400 tonnes par an. Le processus implique une synthèse énantiosélective développée par une équipe menée par Ryōji Noyori, prix Nobel de chimie en 2001 :

Le processus commence en formant une amine allylique du myrcène, qui subit l'isomérisation asymétrique en présence d'un complexe de rhodium de BINAP pour donner (après hydrolyse) le R-citronellal énantiomériquement pur. Le résultat est traité au bromure de zinc pour obtenir l'isopulégol qui est alors hydrogéné pour donner du (1R, 2S, 5R)-menthol pur. Le menthol racémique peut être préparé simplement par l'hydrogénation du thymol, et le menthol est également constitué par l'hydrogénation de la pulégone.

Le menthol réagit souvent de la même façon qu'un alcool secondaire normal. Il est oxydé en menthone en réduisant des agents tels que l'acide chromique, bien que dans certaines conditions, l'oxydation puisse aller plus loin et casser le cycle. Le menthol est facilement déshydraté pour donner principalement le 3-menthène, par l'action de 2 % d'acide sulfurique. Le traitement au pentachlorure de phosphore (PCl₅) donne du chlorure de menthyle.

La capacité du menthol de déclencher chimiquement les récepteurs sensibles au froid dans la peau est responsable de la sensation de refroidissement bien connue qu'elle provoque une fois absorbée. Dans ce sens, elle est semblable à la capsaïcine, l'espèce chimique responsable de la sensation épicée des piments.

Des chercheurs du Centre médical de l'université de Georgetown aux États-Unis ont montré que le menthol, utilisé dans certaines cigarettes comme additif, désensibilise les récepteurs nicotiniques, permettant aux fumeurs de ne pas être irrités par la fumée et donc d'inhaler plus en profondeur[8].