Menthol ist ein monocyclischer Monoterpen-Alkohol. Bei Raumtemperatur ist es ein farbloser, kristalliner Feststoff mit Pfefferminzgeruch. Das Kristallsystem ist hexagonal, die Kristalle sind nadelförmig. Menthol kommt in vielen ätherischen Ölen, besonders in Pfefferminzölen vor.
Es gibt acht Stereoisomere des Menthols: (−)-Menthol, (+)-Menthol, (+)-Isomenthol, (−)-Isomenthol, (+)-Neomenthol, (−)-Neomenthol und (+)-Neoisomenthol sowie (−)-Neoisomenthol. Alle sind sekundäre, einwertige Alkohole: Das Molekül weist eine Hydroxylgruppe auf; an das Kohlenstoffatom, an das diese Hydroxylgruppe gebunden ist, sind direkt nur zwei weitere Kohlenstoffatom gebunden.
Die Geschmacksschwelle liegt zwischen 0,2 ((+)-Menthol) und 1 ((−)-Menthol) parts per million.
Die Gerüche der Enantiomere unterscheiden sich stark. (+)- und (−)-Menthol riechen vor allem kühl, frisch, minzig und süß, wobei diese Gerüche beim (−)-Menthol stärker ausgeprägt sind. Beim Isomenthol überwiegt im Geruch das (+)-Isomenthol, das schal, kühl, minzig, frisch und süß riecht, beide Enantiomere riechen vor allem schal. Die beiden Neomenthole riechen ähnlich: schal, frisch, minzig und süß. Das (−)-Neoisomenthol riecht nach Campher, schal, süß, minzig, kühlend und frisch, das (+)-Neoisomenthol hat einen Geruch nach Campher, schal und nach Wald, es riecht hingegen gar nicht minzig, kühl und frisch.
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