MSM 의 제조법은 크게 2 가지로 나눌 수 있다.

1. 나무의 리그닌을 시작 물질로 하여 만드는 방법.(소나무,참나무,잣나무,은행나무,등)

2. 메탄올을 시작물질로 하여 만드는 방법이다.(석유,석탄,옥수수,사탕수수 등)
상업적으로 만들어 지는 MSM 과 자연에 존재하는 MSM 은 동일 한 물질이지만
보통 시중에 판매되는 제품인 MSM은 모두 위의 2가지 방법으로 만들어 지는 것이다.
MSM 은 유기물이다. 보통 유기물은 구조가 복잡하여 화학적으로 만들어 지는 것이 어려우나 MSM 은 구조가 간단한 유기물 이기 때문에 위의 2가지 화학적 방법으로 만들어진다.

 MSM의 분자식은 CH3SO2CH3 이다.

이 분자식을 기억하면 2가지 MSM 제조법을 이해하는 데 도움이 될 것이다.

특히 MSM은 2개의 메틸기 (CH3-)를 좌우에 가지는 구조를 숙지한다면 더욱 MSM 제조법을 이해하는 데 도움이 될 것이다.

그럼 나무의 리그닌으로부터 MSM을 만드는 방법을 먼저 서술하여 보자.

 1. 나무의 리그닌을 시작 물질로 하여 만드는 방법.
나무는 셀룰로우즈(cellulose)와 리그닌(lignin)으로 이루어져 있다.
셀룰로오즈는 종이를 만드는 데 이용된다. 그런 이유로 종이 만드는 제지 공장에서 셀룰로우즈로 종일를 만든 후 부산물로 나오는 리그닌을 이용하여 MSM을 만드는 산업이 발전되어 왔다.

그러면 어떤 이유로 리그닌으로부터 MSM 생산이 가능한 것인가 ? 이 질문을 이해시키기 위해서 lignin 의 구조를 살펴보는 것이 좋겠다.

그림 1: 리그닌으로부터 MSM을 제조하는 원리 설명

리그닌(왼쪽 그림)을 high pH(알카리 상태)에서 sulfur(황)을 첨가한 후 aqueous conditions(물이 첨가 된 상태)에서 MSM 의 전구 물질인 DMS(dimethyls sulfide, CH3-S-CH3, 오른쪽 그림)이 생성된다.  이 DMS를 산화시키면 DMSO(CH3-SO-CH3) 가 되며 DMSO를 다시 한번 산화시키면 MSM (CH3-SO2-CH3)이 된다.

 리그닌의 구조 중에는 메틸기 (CH3-)를 가지고 있어 MSM 을 만드는 것이 가능하다.
물론 리그닌에서 MSM을 직접만드는 것은 아니고 리그닌을 황과 함께 높은 알카리 상태와 수분이 함유된 상태에서 리그노설페이트를 만들며 이 리그노설페이트로부터 DMS (분자식: CH3SCH3, 윗 그림의 오른쪽 구조)를 만든다.

이 DMS를 산화 시켜 DMSO( 분자식: CH3SOCH3)를 만든다.  
이 DMSO를 다시 산화시켜 MSM( 분자식: CH3SO2CH3) 을 만든다.
대부분의 MSM 제조공장은 DMSO를 구입한 후 이를 산화시켜 MSM을 만들고 정제하여 판매하고 있다.

MSM의 원료물질인 리그닌은 모든 나무에 존재하며 모든 나무로부터 리그닌을 생산하여 MSM의 원료물질로 사용할 수 있으나 오래 전부터 제지공장에서는 소나무에서 펄프원료를 생산하였기 때문에 MSM이 소나무로 부터 유래하였다고 하였다.

다음은 메탄올로부터 MSM을 생산하는 방법을 소개하여 보자.

2. 메탄올을 시작물질로 하여 만드는 방법

메탄올을 가지고 MSM을 만드는 방법은 메탄올의 구조 (CH3OH) 를 이해하면 쉽다.
메탄올도 리그닌과 같이 메틸기(CH3-)를 가지고 있어서 DMSO 합성이 가능하다.
즉 메탄올과 황화수소(hydrogen sulfide) 또는 메탄올과 이황화탄소 (carbon disulfide) 로부터 합성된다.
메탄올 2분자와 황화수소 1 분자 또는 이황화탄소 1 분자를 화학 결합시켜 DMSO를 만들 수 있다. 메탄올을 만드는 기술은 석유화학(petrochemical) 산업에서 발달되어 왔다.

석유화학공업은 석유를 가지고 메탄올 등 여러 물질을 합성하여 왔으나 최근에는 석유 뿐만 아니라 석탄, 자연가스, 옥수수, 사탕수수로부터 얻을 수 있다.

그래서 백과사전인 위키페디아에 의한 석유화학제품(Petrochemicals)의 최근 정의에 의하면 “석유화학제품이란 석유로부터 얻을 수 있는 물질 뿐만 아니라 석탄이나 자연 가스 또는 재생가능한 옥수수 나 설탕수수로부터 얻을 수 있다” 라고 정의되고 있다.

그림2: 간접적인 합성 연료 제조 공정(Indirect Conversion Synthetic Fuels Manufacturing Processes) 

설명: Coal(석탄) 이나 biomass(생물자원, 식물이나 동물 등 살아 있던 원료, 옥수수 나 사탕수수도 포함된다)을 gasification(기체화) 시켜 Syngas(씬가스,합성가스)를 만든다. 이 Syngas 는 Natural gas(천연가스)가 Methane(메탄)으로 형태로 변화(Reformation)한 후 만들어 질 수도 있다. 이 Syngas를 Fisher Tropsch Conversion(변환)을 통한 후 Wax Hydrocracking (왁스 수소화분해)을 통하여 Diesel Fuel(경유 연료)나 Jet Fuel(제트 연료)를 만들 수 있다. 이 Syngas는 또한 Methanol(메탄올) 로 변화한 후 Gasoline(가소린)으로 만들 수 있다. 여기서 중요한 사실은 석탄이나 옥수수가 포함된 생물자원(biomass)로부터 MSM의 원료인 메탄올이 생성될 수 있다는 것이다.

그림3: Biomass(생물자원) 으로부터 메탄올 생성 과정:
 Dry Biomass(건조한 생물자원, 옥수수, 옥수수기름이 포함된다)를 Synthesis Gas Production(가스화)를 통한 후 Methane(메탄)을 거친 후 메탄올을 만들 수 있으며 Wet Biomass(물기가 포함된 생물자원)은 Anaerobic Digestion(혐기성 소화)를 통해 메탄이 만들어진 후 메탄올이 만들어 지며 메탄을 Methanthropic Bacteria(메탄을 이용하는 미생물)에 의해 메탄올이 만들어 지기도 한다. 이 그림에서 중요한 점은 메탄올은 석유에서 만들 어 질 뿐 만 아니라 옥수수를 포함한 Biomass(생물자원)에서도 만들어 진다는 것을 알 수 있다.

그림4: Vegetable oils(식물성기름) 으로부터 Biodiesel(바이오 디젤, 생물로부터 오는 연료) 생성 : 
석유로부터 만들 던 연료를 Vegetable oils (식물성기름, 옥수수 기름 포함)에 catalyst(촉매) 및 메탄올을 섞어 를 바이오디젤을 만드는 과정을 설명한다. 이 과정 중에 Methanol synthesis(메탄올 합성)이 일어나며 이 메탄올은 MSM을 만드는 원료로 사용된다. 

석유화학산업에서 석유나 그 밖의 물질(석탄, 자연가스, 옥수수, 사탕수수)의 공통점은 이들 물질들을 일단 가스화 (gasification) 하여 Syngas(synthesis gas 의 약자, 합성가스)를 만든 후 이 Syngas를 반응 시켜 메탄올 등을 만드는 것이다.
이렇게 만들어 진 메탄올은 위에서 설명한 방법으로 DMSO을 거쳐 MSM을 만들 수 있다.

 석유는 오래전에 공룡 등 이 오랜 세월동안 기름이 된 동물성 기름이라고 생각되며,

현재에는 식물성기름 (옥수수기름 등)을 사용하여 Syngas를 만든 후 메탄올 등을 만든다 (윗그림 들 참조).

 이와 같이 MSM을 만드는 방법에는 1)나무의 리그닌을 이용하는 방법. 2)동물성기름(석유 등)또는 식물(옥수수 등)이나 식물성기름 (옥수수기름 등)을 이용하여 메탄올을 만든 후 MSM을 만드는 방법이 있다.

 석유, Biomass(생물자원, 옥수수, 옥수수기름 포함), 석탄, 천연가스 등은 나무에 다량 포함된 리그닌이 없기 때문에 MSM을 만들기 위해서는 중간물질인 메탄올을 거쳐야한다.

   2가지 방법의 결과물은 고농도(99% 이상)의 MSM 이며 구조식도 같고 성질도 같아서 우리에게 훌륭한 황을 공급할 수 있는 물질이다.

 그러나 나무로부터 시작되어 얻은 MSM의 중간물질은 사람이 먹어도 되는(edible) 물질인 리그닌이다.

 그런데 석유나 옥수수로부터 얻는 MSM은 중간물질이 사람에게 크게 해를 줄 수 있는 메탄올이기 때문에 완전히 제거되어야 한다는 조건이 붙는다고 하겠다.

한국은 황 부족 국가에 포함된다. 부족한 황을 MSM 으로부터 보충된다면 건강에 커다란 도움이 된다고 할 수 있다.

 이학박사 이   윤   익