금연이슈&포럼 2025 VOL.88

TOBACCO CONTROL ISSUE & FORUM
금연 이슈&포럼 웹진

FORUM 1

정책 연구 소개 ➊

합성니코틴과 연초니코틴의
유해성 비교 · 평가 연구

1 1. 본 연구는 2024년 보건복지부의 지원을 받아 수행되었고(research number: 20240608F31-00), 보고서에 수록된 내용은 연구진의 개인적인 의견이며, 보건복지부의 공식적인 견해가 아님을 밝힙니다.

신호상 교수
現㈜캠데이터, 前 공주대학교

가. 국내·외 연구 배경

미국에서는 2009년 식품의약국(Food and Drug Administration, FDA)의 ｢가족 흡연 예방 및 담배 규제법(Family Smoking Prevention and Tobacco Control Act)｣이 연초 유래 니코틴(Tobacco-Derived Nicotine, TDN)을 함유한 담배 제품에만 처음 적용된 이후 합성니코틴(Synthetic Nicotine, SN)에 대한 마케팅과 수요가 급격히 증가했다.

2 2. USFDA. (2009). Family smoking prevention and tobacco control act. https://www.ftc.gov/legal-library/browse/statutes/family-smokingprevention-tobacco-control-act

미국 의회는 2022년 4월 14일에 발효된 연방 법안을 통과시켜 FDA에게 SN을 포함한 모든 출처의 니코틴을 함유한 담배 제품을 규제할 권한을 부여했다.

3 3. USFDA. (2022). Requirements for products made with non-tobacco nicotine take effect April 14. https://www.fda.gov/tobacco-products/ctp-newsroom/requirements-products-made-non-tobacco-nicotine-take-effect-april-14

따라서 미국에서는 현재 SN과 TDN 제품이 모두 FDA 담배 제품 센터(Center for Tobacco Products)의 동일한 기준으로 규제되고 있다.

영국은 2016년 ｢담배 및 관련 제품 규정(Tobacco and Related Products Regulations, TRPR)｣에 따라 SN을 포함한 모든 니코틴 제품의 유해 물질을 규제한다. TRPR은 제품 제출 시 각 성분에 대한 정보를 포함하도록 요구하고 있다.

4 4. UK. (2016). The tobacco and related products regulations 2016, UK statutory instruments no. 507. https://www.legislation.gov.uk/uksi/2016/507/contents/made

호주에서는 2024년 3월 1일부터 치료 제품 및 관세 규정을 통해 전자담배의 제조 및 판매가 사실상 금지되어서 전자담배는 SN 또는 TDN 함유 여부와 관계없이 규제된다.

5 5. Australia. (2024). Tobacco control, therapeutic goods, poisons and consumer protection laws. https://www.tga.gov.au/news/media-releases/new-regulation-vapes-starting-january-2024

캐나다의 SN에 대한 규제는 ｢담배 및 베이핑 제품법(Tobacco and Vaping Products Act, TVPA)｣에 명시적으로 언급되어 있지 않지만, ｢식품의약품법｣과 같은 다른 규정의 적용을 받을 수 있다.

6 6. Labstat. (2022). Synthetic nicotine vs. natural nicotine: Key differences and regulations mar 14. https://labstat.com/understanding-synthetic-nicotine-and-how-it-is-regulated-in-canada/

대한민국에서는 보건복지부가 관할하는 ｢국민건강증진법｣과

7 7. The Ministry of Health and Welfare. (2017). The national health promotion act. https://elaw.klri.re.kr/eng_service/lawView.do?hseq=43278&lang=ENG

기획재정부가 관할하는 ｢담배사업법｣에 따라

8 8. The Ministry of Economy and Finance. (2017). The tobacco business act. https://law.go.kr/LSW/lsInfoP.do?lsiSeq=195019&viewCls=engLsInfoR&urlMode=engLsInfoR#0000

담배 관련 법률이 법제화 되어 있다. ｢담배사업법｣에 따르면 담배는 담뱃잎을 원료로 사용하여 제조된 제품으로 정의된다. 그러나 2021년 ｢지방세법｣ 개정 이후 담배 줄기와 같은 담배 식물의 다른 부분을 사용하여 제조된 담배에도 세금이 부과되었다.

9 9. The Ministry of Economy and Finance, Strategy and finance. (2022). The individual consumption tax act and local tax act. https://www.law.go.kr/LSW/lsInfoP.do?lsiSeq=238001&chrClsCd=010203&urlMode=engLsInfoR&viewCls=engLsInfoR#0000

결과적으로 이전에 TDN을 사용했던 대부분의 전자담배 제조업체는 이러한 세금을 피하기 위해 SN으로 전환했다. 2024년 11월, British American Tobacco(BAT)는 합성 니코틴 전자담배인 NOMAD SYNC 5000을 대한민국에서 공식 출시했다.

10 10. The Korea Times. (2024). Gov’t to regulate synthetic nicotine as tobacco through legislation. https://www.koreatimes.co.kr/southkorea/society/20240515/korean-government-to-regulate-synthetic-nicotine-as-tobacco-via-legislation

결국 정부는 ｢담배사업법｣을 개정하여 SN을 사용하는 담배제품에 대해서도 규제 감독을 받도록 할 계획이지만, SN 제조업체들은 SN이 깨끗하고 안전하므로 규제가 필요하지 않다고 주장하였다. 그러나 마침내 합성니코틴 규제 내용을 담은 ｢담배사업법｣ 개정안은 2025년 9월 국회 기획재정위원회 경제재정소위원회와 기획재정위원회 전체 회의를 통과했다.

나. 연구의 필요성

국내·외 전자담배 및 기타 니코틴 제품 제조업체는 SN은 순수하고 안전하다고 주장하나 전문가들은 SN 제조 과정상 여러 화학물질을 사용하여 다단계 합성 과정을 거치므로 각종 부산물이나 중간생성물이 존재할 수 있다는 점을 지적한다. 따라서, 실제 합성 니코틴 원액에는 어떤 물질들이 들어 있는지 상세 연구가 필요하다.

본 연구는 액상형 전자담배에 사용되는 니코틴 원액(합성·천연) 내에 존재하는 알칼로이드 및 합성 부산물들의 종류를 비표적 화학분석법을 사용하여 정성 확인한 후 각각의 유해물질의 정량분석에 의한 함유량을 파악하여 이들이 인체에 미치는 영향 등 총체적 분석을 수행하는 것이다.

시중에서 제품화하고 있는 연초니코틴 원액 5개 제품 및 합성니코틴 원액 5개 제품을 구입하여 실험 대상 시료로 사용하였다([표 1] 참조). 실험 대상 니코틴 원액을 가스크로마토그래피-질량분석기(GCMS)를 이용한 비표적 분석(Non-target analysis)을 통해 불순물을 정성분석한 후 이들 유해물질 항목을 타깃 분석물질로 선정하여, 원액상 해당 물질의 함유량을 GC-탠덤 질량분석기(MS/MS)와 액체크로마토그래피(LC)-MS/MS를 이용하여 분석하였다.

[표 1] 본 연구에 사용된 니코틴 원액들

Sample No	Sample Name	Manufacture	Purity and source
Sample No	Sample Name	Manufacture	Purity	Source
1	TDN-1	Reagent company-A	97%	Reagent company
2	TDN-2	Reagent company-B	98%	Reagent company
3	TDN-3	E-cig manufacture-C	98%	Our laboratory
4	TDN-4	Reagent company-A	97%	Reagent company
5	TDN-5	Reagent company-B	98%	Reagent company
6	SN-1	E-cig manufacture-D	98%	Our laboratory
7	SN-2	E-cig manufacture-D	98%	Our laboratory
8	SN-3	E-cig manufacture-E	98%	Our laboratory
9	SN-4	E-cig manufacture-F	98%	Our laboratory
10	SN-5	E-cig manufacture-G	98%	Our laboratory

가. TDN 및 SN 시료에서 담배특이니트로사민(Tobacco-Specific Nitrosamines, TSNA) 및 그 전구체의 분석 결과

TDN 및 SN 시료에서 확인된 불순물 TSNAs(NNK, NNN, NAT 및 NAB)와 각각의 알려진 전구체 4-(메틸아미노)-1-(3-피리딜)-1-부타논, 노르니코틴, 아나타빈 및 아나바신은 LC-MS/MS 방법을 사용하여 분석했다. TSNA 및 전구체에 대한 결과는 [표 2]에 제시하였다.

NNN의 전구체인 노르니코틴은 TDN 및 SN 시료에서 각각 27129 mg/kg의 농도 범위로 존재했으며, NNK의 전구체인 4-(메틸아미노)-1-(3-피리딜)-1-부타논은 TDN 및 SN 시료에서 각각 2191,957 mg/kg의 농도 범위로 검출되었다. 평균적으로 4-(메틸아미노)-1-(3-피리딜)-1-부타논은 TDN보다 SN에서 3배 높은 농도로 검출되었고, 노르니코틴은 SN보다 TDN에서 평균 2.6배 높은 농도로 검출되었다([표 2] 참조). 아나타빈(NAT의 전구체)과 아나바신(NAB의 전구체)은 TDN에서 각각 0.13,644.4 mg/kg의 농도 범위에서 검출되었지만 SN에서는 검출되지 않았다. 아나타빈과 아나바신은 TDN에서만 검출된다는 것이 잘 알려져 있으므로, 이 두 전구체는 TDN과 SN을 구별하는 중요한 지표로 사용되어 왔다.

11 11. Oh, Y. S., Shin, H. S. (2024). Reliable biological indicator identification and evaluation of tobacco‑derived nicotine using an ultra‑sensitive gas chromatography‑tandem mass spectrometric method, Analytical & Bioanalytical Chemistry. 416, 1363–1374

[표 2] 연초니코틴과 합성니코틴 중 알칼로이드와 합성부산물의 농도

12 12. Ho-Sang Shin, Heesoo Pyo, Yunsuk Oh, Kyeong-Yun Choi, Thi Hoang Van Vu, Gil-yong Kim, Dojoon Park. (2026). Identifi cation and quantitative analysis of impurities in tobacco-derived and synthetic nicotine: Is synthetic nicotine really safe and pure? Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 268 on-line published in Oct 29 117221. https://doi.org/10.1016/j.jpba.2025.117221

No	Compound	TDN (mg/kg) (n=5)			SN (mg/kg)
No	Compound	Mean±SD (mg/kg)	Det Range (mg/kg)	Det Freq (%)	Mean±SD (mg/kg)	Det Range (mg/kg)	Det Freq (%)
1	1-Methyl pyrrolidine	0.79±1.22	1.20-2.78	40	3.81±5.54	0.25-12.45	60
2	3-Methyl pyridine	0.14±0.21	0.24-0.48	40	0.80±1.24	1.17-2.81	40
3	3-Ethyl pyridine	0.08±0.18	0.48	20	0.19±0.43	0.95	20
4	2,4,6-Trimethyl pyridine	0.44±0.70	0.60-1.59	40	0.22±0.27	0.22-0.67	60
5	5-Ethyl-2-methyl pyridine	0.86±0.82	1.04-1.70	60	0.15±0.34	0.77	20
6	N-Benzylidene methylamine	0.05±0.07	0.10-0.14	40	nd	nd	0
7	N,N-Dimethylaniline	0.17±0.11	0.15-0.26	80	0.68±1.52	3.40	20
8	3-Butyl pyridine	0.64±0.88	1.60-1.61	40	nd	nd	0
9	1-Methyl-2-pyrrolidinone	11.9±9.1	3.0-27.3	100	737.7±1109.5	16.7-2549.2	80
10	3,4-Dihydro-1(2H)-naphthalenone	0.12±0.11	0.19-0.21	60	9.90±22.13	49.48	20
11	1-Ethyl-2-pyrrolidinone	nd	nd	0	0.48±0.89	0.34-2.04	40
12	N-Vinylpyrrolidone	nd	nd	0	nd	nd	0
13	1-Piperidine carboxaldehyde	nd	nd	0	8.15±16.87	1.18-38.31	60
14	Methyl nicotinate	19.4±7.2	15.5-32.2	100	43.8±32.7	20.9-98.7	100
15	Ethyl nicotinate	144.9±72.4	37.2-236.5	100	225.2±63.2	177.0-310.3	100
16	2,3-Dihydro-1-methyl-1H-indole	0.22±0.15	0.20-0.41	80	0.14±0.21	0.22-0.48	40
17	Benzamide	nd	nd	0	4.18±8.36	1.82-19.07	40
18	N-Methyl nicotinamide	208.0±268.8	53.7-687.0	100	692.4±768.6	150.3-2050.8	100
19	Nornicotine	207±207	27-462	100	79±29	52-129	100
20	4-(Methylamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanone	322±128	219-478	100	1023±528	428-1957	100
21	Anatabine	1087.6±1474.5	0.1-2827.2	100	nd	nd	0
22	Anabasine	1291.9±1755.4	0.4-3644.4	100	nd	nd	0
23	Ethyl nornicotine	74±49	23-130	100	nd	nd	0
24	Methyl anabasine	61.3±34.0	25.4-98.5	100	nd	nd	0
25	3-Acetylpyridine	6±8	14.9-15.7	40	2.8±6.3	14.2	20
26	Cotinine	3712±4544	1107-11756	100	9481±6224	190-17557	100
27	NNN	0.03±0.04	0.06-0.07	40	nd	nd	0
28	NNK	0.03±0.03	0.01-0.06	80	0.04±0.03	0.01-0.09	100
29	Myosmine	3611±3681	1193-10090	100	7784±4546	145-11920	100
30	NAT	0.02±0.02	0.02-0.06	40	nd	nd	0
31	NAB	nd	nd	0	nd	nd	0
32	2,3'-Dipyridyl	20.8±25.8	6.2-51.2	60	nd	nd	0
33	beta-Nicotyrine	186±240	29-611	100	1681±3036	81-7090	100

[표 2] 연초니코틴과 합성니코틴 중 알칼로이드와 합성부산물의 농도

No	Compound	TDN (mg/kg) (n=5)
No	Compound	Mean±SD (mg/kg)	Det Range (mg/kg)	Det Freq (%)
1	1-Methyl pyrrolidine	0.79±1.22	1.20-2.78	40
2	3-Methyl pyridine	0.14±0.21	0.24-0.48	40
3	3-Ethyl pyridine	0.08±0.18	0.48	20
4	2,4,6-Trimethyl pyridine	0.44±0.70	0.60-1.59	40
5	5-Ethyl-2-methyl pyridine	0.86±0.82	1.04-1.70	60
6	N-Benzylidene methylamine	0.05±0.07	0.10-0.14	40
7	N,N-Dimethylaniline	0.17±0.11	0.15-0.26	80
8	3-Butyl pyridine	0.64±0.88	1.60-1.61	40
9	1-Methyl-2-pyrrolidinone	11.9±9.1	3.0-27.3	100
10	3,4-Dihydro-1(2H)-naphthalenone	0.12±0.11	0.19-0.21	60
11	1-Ethyl-2-pyrrolidinone	nd	nd	0
12	N-Vinylpyrrolidone	nd	nd	0
13	1-Piperidine carboxaldehyde	nd	nd	0
14	Methyl nicotinate	19.4±7.2	15.5-32.2	100
15	Ethyl nicotinate	144.9±72.4	37.2-236.5	100
16	2,3-Dihydro-1-methyl-1H-indole	0.22±0.15	0.20-0.41	80
17	Benzamide	nd	nd	0
18	N-Methyl nicotinamide	208.0±268.8	53.7-687.0	100
19	Nornicotine	207±207	27-462	100
20	4-(Methylamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanone	322±128	219-478	100
21	Anatabine	1087.6±1474.5	0.1-2827.2	100
22	Anabasine	1291.9±1755.4	0.4-3644.4	100
23	Ethyl nornicotine	74±49	23-130	100
24	Methyl anabasine	61.3±34.0	25.4-98.5	100
25	3-Acetylpyridine	6±8	14.9-15.7	40
26	Cotinine	3712±4544	1107-11756	100
27	NNN	0.03±0.04	0.06-0.07	40
28	NNK	0.03±0.03	0.01-0.06	80
29	Myosmine	3611±3681	1193-10090	100
30	NAT	0.02±0.02	0.02-0.06	40
31	NAB	nd	nd	0
32	2,3'-Dipyridyl	20.8±25.8	6.2-51.2	60
33	beta-Nicotyrine	186±240	29-611	100

No	Compound	SN (mg/kg)
No	Compound	Mean±SD (mg/kg)	Det Range (mg/kg)	Det Freq (%)
1	1-Methyl pyrrolidine	3.81±5.54	0.25-12.45	60
2	3-Methyl pyridine	0.80±1.24	1.17-2.81	40
3	3-Ethyl pyridine	0.19±0.43	0.95	20
4	2,4,6-Trimethyl pyridine	0.22±0.27	0.22-0.67	60
5	5-Ethyl-2-methyl pyridine	0.15±0.34	0.77	20
6	N-Benzylidene methylamine	nd	nd	0
7	N,N-Dimethylaniline	0.68±1.52	3.40	20
8	3-Butyl pyridine	nd	nd	0
9	1-Methyl-2-pyrrolidinone	737.7±1109.5	16.7-2549.2	80
10	3,4-Dihydro-1(2H)-naphthalenone	9.90±22.13	49.48	20
11	1-Ethyl-2-pyrrolidinone	0.48±0.89	0.34-2.04	40
12	N-Vinylpyrrolidone	nd	nd	0
13	1-Piperidine carboxaldehyde	8.15±16.87	1.18-38.31	60
14	Methyl nicotinate	43.8±32.7	20.9-98.7	100
15	Ethyl nicotinate	225.2±63.2	177.0-310.3	100
16	2,3-Dihydro-1-methyl-1H-indole	0.14±0.21	0.22-0.48	40
17	Benzamide	4.18±8.36	1.82-19.07	40
18	N-Methyl nicotinamide	692.4±768.6	150.3-2050.8	100
19	Nornicotine	79±29	52-129	100
20	4-(Methylamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanone	1023±528	428-1957	100
21	Anatabine	nd	nd	0
22	Anabasine	nd	nd	0
23	Ethyl nornicotine	nd	nd	0
24	Methyl anabasine	nd	nd	0
25	3-Acetylpyridine	2.8±6.3	14.2	20
26	Cotinine	9481±6224	190-17557	100
27	NNN	nd	nd	0
28	NNK	0.04±0.03	0.01-0.09	100
29	Myosmine	7784±4546	145-11920	100
30	NAT	nd	nd	0
31	NAB	nd	nd	0
32	2,3'-Dipyridyl	nd	nd	0
33	beta-Nicotyrine	1681±3036	81-7090	100

NNK는 SN에서 0.01-0.09 mg/kg의 농도범위로, TDN에서 0.01-0.06 mg/kg의 농도 범위에서 검출되었다. NNK 농도가 높은 시료에서는 NNK 전구체인 4-(메틸아미노)-1-(3-피리딜)-1-부타논의 농도도 높았다. NNK와 그 전구체 농도 간의 스피어만 상관분석을 수행한 결과, 전체 시료를 대상으로 할 때 ρ = 0.339, p = 0.351의 상관관계를 보였고, TDN을 대상으로 할 때 ρ = 0.205, p = 0.741, SN을 대상으로 할 때 ρ = 0.600, p = 0.285의 상관관계를 보였다. 즉 SN 시료에서는 NNK와 그 전구체 농도 간의 유의미한 상관관계를 보여주나 표본 크기가 작아서인지 통계적 유의성은 낮았다. 그럼에도 불구하고 이 결과는 TDN이나 SN에 관계없이 NNK가 전구체 농도가 높을 때 검출될 수 있음을 확인시켜 주었다.

NNN은 0.06-0.07 mg/kg 농도 범위에서 TDN에서만 검출되었지만, NNN의 전구체인 노르니코틴은 TDN과 SN 모두에서 높은 수준으로 검출되었다. 노르니코틴 농도가 약 400 mg/kg 이상인 TDN 시료에서 NNN이 검출되었다는 점을 고려할 때, 노르니코틴 농도가 이 수준 이상에 도달하면 SN에서도 NNN이 검출될 가능성이 있다. 노르니코틴은 또한 니코틴 합성의 마지막 단계에서 중간체이다.

13 13. Arnold, M. (2017). Next Generation Labs. Process for the preparation of (R,S)-nicotine US9556142B2

SN을 합성 후 충분히 정제하지 않거나 부적절한 조건에서 장기간 보관하면 NNN과 NNK의 농도가 증가할 수 있다.

NAT는 TDN에서만 0.02-0.06 mg/kg 농도에서 검출되었고 NAB는 TDN이나 SN 시료에서 검출되지 않았다. NAT 전구체인 아나타빈 농도가 높은 두 개의 TDN 시료에서만 NAT가 검출되었다. SN에서는 NAT나 전구체 아나타빈이 검출되지 않았다.

나. 니코틴 원액에서 알칼로이드 및 합성 부산물 분석 결과

알칼로이드와 기타 합성 부산물이 TDN 및 SN 시료에서 검출되었으며 결과는 [표 2]에 나와 있다.

코티닌, 미오스민 및 베타-니코틴은 담배에서 흔히 발견되는 알칼로이드이다. 이들은 TDN 시료보다 SN 시료에서 2-9배 높은 농도로 검출되었다. SN에서 알칼로이드 수치가 높은 이유는 (1) 미오스민이 대부분의 니코틴 합성 방법에서 핵심 중간체이고,

14, 15 14. Ayesha Nisathar, Hui Chen, Xiaoli Lei, Zeyu Zeng, Jia Chen. (2024). Comparison of genotoxic impurities inextracted nicotine vs. synthetic nicotine, Frontiers in Chemistry, 12:1483868. doi: 10.3389/fchem.2024.1483868 15. Arnold, M. (2017). Next Generation Labs. Process for the preparation of (R,S)-nicotine US9556142B2.

(2) 니코틴은 공기에 노출되면 탈수소화 또는 산화를 통해 β-니코티린 또는 코티닌을 생성하는 부반응이 일어나기 때문일 수 있다.

16 16. Fadi Aldeek, Karl Wagner, Vanessa Haase, Erica Sublette, Vanessa Lopez. (2025). Analysis and Toxicological Evaluation of Nicotine Degradants and Impurities in Oral Tobacco Products: A Case Study of on! PLUS Nicotine Pouches, ACS Omega, 10, 6267-6278. https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsomega.5c00263?ref=article_openPDF

이러한 알칼로이드는 니코틴과 화학적 유사성으로 인해 정제 과정에서 제거하기 어려울 수 있다.

17 17. Lyn Hughes. (2002). Anhydrous purification of nicotine using an ion exchange resin. EP1176143A1

1-메틸-2-피롤리디논은 SN에서 최대 2,549.2 mg/kg의 농도로 검출되었지만 TDN에서는 미량 수준이다. 1-에틸 피롤리디논은 SN에서만 최대 2.04 mg/kg의 농도로 검출되었다. 1-메틸 피롤리디논과 에틸 피롤리디논은 모두 니코틴 합성에 일반적으로 사용되는 출발 물질인 비닐 피롤리디논의 합성 또는 취급 중에 부산물로 생성될 수 있다. 전자담배 브랜드인 NJOY 특허에 따르면, 1-메틸-2-피롤리디논도 니코틴의 화학 합성에서 출발 물질로 사용되었다.

18 18. Bert Willis, Mohammed Moinuddin Ahmed, Wesley Freund, Douglas Sawyer. (2025). Synthesis and resolution of nicotine. US20160326134A1. NJOY, LLC.

이 보고서에서 비닐 피롤리돈은 SN 시료에서 검출되지 않았는데, 이는 본질적으로 불안정하기 때문일 것으로 추정된다.

19 19. Chemical Book, N-Vinyl-2-pyrrolidone and polyvinylpyrrolidone. https://amp.chemicalbook.com/ChemicalProductProperty_EN_CB3272024.htm

N,N-디메틸아닐린과 N-메틸 니코틴아미드는 TDN보다 SN에서 약 3~4배 더 높은 농도로 검출되었다. 다양한 피리딘 유도체(3-메틸 피리딘, 3-에틸 피리딘, 2,4,6-트리메틸 피리딘, 5-에틸-2-메틸 피리딘, 3-부틸 피리딘 및 3-아세틸피리딘), 2,3-디히드로-1-메틸-1H-인돌, 메틸 니코티네이트, 에틸 니코티네이트, 3,4-디히드로-1(2H)-나프탈레논 및 N-메틸 니코틴아미드가 TDN과 SN 모두에서 낮은 농도로 검출되었다. 알킬 피리딘은 담배 및 담배 연기에서 흔히 발견되는 질소 함유 유기 화합물이다. 이런 피리딘 유도체는 니코틴 합성의 불순물 또는 부산물로 존재함이 본 연구를 통해 밝혀졌다.

메틸 아나바신, 2,3’-디피리딜 및 N-벤질리덴메틸아민은 TDN에서만 검출되었다. 이러한 이유로, 이전 연구에서는 메틸 아나바신과 2,3’-디피리딜을 니코틴의 유래가 TDN인지를 알 수 있는 유용한 지표로 사용했다.

20 20. Yun-Suk Oh, Ho-Sang Shin. (2024). Reliable biological indicator identification and evaluation of tobacco-derived nicotine using an ultra-sensitive gas chromatography-tandem mass spectrometric method, Analytical & Bioanalytical Chemistry, 416, 1363–1374. https://link.springer.com/article/10.1007/s00216-024-05129-8#citeas

발암 물질(NNN 및 NNK)과 CMR에 등재된 유해 성분(N,N-디메틸아닐린, 1-메틸-2-피롤리디논 및 에틸-2-피롤리디논)을 포함하여 총 31개의 화합물이 니코틴 원액 시료에서 검출되었다. 개별 니코틴 시료에서 이 다섯 가지 유해 화합물의 분포는 시료의 안전성을 비교하는 기준을 제공한다. [그림 1]에서 A는 다섯 가지 화합물의 누적 막대 그래프를 보여준다. 1-메틸-2-피롤리디논의 농도가 다른 네 가지보다 훨씬 높았기 때문에 이 화합물을 제외한 별도의 누적 막대 그래프가 [그림 1]의 B에 나와 있다.

[그림 1] (A) 5개의 발암물질, (B) 4개의 발암물질,
(C) 나머지 26 알칼로이드와 합성부산물들의 누적막대그래프

(A) 5개의 발암물질: NNN, NNK, N,N-dimethylaniline, 1-methyl-2-pyrrolidinone, 1-ethyl-2-pyrrolidinone

(B) 4개의 발암물질: NNN, NNK, N,N-dimethylaniline, ethyl-2-pyrrolidinone

다. TDN 및 SN에서 알칼로이드 및 합성 부산물의 안전성

시료의 정량 분석 결과 TDN에서 총 불순물 수준이 약 1.10%, SN에서 약 2.18%인 것으로 나타났다. SN의 불순물 수준은 TDN의 약 2배였다. 불순물은 특히 고농도에서 독성 문제나 심각한 부작용을 일으킬 수 있다.

21 21. Frank Liu. (2024). Safety assessment of drug impurities for patient safety: A comprehensive review, Regul Toxicol Pharmacol, Nov, 153, 105715. DOI: 10.1016/j.yrtph.2024.105715

이 연구에서 분석된 니코틴 시료는 제한적이어서 전자담배에 사용하는 모든 합성 니코틴을 대표하지 못할 수 있지만, 전자담배 제조를 목적으로 국내에 수입되었다는 사실은 이러한 불순물이 잠재적으로 전자담배 제품으로 이어질 수 있음을 시사한다.

NNN, NNK, NAT, NAB를 포함한 TSNA 중 NNN과 NNK는 국제암연구소(IARC)에서 1군 발암물질로 지정한 유해 물질이다.

22 22. IARC. (2024). Agents classified by the IARC Monographs, Volumes 1–137. https://monographs.iarc.who.int/list-of-classifications

이 연구에서 TDN의 NNN과 NNK 총 농도는 최대 0.13 mg/kg, SN의 총 농도는 최대 0.09 mg/kg으로 검출되었다. 순수 니코틴은 전자담배 액상에 사용될 때 일반적으로 약 304 μg/L의 미량으로 존재하는데, 이는 기존 분석 방법을 사용하는 전자담배 액상의 정량 한계와 거의 같다. 따라서 순수 니코틴에 존재하는 이러한 수준의 불순물 NNN 및 NNK는 전자담배 액상에 사용될 때 안전 위험을 초래할 가능성이 낮다. 그러나 베이핑과 같은 공정을 통해 농도가 증가할 수 있으므로 관련 위험을 줄이기 위해 이들의 농도 수준을 최소화하는 것이 중요하다.

23 23. Xiaohong C Jin, Karl A Wagner, Matt S Melvin, Donna C Smith, Yezdi B Pithawalla, William P Gardner, Karen C Avery, Georgios D Karles. (2022). Chemical Influence of nitrite on formation of tobacco-specific nitrosamines in electronic cigarette liquids and aerosols. Research in Toxicology, 35(5):782–791. https://doi.org/10.1021/acs.chemrestox.1c00417

발암물질, 돌연변이 유발 물질 및 생식 독성 물질(Carcinogenic, Mutagenic, or Reproductive toxic substances, CMR)은 유사한 분류 및 규제 접근 방식으로 인해 종종 단일 고위험 물질 그룹으로 언급된다.

24 24. IFA. (2022). List of carcinogenic, mutagenic and reprotoxic substances(CMR substances)

이 연구에서 검출된 불순물 중 N,N-디메틸아닐린, 1-메틸-2-피롤리디논 및 에틸-2-피롤리디논은 CMR 목록에 있다. 1-메틸피롤리디논은 5개의 SN 시료 중 2개에서 1,069 및 2,549 mg/kg의 높은 농도로 검출되었으며, 이는 미국 약전(United States Pharmacopeia, USP)에서 정한 잔류 용매 한도(mg/kg)를 초과한 농도이다.

25 25. USP. (2007). US Pharmacopeial Convention 467 Residual solvents, In United States Pharmacopeia 30. Rockville, MD, USA.

메틸 니코티네이트는 SN에서 평균 43.8 mg/kg, 최대 98.7 mg/kg으로 검출되었고, TDN에서는 평균 19.4 mg/kg, 최대 32.2 mg/kg으로 검출되었다. 에틸 니코티네이트는 SN에서 평균 225 mg/kg, 최대 310 mg/kg으로 검출되었고, TDN에서는 평균 145 mg/kg, 최대 237 mg/kg으로 검출되었다. 일반적으로 메틸 니코티네이트와 에틸 니코티네이트는 세포독성이 약한 것으로 평가되고 있지만, 일부 연구에서는 고농도에서 섬유아세포에 독성을 나타낼 수 있음을 보여주었다.

26 26. Tanasait Ngawhirunpat, Praneet Opanasopit, Sompol Prakongpan. (2024). Comparison of skin transport and metabolism of ethyl nicotinate in various species, Eur. J. Pharm. Biopharm, 58(3):645-651. DOI: 10.1016/j.ejpb.2004.05.002

이들은 니코틴 합성의 출발물질로 사용될 수 있으므로 제조 공정에 따라 잔류 농도가 불규칙적으로 증가할 수 있어 제조 시 정기적인 모니터링이 필요하다.

이 연구를 통해 몇 가지 중요한 결과가 도출되었다. 첫 번째, NNK와 그 전구체인 4-(메틸아미노)-1-(3-피리딜)-1-부타논이 TDN뿐만 아니라 SN에서도 검출되었다. 한편, NNN의 전구체인 노르니코틴도 SN에서 검출되었지만 NNN 자체는 SN에서 검출되지 않았다. SN에서 NNK와 그 전구체가 검출된 것은 SN에 발암성 TSNA가 없다는 주장을 반박한다. 둘째, 일반적으로 담배 식물에서 유래한 여러 알칼로이드가 합성 부산물로서 합성 SN 시료에서도 검출되었다.

흥미롭게도 TDN에서 검출된 28가지 알칼로이드 중 절반은 SN에서 더 높은 농도로 검출되었다. 측정된 총 33가지 분석물 중 18가지가 TDN보다 SN에서 더 높은 농도를 보였으며, SN의 모든 분석물의 총 농도는 TDN의 두 배였다. 셋째, 검출된 주요 불순물 중 CMR 유해물질 목록에 등재된 1-메틸-2-피롤리디논, N,N-디메틸아닐린, 에틸-2-피롤리디논은 TDN보다 SN에서 더 높은 농도로 검출되었으며, 이는 니코틴 합성의 출발 물질 또는 부산물이기 때문인 것으로 판단된다.

니코틴은 합성니코틴이든 연초니코틴이든 관계없이 니코틴 원료에 다양한 발암물질과 잠재적인 건강 위험을 초래할 수 있는 유해물질이 포함되어 있음이 명백하다. 따라서 더욱 엄격한 규제와 모니터링, 제품 품질 관리가 요구된다. 또한, 니코틴이 함유된 담배제품은 종류와 관계없이 모두 담배제품으로 규제·관리되어야 한다.

1. 본 연구는 2024년 보건복지부의 지원을 받아 수행되었고(research number: 20240608F31-00), 보고서에 수록된 내용은 연구진의 개인적인 의견이며, 보건복지부의 공식적인 견해가 아님을 밝힙니다.
2. USFDA. (2009). Family smoking prevention and tobacco control act. https://www.ftc.gov/legal-library/browse/statutes/family-smokingprevention-tobacco-control-act
3. USFDA. (2022). Requirements for products made with non-tobacco nicotine take effect April 14. https://www.fda.gov/tobacco-products/ctp-newsroom/requirements-products-made-non-tobacco- nicotine-take-effect-april-14
4. UK. (2016). The tobacco and related products regulations 2016, UK statutory instruments no. 507. https://www.legislation.gov.uk/uksi/2016/507/contents/made
5. Australia. (2024). Tobacco control, therapeutic goods, poisons and consumer protection laws. https://www.tga.gov.au/news/media-releases/new-regulation-vapes-starting-january-2024
6. Labstat. (2022). Synthetic nicotine vs. natural nicotine: Key differences and regulations mar 14. https://labstat.com/understanding-synthetic-nicotine-and-how-it-is-regulated-in-canada/
7. The Ministry of Health and Welfare. (2017). The national health promotion act. https://elaw.klri.re.kr/eng_service/lawView.do?hseq=43278&lang=ENG
8. The Ministry of Economy and Finance. (2017). The tobacco business act. https://law.go.kr/LSW/lsInfoP.do?lsiSeq=195019&viewCls=engLsInfoR&urlMode=engLsInfoR#0000
9. T he Ministry of Economy and Finance, Strategy and finance. (2022). The individual consumption tax act and local tax act. https://www.law.go.kr/LSW/lsInfoP.do?lsiSeq=238001&chrClsCd=010203&urlMode=engLsInfoR&viewCls=engLsInfoR#0000
10. The Korea Times. (2024). Gov’t to regulate synthetic nicotine as tobacco through legislation. https://www.koreatimes.co.kr/southkorea/society/20240515/korean-government-to-regulate-synthetic-nicotine-as-tobacco-via-legislation
11. Oh, Y. S., Shin, H. S. (2024). Reliable biological indicator identification and evaluation of tobacco-derived nicotine using an ultra-sensitive gas chromatography-tandem mass spectrometric method, Analytical & Bioanalytical Chemistry. 416, 1363–1374
12. Ho-Sang Shin, Heesoo Pyo, Yunsuk Oh, Kyeong-Yun Choi, Thi Hoang Van Vu, Gil-yong Kim, Dojoon Park. (2026). Identifi cation and quantitative analysis of impurities in tobacco-derived and synthetic nicotine: Is synthetic nicotine really safe and pure? Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 268 on-line published in Oct 29 117221. https://doi.org/10.1016/j.jpba.2025.117221
13. Arnold, M. (2017). Next Generation Labs. Process for the preparation of (R,S)-nicotine US9556142B2.
14. Ayesha Nisathar, Hui Chen, Xiaoli Lei, Zeyu Zeng, Jia Chen. (2024). Comparison of genotoxic impurities inextracted nicotine vs.synthetic nicotine, Frontiers in Chemistry, 12:1483868. doi: 10.3389/fchem.2024.1483868
15. Arnold, M. (2017). Next Generation Labs. Process for the preparation of (R,S)-nicotine US9556142B2.
16. Fadi Aldeek, Karl Wagner, Vanessa Haase, Erica Sublette, Vanessa Lopez. (2025). Analysis and Toxicological Evaluation of Nicotine Degradants and Impurities in Oral Tobacco Products: A Case Study of on! PLUS Nicotine Pouches, ACS Omega, 10, 6267-6278. https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsomega.5c00263?ref=article_openPDF
17. Lyn Hughes. (2002). Anhydrous purifi cation of nicotine using an ion exchange resin. EP1176143A1
18. Bert Willis, Mohammed Moinuddin Ahmed, Wesley Freund, Douglas Sawyer. (2025). Synthesis and resolution of nicotine.US20160326134A1. NJOY, LLC.
19. Chemical Book, N-Vinyl-2-pyrrolidone and polyvinylpyrrolidone. https://amp.chemicalbook.com/ChemicalProductProperty_EN_CB3272024.htm
20. Yun-Suk Oh, Ho-Sang Shin. (2024). Reliable biological indicator identification and evaluation of tobacco-derived nicotine using an ultra-sensitive gas chromatography-tandem mass spectrometric method, Analytical & Bioanalytical Chemistry, 416, 1363–1374. https://link.springer.com/article/10.1007/s00216-024-05129-8#citeas
21. Frank Liu. (2024). Safety assessment of drug impurities for patient safety: A comprehensive review, Regul Toxicol Pharmacol, Nov, 153,105715. DOI: 10.1016/j.yrtph.2024.105715
22. IARC. (2024). Agents classified by the IARC Monographs, Volumes 1–137. https://monographs.iarc.who.int/list-of-classifications
23. Xiaohong C Jin, Karl A Wagner, Matt S Melvin, Donna C Smith, Yezdi B Pithawalla, William P Gardner, Karen C Avery, Georgios DKarles. (2022). Chemical Infl uence of nitrite on formation of tobacco-specifi c nitrosamines in electronic cigarette liquids and aerosols. Research in Toxicology, 35(5):782–791. https://doi.org/10.1021/acs.chemrestox.1c00417
24. IFA. (2022). List of carcinogenic, mutagenic and reprotoxic substances(CMR substances)
25. USP. (2007). US Pharmacopeial Convention 467 Residual solvents, In United States Pharmacopeia 30. Rockville, MD, USA.
26. Tanasait Ngawhirunpat, Praneet Opanasopit, Sompol Prakongpan. (2024). Comparison of skin transport and metabolism of ethyl nicotinate in various species, Eur. J. Pharm. Biopharm, 58(3):645-651. DOI: 10.1016/j.ejpb.2004.05.002

TOP