夏季正逐步接近其逻辑上的结论，但这并不意味着晴天将随着9月的来临而结束。 海滩仍然会遭受人口过多的困扰（真正内向的人的话），人们将继续遭受海滩度假或夏季小屋溺水的几乎不可剥夺的特性-晒伤。 幸运的是，现在有很多面霜和乳液可以阻止人们变成烤番茄。 问题在于，这些保护设备大部分是由无机物质制成的，无机物质是从自然资源中以一种或另一种方式获得的，众所周知，这些资源很少。 威特沃特斯兰德大学的科学家及其来自德国，坦桑尼亚和马拉维的同事认为，要解决这个问题，腰果皮是可以的。 腰果有什么特别之处？科学家如何将果壳变成防晒霜？这种产品的功效如何？它比目前市场上有什么更好的产品？ 我们从研究小组的报告中了解了所有这些信息。 走吧
学习基础
石油产品的最大负号是多少？ 是的，有环境方面，经济方面，有时甚至还有地缘政治方面。 但是，这个问题的最简单答案是，石油及其所有衍生品迟早（根据最新信息，迟早要结束）将终止。 这已经知道了很长时间，但是人类并不急于采取任何行动来寻找替代品，仿佛地下仍然藏着一袋“石油”。 现在情况开始好转，这都是由于激活了与公鸡有关的原理，啄在柔软的地方。
石油产品的一种替代方法可能是废物中没有在其他任何地方使用的生物质。 腰果皮就是这样。 当然，说坚果或说玉米会拯救世界（我会告诉你库兹金的母亲！）有点夸张。 但是，经济人士不会白费力气，也不会消失，阳台上的一个滑雪板仍然可以服务。
这就是为什么我们今天正在考虑的工作的作者决定将“无用的”腰果皮转换成可以保护人体皮肤免受紫外线辐射的物质的原因。
阳光很好，例如您最喜欢的糖果。 但是，如果您吃了10公斤，那么他们将要出门呼吸新鲜空气。 简而言之，忙碌是不明智的，即 一切都很好，要适度。 紫外线是一种相当有害的东西，但前提是必须完全将其投降。 连续3个小时裸躺在沙滩上。 当然，许多人都想要美丽的棕褐色，但是最好逐渐制作出来，先在阳光下晒日光浴，然后躲在阴凉处。 除了遮阳伞和其他产生阴影的高架结构外，前面提到的防晒霜，喷雾剂，乳液等也很受欢迎。
有机化合物通常存在于其成分中，但这并不意味着这种乳膏是100％有机的（因为出于营销目的通常将其写在包装上）。 在面霜中存在的无机化合物中，有二氧化钛，二氧化锌等。顺便说一下，每年生产约500万吨的二氧化钛，腰果的生产量约为400万吨。
从化学观点来看，对腰果的极大兴趣是由于在其果壳中（或在腰果壳液
-CNSL-腰果壳液中）存在足够数量的易于提取的酚类成分。 除此之外，还有具有抗菌，消炎，抗肿瘤，抗氧化剂和杀虫性能的物质。
化学家主要关注CNSL的酚类成分：腰果酸，腰果酚和腰果酚。
让我们回到绵羊身上，更具体地说是紫外线（UV）。 最有效的有机化合物在315-400 nm（
UVA * ）至280-315 nm（
UVB * ）范围内显示出高度的UV吸收率。
UVA * -A型紫外线辐射-长波。
UVB * -B型紫外线辐射-中波。
在酚中发现非常重要的紫外线吸收分子具有分子内的O–H···O键。 在这组分子中最著名的代表中，研究人员区分了以下几种（准备进行关节运动测试）：水杨酸酯，2-羟基二苯甲酮，2,2'-二羟基二苯甲酮，3-羟基黄酮和氧杂蒽酮。
另外，具有O–H···N分子内键的分子：2-（2-羟苯基）苯并三唑，2-（2-羟苯基）-1,3,5-三嗪和2-（5芳基-）1,3,4-恶二唑-2-基）酚。
上述形成语言的化合物由于在激发态下分子内质子转移的机理而通过
互变异构*通过非辐射失活而散射紫外线辐射。
互变异构*是物质的特性，可使其处于相互瞬态的化学状态之一。
为了避免舌头折断，我不再重复使用上述化合物的名称，这些化合物不仅用于护肤霜。 例如，2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮（氧二苯甲酮）是许多防晒霜的一部分，并被添加到塑料中以限制其由于紫外线辐射而降解。
研究人员指出，除石化来源外，现代紫外线防护剂的主要缺点是它们对水生生态系统的极度不利影响，因为这些物质的生物分解作用非常缓慢且缓慢。
事实证明，无论您在哪里随地吐痰，到处都有至少一种负面影响与一种正面影响。 因此，有必要创造一种更安全（对人类和生态都有利），有机和有效的抗紫外线剂，研究人员做了。
研究成果
现在，从哲学推理出发，我们转向甚至毕加索都将受到启发的复杂化学转化和美丽的分子方案。
化学转化链
最初，将从CNSL中获得的腰果酚和二十碳四烯酸用作起始原料，并以较短的合成顺序制备了多种潜在的紫外线吸收剂。 具有C = X（X = O或N）发色团片段的酚羟基的氢键是确保有效ESIPT的主要设计特征。 作为起点，合成了具有相邻氢键合的羟基
取代基*的二苯甲酮和氧杂蒽。
副*是通过化学反应取代有机化合物中氢原子（H）的原子或原子团。
基于从CNSL获得的腰果酸，制备了苄基保护的甲酯
1 。
可从木糖化学公司获得的取代溴苯2a-c上的卤素-锂交换，然后添加酯1（以下方案1）导致形成受保护的二苯甲酮3a-c，产率中等至较差。
方案1：为方便起见，在方案1-7中用1至25标记了合成化合物的分子方案。3a -
c的氢解O-脱苄基反应以优异的收率得到二苯甲酮4a-c。 二苯甲酮
4c含有所需的两个氢键合苯酚。 在AlCl
3上暴露于
4a可得到第二个所需化合物
5 ，而
用 BCl
3处理
4b可得到氢键合的2,2'-二羟基二苯甲酮（
6 ）。
以衍生自CNSL的腰果酚
7为原料，合成了具有两个氢键合的酚羟基的二苯甲酮。 在2-Me-THF的绿色溶剂中
，化合物
7与苯甲酰氯
的酯化*以优异的产率得到酯
8 。
醚化*是由于酸和醇的相互作用而形成酯的反应。
随后在AlCl
3存在下，化合物
8的Fris微波光重排产生二苯甲酮
9 。 通过钌CH催化的化合物
9的氧合得到2.2′-二羟基二苯甲酮
10 ，产率为61％（方案2）。
方案二另一类具有在氢与羰基键合的羟基的潜在的紫外线吸收剂是3-羟基黄酮。 使用从CNSL获得的腰果酚
7 ，通过对腰果酚
7进行初始乙酰化，以类似于方案2的方式进行第一步以获得化合物
11 。 再次，当催化AlCl
3时，使用施加于化合物
11的微波辐射的Fris重排以优异的总产率得到了1-（2-羟基苯基）乙酮
12 。
将化合物
12的羟醛与苯甲醛缩合，得到中间体查尔酮
13a ，其用过氧化氢氧化使得可以在该方法的两个阶段中以54％的收率获得所需的3-羟基黄酮
13b （方案3）。
方案三由于乙酸和苯甲醛是木糖化学物质，也就是说，它们可以从木材和相关的生物质物种中获得，因此可以肯定地说整个分子骨架
13a和
13b均来自可再生碳。
被研究为紫外线潜在吸收剂的下一类化合物是被氢结合的氧杂蒽。 例如，由腰果酚合成1，8-二羟基黄体
14 。
再次将Fries的重排应用于化合物
15，我们成功获得了分两批收率达84％的二苯甲酮
16 （方案4）。
化合物
16与碳酸钾在丙酮中的
回流*的使用导致形成x吨17。由钌CH催化的化合物
16的氧化在两次运行中以54％的产率产生了1.8-二羟基黄酮
14 。
回流* -各种蒸气和气体的混合物部分冷凝，以浓缩低沸点组分。
方案№4科学家注意到，由于可以从天然邻氨基苯甲酸获得2-氟苯甲酸，化合物
14中的整个分子骨架
都通过木糖化学形式排泄。
除了上述化合物外，据信由于分子内氢键OH···N，含氮物质（例如2-羟基三嗪）也可以完美地应对UV辐射的吸收。在本研究中，考虑到这一事实，2- （4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基）苯酚
20 。
SnCl
4介导的腰果酚
7的甲酰化反应以优异的收率提供了苯甲醛
18 ，然后用LiAlH
4还原醛
18以得到苄醇
19 （方案5）。 在Cu（OAc）
2的催化下，醇
19对苯甲idine的作用得到2-（4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基）苯酚
20 ，产率为62％。
方案№5未来果壳防晒霜的另一个重要元素是苯甲idine，它可以从苯甲酸或苯甲醛获得。 科学家合成了2,2'，2''（1,3,5-三嗪-2,4,6-三基）三酚
21，以检查与氢结合的分子内N原子数目增加时的UV吸收，并认为可以实现此结果通过甲酰化的腰果酚
18 （方案6）。
醛
18与盐酸羟胺和FeCl
3在DMF（二甲基甲酰胺）中的反应在回流下反应得到腈
22 ，可以通过微波辐照将其
三聚化 ，以得到73％的完全对称的s-三嗪
21 。
三聚化* -三个分子的低聚物（一个相同单元的链中的一个分子）的形成。
方案6最终的化合物（感谢上帝）也应显示氢键N···H，因此，从理论上讲是一个很好的紫外线吸收剂，是恶二唑
23 。 醛18对维甲酸（由维醛合成的
24 ）酰肼的作用，得到化合物
25 。 恶二唑环的氧化形成分两次进行，总产率为39％（23）（方案7）。
方案编号7化合物
23的一个重要特征是，乙醛是从木糖化学制品中获得的，这意味着该化合物的整个碳骨架可以从有机物获得，而无需任何石化元素。
因此，我们经历了漫长而有趣的将彼此转化为另一种，将另一种转化为完全不同的方法（据说炼金术是虚构的），现在值得您熟悉所获得化合物的特性，特别是其耐紫外线辐射的能力。
合成化合物的紫外光谱分析
分析合成的化合物4c，5、6、9、10、13a，13b，14、20、21和23的紫外线吸收，结果获得其摩尔消光系数（
ε ）。 所有化合物均用UVA辐射和UVB进行测试，然后将其结果与证明市售保护剂（乳霜，喷雾剂等）的结果进行比较。
由豆蔻酸合成的2,2'-二羟基二苯甲酮（
4c ）在UVA区域显示出对UV辐射的良好吸收，在335 nm处的实验值为ε10538
l mol
– 1 cm
– 1 。 在261 nm（不包括在UVA和UVB范围内）的情况下，该化合物显示出更好的结果：36366l⋅mol
- 1⋅cm
-1 （下图）。
图像1：从腰果酸获得的化合物4c ， 5和6的紫外线吸收曲线。对于二苯甲酮5，在374 nm处的
ε值是8785 L mol
– 1 cm
– 1 ，在265 nm处的
ε值是18439
l mol
– 1 cm
– 1 。
二苯甲酮
6显示出优异的UVA吸收，在358nm处的
ε值为25014L mol
-1 ·cm
-1，在287nm处的
ε值为34096l mol -1⋅cm
- 1 。
为了进行比较，从腰果酚中获得的二苯甲酮
9和
10在UVB区域的边缘显示出极好的吸收，其
ε值分别为单羟基和二羟基二苯酮的279 nm处的47909和282 nm处的
ε值（图像2）。
图像2：从腰果酚获得的二苯甲酮9和10的紫外线吸收曲线。3-羟基黄酮
13b在UVA区域显示出极好的吸收曲线，在314 nm处为ε39870，在345 nm处为44979（下图）。
中间苯丙酮
13a在314 nm处的ε为20403，在347 nm处的为10,250。 二羟基黄酮14也表现出良好的吸收特性，在254 nm处的
ε为23765 L mol
– 1 cm
– 1 。
影像3：查尔肯13a ，黄酮13b和氙气14的紫外线吸收曲线。S-三嗪
21在UVA和UVB区域均显示出更好的紫外线吸收，其中ε21452在300 nm处和ε21452在364 nm。 从这些指标可以得出结论，化合物
21是一种广谱的紫外线阻隔剂，因为它在紫外线的两个区域都表现出优异的性能。
但是2-（4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基）苯酚
20在UVB区域的开始处表现出出色的紫外线吸收：
ε = 29252 L mol
– 1 cm
– 1在278 nm。
图像4：三嗪20和21的紫外线吸收曲线。恶
二唑
23在UVA区域表现出中等的紫外线吸收，其
ε在326 nm处为6367，在293 nm处为3733（图像编号5）。
图像5：恶二唑23的紫外线吸收曲线。对于市售的防晒霜，最常见的防晒霜具有以下结果：
- 氧苯甲酮（OB）-在287 nm下ε = 15150;
- 2-乙基己基-4-甲氧基肉桂酸酯（OMS） -ε = 39470在1356 nm;
- 阿伏苯宗-ε = 31670在310 nm处。
将这些指标与实验指标进行比较，我们可以放心地说，所研究的化合物具有很好的紫外线吸收性能。
要更详尽地了解这项研究的细微差别，建议您查看
科学家的
报告。结语
多数人认为没有用的感觉总是好的。 如果我们还考虑到石油产品不是无止境的，而且它们对环境的影响远非正面的事实，那么由生物材料制成替代品将成为人类替代方式之一。 腰果壳防晒霜，即 基于生物质，这仅仅是研究其他“无用”物质具有隐藏的有益特性和实际应用的初始阶段。 毕竟，所有事物都有一个应用程序，只是有时我们不知道哪个应用程序。
谢谢大家的关注，保持好奇心，祝大家工作愉快！ :)
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