UV-Schutz aus der Natur: Aus den Schalen von Cashewnüssen kann man organische UV-Filter für Sonnenschutzmittel herstellen, wie nun Chemiker demonstriert haben. Die naturbasierten Filtermoleküle absorbieren schädliche UVA- und UVB-Strahlung ebenso gut wie die bisher verwendeten erdölbasierten UV-Filter, wie die Forscher berichten. Sollten diese UV-Absorber auch gut verträglich sein, könnten aus ihnen gesündere und umweltfreundlichere Sonnenschutzmittel entstehen.
Zum Schutz vor Sonnenbrand und Hautkrebs ist ein guter Sonnenschutz unverzichtbar. Doch die gängigen UV-Filter in Sonnenmilch und -cremes sind umstritten. Mineralische Nanopartikel wie Titandioxid können Wasserorganismen schaden und Schwermetalle ins Wasser schwemmen. Organische UV-Filter zeigen teilweise hormonähnliche Wirkungen und stehen im Verdacht, die Spermienfunktion zu stören. Zudem werden diese Kohlenwasserstoffverbindungen aus Erdöl synthetisiert.
Öl aus Nussschalen als Ausgangsstoff
Eine gesündere und umweltfreundlichere Alternative zu diesen UV-Filtern könnten nun Forscher um Till Opatz von der Universität Mainz gefunden haben. Sie haben nach Möglichkeiten gesucht, chemische UV-Filter aus natürlichen Ausgangsstoffen zu erzeugen. Bei einem Naturprodukt wurden sie fündig: dem Öl von Cashewnuss-Schalen. Die ölhaltigen Nussschalen bleiben bei der Verarbeitung der Cashewnüsse in großen Mengen übrig.
„Das Cashewnuss-Schalenöl ist ein Produkt mit geringem kommerziellem Wert, aber einem großen technischen Potenzial“, erklären Opatz und sein Team. Denn das Öl enthält bioaktive Substanzen, die entzündungshemmende, antimikrobielle und möglicherweise sogar tumorhemmende Substanzen besitzen. Außerdem aber enthält es ringförmige Kohlenwasserstoffe, Phenole, die sich als Rohstoffe für chemische Synthesen eignen, wie die Forscher berichten.
Synthese gleich mehrerer UV-Filtermoleküle
Ob das Nussschalenöl auch als Rohstoff für chemische UV-Filter taugt, haben Opatz und sein Team nun in einer Reihe von chemischen Versuchen ermittelt. Dabei synthetisierten sie gezielt phenolische Kohlenwasserstoffverbindungen, die innerhalb der Moleküle Wasserstoffbrückenbindungen von OH-Gruppen zu Sauerstoff oder Stickstoff ausbildeten – beide gelten als Merkmale guter UV-Filter. Die resultierenden Moleküle testeten die Forscher dann auf ihre UV-Absorption hin.
Das Ergebnis: Aus dem Cashew-Schalenöl lassen sich gleich mehrere Klassen von potenziellen UV-Filtern synthetisieren. Diese zeigten teilweise sehr gute Fähigkeiten der UV-Absorption – einige vor allem für UVA-Strahlung, andere für die kurzwelligere UVB-Strahlung. Sie schnitten dabei ähnlich gut ab wie herkömmliche organische UV-Filter, wie die Forscher berichten.
Gute Kandidaten für Sonnenschutzmittel
Als besonders vielversprechend erwies sich dabei das s-Triazin (2,2′,2“-(1,3,5-Triazin-2,4,6-Triyl)Triphenol). Dieses Molekül absorbierte sowohl UVA- als auch UVB-Strahlung in hohem Maße. „Diese exzellenten Ergebnisse in beiden relevanten UV-Bereichen sprechen dafür, dass das s-Triazin als Breitband-UV-Filter klassifiziert werden kann“, sagen Opatz und sein Team. Zudem seien dieser UV-Filter und die meisten anderen neu synthetisierten Moleküle gut in Ölen und polaren Lösungsmitteln löslich und eignen sich daher für die Anwendung in Sonnenschutzmitteln.
Nach Ansicht der Chemiker sind damit vor allem das s-Triazin, aber auch einige andere Derivate des Cashew-Schalenöls lohnende Kandidaten für eine Weiterentwicklung. Bevor diese naturbasierten UV-Filter aber in Sonnenmilch eingesetzt werden können, muss nun noch geprüft werden, ob sie hautverträglich sind und welche Auswirkungen sie beispielsweise auf Wasserorganismen haben. Dies soll künftig in Zusammenarbeit mit Wirtschaftsunternehmen ermittelt werden. (European Journal of Organic Chemistry, 2019; doi: 10.1002/ejoc.201900743)
Quelle: Johannes Gutenberg-Universität Mainz
