只要有足够的时间,露西最终会错误地抽走橄榄球,而查理·布朗也将终于踢中那个该死的球。一只沙鼠最终会写出贝多芬的第十交响曲。而环境工作组(EWG)也会支持一种合成化学防晒产品。最近获得FDA批准的防晒成分苯甲二唑醇(BEMT),似乎就是这样一个例子。
但BEMT其实并不新。欧洲人已经安全使用它超过20年,而FDA现在才给予批准。因此,FDA和EWG都不能声称自己领先于时代潮流。它们只是在追赶这一趋势。
对我来说,BEMT最有趣的地方既不是FDA的批准,也不是EWG的支持。相反,它展示了防晒化学与药物发现常常遵循相似的路径。与普遍认知相反,化学家并不会简单地构想出一个分子,合成它,然后改变世界。我们没那么聪明。更多时候,发现是一个试错和优化的过程。
防晒霜与芬太尼有何关联?
两者的原理出人意料地相似。当美国缉毒局(DEA)限制关键芬太尼前体化学品的获取时,地下化学家并没有放弃芬太尼的合成。他们只是改用不同的起始材料和合成路线,生产出新的类似物,其中一些甚至比芬太尼本身更具效力。无论是合法还是非法的化学,往往都遵循阻力最小的路径。我和我经常合作的写作伙伴杰夫·辛格医生曾多次撰文讨论打击芬太尼前体带来的意外后果。
药物发现的工作方式大致相同。化学家很少从完美的分子开始。相反,他们确定一个有前景的化学骨架,然后系统地对其进行修饰,希望改善他们关心的特性。一个变化可能会提高效力但恶化毒性。另一个变化可能提高稳定性但降低溶解度。成功通常不是找到最佳分子,而是找到最佳的折衷方案。
BEMT也是一个类似的故事
研究人员探索了一类称为羟基苯基三嗪的化合物,在同时优化三种不同特性(紫外线吸收、光稳定性和油溶性)的过程中,合成并筛选了500多种相关分子。
对一种防晒成分来说,这听起来可能做了大量工作。确实如此。
挑战不仅仅是找到能吸收紫外线的分子。化学家已经知道如何做到这一点。挑战在于找到能吸收正确波长、在阳光下保持稳定、能溶于化妆品配方且停留在皮肤表面而非渗透进皮肤的分子。
BEMT在所有这些方面都表现出色。图1显示了其中一个原因。
图1. 苯甲二唑醇(BEMT)的紫外线吸收光谱,显示了其在UVB、UVA2和大部分UVA1区域的广泛覆盖。资料来源:改编自Sohn M, Low V. Bemotrizinol: Key Driver of Modern Broad-Spectrum Sun Protection. Specialty Chemicals Magazine. 2026年3月/4月。BASF。
这张图有助于解释原因。与许多仅在相对较窄波长范围内强烈吸收的防晒成分不同,BEMT在UVB、UVA2和大部分UVA1区域提供了广泛覆盖。结果是,它能防护与晒伤、光老化和其他形式皮肤损伤相关的几乎整个紫外线光谱。
然而,广泛的紫外线覆盖还不够。防晒成分还必须能够经受住阳光的反复照射。
这提出了一个令人惊讶的困难挑战。许多防晒分子包含交替的双键和单键网络,称为共轭系统。这些结构特别擅长吸收紫外线,因为电子在整个分子中共享,而不是局限于单个键。
但这里有个问题。每次防晒分子吸收一个紫外线光子时,其部分电子会从正常的低能量排列(基态)提升到更高能量的激发态。分子然后必须安全地处理这些多余的能量。
许多防晒成分无法通过这一测试。反复的激发循环会破坏化学键、重新排列原子或触发其他反应,逐渐破坏分子。随着分子降解,其保护皮肤的能力也会下降。
这就是BEMT存在于瓶中的原因
一种在吸收阳光后自我破坏的防晒成分几乎没有用处。
许多防晒成分能有效吸收紫外线,但在吸收过程中逐渐降解。BEMT通过巧妙的分子工程避免了这个问题。两个战略性放置的羟基与三嗪环形成内部氢键。当BEMT吸收紫外线时,这些基团参与某种称为超快质子转移过程的反应,安全地将吸收的能量转化为无害的热量。整个循环不到一万亿分之一秒,使分子能够恢复到原始状态,准备好吸收下一个紫外线光子。
用接近普通语言的说法,BEMT不仅仅是吸收阳光。它还能在经历后幸存下来。
而且BEMT还有另一个重要特性。该分子异常大(图1)且高度亲脂,这些特性使其难以通过皮肤吸收;大多数研究发现,外用后几乎没有或完全没有系统暴露,这也是监管机构和毒理学家普遍对其持积极态度的一个原因。
(皮肤渗透性是亲脂性和大小的函数。适度的亲脂性有利于吸收。过多,如凡士林,反而不好。关于大小,越小越好。)
结论
因此,FDA的批准是受欢迎的,即使它迟到了多年。美国人终于能够获得含有这种防晒成分的产品,而世界其他大部分地区已经享受了数十年。
科学突破常常被描绘为灵光一现的天才创意。但更多时候,它们是系统探索数百种可能性并逐步改进先前成果的结果。无论是目标是新药、新防晒霜,还是不幸地,新的芬太尼类似物,化学通常都是一种优化练习。
BEMT提醒我们,成功的分子很少天生完美。它们的发现方式与好想法的发现方式相同:通过生成许多候选物,淘汰大部分,然后筛选出幸存者。
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