随着人们健康意识的逐步提高和美容科学的不断进步，安全、无毒、无副作用兼具满足消费者对产品性能不断追求的“绿色”染发制品日益成为未来染发剂市场的发展趋势。姜黄素具有良好的染色性能、环境相容性和广泛的药理作用，是一种理想的植物色素。本文对姜黄素的合成、染发及其染发机理进行了研究。首先概述了染发剂的研究现状，系统总结了人们正在研究和开发的非对苯二胺染发剂的活性染料，包括苯胺衍生物染料、植物色素染料和其他新型染料的作用原理、合成方法及其染色效果。同时还介绍了姜黄素的理化性质、生理活性及其在食品、医学、化妆品、纺织品方面的应用。采用湿法浸润制备固体碱KF/Al₂O₃，用其代替传统的液体碱首次催化合成姜黄素，考察了不同负载量、不同煅烧温度下制备的KF/Al₂O₃固体碱，反应温度、催化剂用量、反应物之比、反应时间对姜黄素合成反应的影响。固体碱催化剂的表征包括BET比表面积、CO₂-TPD，IR，XRD和XPS测定。同时也对姜黄素合成反应的机理以及KF/Al₂O₃催化剂在该反应中的活性位进行了讨论。实验结果表明KF/Al₂O₃是一个合成姜黄素的有效催化剂，在最优的实验条件下得到姜黄素的产率为64.3%。通过对催化剂的重复使用率的考察可以发现经过三次循环使用后的催化剂仍然保留了部分催化活性，而再生催化剂则保留了大部分的催化活性。通过分析固体碱催化剂KF/Al₂O₃的表征结果可以推断在姜黄素合成反应中K₃AlF₆为该催化剂的活性位。姜黄素的染发包括头发漂白工艺，新型染发剂配方的研制，染发方法和染发条件的探讨，以及对染发前后头发颜色特征值、强度变化，色素分布情况和色牢度的测定。实验结果表明：先染后媒的染色方法比同媒染和先媒后染两种方法得到的颜色更深，媒染剂的加入不同程度地改变了头发的色泽。总的来说，该新型姜黄素染发剂着色力强，染色范围较宽，色牢度好，且选择不同的染色工艺可以得到不同的染色效果。从各项表征结果综合考虑该染发剂应用的最佳工艺为染色温度343K，染色时间30min，染色pH4.30，媒染剂金属离子选择Fe²⁺，姜黄素与媒染剂中的金属离子Fe²⁺摩尔比为1∶3。选用甘氨酸、苏氨酸、谷氨酸和半胱氨酸作为头发的模型，首次将量子化学计算，Atoms in molecules （AIM）理论，Wiberg bond indexes （WBI）分析应用于研究姜黄素和头发之间的相互作用，为进一步理解姜黄素染发机理提供了理论基础,同时通过姜黄素与头发相互作用和姜黄素与水相互作用的比较讨论了该染发剂的水洗牢度。研究结果表明：姜黄素与甘氨酸、姜黄素与苏氨酸、姜黄素与谷氨酸、姜黄素与半胱氨酸之间形成了较强的氢键，存在氢键相互作用，这是引起姜黄素上染的一个重要因素；并将其与姜黄素-水体系的相互作用的研究结果进行比较，可以发现姜黄素与各类氨基酸之间的氢键相互作用强于姜黄素与水之间的氢键相互作用，这也意味着姜黄素上染后不易受水的影响，耐水洗性质好。