脲（由碳、氮、氧和氫組成的有機化合物）

脲（由碳、氮、氧和氫組成的有機化合物）

脲 （由碳、氮、氧和氫組成的有機化合物） 次瀏覽 | 2022.09.22 16:20:18 更新 來源 ：互聯網 精選百科 本文由作者推薦 脲由碳、氮、氧和氫組成的有機化合物

脲是一種由碳、氮、氧和氫組成的有機化合物，分子式為H2NCONH2。又稱尿素、碳酰胺、碳酰二胺脲，為白色無臭固體，熔點133-135℃，相對密度1.323(20/4℃)，易溶于水和乙醇，強熱時分解成氨和二氧化碳。1773年由伊萊爾·羅埃爾（HilaireRouelle）發現。1828年，弗里德里希·維勒首次使用無機物質氰酸鉀與硫酸銨人工合成了脲。脲的發現，推翻了“生命力”學說，開辟了有機化學新的篇章。脲在化學、農業、醫學等多種領域有重要用途。

中文名

脲

英文名

Urea

別稱

尿素、Carbamide、 Urea solution

化學式

H2NCONH2

CAS登錄號

57-13-6

熔點

133-135℃

水溶性

易溶于水和乙醇

外觀

白色固體

物質概況

CAS號：57-13-6

英文名稱Urea

英文別名Carbamide;Ureasolution;Urea,USPGradeCarbamide,USPGrade;Urea,MBGrade(1.12007);Urea(Medical);Urea-12C;10-Hydroxy-2-trans-DecenoicAcid

脲是一種由碳、氮、氧和氫組成的有機化合物，分子式為H2NCONH2。脲為白色無臭固體;熔點133-135℃,相對密度1.323(20/4℃)；易溶于水和乙醇；強熱時分解成氨和二氧化碳。它是哺乳動物體內蛋白質代謝的最終產物，一個成年人每天的尿中可排出脲約30克。

生物以二氧化碳、水、天門冬氨酸和氨等化學物質合成脲。促使尿素合成的代謝途徑是一種合成代謝，叫做尿素循環。此過程耗費能量，卻很必要。因為氨有毒，且是常見的新陳代謝產物，必須被消除。肝臟在合成尿素時，需要N-乙酰谷氨酸作為調節。

化學性質

脲含有官能團RR'N-CO-NRR'。這官能團的羰基帶著兩個有機的氨基。實驗室中，光氣可與此二氨基反應。脲類化合物包括過氧化脲、尿囊素、乙內酰脲。脲與縮二脲非常接近。脲的化學結構與酰胺、氨基甲酸、雙偶氮化合物、碳二亞胺等接近。

脲和亞硝酸反應，放出氮氣和二氧化碳：

在許多有機反應中，如重氮化反應，常加脲以除去過量的亞硝酸，因此它是一個亞硝酸的捕捉劑。

脲能非常有效的使蛋白質變性，尤其能非常有效地破壞非共價鍵結合的蛋白質。

在氨水等堿性催化劑作用下能與甲醛反應，縮聚成脲醛樹脂。

與水合肼作用生成氨基脲。

除了上面的一些性質以外，還有以下三點主要的化學性質。

1.脲（尿素）是一個一元堿，可以與酸形成鹽。

2.脲（尿素）可以和具有一定結構形狀的烷烴、醇等形成結晶化合物。

這類化合物又成為包合化合物（如圖），在這里，尿素是“主”，直鏈烷烴是“客”。主體與客體之間的作用力主要為范德華力。這種力雖小，但對結構的穩定性是很重要的。這種形成包合物的性質可以用來分離很難分離的異構體。

3.脲在微微超過它的熔點之上加熱時，分解成氨和氰酸。若加熱不太強烈，有些氰酸和脲縮合（親核加成），形成縮二脲，硫酸銅和縮二脲反應呈現紫色，稱為縮二脲反應。可用來鑒定脲。但這個反應更重要的用途是用來鑒定肽鍵，因此也可用于檢驗蛋白質。

發現歷史

1773年伊萊爾·羅埃爾（HilaireRouelle）發現了脲。1828年，弗里德里希·維勒首次使用無機物質氰酸鉀與硫酸銨人工合成了脲。本來他打算合成氰酸銨，卻得到了脲。這一發現，推翻了“生命力”學說，開辟了有機化學新的篇章。

工業生產

脲的大規模生產，是由在加溫加壓下，由二氧化碳和氨反應生成的。

應用途徑農業應用

脲最主要的用途是作肥料（氮肥）

脲是一種優良的化學肥料，在施入土壤后受脲酶的作用，緩慢水解放出氨和二氧化碳，被植物吸收。（大豆中含有的大量的脲酶，是首次取得結晶型的酶，在生物化學發展上甚為重要）它也是制造藥物和塑料的重要化工原料。

尿素（這里的尿素是混合物）是有機態氮肥，經過土壤中的脲酶作用，水解成碳酸銨或碳酸氫銨后，才能被作物吸收利用。因此，尿素要在作物的需肥期前4～8天施用。

由脲產生的二縮脲對作物有抑制作用，我國規定肥料用尿素二縮脲含量應小于0.5%。二縮脲含量超過1%時，不能做種肥，苗肥和葉面肥，其他施用期的尿素含量也不宜過多或過于集中。

醫學應用

少量的脲也可以用來制備巴比妥酸，它是一種重要的安眠劑。

皮膚科以含有尿素的某些藥劑來提高皮膚的濕度。非手術摘除的指甲使用的封閉敷料中，含有40%的脲。

測試幽門螺桿菌存在的碳-14-呼氣試驗，使用了含有碳14或碳13標記的脲。因為幽門螺桿菌的脲酶使用尿素來制造氨，以提高其周邊胃里的pH值。同樣原理也可測試生活在動物胃中的類似細菌。

飼料應用

人類糧食資源與蛋白質的短缺，也造成飼料工業一大難題。業者積極尋找蛋白質的新來源，并擴及蛋白質以外的氮來源，例如含氮量高的尿素。

1897年，Waesk等人提出反芻動物能轉化非蛋白質氮為菌體蛋白質的想法。1949年，C.J.Watson等人喂食綿羊含有N15標記的尿素膠囊，4天后在綿羊血液、肝臟、腎臟中檢驗出含有N15的蛋白質。這證實了反芻動物可以利用非蛋白質氮。同年J.K.Looli等人以脲當作唯一氮源喂食綿羊，發現綿羊能夠正氮平衡，表明綿羊瘤胃里的微生物能利用脲合成其生長所需的10種必需氨基酸。自此，脲及尿素化合物成為反芻動物的飼料添加劑了。

化妝品應用

脲是一種很好用的保濕成分，它就存在于肌膚的角質層當中，屬于肌膚天然保濕因子NMF的主要成分。對肌膚來說，尿素具有保濕以及柔軟角質的功效，所以也能夠防止角質層阻塞毛細孔，借此改善粉刺的問題。用于面膜、護膚水、膏霜、護手霜等產品中保濕成份的添加。添加比例為3-5%。

工業應用

脲對鋼鐵、不銹鋼化學拋光有增光作用，在金屬酸洗中用作緩蝕劑，也用于鈀活化液的配制。

紡織應用

脲是紡織工業在染色和印刷時的重要輔助劑，能提高顏料可溶性，并使紡織品染色后保持一定的濕度。

安全注意

避免與皮膚和眼睛接觸。

參考資料