尿素
尿素是由碳、氮、氧和氢组成的有机化合物,又称脲(与尿同音)。其化学公式为 CON2H4、(NH2)2CO 或 CN2H4O,分子质量60,国际非专利药品名称为 Carbamide。外观是白色晶体或粉末。它是动物蛋白质代谢后的产物,通常用作植物的氮肥。尿素在肝合成,是哺乳类动物排出的体内含氮代谢物。这代谢过程称为尿素循环。尿素是第一种以人工合成无机物质而得到的有机化合物。活力论从此被推翻。
基本信息
1 基本简介
尿素英文名 Urea IUPAC英文名 Diaminomethanal IUPAC中文名 碳酰二胺其他名称 脲识别 CAS号 57-13-6 SMILES NC(=O)N InChI 1/CH4N2O/c2-1(3)4/h(H4,2,3,4)/f/h2-3H2
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物理性质 化学式:CO(NH2)2,分子质量60.06 ,CO(NH2)2无色或白色针状或棒状结晶体,工业或农业品为白色略带微红色固体颗粒,无臭无味。含氮量约为46.67%。密度1.335g/cm3。熔点132.7℃。溶于水、醇,难溶于乙醚、氯仿。呈弱碱性。
CAS No.:57-13-6
EINECS号:200-315-5
分子式:CH4N2O
分子量:60.05
熔点:131-135℃
沸点:196.6°Cat760mmHg
折射率:n20/D 1.40
闪光点:72.7°C
Inchi:InChI=1/CH4N2O/c2-1(3)4/h(H4,2,3,4)
密度:1.335
水溶性:1080 g/L (20℃) 化学性质
可与酸作用生成盐。有水解作用。在高温下可进行缩合反应,生成缩二脲、缩三脲和三聚氰酸。加热至160℃分解,产生氨气同时变为氰酸。因为在人尿中含有这种物质,所以取名尿素。尿素含氮(N)46%,是固体氮肥中含氮量最高的。
尿素在酸、碱、酶作用下(酸、碱需加热)能水解生成氨和二氧化碳。
对热不稳定,加热至150~160℃将脱氨成缩二脲。若迅速加热将脱氨而三聚成六元环化合物三聚氰酸。(机理:先脱氨生成异氰酸(HN=C=O),再三聚。)
与乙酰氯或乙酸酐作用可生成乙酰脲与二乙酰脲。
在乙醇钠作用下与丙二酸二乙酯反应生成丙二酰脲(又称巴比妥酸,因其有一定酸性)。
在氨水等碱性催化剂作用下能与甲醛反应,缩聚成脲醛树脂。
与水合肼作用生成氨基脲。
尿素易溶于水,在20℃时100毫升水中可溶解105克,水溶液呈中性反应。尿素产品有两种。结晶尿素呈白色针状或棱柱状晶形,吸湿性强。粒状尿素为粒径1~2毫米的半透明粒子,外观光洁,吸湿性有明显改善。20℃时临界吸湿点为相对湿度80%,但30℃时,临界吸湿点降至72.5%,故尿素要避免在盛夏潮湿气候下敞开存放。目前在尿素生产中加入石蜡等疏水物质,其吸湿性大大下降。
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主要应用 医学应用:
皮肤科以含有尿素的某些药剂来提高皮肤的湿度。非手术摘除的指甲使用的封闭敷料中,含有40%的尿素。
测试幽门螺杆菌存在的碳-14-呼气试验,使用了含有碳14或碳13标记的尿素。因为幽门螺杆菌的尿素酶使用尿素来制造氨,以提高其周边胃里的pH值。同样原理也可测试生活在动物胃中的类似细菌。
农业应用:
尿素是一种高浓度氮肥,属中性速效肥料,也可用于生产多种复合肥料。在土壤中不残留任何有害物质,长期施用没有不良影响。畜牧业可用作反刍动物的饲料。 但在造粒中温度过高会产生少量缩二脲,又称双缩脲,对作物有抑制作用。我国规定肥料用尿素缩二脲含量应小于0.5%。缩二脲含量超过1%时,不能做种肥,苗肥和叶面肥,其他施用期的尿素含量也不宜过多或过于集中。
尿素是有机态氮肥,经过土壤中的脲酶作用,水解成碳酸铵或碳酸氢铵后,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。
商业应用:
特殊塑料的原料,尤其尿素甲醛树脂
某些胶类的原料
肥料和饲料的成分
取代防冻的盐撒在街道,优点是不使金属腐蚀
加强香烟的气味
赋予工业生产的椒盐卷饼棕色
某些洗发剂、清洁剂的成分
急救用制冷包的成分,因为尿素与水的反应会吸热
处理柴油机、发动机、热力发电厂的废气,尤其可降低其氧化氮
催雨剂的成分〈配合盐〉
过去用来分离石蜡,因为尿素能形成包合物
耐火材料
环保引擎燃料的成分
美白牙齿产品的成分
为化学肥料
染色和印刷时的重要辅助剂
实验室应用:
尿素能非常有效的使蛋白质变性,尤其能非常有效地破坏非共价键结合的蛋白质。这特点可以提高某些蛋白质的可溶性,其浓度可达10摩尔/体积。尿素也可用来制造硝酸尿素。