КАРБАМИД

Карбамид, также известный как мочевина, представляет собой органическое соединение с химической формулой CO(NH2)2. 
Карбамид имеет две NH2 – группы, соединенные карбонильной (C=O) функциональной группой.
Карбамид играет важную роль в метаболизме азотсодержащих соединений животными и является основным азотсодержащим веществом в моче млекопитающих. 

Номер CAS: 57-13-6
Номер ЕС: 200-315-5
Название IUPAC: Диамид углерода
Молекулярная формула: CO(NH2)2

Другие названия: Пероксид водорода мочевины, ПЕРОКСИД КАРБАМИДА, Перкарбамид, Пероксид мочевины, Диоксид мочевины, гидропероксид мочевины, Гидроперит, Гидроперитрит, Перкарбамид, Пергидрит, Тенардол, Гиперол, Ортизон, Пергидроль-Мочевина, Пероксид водорода карбамид, Пероксид водорода мочевина, Соединение мочевины с пероксидом водорода (1:1), Пероксид карбамида, раствор, пероксид водорода, мочевина, UNII-31PZ2VAU81, водородная мочевина пероксидный аддукт, Пероксид водорода-аддукт Мочевины, Пероксид карбамида [USP], Мочевина, компл. с перекисью водорода (H2O2) (1:1), 31PZ2VAU81, мочевиной, компл. с перекисью водорода (1:1), CHEBI: 75178, Перекисью карбамида (USP), Мышиными ушными каплями, перекисью водорода; мочевиной, Проксигелем, Деброксом, глиоксидом, Thera-ear, Средством для лечения ушной серы, перекисью водорода Auro, средством для удаления ушной серы, NSC 24852, UN1511, на карбамид, перекись водорода, компл. с мочевиной (1:1), Отиновым раствором перекиси карбамида, мочевино-перекисью водорода, мочевиной.H2O2, перекисью водорода.Мочевина, H2O2 Мочевина, ушные капли для мышей (TN), DSSTox_CID_4726, WLN: ZVZ & QQ, DSSTox_RID_77512, DSSTox_GSID_24726, пероксид водорода, аддукт мочевины, CH6N2O3, пероксид водорода, 97%, CHEMBL3184026, DTXSID9024726, пероксид водорода - мочевина (1:1), Мочевина, компл. с перекисью (1:), NSC24852, Tox21_302451, Соединение мочевины с перекисью водорода, NSC-24852, аддукт перекиси водорода с мочевиной, таблетка, AKOS015904087, DB11129, Перекись водорода с мочевиной, Пергидроль-Мочевина, соединение перекиси водорода с мочевиной (1:1), NCGC00256660-01, (H2n) 2 Co (H2o2), перекись водорода, компл. с мочевиной (1:1), Мочевина, комп. с перекисью водорода (1:1), X9583, D03383, перекисью водорода мочевины, A805233, J-005078, J-525152, Q-200793, Q2633879

Карбамид - твердое вещество без цвета и запаха, хорошо растворимое в воде и практически нетоксичное. 
Растворенный в воде карбамид не является ни кислым, ни щелочным. 
Организм использует карбамид во многих процессах, в первую очередь в выведении азота. 
Печень образует карбамид путем объединения двух молекул аммиака (NH3) с молекулой углекислого газа (CO2) в цикле мочевины. 

Карбамид широко используется в удобрениях в качестве источника азота (N) и является важным сырьем для химической промышленности.
Фридрих Велер обнаружил, что карбамид может быть получен из неорганических исходных материалов, что стало важной концептуальной вехой в химии в 1828 году. 

Это впервые показало, что вещество, ранее известное только как побочный продукт жизнедеятельности, может быть синтезировано в лаборатории без биологических исходных материалов, тем самым противореча широко распространенной доктрине витализма, которая утверждала, что только живые организмы могут производить химические вещества, необходимые для жизни.

Карбамид синтезируется в организме многих организмов как часть цикла мочевины либо в результате окисления аминокислот, либо из аммиака. 
В этом цикле аминогруппы, выделяемые аммиаком и l-аспартатом, превращаются в карбамид, в то время как l-орнитин, цитруллин, l-аргининосукцинат и l-аргинин действуют как промежуточные продукты. 

Выработка карбамида происходит в печени и регулируется N-ацетилглутаматом. 
Затем карбамид растворяется в крови (в контрольном диапазоне от 2,5 до 6,7 ммоль/л) и далее транспортируется и выводится почками в виде компонента мочи. 

Кроме того, небольшое количество карбамида выделяется (вместе с хлоридом натрия и водой) с потом.
Круговорот и выведение карбамида почками является жизненно важной частью метаболизма млекопитающих. 
Помимо роли карбамида как переносчика отработанного азота, мочевина также играет роль в системе противоточного обмена нефронов, что обеспечивает реабсорбцию воды и важных ионов из выделяемой мочи. 

Карбамид реабсорбируется во внутренних медуллярных собирательных протоках нефронов, тем самым повышая осмолярность медуллярного интерстиция, окружающего тонкий нисходящий отросток петли Генле, что приводит к реабсорбции воды.
Карбамид представляет собой амидное соединение с химической формулой (NH2)2CO. 

Карбамид играет важную роль в метаболизме млекопитающих и находит различные промышленные применения. 
Основным процессом получения карбамида является так называемый процесс Боша-Мейзера, разработанный в 1922 году, который состоит из двух основных реакций:

Первая реакция является быстрой экзотермической и протекает при высокой температуре и давлении с образованием карбамата аммония (H2N-COONH4). 
Этот компонент разлагается в результате медленной эндотермической реакции на второй стадии с образованием аммиака.

Для производства одной тонны карбамида расходуется 0,735–0,750 т CO2. 
Одним из ключевых применений карбамида является производство удобрений, где карбамид вступает в реакцию с водой, выделяя CO2 и аммиак в почву. 

Кроме того, количество выбросов CO2 в процессе производства карбамида составляет 2,27 т CO2-экв. на тонну используемого CO2. 
Следовательно, концепция использования CO2 при производстве карбамида не признается в качестве меры по сокращению выбросов углерода. 
Анализ совместного производства карбамида и энергии из угля был выполнен Bose et al. с использованием Aspen Plus. 

Производительность установки оценивалась на основе количества используемого CO2. 
Результаты показали, что экономическая безубыточность использования CO2 составляет менее 5% и 10% при эффективности конверсии CO на уровне 95% и 90%, соответственно, в водогазовом реакторе.

Перес-Фортес и др. смоделировали и оценили производство карбамида из промышленного CO2. 
Они оценили эффективность процесса, количество утилизируемого CO2, требования к коммунальным услугам и инвестиционные затраты. 
Объем выбросов CO2 составил 0,6 т на тонну использованного CO2.

У водных организмов наиболее распространенной формой азотных отходов является аммиак, тогда как организмы, обитающие на суше, преобразуют токсичный аммиак либо в карбамид, либо в мочевую кислоту.
Карбамид содержится в моче млекопитающих и амфибий, а также некоторых рыб. 

Птицы и ящерообразные рептилии имеют другую форму азотистого обмена, которая требует меньше воды и приводит к выделению азота в виде мочевой кислоты. 
Головастики выделяют аммиак, но во время метаморфоза переключаются на выработку мочевины. 

Несмотря на приведенное выше обобщение, карбамидный путь был задокументирован не только у млекопитающих и амфибий, но и у многих других организмов, включая птиц, беспозвоночных, насекомых, растения, дрожжи, грибы и даже микроорганизмы.
Количество карбамида легко определить с помощью ряда различных методов, таких как колориметрический метод диацетилмоноксима и реакция Бертло (после первоначального превращения карбамида в аммиак с помощью уреазы). 

Эти методы применимы с использованием высокопроизводительного оборудования, такого как автоматизированные анализаторы подачи потока и 96-луночные микропланшетные спектрофотометры.
Карбамид описывает класс химических соединений, которые имеют одну и ту же функциональную группу, карбонильную группу, присоединенную к двум органическим остаткам амина: 

RR'N–C(O)–NRR'. 
Примеры включают перекись карбамида, аллантоин и гидантоин. 
Мочевины тесно связаны с биуретами и родственны по структуре амидам, карбаматам, карбодиимидам и тиокарбамидам.

Молекула карбамида плоская. 
В твердом карбамиде кислородный центр вовлечен в две водородные связи N-H–O. 

Получающаяся в результате плотная и энергетически выгодная сеть водородных связей, вероятно, создается за счет эффективной молекулярной упаковки: 
Конструкция довольно открытая, ленты образуют туннели квадратного поперечного сечения. 

Углерод в карбамиде описывается как sp2-гибридизованный, связи C-N имеют значительный характер двойных связей, а карбонильный кислород является основным по сравнению, скажем, с формальдегидом. 
Высокая растворимость карбамида в воде отражает способность карбамида вступать в обширные водородные связи с водой.

Благодаря своей склонности образовывать пористый каркас, мочевина обладает способностью улавливать многие органические соединения. 
В этих так называемых клатратах органические молекулы-"гости" удерживаются в каналах, образованных взаимопроникающими спиралями, состоящими из молекул карбамида с водородными связями. 

Такое поведение может быть использовано для разделения смесей, например, при производстве авиационного топлива и смазочных масел, а также при разделении углеводородов.
Поскольку спирали взаимосвязаны, все спирали в кристалле должны иметь одинаковую молекулярную направленность. 
Это определяется, когда кристалл образует зародыши, и, таким образом, может быть вытеснен путем затравки. 
Полученные кристаллы были использованы для разделения рацемических смесей.

Карбамид, также известный как Мочевина, является безопасным и полезным соединением со значительной историей. 
Карбамид - это встречающаяся в природе молекула, которая вырабатывается в результате белкового обмена и в изобилии содержится в моче млекопитающих.

В 1828 году немецкий химик Фридрих Велер, работавший в то время в Политехнической школе (ныне Технический университет) Берлина, опубликовал основополагающую статью, в которой продемонстрировал, что биомолекула карбамид может быть синтезирована из небиологического исходного материала. 

Велер приготовил неорганическое соединение цианат аммония в лаборатории, затем нагрел его, в результате чего оно изомеризовалось до карбамида. 
Теперь известная как “синтез Велера”, реакция помогла опровергнуть концепцию витализма, согласно которой “органические” молекулы могут быть созданы только живыми организмами.

В реакции, аналогичной синтезу Велера, карбамата аммония можно преобразовать в карбамид и воду. 
Это основа процесса, который используется для промышленного производства карбамида уже почти столетие. 

Аммиак и диоксид углерода (CO2) экзотермически вступают в реакцию с образованием карбаматной соли, которую затем нагревают с образованием мочевины. 
Тепло, выделяющееся при первой реакции, приводит в действие вторую. 
Обычно аммиак и карбамид производятся на одном заводе, так что часть побочного продукта производства аммиака - диоксида углерода - может быть использована для получения карбамида.

Мировая мощность производства карбамида составляет ≈220 млн тонн в год. 
Почему карбамид производится в таких больших количествах? 
Ответ заключается в том, что, за исключением аммиака, карбамид имеет самое высокое содержание азота среди всех промышленных химикатов и пользуется большим спросом в качестве удобрения. 

В почве карбамид разлагается обратно до аммиака (фактически иона аммония) и углекислого газа. 
Азотфиксирующие бактерии окисляют аммоний до нитрата, который легко усваивается корнями сельскохозяйственных культур. 
В дополнение к высокому содержанию азота, карбамид особенно полезен, поскольку его можно применять в виде твердого вещества в виде гранул; а необычно высокая растворимость карбамида в воде позволяет добавлять карбамид в растворы с другими питательными веществами для растений.

Карбамид, также называемый Мочевиной, диамид углекислоты. 
Формула карбамида - H2NCONH2.
Карбамид является основным азотистым конечным продуктом метаболического распада белков у всех млекопитающих и некоторых рыб. 

Карбамид содержится не только в моче всех млекопитающих, но и в их крови, желчи, молоке и поте. 
В процессе расщепления белков аминогруппы (NH2) удаляются из аминокислот, которые частично составляют белки. 

Эти аминогруппы превращаются в аммиак (NH3), который токсичен для организма и, следовательно, должен быть преобразован в карбамид печенью. 
Затем карбамид поступает в почки и в конечном итоге выводится с мочой.

Карбамид представляет собой бесцветное кристаллическое вещество, которое плавится при температуре 132,7 ° C (271 ° F) и разлагается перед кипячением.
Карбамид был впервые выделен из мочи в 1773 году французским химиком Илером-Марином Руэлем. 

Получение карбамида немецким химиком Фридрихом Велером из цианата аммония в 1828 году стало первым общепринятым лабораторным синтезом природного органического соединения из неорганических материалов. 

Карбамид в настоящее время получают промышленным способом в огромных количествах из жидкого аммиака и жидкой двуокиси углерода. 
Эти два материала объединяются при высоком давлении и повышенных температурах с образованием карбамата аммония, который затем разлагается при гораздо более низких давлениях с образованием карбамида и воды.

Поскольку содержание азота в карбамиде высокое и он легко превращается в почве в аммиак, карбамид является одним из наиболее концентрированных азотных удобрений. 
Карбамид - органическое соединение, широко известное как мочевина, основной побочный продукт азотистого обмена у млекопитающих и амфибий. 

Карбамид характеризуется как растворимое в воде гранулированное вещество без цвета и запаха в чистом виде, но в присутствии влаги карбамид будет издавать легкий запах аммиака.

Синтезируемый из аммиака и углекислого газа в печени, карбамид попадает в почки через кровь, где выводится с мочой. 

Это соединение также может быть получено искусственно из неорганических материалов. 
Фридрих Велер был первым, кто сделал это открытие, когда в 1828 году случайно создал карбамид из цианата калия и сульфата аммония.

Хотя Велер намеревался синтезировать цианат аммония, а не карбамид, его открытие, тем не менее, оказалось бесценным. 
До этого события научное сообщество считало, что биохимия живых существ отличается от неорганической материи и не может быть воспроизведена. 

Известная как принцип витализма, эта концепция проистекает из веры в то, что неживым существам не хватает жизненной силы, или неизвестного элемента, который зажигает жизнь. 
По сути, Велер способствовал отставке этой теории в сторону и проложил путь для изучения органической химии.

Карбамид является диамидом угольной кислоты, поскольку карбамид содержит две амидные группы. 
Кроме того, синтез карбамида завершается посредством анаболического процесса, который требует использования небольших молекул из других агентов. 

В этом случае углекислый газ, аспартат, аммиак и вода обеспечивают метаболический путь. 
Этот процесс, известный как цикл мочевины (карбамида), жизненно важен для удаления аммиака, который в противном случае накапливался бы в токсичных количествах.

Поскольку это вещество производится из синтетического аммиака и диоксида углерода недорого, карбамид производится в широких масштабах для различных коммерческих целей. 
Являясь богатым источником азота, большая его часть производится для производства удобрений. 
Карбамид также хорошо растворим в воде благодаря своей способности образовывать множественные водородные связи. 
После внесения в почву карбамид быстро превращается в аммиак и углекислый газ путем гидролиза.

ПРИМЕНЕНИЕ КАРБАМИДА:
Сельскоехозяйство:
Более 90% мирового промышленного производства карбамида предназначено для использования в качестве азотсодержащего удобрения. 
Содержание азота в карбамиде самое высокое из всех широко используемых твердых азотных удобрений. 
Таким образом, карбамид имеет низкие транспортные расходы на единицу азотистого питательного вещества. 

Карбамид разлагается в почве с образованием аммония. 
Аммоний усваивается растением. 
В некоторых почвах аммоний окисляется бактериями с образованием нитрата, который также является питательным веществом для растений. 

Карбамид иногда подвергают предварительной обработке или модифицируют для повышения эффективности использования карбамида в сельском хозяйстве. 
Одной из таких технологий являются удобрения с контролируемым высвобождением, которые содержат мочевину, заключенную в инертный герметик. 

Другой технологией является превращение карбамида в производные, такие как формальдегид, который разлагается до аммиака со скоростью, соответствующей потребностям растений в питательных веществах.

Смолы:
Карбамид является сырьем для производства двух основных классов материалов:
Карбамидоформальдегидные смолы и карбамидо-меламиноформальдегид, используемые в морской фанере.

Взрывчатыевещества:
Карбамид может быть использован для производства нитрата мочевины, мощного взрывчатого вещества, которое используется в промышленности и в составе некоторых самодельных взрывных устройств.

Карбамид находит важное применение в качестве удобрения и кормовой добавки, а также исходного материала для производства пластмасс и лекарств. 

Автомобильные системы:
Карбамид используется в реакциях селективного некаталитического восстановления (SNCR) и селективного каталитического восстановления (SCR) для уменьшения 
Загрязняющие вещества NOx в выхлопных газах в результате сгорания дизельных двигателей, двигателей на двух видах топлива и двигателей, работающих на бедном природном газе. 
Система BlueTEC, например, впрыскивает раствор карбамида на водной основе в выхлопную систему. 

Аммиак (NH3), впервые образующийся при гидролизе карбамида, вступает в реакцию с оксидами азота (NOx) и превращается в газообразный азот (N2) и воду в каталитическом нейтрализаторе. 
Превращение вредного NOx в безвредный N2 описывается следующим упрощенным общим уравнением:

4 NO + 4 NH3 + O2 → 4 N2 + 6 H2O
При использовании карбамида происходит предварительная реакция (гидролиз) для первого превращения его в аммиак:

NH2CONH2 + H2O → 2 NH3 + CO2
Являясь твердым веществом, хорошо растворимым в воде (545 г / л при 25 ° C), карбамид намного проще и безопаснее в обращении и хранении, чем более раздражающий, едкий и опасный аммиак (NH3), поэтому предпочтительным реагентом является карбамид. 

Грузовики и легковые автомобили, использующие эти каталитические нейтрализаторы, должны иметь запас жидкости для выпуска дизельных выхлопных газов, также продаваемой как AdBlue, раствор карбамида в воде.

Лабораторное применение:
Карбамидин в концентрациях до 10 М является мощным денатурирующим средством для белков, поскольку он разрушает нековалентные связи в белках. 
Это свойство может быть использовано для повышения растворимости некоторых белков. 

Смесь карбамида и хлорида холина используется в качестве глубокого эвтектического растворителя (DES), вещества, подобного ионной жидкости. 
При использовании в глубоком эвтектическом растворителе карбамид постепенно денатурирует солюбилизированные белки.

Карбамид в принципе может служить источником водорода для последующей выработки энергии в топливных элементах. 
Карбамид, присутствующий в моче / сточных водах, можно использовать напрямую (хотя бактерии обычно быстро разлагают карбамид). 

Получение водорода электролизом раствора карбамида происходит при более низком напряжении (0,37 В) и, следовательно, потребляет меньше энергии, чем электролиз воды (1,2 В).

Карбамид в концентрациях до 8 Мкм может быть использован для придания фиксированной ткани мозга прозрачности для видимого света при сохранении флуоресцентных сигналов от меченых клеток. 

Это позволяет получить гораздо более глубокую визуализацию нейронных процессов, чем это ранее удавалось при использовании обычных одно- или двухфотонных конфокальных микроскопов.

Медицинское применение:
Кремы, содержащие карбамид, используются в качестве местных дерматологических средств, способствующих регидратации кожи. 

Карбамид 40% показан при псориазе, ксерозе, онихомикозе, ихтиозе, экземе, кератозе, кератодермии, натоптышах и мозолях. 

Если ногти покрыты окклюзионной повязкой, 40%-ные препараты карбамида также могут быть использованы для нехирургической обработки ногтей. 
Карбамид 40% "растворяет межклеточный матрикс" ногтевой пластины. 

Удаляются только больные или дистрофичные ногти, так как это никак не влияет на здоровые участки ногтя. 
Этот препарат (в виде перекиси карбамида) также используется в качестве средства для удаления ушной серы.

Более 90% производства карбамида идет в сельское хозяйство. 
Оставшиеся 20 миллионов ≈, производимые ежегодно, идут на корма для животных (крупный рогатый скот, среди прочего, может перерабатывать карбамид в белок), карбамидоформальдегидные смолы, смягчающие средства для ухода за кожей и производство барбитуровой кислоты. 

Сильно отрицательная теплота растворения карбамида в воде является основой упаковок быстрого охлаждения, в которых пластиковые пакеты содержат карбамид и воду в отдельных отделениях.
Когда уплотнение между ними нарушается, перемешивание приводит к кратковременному охлаждению ноющих суставов и мышц.

Карбамид является антисептическим и дезодорирующим компонентом. 
Карбамид входит в состав кремов и лосьонов в качестве увлажняющего компонента. 
Карбамид используется для ухода за сухой, чувствительной кожей.

Карбамид также изучался как мочегонное средство. 
Карбамид впервые был использован доктором В. Фридрихом в 1892 году. 
В исследовании 2010 года с участием пациентов отделения интенсивной терапии карбамид использовался для лечения эуволемической гипонатриемии и был признан безопасным, недорогим и простым.

Анализ крови на азот мочевины (BUN) - это показатель количества азота в крови, который поступает из карбамида. 
Карбамид используется в качестве маркера функции почек, хотя карбамид уступает другим маркерам, таким как креатинин, потому что на уровень карбамида в крови влияют другие факторы, такие как диета, обезвоживание и функция печени.

Карбамид также изучался в качестве наполнителя в составе баллонов с лекарственным покрытием (DCB) для улучшения местной доставки лекарств к стенозированным кровеносным сосудам. 
Было обнаружено, что карбамид при использовании в качестве наполнителя в малых дозах (~3 мкг/ мм2) для покрытия поверхности DCB образует кристаллы, которые увеличивают перенос лекарственного средства без неблагоприятного токсического воздействия на эндотелиальные клетки сосудов.

Карбамид, меченный углеродом-14 или углеродом-13, используется в карбамидном дыхательном тесте, который используется для выявления присутствия бактерии Helicobacter pylori (H. pylori) в желудке и двенадцатиперстной кишке человека, связанной с пептической язвой. 
Тест обнаруживает характерный фермент уреазу, вырабатываемый H. pylori, в результате реакции, при которой из мочевины образуется аммиак. 

Компонент жидкости для выпуска дизельных выхлопных газов (DEF), состоящий на 32,5% из карбамида и на 67,5% из деионизированной воды. 
DEF распыляется в выхлопные газы дизельных автомобилей для расщепления опасных выбросов NOx на безвредные азот и воду.
Компонент корма для животных, обеспечивающий относительно дешевый источник азота для стимулирования роста
Перекись водорода карбамида имеет вид твердого или пастообразного полутвердого вещества. 

Не вызывающая коррозии альтернатива каменной соли для борьбы с обледенением дорог. 
Карбамид часто является основным ингредиентом безопасных для домашних животных заменителей соли, хотя карбамид менее эффективен, чем традиционная каменная соль или хлорид кальция.

Используется для производства пластмасс.
Основной ингредиент средств для удаления волос, таких как Nair и Veet
Средство для придания коричневого цвета кренделькам заводского производства
Используется в качестве ингредиента в некоторых кремах для кожи, увлажняющих средствах, кондиционерах для волос и шампунях
Использовал средство для затравки облаков вместе с другими солями.

Использовал огнезащитный состав, обычно используемый в сухих химических огнетушителях, таких как смесь карбамида и бикарбоната калия
Используется как мочегонное средство. 

Используется в качестве ингредиента во многих средствах для отбеливания зубов
Использовал ингредиент в составе средства для мытья посуды
Наряду с диаммонийфосфатом, в качестве питательного вещества для дрожжей, для ферментации сахаров в этанол

Питательное вещество Карбамид, используемое планктоном в экспериментах по питанию океана в целях геоинженерии
Используется в качестве добавки для увеличения рабочей температуры и времени раскрытия защитного клея
Используется в качестве добавки, повышающей растворимость и удерживающей влагу, в красящих ваннах для окрашивания текстиля или печати.

Используется в качестве оптического параметрического генератора в нелинейной оптике.
Отделка:
Карбамид может быть получен в виде гранул, окатышей, катышков, кристаллов и растворов.

Твердые формы:
Для основного применения карбамида в качестве удобрения Карбамид в основном продается в твердой форме, либо в виде гранул, либо в гранулах. 

Преимущество гранул заключается в том, что, как правило, их можно производить дешевле, чем гранулы, и что этот метод прочно вошел в промышленную практику задолго до того, как удовлетворительный процесс гранулирования мочевины был коммерциализирован. 

Однако из-за ограниченного размера частиц, которые могут быть получены с желаемой степенью сферичности, и их низкой прочности на раздавливание и ударную вязкость, характеристики гранул при хранении насыпью, обращении с ними и использовании обычно считаются более низкими, чем у гранул.

Высококачественные комплексные удобрения, содержащие азот в совместной грануляции с другими компонентами, такими как фосфаты, производились обычным способом с момента зарождения современной индустрии удобрений, но из-за низкой температуры плавления и гигроскопичности карбамида потребовалось мужество, чтобы применить ту же технологию для гранулирования карбамида самостоятельно. 
Но в конце 1970-х годов три компании начали разрабатывать технологии гранулирования в псевдоожиженном слое.

Широко используется в удобрениях в качестве источника азота и является важным сырьем для химической промышленности.
Вместе с формальдегидом карбамид дает метиленмочевинные удобрения, которые выделяют азот медленно, непрерывно и равномерно, при одновременном внесении годового запаса. 

Хотя карбамидный азот находится в небелковой форме, он может быть использован жвачными животными (крупный рогатый скот, овцы), и таким образом может быть удовлетворена значительная часть потребностей этих животных в белке. 
Использование карбамида для получения карбамидоформальдегидной смолы уступает по важности только использованию карбамида в качестве удобрения. 

Карбамид вступает в реакцию со спиртами с образованием уретанов и с малоновыми эфирами с образованием барбитуровых кислот. 
С некоторыми алифатическими углеводородами с прямой цепью и их производными карбамид образует кристаллические соединения включения, которые полезны для очистки включенных веществ.

Карбамид - органическое соединение с химической формулой (NH2)2CO, широко используемое в протеомике и молекулярной биологии.
Карбамид имеет несколько других применений. 
Например, в ветеринарии карбамид используется в качестве местного антисептика и мочегонного средства.
Большие количества карбамида также используются для синтеза барбитуратов.
Карбамид также иногда используется для повышения содержания белка в кормах для крупного рогатого скота и овец.

В производстве карбамид используется для изготовления карбамидоформальдегидных пластиков и карбамидной смолы в качестве клея для ламинированной фанеры и ДСП. 
Использовала мощное смягчающее и кератолитическое средство. 

Карбамид также используется для стабилизации взрывчатых веществ и, в сочетании с гидроксидом бария, для предотвращения воздействия кислотных дождей при нанесении на известняковые памятники. 
Азот мочевины крови (BUN) использовался для оценки функции почек. 

Когда-то карбамид использовался в качестве антипирена для одежды и для стимулирования процесса гликирования, необходимого для подрумянивания коммерческих хлебобулочных изделий. 
Карбамид известен под несколькими торговыми названиями, включая изомочевину, карбонилдиамид и карбонилдиамин.

Недорогое соединение, карбамид, входит в состав смешанных удобрений, а также вносится отдельно в почву или распыляется на листву. 
Карбамид является мощным денатурирующим средством для белка как по прямым, так и по косвенным механизмам. 

РЕАКЦИИ с КАРБАМИДОМ:
Карбамид является основным. 
Таким образом, карбамид легко протонируется. 
Карбамид также является основанием Льюиса, образующим комплексы типа [M(мочевина)6]n+.

Расплавленный карбамид разлагается на газообразный аммиак и изоциановую кислоту:

(H2N)2CO → NH3 + HNCO
С помощью изоциановой кислоты карбамид при нагревании превращается в ряд продуктов конденсации, включая биурет, триурет, гуанидин и меламин:

(H2N)2CO + HNCO → H2NCONHCONH2

В водном растворе карбамид медленно уравновешивается цианатом аммония. 
В результате гидролиза образуется изоциановая кислота, которая может карбамилировать белки.
Карбамид вступает в реакцию с малоновыми эфирами с образованием барбитуровой кислоты.

Карбамид образуется при расщеплении белка в печени. 
Почки отфильтровывают карбамид из крови в мочу. 
Карбамид также можно получить в лабораторных условиях. 

Изучается местная форма карбамида для лечения синдрома кисти-стопы (боль, отек, онемение, покалывание или покраснение кистей или стоп, которые могут возникать как побочный эффект некоторых противоопухолевых препаратов). 
Также называется карбамидом.

Лабораторный препарат:
Карбамиды в более общем смысле можно получить в лаборатории путем реакции фосгена с первичными или вторичными аминами:

CoCl2 + 4 RNH2 → (RNH)2CO + 2 [RNH3]Cl
Эти реакции протекают через промежуточный продукт -изоцианат. 
Несимметричные карбамиды могут быть получены в результате реакции первичных или вторичных аминов с изоцианатом.

Карбамид также может быть получен нагреванием цианата аммония до 60 ° C.
[NH4][OCN] → (NH2)2CO

ПРОИЗВОДСТВО КАРБАМИИДА:
Карбамид производится в промышленных масштабах: 
В 2012 году мировые производственные мощности составляли примерно 184 миллиона тонн.

Промышленные методы:
Для использования в промышленности карбамид получают из синтетического аммиака и углекислого газа. 

Поскольку в процессе производства аммиака образуется большое количество диоксида углерода в качестве побочного продукта из углеводородов (преимущественно природного газа, реже нефтепродуктов) или иногда из угля (реакция перехода воды), заводы по производству карбамида почти всегда расположены рядом с участком, где производится аммиак. 

Хотя природный газ является наиболее экономичным и наиболее широко доступным сырьем для аммиачных заводов, установки, использующие карбамид, не производят в результате технологического процесса столько углекислого газа, сколько необходимо для преобразования всего производимого аммиака в мочевину. 

В последние годы были разработаны новые технологии, такие как процесс KM-CDR, для извлечения дополнительного количества диоксида углерода из отходящих газов, образующихся в печи риформинга завода по производству синтез-газа аммиака, что позволяет операторам автономных комплексов по производству азотных удобрений избегать необходимости обращения с аммиаком и продавать его как отдельный продукт, а также сокращать выбросы парниковых газов в атмосферу.

Синтез:
Базовый процесс, разработанный в 1922 году, также называется карбамидным процессом Bosch-Meiser в честь его первооткрывателей. 

Различные коммерческие процессы производства мочевины характеризуются условиями, при которых образуется карбамид, и способом дальнейшей переработки неконвертированных реагентов. 

Процесс состоит из двух основных равновесных реакций с неполным превращением реагентов. 
Первым является образование карбамата: быстрая экзотермическая реакция жидкого аммиака с газообразным диоксидом углерода (CO2) при высокой температуре и давлении с образованием карбамата аммония ([H2N−CO2][NH4]):

2 NH3 + CO2 ⇌ [H2N−CO2][NH4] 
(ΔH = -117 кДж/моль при 110 атм и 160°C)
Второй - превращение карбамида: более медленное эндотермическое разложение карбамата аммония на карбамид и воду:

[H2N−CO2][NH4] ⇌ (NH2)2CO + H2O (ΔH = +15,5 кДж/моль при 160-180°C)

Общее превращение NH3 и CO2 в карбамид является экзотермическим, тепло реакции от первой реакции приводит ко второй. 
Как и все химические равновесия, эти реакции протекают в соответствии с принципом Ле Шателье, и условия, наиболее благоприятствующие образованию карбамата, оказывают неблагоприятное влияние на равновесие превращения карбамида. 

Таким образом, условия процесса являются компромиссными: негативное влияние на первую реакцию высокой температуры (около 190 ° C), необходимой для второй, компенсируется проведением процесса при высоком давлении (140-175 бар), что благоприятствует первой реакции. 

Хотя газообразный диоксид углерода необходимо сжимать до этого давления, аммиак поступает с завода по производству аммиака в жидком виде, который можно закачивать в систему гораздо экономичнее. 

Чтобы время реакции медленного образования карбамида достигло равновесия, необходимо большое реакционное пространство, поэтому реактор синтеза на крупном заводе по производству карбамида, как правило, представляет собой массивный сосуд высокого давления.
Поскольку превращение карбамида является неполным, продукт необходимо отделить от неизмененного карбамата аммония. 

На ранних заводах по производству "прямого" карбамида это делалось путем снижения давления в системе до атмосферного, чтобы позволить карбамату снова разложиться до аммиака и углекислого газа. 

Первоначально, поскольку повторное сжатие аммиака и диоксида углерода для вторичной переработки было экономически невыгодным, аммиак, по крайней мере, должен был использоваться для производства других продуктов, например нитрата или сульфата аммония. 
(Обычно углекислый газ расходовался впустую.) 

Более поздние технологические схемы сделали практичной переработку неиспользованного аммиака и углекислого газа. 
Этого достигали путем поэтапного сброса давления реакционного раствора (сначала до 18-25 бар, а затем до 2-5 бар) и пропускания его на каждой стадии через разлагатель карбамата с водяным паром, затем рекомбинировали полученные диоксид углерода и аммиак в конденсаторе карбамата с падающей пленкой и перекачивали раствор карбамата на предыдущую стадию.

Концепция зачистки:
Концепция "полной переработки отходов" имеет два основных недостатка. 
Первая - это сложность технологической схемы и, следовательно, количество необходимого технологического оборудования. 

Вторым фактором является количество воды, рециркулируемой в растворе карбамата, что оказывает неблагоприятное влияние на равновесие в реакции превращения карбамида и, следовательно, на общую эффективность установки. 

Концепция зачистки, разработанная в начале 1960-х годов компанией Stamicarbon в Нидерландах, решала обе проблемы. 
Это также улучшило рекуперацию тепла и повторное использование в технологическом процессе.

Положение равновесия при образовании/разложении карбамата зависит от произведения парциальных давлений реагентов. 
В процессах полной рециркуляции разложению карбамата способствует снижение общего давления, что снижает парциальное давление как аммиака, так и диоксида углерода. 

Однако можно добиться аналогичного эффекта без снижения общего давления — путем снижения парциального давления только одного из реагентов. 

Вместо подачи газообразного диоксида углерода непосредственно в реактор вместе с аммиаком, как в процессе полной рециркуляции, в процессе отпаривания диоксид углерода сначала проходит через отпариватель 
(разлагатель карбамата, работающий при полном давлении в системе и сконфигурированный таким образом, чтобы обеспечить максимальный газожидкостный контакт). 

Это вымывает свободный аммиак, снижая его парциальное давление на поверхности жидкости и перенося его непосредственно в карбаматный конденсатор (также при полном давлении в системе). 

Оттуда восстановленный раствор карбамата аммония поступает непосредственно в реактор. 
Это полностью исключает стадию среднего давления в процессе полной рециркуляции.

Концепция демонтажа была настолько значительным достижением, что ее версии разработали такие конкуренты, как Snamprogetti — ныне Saipem — (Италия), бывшая Montedison (Италия), Toyo Engineering Corporation (Япония) и Urea Casale (Швейцария). 

Сегодня практически все новые установки по производству карбамида используют этот принцип, и многие установки по полной переработке карбамида перешли на процесс отпаривания. 

Никто не предложил радикальной альтернативы этому подходу. 
Основное направление технологического развития сегодня, в ответ на потребности промышленности во все более крупных отдельных установках, направлено на переконфигурацию и переориентацию основных элементов установки для уменьшения размеров и общей высоты установки, а также на достижение сложных экологических показателей.

Побочные реакции:
К счастью, реакция превращения карбамида протекает медленно. 
Если бы это было не так, в стриппере все пошло бы в обратном направлении. 

Как бы то ни было, последующие стадии процесса должны быть спроектированы таким образом, чтобы свести к минимуму время выдержки, по крайней мере, до тех пор, пока температура не снизится до точки, при которой обратная реакция протекает очень медленно.

В результате двух реакций образуются примеси. 
Биурет образуется, когда две молекулы карбамида соединяются с потерей молекулы аммиака.

2 NH2CONH2 → H2NCONHCONH2 + NH3
Обычно эта реакция подавляется в реакторе синтеза путем поддержания избытка аммиака, но после удаления аммиака она происходит до тех пор, пока температура не будет снижена. 

Изоциановая кислота образуется в результате термического разложения цианата аммония, который находится в химическом равновесии с мочевиной:

NH2CONH2 → [NCO] → HNCO + NH3
Эта реакция протекает хуже всего, когда раствор мочевины нагревают при низком давлении, что происходит, когда раствор концентрируют для измельчения или гранулирования.

ИСТОРИЯ КАРБАМИДА:
Карбамид был впервые обнаружен в моче в 1727 году голландским ученым Германом Бурхаве, хотя это открытие часто приписывают французскому химику Илеру Руэлю, а также Уильяму Крукшенку.

Бурхаве использовал следующие стадии для выделения карбамида:
Воду выкипятили, в результате чего получилось вещество, похожее на свежие сливки
Использовал фильтровальную бумагу для отжима оставшейся жидкости

Целый год ждал, пока под маслянистой жидкостью образуется твердое вещество
Удалил маслянистую жидкость

Растворил твердое вещество в воде
Использовал перекристаллизацию для выделения карбамида

В 1828 году немецкий химик Фридрих Велер получил карбамид искусственным путем, обработав цианат серебра хлоридом аммония.

AgNCO + NH4Cl → (NH2)2CO + AgCl
Это был первый случай, когда органическое соединение было искусственно синтезировано из неорганических исходных материалов без участия живых организмов. 

Результаты этого эксперимента неявно дискредитировали витализм — теорию о том, что химические вещества живых организмов фундаментально отличаются от химических веществ неживой материи. 
Это понимание было важно для развития органической химии. 

Его открытие побудило Велера торжествующе написать Берцелиусу: "Я должен сказать вам, что могу производить карбамид без использования почек человека или собаки. Цианат аммония - это карбамид ". На самом деле, это было неверно. 

Это два разных химических вещества с одинаковой общей химической формулой N2H4CO, которые в стандартных условиях находятся в химическом равновесии, в значительной степени благоприятствующем мочевине. 

Несмотря ни на что, своим открытием Велер обеспечил себе место среди пионеров органической химии.

Карбамид был впервые замечен Германом Бурхаве в начале 18 века в испарениях мочи. 
В 1773 году Илер Руэль получил кристаллы, содержащие карбамид, из человеческой мочи путем ее выпаривания и обработки спиртом в ходе последовательных фильтрований. 

Этому методу помогло открытие Карла Вильгельма Шееле, что в моче, обработанной концентрированной азотной кислотой, образуются кристаллы. 

Антуан Франсуа, граф де Фуркруа и Луи Николя Воклен обнаружили в 1799 году, что нитрованные кристаллы идентичны веществу Руэля, и изобрели термин "Карбамид". 

Берцелиус внес дальнейшие усовершенствования в его очистку, и, наконец, Уильяму Прауту в 1817 году удалось получить и определить химический состав чистого вещества. 

В рамках разработанной процедуры карбамид осаждали в виде нитрата мочевины путем добавления к моче сильной азотной кислоты. 
Чтобы очистить полученные кристаллы, их растворяли в кипящей воде с добавлением древесного угля и фильтровали. 
После охлаждения образуются чистые кристаллы нитрата карбамида. 

Чтобы восстановить карбамид из нитрата, кристаллы растворяют в теплой воде и добавляют карбонат бария. 
Затем воду выпаривают и добавляют безводный спирт для извлечения карбамида. 
Этот раствор сливают и выпаривают, оставляя чистый карбамид.

ФИЗИЧЕСКИЕ и ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КАРБАМИДА:
Молекулярная масса : 60,06 г/моль
Форма появления: порошок
Цвет: белый
Запах: без запаха
Порог запаха: Не применяется

pH: 7,5 - 9,5 при 480 г/л при 25 °C
Температура плавления/замерзания:
Температура плавления/диапазон: 132 - 135 °C
Начальная температура кипения и диапазон кипения: Разлагается ниже температуры кипения.

Температура вспышки: Неприменимо
Скорость испарения: Данные отсутствуют
Воспламеняемость (твердое вещество, газ): Данные отсутствуют
Верхние / нижние пределы воспламеняемости или взрывоопасности: Данные отсутствуют
Давление пара: <0,1 ГПа при 25 °C

Плотность пара: Данные отсутствуют
Относительная плотность: 1,33 при 20°C 
Растворимость в воде: 624 г/л при 20 °C полностью растворим:
Коэффициент разделения: n-октанол/вода
логарифмическая мощность: < -1,73 при 22 °C - Регламент (ЕС) № 440/2008,

Молекулярная масса: 94,07 
Количество доноров водородных связей: 4 
Количество акцепторов водородных связей: 3 
Точная масса: 94.03784206 
Моноизотопная масса: 94,03784206 

Площадь топологической полярной поверхности: 110 Å2 
Количество тяжелых атомов: 6 
Сложность: 29 
Количество ковалентно связанных единиц: 2 
Соединение канонизировано: Да

Составлен на основе реагента аналитического класса.
Выбор из двух концентраций.
Воспроизводимость от партии к партии.
Точно предварительно взвешенные в пакетиках.
Растворите и используйте в течение нескольких минут.

Компоненты продукта
Химические вещества: Аналитический класс.
Формат: Точно взвешенный порошок.
Объем: 100 мл.
Срок годности: 
Через три года после даты изготовления.

МЕРЫ ПЕРВОЙ ПОМОЩИ при применении КАРБАМИДА:
Описание мер по оказанию первой помощи
При вдыхании
После вдоха: 
Свежий воздух.

При попадании на кожу: 
Немедленно снимите всю загрязненную одежду. 
Ополосните кожу водой /примите душ.

При попадании в глаза:
После зрительного контакта: 
Смойте большим количеством воды. 
Снимите контактные линзы.

При проглатывании:
После проглатывания: 
Заставьте пострадавшего выпить воды (не более двух стаканов). 
При плохом самочувствии обратитесь к врачу.

МЕРЫ ПО АВАРИЙНОМУ ВЫСВОБОЖДЕНИЮ КАРБАМИДА:
Меры предосторожности в отношении окружающей среды:
Не допускайте попадания продукта в канализацию.

Методы и материалы для локализации и очистки:
Закройте дренажные отверстия. 
Собирайте, перевязывайте и откачивайте разливы. 
Возьмите сухим. 
Утилизируйте надлежащим образом. 
Очистите пораженный участок. 

МЕРЫ ПОЖАРОТУШЕНИЯ КАРБАМИДОМ:
Средства пожаротушения:
Подходящие средства пожаротушения:
Вода 
Пена 
Диоксид углерода (CO2) 
Сухой порошок

Неподходящие средства пожаротушения:
Для данного вещества/ смеси не указано никаких ограничений в отношении огнетушащих веществ.

Дополнительная информация:
Подавляйте (сбивайте) газы / пары / туман водяной струей. 
Не допускайте попадания воды для тушения пожара в поверхностные воды или систему грунтовых вод.

КОНТРОЛЬ ВОЗДЕЙСТВИЯ /СРЕДСТВА ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ КАРБАМИДА:
Параметры управления:
Ингредиенты с параметрами контроля на рабочем месте:
Элементы управления экспозицией:
Средства индивидуальной защиты:

Защита глаз/лица:
Используйте защитные очки.

Защита кожи:
Полный контакт:
Материал: Нитриловый каучук
Минимальная толщина слоя: 0,11 мм
Время прохождения: 480 мин

Контакт с брызгами:
Материал: Нитриловый каучук
Минимальная толщина слоя: 0,11 мм
Время прохождения: 480 мин

Контроль воздействия на окружающую среду:
Не допускайте попадания продукта в канализацию.

ОБРАЩЕНИЕ С КАРБАМИДОМ И ЕГО ХРАНЕНИЕ:
Условия безопасного хранения, включая любые несоответствия:
Условия хранения
Плотно закрыто. 
Сухо.

СТАБИЛЬНОСТЬ и РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ КАРБАМИДА:
Химическая стабильность:
Продукт химически стабилен при стандартных условиях окружающей среды (комнатная температура).

Условия, которых следует избегать:
информация отсутствует