文 献 综 述

1.1 尿囊素简介

尿囊素(又称5-内酰基乙内酰脲)化学名称为1-脲基间二氮杂环戊烷-2,4-二酮或2,5-二氧代-4-咪唑烷基脲, 分子式C₄H₆O₃N₄ ,有酮式和烯醇式两种结构，通常以酮式结构存在，分子量158. 12 ,是一种无味无臭的白色结晶体,熔点228～235℃,不溶于乙醇、氯仿和乙醚等有机溶剂。在冷水中微溶,可溶于稀乙醇水溶液及丙三醇,能溶于热水,热醇和稀氢氧化钠水溶液中,在热水中随温度升高溶解度显著增加;饱和水溶液pH 为5.5。因其具有促进细胞增长、软化角质层蛋白等作用,广泛用于医药、农业、日用化工、轻工业及生物工程等领域。

目前世界上尿囊素的年生产能力约5万吨，需求市场主要是医药、化妆品和农业三大领域，由于传统工艺从天然动植物中提取天然尿囊素的含量很低、工艺复杂、成本太高，无法大规模运用，因此，通过查阅文献可知，现主要采用化学合成法提取合成尿囊素，如尿素乙醛酸直接缩合法、乙酸酸钙盐酸溶解法、尿素二氯乙酸加热法、草酸电解乙二醛氧化法、三氯乙醛合成法等。然而目前工业尿囊素的生产量远达不到人们对其的需求量，突出的供需矛盾使得尿囊素在国内、国际上都存在着很大市场空间,开发前景乐观。

1.2 尿囊素的合成

国外早在20世纪30年代就开始研究用化学方法合成尿囊素。到20世纪8O年代初，日本和法国分别实现了尿囊素的工业化生产。我国从上世纪8O年代开始研究和开发尿囊素，到9O年代已实现了工业化生产，但目前生产厂家较少且规模普遍偏小。

尿囊素的几种合成方法：以尿素和二氯乙酸为原料的加热合成法，经加热制得尿囊素，但该工艺流程较长，技术条件苛刻，设备不够简化，且以二氯乙酸计，其收率为30％左右；乙醛酸钙盐溶解法分两步进行，第一步是用硝酸氧化乙二醛，然后再加氢氧化钙制备乙醛酸钙，第二步是乙醛酸钙与尿素反应制得尿囊素； 三氯乙醛合成法以合成农药敌敌畏的中间体三氯乙醛在胲类催化剂下与尿素分批反应15小时，放置过夜后过滤，精制得产品，收率51％(以三氯乙醛计)；草酸电解还原法能耗高，工艺设备要求严，成本高，收率低；尿素乙醛酸直接缩合法其合成分两步进行, 第一步乙二醛氧化制得乙醛酸，第二步由乙醛酸和尿素缩合环化反应生成尿囊素。

综合以上各种路线，二氯乙酸法主要是乙酸氯化难以控制在二氯化阶段，且需无水操作与危险的甲醇钠存在，收率也较低；乙醛酸钙盐法反应流程长，工艺条件苛刻；三氯乙醛法因催化剂问题还处于小试阶段；草酸电解还原法不经济；尿素乙醛酸法反应温和，原料来源广泛，成本低，收率高，是目前尿囊素生产的主要方法。