合成尿素的生化反应过程

合成尿素的生化反应过程


发布日期: 2016-10-24 更新日期: 2016-12-19 编辑:xuzhiping 浏览次数: 14327

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摘要: 尿素的化学名称为碳酰胺,结构式为:H2N—C一NH2。 尿素最早是从动物的排泄物(尿)中发现的。1737年,德国医生 博哈夫通过蒸发尿液得到了一种白色的结晶,称它为尿素,因此尿 素历来被视为有机物。人尿中的尿素含量为1.5%~2.0%,成人每天排出尿液1500...

尿素的化学名称为碳酰胺,结构式为:H2N—C一NH2

尿素最早是从动物的排泄物(尿)中发现的。1737年,德国医生 博哈夫通过蒸发尿液得到了一种白色的结晶,称它为尿素,因此尿 素历来被视为有机物。人尿中的尿素含量为1.5%~2.0%,成人每天排出尿液1500~2000毫升,相当于排出尿素25克左右。

那么,人和动物体内的尿素又是怎样合成的呢?这个问题在 发现尿素约200年以后才得到了完美的解决。1922年,英国生物 化学家克雷布斯和汉斯莱特发现,人和动物体内的尿素是在肝脏 中通过一个循环反应(鸟氨酸循环)合成的。直到27年后(1949 年),拉特纳等人才最终确定了合成尿素的生化反应过程如下:

1.NH3+CO2+ATP →氨基甲酰磷酸

2.氨基甲酰磷酸+鸟氨酸→瓜氨酸

3.瓜氨酸+天门冬氨酸→精氨酰琥珀酸→精氨酸

4.精氨酸→鸟氨酸+尿素

其中2~4为循环反应。因此,人与动物体内合成尿素实 际上是一种排泄体内多余氨的重要方式。

但是在19世纪初,盛行的所谓“生命力论”认为,动物合成尿 素是在一种神秘的“生命力”作用下完成的。1928年,德国化学家 武勒应用氰酸银(AgCNO)与氯化铵(NHiCl)的反应合成了尿素。德国化学家李比希曾说,武勒的“这一发 现必将打开科学中的一个新领域”。

100多年来,化学家已经掌握了多种化学合成尿素的方法,并 且早已能够用工业方法大量生产尿素。工业合成尿素通常以 C()、CU NH3为原料,先由C()与(:12合成羰基氯化物(C0C12, 又称光气),再将光气与氨进行反应即可合成尿素。

这种合成尿素的方法是1811年由英国著名化学家戴维的堂 弟J.戴维发明的。

尿素的含氮量高(46. 7%),化学性质比较稳定,而且在土壤中它 可经微生物分解生成氨与二氧化碳,其中氨可供植物吸收利用,二氧 化碳则有促进植物光合作用的功效。因此尿素是一种优质的化肥。

尿素除了用做化肥以外,还可以作为牛、羊等反刍类动物的辅 助饲料。早在1891年,一位德国的农艺师首先发现羊可以吸收和 利用尿素。原来,在反刍类动物的胃中,伺料停留的时间比较长, 而且它们的胃内还存在着大量的微生物,这些微生物可以吸收利 用尿素,并进行大量繁殖。以后这些微生物的细胞又可以被牛、羊 等消化吸收和利用。因此将少量的尿素加入牛、羊等动物的饲料 中,有提高词料的蛋白质效价的作用。

根据实验测定,将1千克尿素和7千克玉米以及少量的矿物 质营养混合在一起,其饲料价值大约与8千克大豆饼粕相当。据 说,乳牛食用掺有尿素的饲料以后,不仅可以节约10%~20%的 饲料,而且每天的产乳量可以提高10%~20%,产乳期也可延长 一个月左右,真是一举多得。

但是使用尿素作为饲料添加剂只对反刍类动物有效,而且使 用不可过量。一般每日每头家畜的使用量不宜超过它体重的 0.05%。例如,一头300千克的乳牛,每天摄人的尿素不宜超过 150克。将尿素掺入词料时,尿素的用量也不宜超过总词料量的 1%,更不能集中或兑水伺喂。尿素也不可以与没有煮熟的黄豆、 豆饼及青草等混合饲喂,否则容易造成家畜尿素中毒。

除此之外,尿素还是重要的化工原料

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