結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

1,3-二甲基脲，英文名 1,3-dimethylurea，簡(jiǎn)稱DMU。除此之外，還可以稱之為N,N'-二甲基脲，又或者是均二甲脲等。性狀為白色的片狀或棒狀晶體，熔點(diǎn)在101-104℃范圍內(nèi)，沸點(diǎn)在268-270℃范圍內(nèi)。極易溶于水、乙醇等，易溶于丙酮、苯等，可以溶于乙酸乙酯、乙酸丁酯等，但是在乙醚或者是汽油中完全不溶。其化學(xué)式為C3H8N2O，分子量是88.12，CAS號(hào)：96-31-1。1,3-二甲基脲結(jié)構(gòu)中含有一個(gè)羰基基團(tuán)，可以作為氫鍵的受體。此外，還含有兩個(gè)亞氨基基團(tuán)，可以作為氫鍵的給體。因此，1,3-二甲基脲與某些極性溶劑具有較強(qiáng)的相互作用力，在溶液結(jié)晶過(guò)程中溶劑具有廣泛的選擇性。

合成

1,3-二甲基脲作為咖啡因合成的主要原料，它的制備方法有很多種。（1）甲胺-尿素法：此方法原料就是甲胺氣體和尿素，實(shí)驗(yàn)中將尿素熔融后通入甲胺使其反應(yīng)，反應(yīng)中會(huì)產(chǎn)生氨氣，將其回收，然后冷卻剩余產(chǎn)物，最后將其取出，再進(jìn)行重結(jié)晶，便可得到所需的 1,3-二甲基脲產(chǎn)品；（2）甲胺-二氧化碳/一氧化碳法：此方法的原料是甲胺和一氧化碳或者是二氧化碳，實(shí)驗(yàn)中將兩種氣體混合，使其發(fā)生氣固催化反應(yīng)，得到最終產(chǎn)品；（3）甲胺-異氰酸甲酯法：此方法的原料是甲胺和異氰酸甲酯，實(shí)驗(yàn)中使兩者反應(yīng)，得到所需的1,3-二甲基脲。國(guó)內(nèi)主要采用的是甲胺-尿素法，因?yàn)榇朔椒ň哂泻艽蟮膬?yōu)點(diǎn)，如工藝操作簡(jiǎn)單、收率高而且質(zhì)量好。但是，因?yàn)樵霞装吩谥迫∩媳容^困難，技術(shù)或者是設(shè)備方面都有很大的局限性，甲胺的供應(yīng)量不足。

用途

1,3-二甲基脲作為一種尿素類化合物，在生命科學(xué)中得到了廣泛的應(yīng)用，作用不可忽視。例如有研究表明鉑-尿素類化合物具有抗癌作用，因此，對(duì)于1,3-二甲基脲的研究也是非常有意義的。1,3-二甲基脲常用于制備藥物的中間體，如茶堿、咖啡因以及一些常用精制化學(xué)品等。概括來(lái)說(shuō)，1,3-二甲基脲用途主要有：（1）用作纖維處理劑或者是交聯(lián)劑，并且不會(huì)產(chǎn)生福爾馬林；（2）可以用作硝酸纖維素的膠體劑；（3）將1,3-二甲基脲與福爾馬林混合，所得到的混合物可以用作防腐劑、防臭劑；（4）和含有環(huán)氧丙基的一類丙烯酸樹(shù)脂可以產(chǎn)生共聚；（5）在醫(yī)藥方面的應(yīng)用也非常廣泛，除了作為中間體之外，還可以作為原料，用來(lái)獲得N,N`-二甲基-4-亞氨基紫脲酸等物質(zhì)。例如：二甲基脲用于咖啡因的合成，需經(jīng)過(guò)中和、氰化、酸化、脫水、去鹽、縮合等等一系列途徑，最終的到所需要的咖啡因產(chǎn)品，其中二甲基脲起到了不可替代的作用；（6）將1,3-二甲基脲與糖精混合以后，可以有效的改善糖精的甜味。

參考文獻(xiàn)

[1]朱培培. 二甲基脲溶液熱力學(xué)及其晶型和晶習(xí)研究[D]. 天津:天津大學(xué),2016. DOI:10.7666/d.D01192048.