Mikä on karbamidi?

Karbamidi on orgaaninen yhdiste, joka tunnetaan yleisesti ureana, joka on nisäkkäiden ja sammakkoeläinten typen metabolian ensisijainen sivutuote. Se luonnehditaan vesiliukoiseksi, väritöntä ja hajutonta rakeiseksi aineeksi puhtaassa tilassaan, mutta kosteuden läsnä ollessa siitä tulee lievä ammoniakin haju.
Ammoniakista ja hiilidioksidista maksassa syntetisoitu karbamidi kulkee munuaisiin veren kautta, missä se erittyy virtsaan. Tämä yhdiste voidaan valmistaa myös keinotekoisesti epäorgaanisista materiaaleista. Friedrich Wöhler teki tämän löydön ensimmäisenä, kun hän loi sen vahingossa kaliumsyanaatista ja ammoniumsulfaatista vuonna 1828.

Vaikka Wöhler oli aikonut syntetisoida ammoniumsyanaattia eikä karbamidia, hänen löydönsä osoittautui kuitenkin korvaamattomaksi. Ennen tätä tapahtumaa tiedeyhteisö katsoi, että elävien olentojen biokemia eroaa muista kuin orgaanisista aineista eikä niitä voida toistaa. Tämä käsite, joka tunnetaan vitalismin periaatteena, johtui uskomuksesta, että ei-elävistä asioista puuttui elintärkeä voima tai tuntematon elementti, joka kipinöi elämää. Itse asiassa Wöhler osallistui tämän teorian syrjäyttämiseen ja tasoitti tietä orgaanisen kemian tutkimukselle.

Karbamidi on hiilihapon diamidi, koska se sisältää kaksi amidiryhmää. Lisäksi sen synteesi saadaan päätökseen anabolisella prosessilla, joka vaatii muiden aineiden pienten molekyylien hyödyntämistä. Tässä tapauksessa hiilidioksidi, aspartaatti, ammoniakki ja vesi tarjoavat aineenvaihduntareitin. Tämä prosessi, joka tunnetaan ureakiertona, on elintärkeä ammoniakin poistamiseksi, joka muuten kertyy myrkyllisiä määriä.

Koska tämä aine valmistetaan edullisesti synteettisestä ammoniakista ja hiilidioksidista, sitä valmistetaan laajasti erilaisiin kaupallisiin tarkoituksiin. Koska se on rikas typen lähde, suurin osa on valmistettu lannoitealalle. Se on myös erittäin vesiliukoinen, koska se kykenee muodostamaan useita vetysidoksia. Kun se on levitetty maaperään, se muuttuu nopeasti ammoniakiksi ja hiilidioksidiksi hydrolyysin kautta.

Karbamidilla on useita muita sovelluksia. Esimerkiksi eläinlääketieteessä sitä käytetään paikallisena antiseptisenä aineena ja diureettina. Sitä käytetään myös joskus naudan- ja lampaanrehun proteiinipitoisuuden parantamiseen.
Valmistuksessa sitä käytetään urea-formaldehydimuovien ja karbamidihartsin valmistukseen liimana laminoidulle vanerille ja lastulevylle. Sitä käytetään myös räjähteiden vakauttamiseen ja yhdistettynä bariumhydroksidiin estämään happosateiden vaikutuksia, kun niitä käytetään kalkkikivimuistomerkkeihin. Yhdistettä käytettiin kerran palonestoaineena vaatteissa ja indusoimaan glykaatioprosessi, jota tarvitaan kaupallisten leivonnaisten ruskeutumiseen. Se tunnetaan useilla kauppanimillä, mukaan lukien isourea, karbonyylidiamidi ja karbonyylidiamiini.