اليوريا

اليوريا أو الكارباميد (DCI) هو مركب CO (NH2) 2 ؛ اليوريا هي مشتقات اليوريا من الصيغة العامة تلعب اليوريا دورًا مهمًا في استقلاب مركبات النيتروجين في الحيوانات وهي المادة الرئيسية المحتوية على النيتروجين في بول الأنواع البولية مثل الثدييات. وهو مادة صلبة عديمة اللون والرائحة وقابلة للذوبان في الماء بدرجة عالية وغير سامة عمليًا (LD50 من 15 جم / كجم في الفئران). مذاب في الماء ، فهو ليس حامضي ولا قاعدي. في جسم الإنسان ، يشارك في العديد من عمليات التمثيل الغذائي ، ولا سيما لإفراز النيتروجين. يتم تصنيعه في الكبد عن طريق الجمع بين جزيئين من الأمونيا (NH3) وجزيء واحد من ثاني أكسيد الكربون في دورة اليوريا. تستخدم اليوريا على نطاق واسع في الزراعة كسماد نيتروجين. كما أنها مادة خام مهمة للصناعة الكيميائية.

تم اكتشاف اليوريا الطبيعية في عام 1773 بواسطة هيلير رويل. يتكون في الكبد أثناء دورة اليوريا ، من الأمونيا التي تأتي من التحلل النهائي لثلاثة أحماض أمينية: أرجينين ، سيترولين وأورنيثين ، يتم التخلص من اليوريا الطبيعية عن طريق البول. يؤدي تحلل جميع الأحماض الأمينية الأخرى في الجسم ، بشكل مباشر أو غير مباشر ، إلى الثلاثة المذكورة سابقًا. في عام 1828 ، بعد أن أتقن توليف حامض السيانك ، نفذ فولر مركب اليوريا. من خلال معالجة حمض السيانك بالأمونيا ، يحصل على سيانات الأمونيوم التي تتجانس في اليوريا: توليف Wöhler. هذه التجربة تحدث ثورة. إنه يقدم بالفعل دليلًا على أنه من الممكن تخليق مركب عضوي خارج كائن حي.

إقرأ أيضا:الحفاظ على أسنانك

الكيمياء العضوية

ومن ثم فهو يمثل بداية الكيمياء العضوية ويعلن نهاية نظرية القوة الحيوية. استعمال سماد أهم استخدام حالي في شكل أسمدة نيتروجينية. يتم تحلل اليوريا إلى الأمونيا وثاني أكسيد الكربون عند درجة حرارة عالية أو في التربة تحت تأثير اليورياز الجرثومي 6 ، 7: ثاني أكسيد الكربون (NH2) 2 + H2O → 2 NH3 + CO2 اليوريا ، التي تحتوي على 46٪ نيتروجين ، لا يمكن استخدامها كسماد بسبب طبيعتها الرطبة العالية. يعد التقديم في حبيبات أو خرز ذات حجم متجانس ضروريًا لانتظام الانتشار. من الناحية الزراعية ، هذه تركيبة مثيرة للاهتمام لأن تمعدنها تدريجي. يستخدم بشكل عام كغطاء للمحاصيل الصيفية. يتسبب التحلل المائي لليوريا في قلونة التربة بسبب استهلاك البروتونات. يمكن أن يصل الرقم الهيدروجيني إلى 9 في المنطقة المجاورة مباشرة لحبيبات السماد 8.

من وجهة نظر بيئية ، فإن بصمتها الكربونية (إذا أخذنا في الاعتبار الانبعاثات الميدانية) أقل ملاءمة من تلك الخاصة بالأسمدة النيتروجينية الأخرى (الأمونيترات على سبيل المثال). الأعلاف الحيوانية تستخدم اليوريا (درجة الغذاء) في تغذية المجترات (باستثناء الحيوانات الأخرى). في الواقع ، الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في الكرش قادرة على استخدام مصدر النيتروجين هذا لتكوين الأحماض الأمينية التي يمكن أن يستخدمها المجترات. تُستخدم اليوريا على وجه الخصوص لموازنة الوجبات الغذائية من وجهة نظر الكائنات الدقيقة في الكرش (PDIE مقابل PDIN في PDI الفرنسي [ماذا؟] نظام أو EPO [ماذا؟] في نظام DVE الهولندي ، Darm (الأمعاء) Verteerbaar (هضم) Eiwit (بروتين) القناة الهضمية على وجه الخصوص).

إقرأ أيضا:كيف تكون ناجحًا وتحصل على ما تريد

تحسين وظيفة الكرش

عند استخدامه بشكل صحيح ، يمكن أن يساعد في تحسين وظيفة الكرش. يعد استخدامه مثيرًا للاهتمام بشكل خاص بالإضافة إلى نقص الأعلاف في النيتروجين (القش ، علف معين في المنطقة شبه الاستوائية ، إلخ). ومع ذلك ، من الضروري تجنب الزيادة فيما يتعلق بالمتطلبات ، وإلا ستحدث زيادة في التصريفات النيتروجينية من الحيوان ، وفي الحالات الشديدة ، مشاكل التمثيل الغذائي (قلاء الكرش). في الاتحاد الأوروبي ومنذ عام 2003 ، تتمتع اليوريا الغذائية بوضع المضافات الغذائية (الالتزام بوضع العلامات وتسجيل الموردين ، على وجه الخصوص) 9. تحظر بعض قنوات الجودة المتمايزة استخدامه. مواد بلاستيكية تُستخدم اليوريا في الكيمياء الصناعية لتوليف البلاستيك بالحرارة الذي يُطلق عليه اسم aminoplasts.

تتكون هذه المجموعة من البلاستيك بشكل أساسي من “راتنجات اليوريا فورمالدهايد” (يوريا فورمالدهيد ، اختصار UF) و “راتنجات الميلامين فورمالدهايد” والتي تسمى أيضًا “الميلامين” (اختصار MF) حيث يتم استبدال اليوريا بأحد مشتقاتها. ، الميلامين (1) ، 3،5-تريازين-2،4،6-تريامين). أكاسيد عامل اختزال النيتروجين يتم استخدام محلول اليوريا المائي بنسبة 32.5٪ ، والذي يتم تسويقه تحت اسم AdBlue ، بشكل متزايد في المركبات التي تعمل بالديزل (الحافلات ومركبات البضائع الثقيلة والسيارات وما إلى ذلك) من أجل تقليل انبعاثات الأكسيد والنيتروجين.

إقرأ أيضا:الربيع : موسم الكبد

يتم حقن محلول اليوريا المائي بنسبة 32.5٪ في أنبوب العادم قبل محفز SCR (المخفض التحفيزي الانتقائي). بسبب ارتفاع درجة الحرارة ، تتحلل اليوريا إلى أمونيا وثاني أكسيد الكربون. تتفاعل الأمونيا بدورها مع أكاسيد النيتروجين لتشكل ، من خلال تفاعل اختزال ، نيتروجين وماء. على سبيل المثال ، مع أول أكسيد النيتروجين ، يتم كتابة التفاعل: 4 NO + 4 NH3 + O2 → 4 N2 + 6 H2O. الهدف من هذه التقنية هو تمكين المركبات من الامتثال للمعايير الدولية بشأن انبعاثات عادم المركبات (على سبيل المثال: EURO610).

الأظافر الفطرية

مستحضرات التجميل يعمل اليوريا على تليين الأظافر المفرطة التقرن (الأظافر الفطرية) ، ويستخدم بجرعات صغيرة في كريمات اليدين والقدمين ، فيعمل على تنعيم البشرة. الكيمياء الحيوية في الكيمياء الحيوية ، تُستخدم اليوريا بتركيز عالٍ في محلول مائي (4 إلى 8 مول لتر – 1) كعامل تغيير طبيعة لتدمير التركيب المكاني للأحماض النووية والبروتينات. على وجه الخصوص ، يسمح بتفكك خيطي الحمض النووي المزدوج واندماج الهياكل الثانوية للحمض النووي الريبي.

تحلل الأحماض الأمينية يتم هضم الأحماض الأمينية في المعدة عن طريق الأس الهيدروجيني الحمضي والبيبسين وفي الأمعاء عن طريق البروتياز. لا يتم تخزين الأحماض الأمينية في الجسم على عكس الجلوكوز والدهون. لقد طور الجسم نظامًا كاملاً لاستخدام الأحماض الأمينية الزائدة قدر الإمكان للوقود. في الحيوانات البولية (خاصة الثدييات ، بما في ذلك البشر) ، تعتبر اليوريا المنتج الرئيسي للتخلص من أيض النيتروجين. Ureotelia هو سمة من سمات الحياة في الهواء ، بينما ammoniotelia يميز الكائنات الحية المائية.

علم الأمراض الناقص هناك عيوب في دورة اليوريا تظهر عادة بعد الولادة وتتكون من عجز في نشاط أحد الإنزيمات الأربعة الأولى في الدورة. إنه تشخيص شديد (معدل وفيات يزيد عن 50٪). يتكون العلاج من نظام غذائي مستنفد من البروتينات ، في بعض الأحيان حسب الحالة ، المخصب في الأرجينين. يتيح جزيء واحد ، وهو فينيل بوتيرات ، معالجة بعض النواقص عن طريق تجنب دورة اليوريا عن طريق التكثيف باستخدام الجلوتامين لإعطاء فينيل أسيتيل جلوتامين ، الذي يتم التخلص منه عن طريق الترشيح الكلوي الفائق. التفاعلات البيوكيميائية في الميتوكوندريا في الميتوكوندريا ، ينتج إنزيم ، مركب فوسفات الكرباميل I (CPS I)

اليوريا:فوسفات الكرباميل

فوسفات الكرباميل من أيون الأمونيوم (NH4 +) ، ATP وثاني أكسيد الكربون (CO2). يحدث هذا التفاعل على مرحلتين ، كل منهما تستهلك جزيء ATP. يجلب الكرباميل ذرة الكربون وذرة النيتروجين إلى جزيء اليوريا في المستقبل. يجب تنشيط CPS I بواسطة N-acetylglutamate ، مؤثر خيفي. في بعض الحيوانات ، بما في ذلك الأسماك الرئوية ، يتم تحفيز هذا التفاعل بواسطة CPS III. (يشارك NB CPS II في تخليق قواعد بيريميدين ، وهذا الإنزيم هو عصاري خلوي.) ثم يتكثف فوسفات الكرباميل الناتج مع الأورنيثين ليعطي سيترولين. يتم تحفيز هذا التفاعل بواسطة أورنيثين ترانس كارباميلاز (OTC). يتم تصدير السيترولين إلى السيتوبلازم عن طريق الانتشار الميسر. في السيتوبلازم 2017-fr.wp-orange-source.svg لا يذكر هذا القسم مصادره بشكل كافٍ (مارس 2021).

يتكثف السيترولين ، في وجود ATP ، مع جزيء حمض الأسبارتيك الذي يوفر ذرة النيتروجين الثانية من اليوريا. يتميز الإنزيم (سينسيز أرجينوسكسينات AS) بخصوصية إنتاج AMP من ATP ، وهو انشقاق يسمح بإطلاق طاقة تفاعل أكبر للتفاعل بفضل البيروفوسفاتاز الذي يحلل أيون البيروفوسفات المائي بعد ذلك. في الواقع ، تُظهر دراسة علم الطاقة للتفاعل أن التحلل المائي الكلاسيكي لـ ATP إلى ADP لن يوفر طاقة كافية للتفاعل ، كما أن تباين الطاقة الحرة بين الركائز الرئيسية والأرجينوسكسينات مرتفع للغاية.

ثانيًا ، يتفاعل AMP مع جزيء ATP في السيتوبلازم لتجديد ADP: أخيرًا يتم استهلاك اثنين من ATPs بالفعل. ثم يتم تحويل حمض الأرجينوسكسينيك إلى أرجينين وحمض الفوماريك بواسطة أرجينوسكسينات لياز (AL). يحفز الأرجيناز التحلل المائي للأرجينين إلى الأورنيثين واليوريا عن طريق استهلاك جزيء الماء.

اليوريا:تجديد الأورنيثين

وهكذا يتم تجديد الأورنيثين ويمكنه استعادة الميتوكوندريا لإصلاح جزيء جديد من فوسفات الكرباميل. دورة اليوريا. علم الأمراض يستخدم الجسم دورة اليوريا لإزالة السموم من الأمونيا ، وهو جزيء سام للأعصاب. إن التعطيل عن طريق طفرات إنزيمات دورة اليوريا هو سبب تشوهات دورة اليوريا. تسبب هذه الاضطرابات الوراثية نقصًا في الإنزيمات في دورة اليوريا (بشكل رئيسي نقص أورنيثين تران كارباميلاز) أو خلل في وظائف الكبد يؤدي إلى تراكم الأمونيا في الدم.

ينشأ اعتلال الدماغ الكبدي من فرط أمونيا الدم. زيادة اليوريا دون زيادة الكرياتينين (زيادة نسبة اليوريا إلى الكرياتين) في مريض فقر الدم لصالح نزيف الجهاز الهضمي العلوي. في الواقع ، يؤدي هضم الدم إلى إطلاق الكثير من الأحماض الأمينية المسؤولة عن زيادة اليوريا من أصل خارج كلوي (الكرياتينين المستقر).

تسمح الجرعة المنخفضة (32.5٪ من محلول اليوريا) بالنقل والتخزين والاستخدام الآمنين (بصرف النظر عن مخاطر الحساسية عن طريق التلامس أو الاستنشاق 9). إنه مركب مستقر بمرور الوقت ويسهل التعامل معه ، على عكس الأمونيا النقية ، وهو مكون خطير على الأشخاص والمواد والحيوانات والبيئة. لذلك فهو حل مفيد للغاية من الناحية الفنية. يسمح الاستهلاك المنخفض المطلوب للتفاعل بإعادة التعبئة بشكل متكرر ويقلل من تأثير هذا الخزان من حيث المساحة على الهيكل (الاستهلاك مقارنة بالديزل من 3 إلى 8٪ من محلول اليوريا 10،4). هذه الأنظمة قيد الاستخدام حاليًا في أوروبا وكذلك في اليابان وسنغافورة.

الشركات الأوروبية المصنعة لمركبات البضائع الثقيلة

تقدم جميع الشركات الأوروبية المصنعة لمركبات البضائع الثقيلة (الشاحنات والحافلات وعربات القمامة وما إلى ذلك) تقريبًا مركبات مزودة بنظام SCR من أجل تلبية معيار Euro 5 الذي يسمح به هذا النظام. ومع ذلك ، فإن هذه الأنظمة حساسة للشوائب في محلول اليوريا ، الأمر الذي يتطلب الحفاظ على جودة عالية في تحضير المحلول ، وهي الجودة المحددة في معيار ISO 22241 الذي يتكون من أربعة أجزاء (متطلبات الجودة ؛ طرق الاختبار ؛ المناولة). ، النقل والتخزين ؛ واجهة الملء) 11. نما استخدام AUS 32 مع تطبيق معايير الانبعاثات Euro 4 و Euro 5 و Euro 6 التي تهدف إلى تقليل انبعاثات أكاسيد النيتروجين (NOx) من مركبات البضائع الثقيلة. كما ستتأثر آلات الأشغال العامة والآلات الزراعية والمرافق والمركبات الخاصة في السنوات القادمة.

تطلب الاستخدام المتزايد لتكنولوجيا SCR في أوروبا إنشاء شبكات توزيع فعالة. يمكن شراء AdBlue في الخزانات من الشركات المصنعة ومن مضخات محطات التعبئة. المنتجون الأوروبيون الرئيسيون هم Yara1 و Borealis (سابقًا GPN من مجموعة Total) و BASF و Greenchem9،1 و Kruse و Dehon SA و Dureal و AMI [المرجع. من الضروري]. تخضع السيارات الخاصة الآن للوائح الأوروبية التي تحد من انبعاثات ثاني أكسيد النيتروجين. تستجيب كل مركبة لمتطلبات محددة للتعبئة (على سبيل المثال: حجم وموقع الخزان ، تنبيه