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80%），且仅适用于热稳定性较好的 α- 氨基酸。
对于需要特定官能团（如羟基、卤素）的乙内酰脲衍生物，还可通过以下方法制备：
- 羟基乙内酰脲合成：以 “羟基乙酸” 为原料，与尿素在酸性条件下环化（类似氨基酸 - 尿素法），生成 5 - 羟基乙内酰脲（用于合成抗菌材料）；
- 卤代乙内酰脲合成：将未取代乙内酰脲与卤素（如 Cl₂、Br₂）在碱性条件下反应，通过 “亲电取代” 在环上引入卤素原子（如 5,5 - 二氯乙内酰脲，用作游泳池消毒剂）；
- 酶催化合成法：实验室中探索用 “脂肪酶” 催化 α- 氨基酯与脲的环化反应，在常温常压下制备乙内酰脲，具有绿色、环保的特点，但目前尚未工业化（酶成本较高）。
实际应用中，需根据目标产物（是否取代、官能团需求）、生产规模（实验室 / 工业）及安全成本，选择合适的制备路线。 乙内酰脲（Hydantoin，化学名称：2,4 - 咪唑啉二酮）的制备方法围绕其五元杂环（含两个酰胺键和一个亚胺键）的构建展开，核心思路是通过氨基、羧基、氰基等基团的环化反应形成目标结构。不同方法的原料易得性、反应条件和适用场景存在差异，以下是工业生产和实验室合成中常用的几类方法：
这是制备乙内酰脲基础、经典的方法，以简单的氨基酸 ——甘氨酸为原料，通过与氰酸盐 / 异氰酸盐的环化反应实现，适合实验室小规模合成。
甘氨酸的氨基（-NH₂）与羧基（-COOH）先与氰酸钾（KOCN）反应生成 “脲基乙酸”，再在酸性条件下（如盐酸、硫酸）脱水环化，形成乙内酰脲的五元环结构。
反应方程式：
H₂N-CH₂-COOH + KOCN → H₂N-CO-NH-CH₂-COOH（脲基乙酸）
H₂N-CO-NH-CH₂-COOH → [H⁺, Δ] → 乙内酰脲 + H₂O
- 将甘氨酸溶解于水中，加入稍过量的氰酸钾（KOCN），搅拌至完全溶解（常温即可）；
- 缓慢滴加浓盐酸（或稀硫酸），调节反应液 pH 至 1-2，此时会生成白色脲基乙酸沉淀；
- 加热回流反应 1-2 小时（温度 80-100℃），使脲基乙酸脱水环化；
- 冷却反应液，乙内酰脲结晶析出，过滤后用冷水洗涤，干燥即可得到粗品（纯度约 85-90%，可通过乙醇重结晶提纯）。
- 优点：原料（甘氨酸、氰酸钾）廉价易得，操作简单，无需复杂设备；
- 缺点：仅适用于合成 “未取代的乙内酰脲”（环上无其他基团），若需制备取代型乙内酰脲（如甲基乙内酰脲），需更换原料（如用丙氨酸替代甘氨酸）。
Bucherer-Bergs 反应是制备取代乙内酰脲（尤其是环上含烷基、芳基的衍生物）的核心方法，广泛用于工业生产（如合成医药中间体、抗菌剂前体），原料为醛 / 酮、氰化钠（NaCN）和碳酸铵（(NH₄)₂CO₃）。
- 醛 / 酮（如丙酮、苯甲醛）先与氰化钠反应生成 “氰醇”（含羟基和氰基的中间体）；
- 氰醇与碳酸铵（提供氨基和碳酸根）反应，氰基（-CN）水解为氨基甲酰基（-CONH₂），同时氨基与羟基脱水形成亚胺键；
- 终通过分子内酰胺化反应环化，生成取代乙内酰脲（取代基来自醛 / 酮的 R 基团）。
示例（以丙酮为原料合成 5,5 - 二甲基乙内酰脲）：
(CH₃)₂CO（丙酮） + NaCN → (CH₃)₂C (OH)-CN（丙酮氰醇）
(CH₃)₂C (OH)-CN + (NH₄)₂CO₃ → 5,5 - 二甲基乙内酰脲 + NH₃ + H₂O
- 反应条件：通常在高压釜中进行，温度 80-120℃，压力 0.5-1.0 MPa（利于碳酸铵溶解和反应推进）；
- 安全性：原料含氰化钠（剧毒），需严格控制反应体系 pH（碱性条件下氰化物稳定性高，避免生成 HCN 气体），工业中需配套尾气处理和废水净化设备；
- 产物多样性：通过更换醛 / 酮的种类，可合成不同取代基的乙内酰脲（如用苯甲醛合成 5 - 苯基乙内酰脲），满足不同下游需求（如医药、材料）。
- 优点：可灵活制备取代型乙内酰脲，产率高（工业级可达 90% 以上），适合大规模生产；
- 缺点：需使用剧毒氰化物，对设备和操作安全要求高，实验室中较少使用（可用毒性较低的氰酸钾替代，但产率下降）。
为避免使用氰化物，实验室中常用α- 氨基酸与尿素的熔融环化反应制备乙内酰脲，尤其适合合成 “N - 取代或 α- 取代的乙内酰脲”（如 N - 甲基乙内酰脲）。
α- 氨基酸（如 N - 甲基甘氨酸）与尿素在高温熔融状态下（150-180℃）发生 “缩合 - 环化反应”：尿素提供脲基（-NH-CO-NH₂），与氨基酸的羧基（-COOH）脱水形成酰胺键，同时氨基与脲基的另一氨基脱水环化，生成乙内酰脲。
示例（N - 甲基甘氨酸与尿素反应）：
CH₃-NH-CH₂-COOH（N - 甲基甘氨酸） + (NH₂)₂CO（尿素） → [Δ, 160℃] → N - 甲基乙内酰脲 + NH₃ + H₂O
- 将 α- 氨基酸与尿素按 1:1.2 的摩尔比混合，放入圆底烧瓶中；
- 油浴加热至 150-180℃，搅拌至混合物完全熔融（约 10-15 分钟），此时会有氨气放出（需通风处理）；
- 保持熔融状态反应 2-3 小时，直至氨气释放减少；
- 冷却后加入热水溶解，过滤去除未反应的尿素，滤液用乙酸调节 pH 至 5-6，冷却结晶得到乙内酰脲产品。
- 优点：无剧毒原料，操作安全，适合实验室小规模合成取代型乙内酰脲；
- 缺点：反应温度较高（易导致氨基酸分解），产率中等（约 70-
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